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AUTEUR :
José Antonio Martín Urrialde

Physiothérapeute. Professeur titulaire Universidad San Pablo CEU
Correspondance : José Martín Urrialde
  Faculté de Médecine
  Département de Physiothérapie
  Martin de los Heros 60 , 5 pta.

RÉSUMÉ : la cinématique articulaire traite des actions des différentes forces qui agissent sur une articulation. L’épaule, prise comme articulation complexe et de connexion entre le buste et l’extrémité supérieure, se voit contrainte de drainer et diriger de multiples forces lors de son fonctionnement.

La connaissance de ces forces permet de mieux comprendre nombre des lésions les plus fréquentes.

MOTS CLÉS : cinématique, force, épaule
ABSTRACT: Kinetics focuses over differents loads acting on some joint. The shoulder, as complex linkage between trunk an upper extremity absorbs and bears loads.

KEY WORDS: Kinetics, loads, shoulder.

LES PROBLÈMES CINÉMATIQUES LIÉS À L’ABDUCTION.

Depuis 1977 (1, 2, 3, 4, 5, 6) nombreux sont les auteurs ayant étudié les effets des différentes forces qui agissent sur l'épaule. Bergmann (7) nous a appris une donnée révélatrice : lors de l’abduction sagittale du bras, en position articulaire de 90°, la force qui agit sur le bras est égale au poids du corps.

Le poids du corps agit comme un vecteur de force sur le centre de gravité et pour cela, le poids segmentaire agit sur le centre de masse du segment considéré. Dans le cas de l’épaule, le moment cinétique du bras serait la distance perpendiculaire entre le vecteur de force, agissant sur le centre de masse et le centre de rotation de l'épaule (Image 1).

Le poids segmentaire du bras représente 5 % du total du poids du corps mais la longueur de ce dernier provoque la génération de mouvements cinétiques très élevés, puisque leur valeur est déterminée par la masse à mobiliser et par la longueur entre le point d'application de la masse et le centre de rotation du mouvement.

Le moment cinétique généré lors de l’abduction de l’épaule doit être compensé par les muscles stabilisateurs de cette dernière. L’intensité du travail effectué sera directement proportionnelle au moment cinétique à équilibrer. La flexion du coude, par exemple, diminue la valeur du moment de 50 %, puisque dans de nombreux travaux impliquant l’élévation horizontale du bras, cette flexion est une recommandation ergonomique facilement acceptable.

Autre problème à prendre à compte, la direction de la force développée lors de ce mouvement et son impact sur l'articulation gléno-humérale, principale unité articulaire du complexe de l'épaule.

Poppen (8) a établi que durant l’élévation à 60°, la force résultante agissait sur la zone supérieure du bourrelet glénoïdien, se déplaçant vers la partie caudale à mesure que l’élévation augmentait jusqu’à 90°.

Cette théorie a permis d’avancer la théorie de Lippit (9, 13) sur la stabilité articulaire établissant que la stabilité est maximale lorsque la force de réaction se situe au sein de la cavité glénoïde.

Nous serions face à la conception d’une cavité qui agit comme élément passif de la stabilité, aidée par des stabilisateurs actifs (muscles) et tout cela à l'intérieur d'un milieu de 4 cm de variation, correspondants au diamètre maximum de la cavité.

Parmi ces muscles stabilisateurs, le couple mécanique deltoïde-supra-épineux attire toute notre attention.

Son activité cinésiologique est connue par le biais du rythme scapulo-huméral de Inmann (10), qui établit que :
- Lors des 30 premiers degrés d’abduction horizontale, l’omoplate effectue de légers ajustements sur le plan frontal, au moyen de l'élévation, négligeables du point de vue biomécanique (phase de fixation).

.- Entre 30 et 170°, la mobilité de l’articulation scapulo-humérale est doublée par rapport à celle de l’articulation scapulo-thoracique.

Cette relation 2/1 a été ultérieurement remise en cause par les études de Freeman (11), et Poppen (12) qui ont respectivement accordé des ratios de l'ordre de 3/2 et de 5/4.

Il est évident que ces deux muscles agissent de manière synchronique : le supra-épineux, grâce à son court bras de levier, centre la tête humérale dans la cavité glénoïde, la stabilisant et permettant l'action du deltoïde.

Lorsque cette action de centrage n’a pas lieu, le deltoïde transmet un vecteur de force quasi parallèle à la diaphyse humérale, qui élève la tête sur la cavité glénoïde et rend l'abduction inefficace, ce qui peut conduire à la subluxation.

Sur l'image 4, on peut étudier les actions séparées de chaque muscle. En observant le rôle isolé du deltoïde, on note que (a), les vecteurs sont inégaux, ceux correspondants aux positions articulaires de 90 et 120° ayant une plus grande importance, les valeurs comprises entre 30 et 60° étant moindres. L'inverse se produit quand on observe le supra-épineux. (b) Lorsque les deux muscles agissent en même temps, (c) les vecteurs résultants sont équilibrés et suggèrent une harmonie cinétique, une stabilité et un fonctionnement normal.

LA STABILITÉ ARTICULAIRE DE L’ÉPAULE.

En terme mécanique, l’éternelle dichotomie entre la stabilité et la mobilité n’est plus un secret. L’épaule, et en particulier l’articulation gléno-humérale, semble être parvenue à un point d’équilibre dans cette lutte.

Lippitt et Matsen (13), proposent deux mécanismes complémentaires afin de garantir la stabilité de l'articulation :

  1. forces de compression intracavitaires
  2. position de la tête humérale

Avant ces travaux, la stabilité avait été conférée d’une part aux muscles intrinsèques de l'articulation et d'autre part aux ligaments gléno-huméraux.

Les études ultérieures de Howell (14) et Hoffmeyer (15) ont surtout nuancé le rôle des ligaments gléno-huméraux supérieur et inférieur, faisant sans doute de l'apport de O'Conell (16) celui qui établit le rang de fonctionnement de ce complexe ligamentaire :
-faisceaux moyen et supérieur agissent en position de repos anatomique, tels des freins au déplacement inférieur de la tête humérale.

-le faisceau moyen agit de manière sélective dans la zone médiane de l’amplitude articulaire entre 45 et 90°.

-le faisceau inférieur débute son action de stabilisateur au-delà de 100°.

Concernant le mécanisme complémentaire, nous devons prendre en compte :
- Les forces de compression intracavitaires.
La capsule articulaire renferme une cavité pressurisée (0,9 atm), laquelle est un mécanisme d’action passive (système fermé). Cependant, ce sera l’action musculaire du couple supra-épineux/deltoïde qui fera augmenter la valeur du vecteur de compression en appliquant la tête humérale contre la cavité glénoïde. (17)
Il nous semble ici indispensable de signaler le rôle déterminant de la cavité glénoïde et son orientation dans l’espace. Elle doit respecter une amplitude de 75°, un axe grand de 3,5 cm en gardant un décalage par rapport à l’axe sagittal de 3° et à l’axe horizontal de 7°.

Position de la tête humérale.
La situation mécanique idéale serait celle où n’importe quelle force de réaction entre tête et cavité, s’inscrirait dans la surface articulaire de cette dernière.

C’est sur ce principe que se superpose la forme anatomique des deux composants et leur situation dans l’espace.

Si les données sur la cavité glénoïde ne nous sont pas inconnues, il est nécessaire de noter que la tête humérale forme une demi-sphère de 150° d'amplitude, avec inclinaison de 45° et rétroversion bi-condylienne de 35°. (18)
L’observation des pièces anatomiques a démontré que la dimension antéro-postérieure de la concavité est plus petite que la supéro-inférieure et bien que le rayon de courbure soit le même dans les deux directions, la profondeur de la cavité reste le facteur déterminant : cette profondeur est plus importante dans la direction supéro-inférieure, laissant par conséquent la zone antéro-postérieure de la cavité à découvert et donc mécaniquement sans protection.

Ce fait expliquerait la plus forte prévalence de luxations antérieures ou postérieures.

LE CONFLIT SOUS-ACROMIAL COMME EXEMPLE DU COMPROMIS ENTRE STABILITÉ ET MOBILITÉ
Le conflit sous-acromial est l'un des sujets les plus communs aux discussions portant sur la pathologie sportive de l’épaule.

Depuis sa découverte comme étant l'une des causes les plus fréquentes de lésion chez les joueurs de base-ball jusqu'à sa reconnaissance comme entité clinique, des centaines d'études ont tenté de découvrir sa cause.

On a pour habitude de parler de prédisposition génétique, idée initiée par Nash (19), qui impliquerait un espace sous-acromial très étroit et une bursite primaire qui évoluerait vers une lésion du tractus tendineux de la coiffe des rotateurs.

Après 1995, Plancher et als, (20) proposent une explication mécanique, dérivée des micro-lésions, par l’étirement continu de la jonction myotendineuse du supra-épineux, lors des mouvements d’élévation/de descente : son rôle déficitaire impliquerait une prédominance mécanique du deltoïde qui ajusterait la tête humérale, atteignant le tendon du supra-épineux et provoquant sa dégénérescence.

La dernière théorie provient des études de Karduna, Willimas, Illimas y Ioanotti (21) qui ont étudié plusieurs cas de nageurs touchés par ce conflit.

Ils ont observé l’action du muscle dentelé comme rotateur de la capsule, synergiste de l’action du supra-épineux, pour permettre l’action du deltoïde.

La fatigue du muscle dentelé impliquerait une rotation insuffisante de la capsule et, par conséquent une action défectueuse du supra-épineux, qui en même temps provoquerait l'abduction du deltoïde au moyen d'une ascension de la tête humérale en reproduisant le mécanisme du conflit.

CONCLUSIONS

L’épaule, prise comme complexe articulaire, représente un mécanisme synchronique qui harmonise le travail des articulations gléno-humérale, acromio-claviculaire, sterno-claviculaire et omo-sératique.

Le compromis constant entre stabilité et mobilité requiert un équilibre précis de la position articulaire de chaque unité et surtout de la coordination dans la mise en marche des actions musculaires synergiques.

Il semble évident que le recentrage de la tête humérale au sein de la cavité glénoïde est la clé servant à obtenir un mouvement fonctionnel conforme. Toute altération de ce mécanisme favorise l'apparition d'une lésion aigüe/chronique et dont le signe principal est la douleur Kinésithérapie en orthopédie