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Effet d’un programme d’entrainement excentrique lourd du triceps sural sur les propriétés du tendon d’Achille chez l’Homme.



INTRODUCTION

Le tendon d’Achille est un des tendons le plus souvent touché par des blessures chez l’homme. Ses tendinopathies sont fréquentes chez les sportifs à différents niveaux compétitifs et les ruptures totales surviennent généralement chez des sujets sportifs. L’exercice en résistance est généralement utilisé pour les réhabilitations de ce genre de blessure et il a également été décrit dans les programmes de préventions.
Effet d’un programme d’entrainement excentrique lourd du triceps sural sur les propriétés du tendon d’Achille chez l’Homme.

OBJECTIF :

Le but de la présente étude est d’évaluer les effets d’un entrainement comprenant des contractions excentriques lourdes appliquées au triceps sural pendant 12 semaines, sur les propriétés morphologiques, structurelles et mécaniques du tendon d’Achille.
 

METHODE :

Participants : 15 individus masculins en bonne santé âgés de 18 à 35 ans.
Modèle expérimental : les propriétés morphologiques et mécanique ont été évaluée 5 fois : au début, après 4 semaines contrôle (pré-training), après 4 semaines d’entrainement (post-4) après 8 semaines d’entrainement (post-8) et après 12 semaines d’entrainement (post-12).
Avant l’évaluation, les auteurs ont identifié le site d’évaluation des propriétés mécaniques et de placement des électrodes pour l’électromyographie. Puis les sujets ont été positionné sur un dynamomètre et les propriétés morphologiques du tendon et le moment ont été évalué au repos. Enfin, l’élongation du tendon a été obtenue par contraction isométrique maximale volontaire des fléchisseurs plantaires (MVIC). C’est à partir de ces données que le YM (young’s modulus) et la raideur du tendon ont été calculées.
Programme d’entrainement excentrique: Ce programme de 12 semaines correspond à 3 méso-cycles de 4 semaines. Le premier méso-cycle correspondait à 7 séances d’entrainement (pour limiter la charge et le risque de survenue de blessure musculaire) alors que les deuxième et troisième méso-cycles contenaient 8 séances chacun. A l’exception de la première semaine d’entrainement, il y avait 2 séances d’entrainement par semaine respectant un minimum de 72h entre chaque séance. Le volume d’entrainement a été augmenté de façon progressive. (Tableau 1)
 
Avant chaque séance d’entrainement, les sujets ont réalisé 10 minutes de cyclo-ergomètre à une puissance constante de 100W. Ils réalisaient ensuite un échauffement spécifique (flexion plantaire et dorsale en concentrique sur appareil d’isocinétisme). Ensuite le programme d’entrainement en excentrique du triceps sural débutait (contraction excentrique maximale à 30° par seconde) sur l’appareil d’isocinétisme. Afin de lisser les différences d’amplitude articulaire, les auteurs ont décidé d’utiliser une amplitude de travail de 50° débutant à 80% de flexion dorsale maximale de chaque participant.
Évaluation morphologique du tendon d’Achille : les propriétés morphologiques du tendon d’Achille ont été évalué par échographie. L’évaluation a obtenu l’insertion du tendon sur le calcanéum (qui a été marquée sur la peau), ainsi que la jonction myo-tendineuse avec le gastrocnémien médial en position de référence. L’espace entre les deux marques représente la longueur du tendon. La section du tendon a également été obtenue par échographie et mesurée à 2, 4 et 6 cm de l’insertion du tendon.
Allongement du tendon durant les contractions en flexion plantaire : la mesure a été réalisée grâce à l’échographie positionnée au niveau de la jonction myo-tendineuse du gastrocnémien médial et fixée à ce niveau-là pendant les contractions.
Correction de la force des fléchisseurs plantaire au travers de l’évaluation de l’activité électrique du muscle : la force de flexion des fléchisseurs plantaires a été corrigée par la force gravitationnelle en utilisant le poids prévu. La force générée par les fléchisseurs plantaire est plus importante que la force nette dans la mesure où il y a l’activité concomitante antagoniste du muscle tibial antérieur. L’estimation de l’actuelle force générée par les fléchisseurs plantaires est améliorée par l’utilisation de la relation établie avec le signal EMG du tibial antérieur et la force de flexion dorsale correspondante. De cette relation, la force de dorsiflexion a été estimée et utilisée pour améliorer l’estimation actuelle de la force produite par les fléchisseurs plantaires.
Correction du déplacement du tendon par l’évaluation de la rotation de la cheville : lors de la flexion plantaire isométrique, une rotation de l’articulation peut avoir lieu de manière indépendante aux fixations externes du membre inférieur causant une rotation externe de l’articulation et de ce fait une estimation trop importante de l’élongation du tendon d’Achille. Afin d’éliminer cette source d’erreur, des marqueurs réfléchissants sont positionné au niveau du 1/3 médial de la jambe, au niveau des malléoles, de la tête du premier métatarsien, du calcanéum et du bord supérieur et inférieur de la plaque du dynamomètre.
Évaluation du moment du tendon d’Achille : obtenu à partir des vidéos et de l’échographie. Un marqueur a été positionné au niveau de la malléole médiale, et l’échographie a été positionnée longitudinalement au tendon avec le marqueur comme point de repère. Dans cette position, deux images ont été obtenues (figure 3) : une vidéo de la malléole latérale et une image écho du tendon d’Achille. La distance entre le marqueur et la sonde (d1) et entre la ligne du tendon d’Achille et la peau (d2) ont été mesurée et la différence entre les deux valeurs correspond au moment du tendon d’Achille.
Propriétés mécaniques du tendon d’Achille : la force et l’élongation du tendon d’Achille ont été obtenues sur les intervalles de 10% de la force maximale développée lors d’une contraction isométrique (MVIC). La courbe de force – élongation (obtenue à partir des valeurs correspondant à 50 à 100% de la MVIC) correspond à la rigidité relative du tendon (stiffness/rel) et est caractéristique de chaque participant. Cette rigidité a également été calculée grâce à une amplitude absolue (stiffness/abs).
Le YM a été déterminé comme étant la pente de la courbe stress-étirement en utilisant les mêmes niveaux de force absolue et relative utilisés pour déterminer la raideur du tendon (respectivement YMabs et YMrel)
 
Effet d’un programme d’entrainement excentrique lourd du triceps sural sur les propriétés du tendon d’Achille chez l’Homme.

RESULTATS : 

Sur les sujets étudiés, 10 ont réalisé les 23 entrainements, 5 d’entre eux ont manqué un entrainement pour raison personnelle. La force maximale excentrique pendant l’entrainement variait de 140 à 160% de la force max isométrique. Le tableau 2 résume les propriétés mécaniques, morphologiques et structurales du tendon d’Achille. Aucun changement n’a été mis en évidence concernant la longueur du tendon, l’élongation maximale du tendon et l’étirement. Les relations force-élongation et stress-étirement ont été modifiées dans la course de l’entrainement.
Durant les 4 premières semaines de programme, la force musculaire, stiffness/rel et stiffness/abs ont augmenté. L’épaisseur du tendon n’a pas augmenté à 4 semaines, cependant on a pu observer une augmentation du stress maximal et des valeurs de YMrel et YMabs.
A la 8ème semaine, la force maximale, la stiffness/rel et la stiffness/abs étaient plus élevé qu’avant le programme et à 4 semaines de programme. Cette observation a également été faite pour l’épaisseur du tendon. Le stress maximal et le YMabs n’ont pas évolué par rapport à post-4.
Aucune augmentation par rapport à la 8ème semaine n’a pu être observé à la 12ème semaine.
Effet d’un programme d’entrainement excentrique lourd du triceps sural sur les propriétés du tendon d’Achille chez l’Homme.

DISCUSSION

Le but de cette étude était d’évaluer la magnitude et le délai d’adaptations du tendon d’Achille lors d’un programme de 12 semaines de travail excentrique isocinétique à charge importante. Les principales découvertes sont :
  • 8 semaines de programmes ont permis une augmentation de la raideur, le YM, et la section du tendon
  • 4 semaines sont suffisantes pour commencer à déceler des changements dans la raideur
  • Les changements relatifs dans la raideur du tendon sont plus importants que l’augmentation de la section suggérant ainsi que les changements de raideur serait plutôt dus à des modifications des propriétés mécaniques plutôt qu’à l’hypertrophie du tendon.
Ces résultats sont appuyés par ceux d’autres études et sont en corrélation avec l’hypothèse pour laquelle une charge importante de travail appliquée au tendon par l’intermédiaire de programme de renforcement est la clé de l’adaptation du tendon. Les études in vitro ont montré que les modifications cellulaires tendineuses induites par l’exercice sont un important stimulus à l’adaptation de celui-ci. Les mises en tensions d’intensité élevée sont associées à des pertes de collagène et à une augmentation du recrutement de fibre de collagène, résultant en un nombre augmenté de cellules déformées, et en une meilleure inhibition de l’activité catabolique, favorisant ainsi les processus d’adaptation du tendon.
D’autres études ont permis de montrer que les programmes à charge importante permettaient de meilleures adaptations que les programmes d’entrainement à charge basse. Le stimulus mécanique a besoin de dépasser un certain seuil pour influencer l’homéostasie de la matrice extracellulaire du tendon et pour réguler les adaptations anaboliques.
Les résultats ont montré que les changements de raideur étaient également dû à des modifications des propriétés mécaniques du tendon plutôt qu’a des modifications seules de sa morphologie. Plusieurs facteurs peuvent être mis en cause ; une augmentation de la synthèse protéique dans la matrice extracellulaire, une augmentation de la densité collagénique ou encore une augmentation de la synthèse de protéoglycans.
Malgré tout, on peut observer une modification de la morphologie du tendon et notamment de sa section. Cette augmentation n’est pas due à la rétention d’eau dans la mesure où l’évaluation est réalisée à distance de l’entrainement. De plus, on pourrait croire que l’augmentation de la section est due à un œdème, cependant, ce dernier entrainerait une diminution de la YM, ce qui n’est pas le cas.
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CONCLUSION

Si l’on considère que les tendinopathies et les ruptures tendineuses entrainent généralement une diminution de la raideur tendineuse, ce type de programme peut être un outil adéquat pour rétablir les propriétés mécaniques du tendon. Cependant, une charge excessive pendant l’entrainement peut également contribuer au développement de tendinopathie, il est donc important d’être vigilant si ce type de programme est inséré dans la préparation d’un sportif ou dans sa réhabilitation.
 

Auteur : 

Jean Marcel Geremia et Al.


Article original :

Effects of high loading by eccentric triceps surae training on Achilles tendon properties in humans, Jeam Marcel Geremia, March 2018, European Journal of Applied Physiology, Doi : 10.1007/s00421-018-3904-1.

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