ACTIVATION DES MUSCLES FESSIERS DURANT DES EXERCICES DE SQUAT AVEC ET SANS SWISS-BALL
Introduction
L’entraînement de la force des membres inférieurs est un élément important dans le traitement et la prévention de nombreuses pathologies. Récemment un réentraînement musculaire de la hanche a été proposé comme facteur essentiel de la réhabilitation de toutes les blessures au genou [1].
Ce concept est issu de la recherche et de la pratique clinique à la lumière des liens signalés entre la faiblesse du muscle fessier et les pathologies du genou incluant les syndromes fémoro-patellaires (SFP) [2], les syndromes de la bandelette de la bandelette ilio-tibiale (SBIT) [1]. Il est considéré que la faiblesse des fessiers contribue à une plus grande adduction et rotation médiale de la hanche ainsi qu’au valgus dynamique du genou durant l’activité, et par la suite, à une augmentation des contraintes sur l’articulation fémoro-patellaire et sur la bandelette ilio-tibiale [1].
Une adduction de hanche excessive a été signalée comme facteur prédictif du développement d’un SBIT chez les coureuses [3]. Bien que sans preuves prospectives, l’excès d’adduction et/ou de rotation interne a également été signalé comme facteur favorisant, dans certaines études transversales évaluant les patients souffrant de SBIT [4, 5, 6].
Actuellement, les preuves en faveur des liens existants entre renforcement des muscles fessiers, prise en charge des douleurs fémoro-patellaires [7-11] et SBIT, continuent de croître [3, 12]. En outre, de nombreuses améliorations sur les douleurs ont été signalées dans ces études et corrélées à l’augmentation de la force musculaire des fessiers [3, 9, 10, 12].
Au vu de ces informations, l’identification des exercices les plus appropriés pour améliorer l’activation de ces muscles semble nécessaire. De nombreux programmes de réhabilitation du genou intègrent des exercices à base de squats. Ces programmes sont basés sur l’hypothèse que l’activité musculaire induite par le mouvement de squat se rapproche de celle des mouvements fonctionnelles tels que la descente d’escaliers, le passage de la position assise à debout, la course et les sauts. De plus les exercices types « squat » intègrent le renforcement de l’ensemble du membre inférieur, y compris des muscles fessiers. Selon le niveau de l’individu, le squat pourra être réalisé en appui bi ou unipodal.
En comparaison à l’appui bipodal, l’appui unipodal permettra d’augmenter le recrutement des muscles fessiers en raison d’un plus grand besoin de stabilité au niveau du bassin et de l’augmentation du couple d’adduction de la hanche [1, 13, 14]. En 2009, Distefano et al., après étude par EMG de l’activité musculaire du moyen glutéal et du grand glutéal, ont constaté que le squat unipodal permettait de développer le plus important niveau d’activité musculaire de l’ensemble des exercices testés sur le grand glutéal, et le second plus important sur le moyen glutéal [13].
Durant les exercices de squats, un swiss-ball est fréquemment utilisé afin de créer de l’instabilité et donc de favoriser une plus grande activation musculaire. La justification de l’utilisation de ce matériel en réhabilitation est d’imposer au système musculo-squelettique une plus grande exigence du contrôle neuro-musculaire [15]. Cependant, les preuves soutenant l’efficacité de l’utilisation d’un swiss-ball pour augmenter l’activité musculaire des membres inférieurs, sont limitées.
Les objectifs de l’étude présentée aujourd’hui, publiée en juin 2013 dans le journal Physical Therapy in Sport [16], sont :
- Comparer l’activité des muscles fessiers lors d’une phase de maintien isométrique d’un squat une jambe et d’un squat deux jambes
- Evaluer l’influence de l’utilisation d’un swiss-ball durant ces exercices.
Il a été émis l’hypothèse que l’activité musculaire des fessiers serait augmentée lors du squat unipodal avec utilisation de swiss-ball.
L’entraînement de la force des membres inférieurs est un élément important dans le traitement et la prévention de nombreuses pathologies. Récemment un réentraînement musculaire de la hanche a été proposé comme facteur essentiel de la réhabilitation de toutes les blessures au genou [1].
Ce concept est issu de la recherche et de la pratique clinique à la lumière des liens signalés entre la faiblesse du muscle fessier et les pathologies du genou incluant les syndromes fémoro-patellaires (SFP) [2], les syndromes de la bandelette de la bandelette ilio-tibiale (SBIT) [1]. Il est considéré que la faiblesse des fessiers contribue à une plus grande adduction et rotation médiale de la hanche ainsi qu’au valgus dynamique du genou durant l’activité, et par la suite, à une augmentation des contraintes sur l’articulation fémoro-patellaire et sur la bandelette ilio-tibiale [1].
Une adduction de hanche excessive a été signalée comme facteur prédictif du développement d’un SBIT chez les coureuses [3]. Bien que sans preuves prospectives, l’excès d’adduction et/ou de rotation interne a également été signalé comme facteur favorisant, dans certaines études transversales évaluant les patients souffrant de SBIT [4, 5, 6].
Actuellement, les preuves en faveur des liens existants entre renforcement des muscles fessiers, prise en charge des douleurs fémoro-patellaires [7-11] et SBIT, continuent de croître [3, 12]. En outre, de nombreuses améliorations sur les douleurs ont été signalées dans ces études et corrélées à l’augmentation de la force musculaire des fessiers [3, 9, 10, 12].
Au vu de ces informations, l’identification des exercices les plus appropriés pour améliorer l’activation de ces muscles semble nécessaire. De nombreux programmes de réhabilitation du genou intègrent des exercices à base de squats. Ces programmes sont basés sur l’hypothèse que l’activité musculaire induite par le mouvement de squat se rapproche de celle des mouvements fonctionnelles tels que la descente d’escaliers, le passage de la position assise à debout, la course et les sauts. De plus les exercices types « squat » intègrent le renforcement de l’ensemble du membre inférieur, y compris des muscles fessiers. Selon le niveau de l’individu, le squat pourra être réalisé en appui bi ou unipodal.
En comparaison à l’appui bipodal, l’appui unipodal permettra d’augmenter le recrutement des muscles fessiers en raison d’un plus grand besoin de stabilité au niveau du bassin et de l’augmentation du couple d’adduction de la hanche [1, 13, 14]. En 2009, Distefano et al., après étude par EMG de l’activité musculaire du moyen glutéal et du grand glutéal, ont constaté que le squat unipodal permettait de développer le plus important niveau d’activité musculaire de l’ensemble des exercices testés sur le grand glutéal, et le second plus important sur le moyen glutéal [13].
Durant les exercices de squats, un swiss-ball est fréquemment utilisé afin de créer de l’instabilité et donc de favoriser une plus grande activation musculaire. La justification de l’utilisation de ce matériel en réhabilitation est d’imposer au système musculo-squelettique une plus grande exigence du contrôle neuro-musculaire [15]. Cependant, les preuves soutenant l’efficacité de l’utilisation d’un swiss-ball pour augmenter l’activité musculaire des membres inférieurs, sont limitées.
Les objectifs de l’étude présentée aujourd’hui, publiée en juin 2013 dans le journal Physical Therapy in Sport [16], sont :
- Comparer l’activité des muscles fessiers lors d’une phase de maintien isométrique d’un squat une jambe et d’un squat deux jambes
- Evaluer l’influence de l’utilisation d’un swiss-ball durant ces exercices.
Il a été émis l’hypothèse que l’activité musculaire des fessiers serait augmentée lors du squat unipodal avec utilisation de swiss-ball.
Méthodes
L’étude s’est portée sur une population de 19 étudiants en bonne santé (11 hommes, 8 femmes), sans antécédents de pathologie des membres inférieurs ni du rachis lombaire.
Les exercices de squat 2 jambes et 1 jambe, étaient réalisés avec et sans swiss-ball (diamètre de 55cm) dans un ordre aléatoire. Chaque exercice a été effectué 3 fois avec 30 secondes de repos entre chaque répétition. Un feedback sur l’alignement du corps et la vitesse de mouvement était donné aux participants durant les exercices.
- Squat 2 jambes : Une fois en position, dos plaqué au mur, les participants ont été invités à glisser le long du mur, jusqu’à atteindre 90° de flexion de hanches et de genoux, amplitudes mesurées par goniométrie. Après maintien de la position durant 5 secondes, les participants sont retournés en position initiale.
La phase isométrique de 5s a été retenue pour les mesures EMG. L’exercice a été réalisé avec et sans swiss-ball.
- Squat 1 jambe : (avec soutien contre le mur du membre inférieur controlatéral) : Les participants ont effectué un squat 1 jambe avec appui du membre inférieur controlatéral contre le mur. Lors de la phase de descente, il était demandé aux participants de garder autant que possible le talon en contact avec le sol.
Les mesures EMG ont été réalisées lors du maintien isométrique de 5 secondes, avec et sans swiss-ball.
L’étude s’est portée sur une population de 19 étudiants en bonne santé (11 hommes, 8 femmes), sans antécédents de pathologie des membres inférieurs ni du rachis lombaire.
Les exercices de squat 2 jambes et 1 jambe, étaient réalisés avec et sans swiss-ball (diamètre de 55cm) dans un ordre aléatoire. Chaque exercice a été effectué 3 fois avec 30 secondes de repos entre chaque répétition. Un feedback sur l’alignement du corps et la vitesse de mouvement était donné aux participants durant les exercices.
- Squat 2 jambes : Une fois en position, dos plaqué au mur, les participants ont été invités à glisser le long du mur, jusqu’à atteindre 90° de flexion de hanches et de genoux, amplitudes mesurées par goniométrie. Après maintien de la position durant 5 secondes, les participants sont retournés en position initiale.
La phase isométrique de 5s a été retenue pour les mesures EMG. L’exercice a été réalisé avec et sans swiss-ball.
- Squat 1 jambe : (avec soutien contre le mur du membre inférieur controlatéral) : Les participants ont effectué un squat 1 jambe avec appui du membre inférieur controlatéral contre le mur. Lors de la phase de descente, il était demandé aux participants de garder autant que possible le talon en contact avec le sol.
Les mesures EMG ont été réalisées lors du maintien isométrique de 5 secondes, avec et sans swiss-ball.
Résultats
Les résultats de l’analyse de la variance ont révélé des différences significatives pour l’activation musculaire des grand et moyen glutéaux dans les phases isométriques des 4 situations évaluées.
Un plus grand pourcentage de force maximale volontaire (%FMV) a été trouvé durant le squat 1 jambe en comparaison au squat 2 jambes pour le moyen glutéal (+33% de la FMV) et le grand glutéal (+21%). De plus le swiss-ball majore l’activation du grand glutéal (+7%) et a démontré une tendance vers une activation accrue du moyen glutéal (+4% de la FMV) pendant le squat 1 jambe.
Discussion
Le but de cette étude était de comparer l’activité des muscles fessiers sur quatre exercices de squats couramment utilisés en réhabilitation et en prévention des blessures du genou. Comme posé en hypothèse, il a été relevé que l’activité musculaire est plus importante durant la phase isométrique du squat unipodal, en comparaison au squat bipodal. Des changements plus subtils ont eu lieu avec l’ajout du swiss-ball, avec une majoration de l’activité musculaire du grand glutéal lors du squat unipodal.
Pour faciliter l’interprétation des résultats, les auteurs suggèrent que des niveaux plus élevés d’activité EMG lors d’un exercice conduisent à des plus importants gains de force [17] et qu’un seuil de 40% à 60% de la FMV est nécessaire pour produire des gains de force pour une population non entraînée [18]
Les résultats de cette étude indiquent que le maintien isométrique lors d’un squat 2 jambes peut être insuffisant pour produire des gains de force des muscles fessiers chez des individus sains, en raison des faibles niveaux de recrutement [17]. A l’inverse, la phase isométrique du squat 1 jambe, avec appui du membre inférieur controlatéral, peut faciliter les gains de force des muscles fessiers avec une augmentation significative du recrutement du grand et du moyen glutéal.
Le mécanisme probable de cette augmentation d’activité durant le squat 1 jambe pourrait être attribué à la majoration du couple d’adduction et de rotation médiale de hanche survenant par le transfert du centre de gravité corporel en dedans de sa base de support [13]. En raison de l’orientation des fibres musculaires, le moyen et grand glutéal sont adaptés à résister à l’augmentation du couple de la hanche
Lors de l’ajout du swiss-ball lors du squat unipodal a augmenté de manière significative l’activité musculaire du grand glutéal, dépassant le seuil nécessaire pour obtenir des gains de force (entre 40% et 60% de la FMV). Il est également à noter une tendance à l’augmentation de l’activité du moyen glutéal. Ceci indique que le swiss-ball peut être un complément utile lors du travail de squat unipodal.
Le mécanisme probable de l’augmentation d’activité des muscles fessiers durant le squat unipodal avec swiss-ball pourrait être attribué à la nécessité d’une plus grande stabilité du bassin durant un mouvement ou la hanche est instable dans les plans frontal et transversal. L’orientation des fibres musculaires des muscles fessiers les rendent particulièrement adaptés à compenser cette instabilité.
Bien que ces résultats permettent une réflexion et une orientation pratique des exercices à intégrer dans les programmes de réhabilitation (SFP, SBIT), de plus amples recherches, permettant d’étudier si les augmentations constatées de l’activité EMG des fessiers conduisent à de réels gains de force à long terme, sont nécessaires.
Texte écrit par Erwann Le Corre
Bibliographie
[1] Powers, C. M. (2010). The influence of abnormal hip mechanics on knee injury: a biomechanical perspective. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, 40(2), 42-51.
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[13] Distefano, L. J., Blackburn, J. T., Marshall, S. W., & Padua, D. A. (2009). Gluteal muscle activation during common therapeutic exercises. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, 39(7), 532-540. http://dx.doi.org/10.2519/jospt.2009.2796.
[14] Hewitt, T. E., Myer, G. D., & Ford, K. R. (2006). Anterior cruciate ligament injuries in female athletes: part 1, mechanisms and risk factors. American Journal of Sports Medicine, 34(2), 299-311.
[15] Escamilla, R. F., Lewis, C., Bell, D., Bramblet, G., Daffron, J., Lambert, S., et al. (2010). Core muscle activation during Swiss ball and traditional abdominal exercises. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, 40(5), 265-276. http:// dx.doi.org/10.2519/jospt.2010.3073.
[16] C.J. Barton, A. Kennedy, R. Twycross-Lewis, R. Woledge, P. Malliaras, D. Morrissey. (2014). Gluteal muscle activation during the isometric phase of squatting exercises with and without a Swiss ball. Physical Therapy in Sport, 15, 39-46.
[17] Ayotte, N.W., Stetts, D. M., Keenan, G., & Greenway, E. H. (2007). Electromyographical analysis of selected lower extremity muscles during 5 unilateral weight-bearing exercises. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, 37(2), 48-55.
[18] Andersen, L. L., Magnusson, S. P., Nielsen, M., Haleem, J., Poulsen, K., & Aagaard, P. (2006). Neuromuscular activation in conventional therapeutic exercises and heavy resistance exercises: implications for rehabilitation. Physical Therapy, 86(5), 683-697.
Le but de cette étude était de comparer l’activité des muscles fessiers sur quatre exercices de squats couramment utilisés en réhabilitation et en prévention des blessures du genou. Comme posé en hypothèse, il a été relevé que l’activité musculaire est plus importante durant la phase isométrique du squat unipodal, en comparaison au squat bipodal. Des changements plus subtils ont eu lieu avec l’ajout du swiss-ball, avec une majoration de l’activité musculaire du grand glutéal lors du squat unipodal.
Pour faciliter l’interprétation des résultats, les auteurs suggèrent que des niveaux plus élevés d’activité EMG lors d’un exercice conduisent à des plus importants gains de force [17] et qu’un seuil de 40% à 60% de la FMV est nécessaire pour produire des gains de force pour une population non entraînée [18]
Les résultats de cette étude indiquent que le maintien isométrique lors d’un squat 2 jambes peut être insuffisant pour produire des gains de force des muscles fessiers chez des individus sains, en raison des faibles niveaux de recrutement [17]. A l’inverse, la phase isométrique du squat 1 jambe, avec appui du membre inférieur controlatéral, peut faciliter les gains de force des muscles fessiers avec une augmentation significative du recrutement du grand et du moyen glutéal.
Le mécanisme probable de cette augmentation d’activité durant le squat 1 jambe pourrait être attribué à la majoration du couple d’adduction et de rotation médiale de hanche survenant par le transfert du centre de gravité corporel en dedans de sa base de support [13]. En raison de l’orientation des fibres musculaires, le moyen et grand glutéal sont adaptés à résister à l’augmentation du couple de la hanche
Lors de l’ajout du swiss-ball lors du squat unipodal a augmenté de manière significative l’activité musculaire du grand glutéal, dépassant le seuil nécessaire pour obtenir des gains de force (entre 40% et 60% de la FMV). Il est également à noter une tendance à l’augmentation de l’activité du moyen glutéal. Ceci indique que le swiss-ball peut être un complément utile lors du travail de squat unipodal.
Le mécanisme probable de l’augmentation d’activité des muscles fessiers durant le squat unipodal avec swiss-ball pourrait être attribué à la nécessité d’une plus grande stabilité du bassin durant un mouvement ou la hanche est instable dans les plans frontal et transversal. L’orientation des fibres musculaires des muscles fessiers les rendent particulièrement adaptés à compenser cette instabilité.
Bien que ces résultats permettent une réflexion et une orientation pratique des exercices à intégrer dans les programmes de réhabilitation (SFP, SBIT), de plus amples recherches, permettant d’étudier si les augmentations constatées de l’activité EMG des fessiers conduisent à de réels gains de force à long terme, sont nécessaires.
Texte écrit par Erwann Le Corre
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[1] Powers, C. M. (2010). The influence of abnormal hip mechanics on knee injury: a biomechanical perspective. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, 40(2), 42-51.
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