Activité electromyographique des muscles du tronc durant des exercices d’épaule à la poulie à différentes intensités
Introduction
Beaucoup de recherches ont été effectuées sur la posture et le mouvement au cours de ces dernières années avec un accent particulier sur l’entraînement de la sangle abdominale dit « core stability training » [1].
De plus, les exercices posturaux sont considérés comme un moyen de prévention des maux lombaires et utilisés comme technique de réhabilitation des patients présentant des douleurs lombaires [2].
Au centre du corps humain, plus de 29 paires de muscles stabilisent la colonne vertébrale, le bassin et les articulations de la hanche lors des divers mouvements fonctionnels [3]. Ces muscles centraux jouent un rôle important dans les mouvements du tronc et dans la stabilisation de la colonne [4].
Le gainage postural par renforcement des muscles du tronc est important pour l’activité, la vie quotidienne et le sport ainsi que pour la réhabilitation des lombalgiques car il permet de donner une base solide pour la production et la transmission des forces vers les membres inférieurs [5].
La méthode pour augmenter la stabilité posturale consiste à augmenter l’intensité, le nombre de répétitions des exercices et d’utiliser une surface d’appui instable (SAI) comme un ballon ou une plateforme d’équilibre [6]. L’utilisation de ces SAI augmente l’activité des muscles du tronc peut également être efficace lors du « core stability training » [7-9].
Les mouvements des membres et le poids corporel pendant ces exercices de stabilisation peuvent être utilisés pour fournir une résistance aux muscles du tronc [10,11]. Des exercices des épaules avec résistance augmentent l’endurance et la force des muscles stabilisateurs du tronc [12].
Plusieurs études ont été faites sur l’utilisation de SAI lors d’un entraînement des muscles du tronc [13-16], mais aucune n’ayant traité l’activité musculaire du tronc lors d’un changement d’intensité durant un exercice d’épaule à la poulie (EEP).
Cette étude publiée en 2014 dans le Journal of Physical Therapy Science s’est intéressé aux effets de l’intensité des exercices sur l’activité musculaire du tronc durant un exercice d’épaule à la poulie sur surface d’appui instable.
Beaucoup de recherches ont été effectuées sur la posture et le mouvement au cours de ces dernières années avec un accent particulier sur l’entraînement de la sangle abdominale dit « core stability training » [1].
De plus, les exercices posturaux sont considérés comme un moyen de prévention des maux lombaires et utilisés comme technique de réhabilitation des patients présentant des douleurs lombaires [2].
Au centre du corps humain, plus de 29 paires de muscles stabilisent la colonne vertébrale, le bassin et les articulations de la hanche lors des divers mouvements fonctionnels [3]. Ces muscles centraux jouent un rôle important dans les mouvements du tronc et dans la stabilisation de la colonne [4].
Le gainage postural par renforcement des muscles du tronc est important pour l’activité, la vie quotidienne et le sport ainsi que pour la réhabilitation des lombalgiques car il permet de donner une base solide pour la production et la transmission des forces vers les membres inférieurs [5].
La méthode pour augmenter la stabilité posturale consiste à augmenter l’intensité, le nombre de répétitions des exercices et d’utiliser une surface d’appui instable (SAI) comme un ballon ou une plateforme d’équilibre [6]. L’utilisation de ces SAI augmente l’activité des muscles du tronc peut également être efficace lors du « core stability training » [7-9].
Les mouvements des membres et le poids corporel pendant ces exercices de stabilisation peuvent être utilisés pour fournir une résistance aux muscles du tronc [10,11]. Des exercices des épaules avec résistance augmentent l’endurance et la force des muscles stabilisateurs du tronc [12].
Plusieurs études ont été faites sur l’utilisation de SAI lors d’un entraînement des muscles du tronc [13-16], mais aucune n’ayant traité l’activité musculaire du tronc lors d’un changement d’intensité durant un exercice d’épaule à la poulie (EEP).
Cette étude publiée en 2014 dans le Journal of Physical Therapy Science s’est intéressé aux effets de l’intensité des exercices sur l’activité musculaire du tronc durant un exercice d’épaule à la poulie sur surface d’appui instable.
Sujets et Méthodes
Vingt adultes masculins en bonne santé ont été inclus dans cette étude. Les critères d’inclusion étaient d’être en bonne santé, sans trouble musculo-squelettique, neuromusculaire ni problème cardio-vasculaire, une amplitude articulaire d’épaule normale.Les sujets ont été exclus s’ils avaient un traumatisme, une douleur, des antécédents chirurgicaux aux articulations de l’épaule ou au tronc. Les sujets ayant subis des entraînements type « core stability » dans les 3 derniers mois ont été exclus de l’étude. Les sujets ont signé un formulaire de consentement pour la participation à cette étude.48h avant de commencer le protocole, tous les participants se sont abstenus de travailler de façon excessive. 5 minutes d’exercices d’échauffement ont été réalisées avant le début de l’étude.
Avant le placement des électrodes EMG, les sites ont été préparés par abrasion de la peau avec du papier abrasif fin et de l’alcool modifié à 70°. Pour mesurer l’activité des muscles du tronc, les données ont été recueillies par EMG des grands droits (GD), des spinaux (S) et de l’oblique externe de l’abdomen (OE).
Pour les GD, les électrodes ont été placées par rapport à l’ombilic, 2cm latéralement, 1cm au-dessus et 1 cm en dessous. Pour l’OE, l’électrode a été placée à mi-distance entre l’épine iliaque antéro-supérieure et la cage thoracique. Pour les S, les électrodes ont été placées de façon parallèle à 2 cm latéralement de la ligne allant de la troisième vertèbre lombaire à la crête iliaque.
Les emplacements de toutes les électrodes ont été déterminés en utilisant la méthode rapportée par Cram et Kasman [17], et toutes les électrodes ont été placées sur le côté dominant.
L’activité musculaire du tronc a été mesurée durant un EEP avec une résistance de 14kg ou de 26kg sur une surface instable.
L’EPP consistait à réaliser une abduction, une adduction, une flexion, une extension, une rotation interne et une rotation externe de l’épaule. Les commandes de ces 6 types d’EPP ont été randomisées et les 6 exercices ont été répétés 5 fois.
Un métronome fixé à 80bpm a été utilisé pendant les exercices pour contrôler la vitesse d’exécution. Les sujets ont effectués 1 minute de repos entre chaque exercice afin de minimiser la fatigue musculaire [18]. Tous les exercices ont été réalisés avec les pieds parallèles, écartés au moins de la largeur des épaules. Les exercices d’abduction et de flexion ont été réalisés de 0° à 90° de l’amplitude articulaire de l’épaule, coude tendu. Les exercices d’adduction ont été réalisés de 90° à 0° de l’amplitude articulaire de l’épaule. Les exercices d’extension ont été réalisés de 180° à 90° de l’amplitude articulaire de l’épaule, coude en extension. Les exercices de rotation externe étaient réalisés de -45° à +45° de l’amplitude articulaire de l’épaule, coude en flexion et de +45° à -45° pour la rotation interne.
Vingt adultes masculins en bonne santé ont été inclus dans cette étude. Les critères d’inclusion étaient d’être en bonne santé, sans trouble musculo-squelettique, neuromusculaire ni problème cardio-vasculaire, une amplitude articulaire d’épaule normale.Les sujets ont été exclus s’ils avaient un traumatisme, une douleur, des antécédents chirurgicaux aux articulations de l’épaule ou au tronc. Les sujets ayant subis des entraînements type « core stability » dans les 3 derniers mois ont été exclus de l’étude. Les sujets ont signé un formulaire de consentement pour la participation à cette étude.48h avant de commencer le protocole, tous les participants se sont abstenus de travailler de façon excessive. 5 minutes d’exercices d’échauffement ont été réalisées avant le début de l’étude.
Avant le placement des électrodes EMG, les sites ont été préparés par abrasion de la peau avec du papier abrasif fin et de l’alcool modifié à 70°. Pour mesurer l’activité des muscles du tronc, les données ont été recueillies par EMG des grands droits (GD), des spinaux (S) et de l’oblique externe de l’abdomen (OE).
Pour les GD, les électrodes ont été placées par rapport à l’ombilic, 2cm latéralement, 1cm au-dessus et 1 cm en dessous. Pour l’OE, l’électrode a été placée à mi-distance entre l’épine iliaque antéro-supérieure et la cage thoracique. Pour les S, les électrodes ont été placées de façon parallèle à 2 cm latéralement de la ligne allant de la troisième vertèbre lombaire à la crête iliaque.
Les emplacements de toutes les électrodes ont été déterminés en utilisant la méthode rapportée par Cram et Kasman [17], et toutes les électrodes ont été placées sur le côté dominant.
L’activité musculaire du tronc a été mesurée durant un EEP avec une résistance de 14kg ou de 26kg sur une surface instable.
L’EPP consistait à réaliser une abduction, une adduction, une flexion, une extension, une rotation interne et une rotation externe de l’épaule. Les commandes de ces 6 types d’EPP ont été randomisées et les 6 exercices ont été répétés 5 fois.
Un métronome fixé à 80bpm a été utilisé pendant les exercices pour contrôler la vitesse d’exécution. Les sujets ont effectués 1 minute de repos entre chaque exercice afin de minimiser la fatigue musculaire [18]. Tous les exercices ont été réalisés avec les pieds parallèles, écartés au moins de la largeur des épaules. Les exercices d’abduction et de flexion ont été réalisés de 0° à 90° de l’amplitude articulaire de l’épaule, coude tendu. Les exercices d’adduction ont été réalisés de 90° à 0° de l’amplitude articulaire de l’épaule. Les exercices d’extension ont été réalisés de 180° à 90° de l’amplitude articulaire de l’épaule, coude en extension. Les exercices de rotation externe étaient réalisés de -45° à +45° de l’amplitude articulaire de l’épaule, coude en flexion et de +45° à -45° pour la rotation interne.
Une machine à poulie (SANIMED Poulie EX, Ibbenbüren, Germany) a été utilisée pour tous les exercices, le plancher plat du laboratoire comme surface stable et un Pedalo-Vestimed 50 comme surface instable
Résultats
Les muscles GD et S n’ont montré aucune différence significative avec des résistances de 14kg à 26kg pour tous les exercices d’épaule.
D’autre part, une différence significative sur l’OE a été retrouvée au cours de l’exercice d’abduction d’épaule. Aucune autre différence significative n’a été retrouvée sur l’OE, et cela aux 2 résistances.
Les muscles GD et S n’ont montré aucune différence significative avec des résistances de 14kg à 26kg pour tous les exercices d’épaule.
D’autre part, une différence significative sur l’OE a été retrouvée au cours de l’exercice d’abduction d’épaule. Aucune autre différence significative n’a été retrouvée sur l’OE, et cela aux 2 résistances.
Discussion
Swiss Ball, Shake Board, Form Roller, balance board et de nombreux autres outils offrent des possibilités d’utilisation de surfaces instables.
Dans la présente étude, le Pedalo-Vestimed 50 a été utilisé. Les résultats suggèrent que l’activité musculaire de l’OE a été significativement réduite lors de l’augmentation de la résistance (de 14kg à 26kg) lors de l’abduction d’épaule sur surface instable. Aucune autre différence n’a été retrouvée.
Aucune augmentation de l’activité des muscles mesurés n’a été retrouvée en dépit de l’augmentation de l’intensité des exercices.
Albert et col. [19] ont analysé les activités du deltoïde et des muscles de la coiffe des rotateurs durant des exercices isocinétiques de l’épaule. D’après leurs résultats, l’activité musculaire était dépendante des modifications de l’angulation du mouvement. D’autre part, l’activité maximale a été observée après application de la plus grande résistance.
Dans la présente étude, l’activité musculaire des muscles de l’épaule durant l’EEP n’a pas été mesurée mais une augmentation de l’intensité des exercices pourrait induire une plus grande activité pour les muscles de l’épaule que pour ceux du tronc.
Borreani et col. [20] ont comparé l’activité musculaire des muscles de la cheville après application d’exercices sur une surface instable et indiqué que les exercices sur une surface instable ont augmenté l’activité musculaire des muscles de la cheville.
En cas d’instabilité, l’équilibre est retrouvé en utilisant des stratégies de cheville, de hanche ou les deux [21]. Dans la présente étude, l’augmentation de l’intensité des exercices pour augmenter l’activité musculaire des muscles du tronc pourrait augmenter l’activité des muscles de la cheville pour maintenir l’équilibre sur une surface instable.
Durant l’EEP sur SAI, l’augmentation de l’intensité des exercices n’a pas provoqué d’augmentation de l’activité musculaire des GD, OE et des S.
Une confirmation de ces résultats sera nécessaire avec une population plus large et plus diversifiée, y compris avec des femmes et des personnes âgées.
Traduit par Erwann Le Corre
Article original :
Jae Yun Cha, Doo Chul Shin, Seung Ho Shin, Myung Mo Lee, Kyoung Jin Lee, Chang Ho Song. Electromyographic Activities of Trunk Muscles Due to Different Exercise Intensities during Pulleybased Shoulder Exercises on an Unstable Surface. J. Phys. Ther. Sci.26: 749–751, 2014
Références Bibliographiques :
1) Airaksinen O, Brox JI, Cedraschi C, et al.: Chapter 4. European guidelines for the management of chronic nonspecific low back pain. European Spine Journal, 2006, 15 Suppl 2: S192–300.
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5) McCurdy KW, Langford GA, Doscher MW, et al.: The effects of shortterm unilateral and bilateral lower-body resistance training on measures of strength and power. Journal of Strength and Conditioning Research, 2005, 19: 9–15.
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13) Colado JC, Pablos C, Chulvi-Medrano I, et al.: The progression of paraspinal muscle recruitment intensity in localized and global strength training exercises is not based on instability alone. Arch Phys Med Rehabil, 2011, 92: 1875–1883. [Medline] [CrossRef]
14) Desai I, Marshall PW: Acute effect of labile surfaces during core stability exercises in people with and without low back pain. Journal of Electromyography and Kinesiology, 2010, 20: 1155–1162.
15) Keogh JW, Aickin SE, Oldham AR: Can common measures of core stability distinguish performance in a shoulder pressing task under stable and unstable conditions? Journal of Strength and Conditioning Research, 2010, 24: 422–429.
16) Kohler JM, Flanagan SP, Whiting WC: Muscle activation patterns while lifting stable and unstable loads on stable and unstable surfaces. Journal of Strength and Conditioning Research, 2010, 24: 313–321.
17) Cram JR, Kasman GS, Holtz J: Introduction to surface electromyography. Gaithersburg: Md Aspen, 1998.
18) Smith LK, Weiss EL, Lehmkuhl LD: Brunstromʼs clinical kinesiology. Philadelphia: F.A. Davis, 1996.
19) Alpert SW, Pink MM, Jobe FW, et al.: Electromyographic analysis of deltoid and rotator cuff function under varying loads and speeds. Journal of Shoulder and Elbow Surgery, 2000, 9: 47–58.
20) Borreani S, Calatayud J, Martin J, et al.: Exercise intensity progression for exercises performed on unstable and stable platforms based on ankle muscle activation. Gait Posture, 2014, 39: 404–409. [Medline] [CrossRef]
21) Horak FB, Nashner LM: Central programming of postural movements: adaptation to altered support-surface configurations. J Neurophysiol, 1986, 55: 1369–1381. [Medline]
Swiss Ball, Shake Board, Form Roller, balance board et de nombreux autres outils offrent des possibilités d’utilisation de surfaces instables.
Dans la présente étude, le Pedalo-Vestimed 50 a été utilisé. Les résultats suggèrent que l’activité musculaire de l’OE a été significativement réduite lors de l’augmentation de la résistance (de 14kg à 26kg) lors de l’abduction d’épaule sur surface instable. Aucune autre différence n’a été retrouvée.
Aucune augmentation de l’activité des muscles mesurés n’a été retrouvée en dépit de l’augmentation de l’intensité des exercices.
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Dans la présente étude, l’activité musculaire des muscles de l’épaule durant l’EEP n’a pas été mesurée mais une augmentation de l’intensité des exercices pourrait induire une plus grande activité pour les muscles de l’épaule que pour ceux du tronc.
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Durant l’EEP sur SAI, l’augmentation de l’intensité des exercices n’a pas provoqué d’augmentation de l’activité musculaire des GD, OE et des S.
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Traduit par Erwann Le Corre
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Jae Yun Cha, Doo Chul Shin, Seung Ho Shin, Myung Mo Lee, Kyoung Jin Lee, Chang Ho Song. Electromyographic Activities of Trunk Muscles Due to Different Exercise Intensities during Pulleybased Shoulder Exercises on an Unstable Surface. J. Phys. Ther. Sci.26: 749–751, 2014
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15) Keogh JW, Aickin SE, Oldham AR: Can common measures of core stability distinguish performance in a shoulder pressing task under stable and unstable conditions? Journal of Strength and Conditioning Research, 2010, 24: 422–429.
16) Kohler JM, Flanagan SP, Whiting WC: Muscle activation patterns while lifting stable and unstable loads on stable and unstable surfaces. Journal of Strength and Conditioning Research, 2010, 24: 313–321.
17) Cram JR, Kasman GS, Holtz J: Introduction to surface electromyography. Gaithersburg: Md Aspen, 1998.
18) Smith LK, Weiss EL, Lehmkuhl LD: Brunstromʼs clinical kinesiology. Philadelphia: F.A. Davis, 1996.
19) Alpert SW, Pink MM, Jobe FW, et al.: Electromyographic analysis of deltoid and rotator cuff function under varying loads and speeds. Journal of Shoulder and Elbow Surgery, 2000, 9: 47–58.
20) Borreani S, Calatayud J, Martin J, et al.: Exercise intensity progression for exercises performed on unstable and stable platforms based on ankle muscle activation. Gait Posture, 2014, 39: 404–409. [Medline] [CrossRef]
21) Horak FB, Nashner LM: Central programming of postural movements: adaptation to altered support-surface configurations. J Neurophysiol, 1986, 55: 1369–1381. [Medline]