Exemples typiques de perte osseuse au niveau de la diaphyse dans les scanners pQCT
au niveau de l'axe médian du tibia (a) et du fémur (b) chez deux hommes atteints dedeux hommes atteints d'une LM, tous deux 3 ans après la blessure. Le processus prédominant de perte osseus trouvé au niveau de la tige osseuse était la résorption endostéale (a), mais parfois, la résorption périostée (b).
parfois, une résorption périostée (b) a également été détectée. La couleur noire couleur représente l'os cortical. Le bleu et le rouge représentent l'os de vBMD plus faible, ce qui indique que l'os cortical est plus poreux et probablement en cours de résorption.probablement en cours de résorption. Les muscles et le tissu conjonctif sont représentés en gris clair, tandis que la graisse est représentée en gris foncé.
Changement de la forme de l'os au niveau de la diaphyse après uneSCI. Scanner QCT périphérique au niveau de la partie inférieure de la jambe (38 % de l'extrémité proximale à l'extrémité distale du tibia) d'un homme valide de 24 ans.de l'extrémité distale du tibia) d'un homme actif et valide de 24 ans (gauche), et d'un homme de 24 ans atteint de paraplégie depuis l'âge de 14 ans (à droite)
cette étude montre un schéma de perte osseuse très similaire aux études animales utilisant le déchargement des membres postérieurs20, où l'on observe une diminution rapide de la densité minérale osseuse volumétrique (DMOV) des compartiments de l'os trabéculaire, et une diminution del'épaisseur corticale due à la résorption endocorticale. Nous avons trouvé une perte de masse osseuse d'environ 50 % au niveau des épiphyses du fémur et du tibia au cours des 5 premières années après la lésion19. Par la suite, la masse osseuse semble rester stable. La perte de masse osseuse est plus faible au niveau des tiges du fémur et du tibia, où la résorption endostéale diminue l'épaisseur de la corticale corticale à un taux d'environ 0,25 mm par an pendant les premières années. premières années. Cela correspond à une perte de masse osseuse de la tige d'environ d'environ 30 % au cours des 7 premières années suivant la blessure.
La figure 1 montre la diminution de la DMOv trabéculaire des épiphyses et de l'épaisseur corticale avec le temps après la blessure. En l'absence
En l'absence (presque) complète de charge, les épiphyses sont presque dépourvues de trabécules et l'épaisseur corticale de l'arbre peut être réduite jusqu'à 1 mm dans le fémur et 2 mm dans le tibia (Figure 1). mm pour le tibia (figure 1). Les sujets qui ont subi leur
blessure à l'adolescence sont marqués par des symboles différents. Les personnes ayant subi une lésion pédiatrique sont parmi les sujets présentant le plus mauvais statut osseux dans le tibia, mais pas dans le fémur. (où la spasticité préserve une certaine masse osseuse). Dans le tibia distal distale, la DMOv trabéculaire était inférieure à 20 mg/cm3 chez certains sujets. certains sujets, ce qui signifie que la partie centrale de l'épiphyse était remplie principalement de moelle grasse (la moelle grasse et la moelle rouge ont une vBMD d'environ 0 et 60 mg/cm3 ,respectivement). Aucun changement de taille ou de forme n'a été constaté au niveau des épiphyses.épiphyses. La perte de masse absolue et relative était plus importante dans les sites épiphysaires que dans les sites diaphysaires.
La raison de ce phénomène reste un sujet intéressant à approfondir.
recherche.
La figure 2a montre un exemple de résorption endostéale associée à une lésion médullaire, qui est le processus de perte osseuse généralement observé au niveau du fémur et du tibia.
dans la tige du fémur et du tibia au cours des premières années suivant une
LÉSION MÉDULLAIRE. Dans de rares cas (figure 2b), une augmentation de la porosité périostée
(qui est susceptible d'être un précurseur de la résorption).
se produire. Chez les personnes souffrant d'une lésion médullaire de longue date, les contours extérieurs nets de la tige du tibia peuvent être modifiés.
externes de la tige du tibia étaient souvent perdus, de sorte que la forme de l'os était ronde plutôt que triangulaire.
forme de l'os était ronde plutôt que triangulaire. Ceci était particulièrement évident lorsque la LM a été acquise pendant l'adolescence
(Figure 3).
Afin d'évaluer si l'activité musculaire réduite présente chez les sujets atteints d'une
qui est présente chez les sujets souffrant de spasmes musculaires involontaires est efficace pour réduire cette importante perte de masse osseuse, nous avons corrélé le statut osseux trouvé chez 48 patients chroniques (temps post-lésionnel
>5 ans) avec le degré de spasticité mesuré cliniquement21.
spasticité21. Nous avons constaté que dans la cuisse, une corrélation significative existe entre la spasticité mesurée et la
trabéculaire au niveau du fémur distal (r=0,35, p=0,01) et l'épaisseur corticale au niveau de la diaphyse (r=0,35, p=0,01).
corticale au niveau de la diaphyse (r=0,42, p=0,003). Ceci indique que
les sujets présentant des spasmes musculaires plus forts avaient des os moins atrophiés que les sujets présentant des spasmes plus faibles ou moins forts.
moins atrophiés que ceux dont les spasmes étaient plus faibles ou absents. Ce résultat
suggère que même dans l'état de désuétude presque complète,
les forces musculaires contrôlent la force des os de manière proportionnelle. Nos résultats sont cohérents avec les résultats d'études antérieures
études antérieures qui ont trouvé une corrélation entre le statut osseux
et le caractère complet de la paralysie motrice21-23.
notre étude, tous les sujets présentaient une paralysie motrice complète.
Chez les personnes atteintes d'une LM, une perte musculaire importante est amorcée peu de temps après la blessure et la plupart de cette perte est complète en quelques mois.
quelques mois. Par la suite, la masse grasse continue souvent à
d'augmenter24. On peut donc affirmer que la perte osseuse est purement causée par une diminution de la masse musculaire.
purement causée par une diminution de la masse, de la force et de l'activité musculaires.
Figure 2. Exemples typiques de perte osseuse au niveau de la diaphyse dans les scanners pQCT
au niveau de l'axe médian du tibia (a) et du fémur (b) chez deux hommes atteints de
SCI, tous deux 3 ans après la blessure. Le processus prédominant de perte osseuse
osseux trouvé au niveau de la tige osseuse était la résorption endostéale (a), mais parfois, la résorption périostée (b).
parfois, une résorption périostée (b) a également été détectée. La couleur noire
couleur représente l'os cortical. Le bleu et le rouge représentent l'os de
vBMD plus faible, ce qui indique que l'os cortical est plus poreux et probablement en cours de résorption.
probablement en cours de résorption. Muscle et tissu conjonctif
4. Relation muscle-os chez les personnes valides et les personnes atteintes d'une LM.
Il y a une relation plus étroite entre la surface de section transversale des muscles de la cuisse (à gauche) et du mollet (à droite) avec le BMC aux épiphyses distales (en haut), qu'avec l'épaisseur de la tige corticale (en bas). Les triangles pleins représentent des sujets valides, les cercles des sujets présentant une paralysie spastique (lésion au niveau ou au-dessus de T12), et les étoiles pleines des sujets présentant une paralysie flasque. et les étoiles pleines les sujets présentant une paralysie flasque (lésion
au niveau ou en dessous de L1). Notez que, en particulier au niveau du tibia, les sujets atteints de paralysie flasque s'écartent de la relation linéaire muscle-os en ce sens que
ils semblent perdre moins de masse osseuse que ce que l'on pourrait attendre de leur perte musculaire et de leur niveau d'inactivité [Adapté de Eser et al.21].
Ces différences peuvent être attribuées à des différences dans le temps d'adaptation des muscles et des os à l'entraînement.
des muscles et des os à l'entraînement. Par exemple, les changements dans
muscles (force et masse) peuvent survenir dès 4 à 6 semaines en réponse à une
en réponse à une charge accrue (par exemple, un entraînement en résistance),
alors que les adaptations du squelette à la charge prennent beaucoup plus de temps.
Cela s'explique par le fait que le cycle typique de remodelage osseux (résorption, formation et minéralisation de l'os) est très long.
résorption, formation et minéralisation osseuses) prend 3 à 4 mois,
et donc un nouvel état d'équilibre mesurable peut ne pas être atteint avant 6 à 8 mois.
mesurable peut ne pas être atteint avant 6 à 8 mois.
Les sports unilatéraux, tels que le tennis et le squash, fournissent un modèle unique pour examiner les effets de la charge.
modèle unique pour examiner les effets de la charge sur le muscle et l'os
sur les muscles et les os, car les différences entre le bras qui joue
bras qui joue et celui qui ne joue pas sont indépendants des effets des gènes,
de la nutrition et des hormones. Nous avons récemment rapporté que chez les pré,
péri et post-pubertaires, les caractéristiques musculaires et osseuses mesurées par
osseuses mesurées par imagerie par résonance magnétique étaient
significativement plus importantes (6 à 13 %) dans le bras qui joue que dans le bras qui ne joue pas8.
. Cependant, les différences de surface musculaire d'un côté à l'autre ne représentent qu'environ 14 % de l'écart entre les deux bras.
de la zone musculaire ne représentaient qu'environ 14 % de la variance
des différences dans les caractéristiques osseuses (figure 6). Cela suggère que
que la taille des muscles seule n'était pas un bon indicateur des contraintes (déformation) sur les os qui ont stimulé une adaptation du squelette.
(déformation) sur les os qui ont stimulé une réponse adaptative du squelette.
réponse adaptative du squelette. Il est probable que la taille et la force osseuse plus importantes
dans le bras de jeu étaient associées à des forces accrues au niveau de l'interface raquette-main, associées à l'utilisation de la raquette de tennis.
l'interface main-raquette de tennis, associées à l'accélération et à la décélération
l'accélération et la décélération de l'impact raquette-balle.
En accord avec ces résultats, des données montrent que
que les joueuses de volley-ball de haut niveau ont une masse osseuse supérieure à celle des témoins, malgré un rapport maigre/muscle comparable.
témoins, malgré une masse maigre/musculaire comparable12. Cela indique que l'entraînement de certains jeunes athlètes peut conduire à des adaptations neuromusculaires et/ou à des améliorations de la capacité de production de force intrinsèque du muscle qui influence la masse musculaire.
capacité de production de force intrinsèque du muscle qui influence la
force musculaire (et donc le développement de la force) indépendamment de la taille du muscle46,47. Il a également été suggéré que les charges mécaniques externes appliquées par le biais d'activités de mise en charge sont nécessaires pour créer des forces musculaires suffisantes pour stimuler une réponse adaptative du squelette.
réponse adaptative du squelette. Par exemple, chez les nageurs et les
cyclistes, la charge mécanique due à la traction musculaire sur les sites d'insertion
d'insertion semble inefficace pour favoriser l'accumulation osseuse48-50,
et les astronautes connaissent généralement une réduction de la masse
masse osseuse, malgré l'entraînement physique51. En natation, les forces agissant
sur les os sont faibles car les accélérations sont faibles et la masse
masse accélérée est inférieure au poids du corps. De toute évidence, les grandes
membres inférieurs pendant la phase de réception du volley-ball (en raison des
de volley-ball (en raison des grandes forces excentriques développées
pendant la décélération) sont beaucoup plus importantes que pendant une révolution en cyclisme.
Malgré l'existence d'un lien biomécanique fort entre le muscle et l'os, de nombreuses questions restent en suspens.
et l'os, il reste de nombreuses questions sans réponse concernant l'influence de la charge sur la relation muscle-os,
en particulier pendant la croissance. Par exemple, il n'est pas certain
si les adaptations du squelette à l'augmentation de la charge
croissance sont directement liées à l'ampleur de la charge provenant de la traction musculaire ou à d'autres aspects du muscle.
de la traction musculaire ou à d'autres aspects de la contraction musculaire
(par exemple, le taux de développement de la force). Les résultats des études animales indiquent que le taux de charge peut être plus important que l'ampleur de la charge pour stimuler un processus de croissance.
que la magnitude dans la stimulation d'une réponse ostéogénique,
mais dans ces expériences, l'os est généralement chargé directement plutôt que par l'action du muscle qui tire sur l'os
au niveau du site d'attachement. Ces résultats n'ont pas été vérifiés chez l'homme car il est difficile d'isoler l'amplitude de la déformation de la vitesse de déformation.
généralement combinées à des charges de grande amplitude. Cependant, il a été
Cependant, les athlètes qui subissent des déformations
magnitude et de la vitesse de déformation ont une DMO très élevée (DXA).
(DXA) très élevée (p. ex. sprint, triple saut, gymnastique, volley-ball)52,53. À l'inverse, les athlètes d'endurance (par exemple, les coureurs de demi-fond), qui subissent généralement des tensions de faible ampleur et de faible fréquence, ont souvent une DXA très élevée.
de faible ampleur et de faible fréquence sont souvent signalés comme ayant une faible DMO52,53.
DMO52,53. La DMO plus faible signalée chez les athlètes d'enduranced'endurance peut également être due en partie à un faible poids corporel et à des troublesmenstruelles.
Les futures études examinant l'influence de la croissance et/ou de la croissance et/ou de la charge sur la relation muscle-os doit prendre en compte
les propriétés musculaires spécifiques qui contribuent à la formation des os.