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CHAPITRE V – L’APPAREIL LOCOMOTEUR L’appareil locomoteur est le premier des trois appareils constituant la vie de relation. Succéderont donc les organes des sens et le système nerveux. Comme son nom l’indique, il assure la locomotion et la statique indispensable à celle-ci. Cet appareil nécessite l’intervention de trois systèmes en dehors du système nerveux cérébro-spinal qui le commande. L’appareil locomoteur coordonne donc le système squelettique, le système articulaire, le système musculaire. 1. LE SQUELETTE Tissu de soutien, conjonctif, caractérisé par sa rigidité et sa dureté, l’os a quatre fonctions. - Il fournit un support mécanique, - il permet le mouvement, - il procure une protection, - il sert de réservoir métabolique aux sels minéraux (phosphate de calcium). L’ensemble des pièces osseuses forme le squelette, caractéristique des vertébrés. Notre corps en compte un peu plus de 200. Ils se joignent par fusion ou par des articulations. Ces articulations sont munies de cartilages, de ligaments et de tendons dotant les vertébrés d’une grande variété de mouvement. Les os peuvent être classés de différentes manières : selon leur forme, selon leur situation, selon leur structure (histologie) ou selon leur origine embryologique. Compte tenu du titre de ce cours, le point de vue retenu sera celui des critères anatomiques : - la forme, - leur situation. A. Classification des os d’après leur forme : Les os longs : C’est l’image courante de l’os, formé d’une diaphyse et de deux épiphyses. Exemple : le tibia. Les os plats : Une large surface mais peu épaisse les caractérise. Exemples : les os du crâne ou l’omoplate. Les os courts : Ils sont compacts et généralement cubiques. Exemples : les vertèbres. B. Classification des os d’après leur situation anatomique : On divise le squelette en deux parties : - le squelette axial, - le squelette appendiculaire. Le squelette axial comprend les os se trouvant près de l’axe médian du corps. Le squelette appendiculaire est « accroché » au précédent. Il comprend deux ceintures et leurs membres : - la ceinture scapulaire et les membres supérieurs, - la ceinture pelvienne et les membres inférieurs. 1°- Le squelette axial : Il comprend la tête, le rachis ou colonne vertébrale, la cage thoracique formée du sternum et des côtes. Le squelette de la tête : On y distingue deux parties : les os du crâne et les os de la face. les os du crâne ou neurocrâne : le crâne est formé de huit os : - le frontal : le front et une partie des orbites ; - l’ethmoïde : entre le sphénoïde et les os propres du nez ; - le sphénoïde : fosse moyenne de la base du crâne ; - l’occipital : partie postérieure du crâne et une partie de la base ; - les deux pariétaux : partie latérale et voûte du crâne ; - les deux temporaux : partie inférieure et latérale du crâne. Ces os sont très épais, à l’exception de la fosse temporale, ils protègent l’encéphale. Ils sont aussi jointifs entre eux par des sutures (terme exact) correspondant à la disparition des fontanelles1. les os de la face ou viscérocrâne : - les deux os malaires ou os zygomatiques, forment les joues et ferment les orbites à l’extérieur ; - les deux os propres du nez forment l’arête du nez ; - les deux os lacrymaux forment la paroi interne de l’orbite ; - les deux os palatins2 forment la partie postérieure du palais ; - les deux cornets inférieurs aménagent la fosse nasale ; 1 Le crâne des nouveau-nés n’est pas encore complètement mature. La suture complète se fait entre le 5ème et le 24ème mois. Ces espaces non encore ossifiés sont fragiles. Ces cartilages de transition sont utiles au moment de la naissance, car ils permettent de diminuer le diamètre du crâne du nouveau-né afin de faciliter son passage dans la filière génitale (les os du crâne se chevauchant légèrement). 2 La fente palatine correspond à la non-jonction de ces deux os, c’est le bec de lièvre. 2 - le vomer soutient la cloison nasale ; - l’os maxillaire, c’est la mâchoire supérieure ; - la mandibule ou maxillaire inférieur est le seul os mobile de la face. Il est intéressant de noter que l’assemblage des os du crâne forme des petites cavités ou sinus à l’intérieur de celui-ci. Il existe trois paires de sinus : les sinus frontaux, les sinus ethmoïdaux et les sinus maxillaires. On y ajoute généralement l’os hyoïde bien qu’il n’appartienne pas au squelette de la tête. Il est unique et isolé puisqu’il ne s’articule avec aucun autre os. Il sert de soutien à la langue et est situé entre la mandibule et le larynx. On y incorpore aussi les trois osselets de l’oreille interne (cf. plus loin). LES OS DU CRANE LES OS DE LA FACE 3 Le squelette du rachis : Le rachis comprend la colonne vertébrale et les parties molles qu’elle contient. Une première fonction est donc de protéger la moelle spinale ou épinière. La seconde est statique puisqu’elle soutient la tête et permet la station debout. La colonne vertébrale est un canal osseux, flexible, constitué de vertèbres superposées et articulées entre elles. La colonne vertébrale représente l’axe du tronc (rachis + cage thoracique ). Elle présente quatre courbures : deux s’incurvent vers l’arrière ou cyphose (courbure à concavité postérieure), et deux autres s’incurvent vers l’avant ou lordose (courbure à concavité antérieure). Cette configuration augmente la résistance de la colonne vertébrale. Les vertèbres sont au nombre de 33 à 34, on les distingue par niveau. Chaque groupe de vertèbres présente une structure particulière, il y a : les 7 vertèbres cervicales (C7) dont les deux premières sont singulières. Elles font la liaison entre le crâne et la colonne vertébrale. Ce sont l’atlas et l’axis. les 12 vertèbres thoraciques ou dorsales (pour les 12 côtes) ; les 5 vertèbres lombaires sont les plus robustes, elles portent ; les 5 vertèbres sacrées forment un os unique : le sacrum ; les 4 ou 5 vertèbres coccygiennes forment un os vestigiale ou rudimentaire : le coccyx, notre résidu caudal. Chaque vertèbre est séparée par un disque fibro-cartilagineux qui constitue l’articulation et absorbe les chocs verticaux. Entre les espaces intervertébraux sortent de gros troncs nerveux, sensitifs et moteurs. Quelques représentations schématiques se trouvent à la page suivante. Le squelette de la cage thoracique (schéma en page 6) : Il est constitué par la colonne vertébrale en arrière, latéralement par les côtes et par le sternum en avant. Son rôle est de protéger les organes intra-thoraciques, les poumons et les organes situés dans le médiastin (cœur, œsophage,…). Grâce à l’amplitude de ses mouvements, la cage thoracique joue un rôle fondamental dans la respiration. Les côtes : Il existe 12 paires de côtes, réparties en trois groupes : - les vraies côtes (7), reliées en avant au sternum par leur propre cartilage ; - les fausses côtes (3), reliées en avant au sternum par un cartilage commun ; - les côtes flottantes (2), leur cartilage est libre, non relié au sternum. 4 RACHIS VERTEBRE DISQUE Le sternum : C’est un os plat où les sept premières paires de côtes viennent se fixer. Il comprend trois parties : - la partie supérieure s’appelle le manubrium, - la partie centrale, le corps, - la partie inférieure, l’appendice xiphoïde. C’est au niveau du sternum rempli de moelle osseuse rouge que se font les biopsies de moelle osseuse à la recherche de maladies hématologiques. 5 THORAX 2°- Le squelette appendiculaire : Il comprend les os des membres ainsi que les ceintures. Nous distinguons donc le membre supérieur et le membre inférieur. Le squelette du membre supérieur : La ceinture scapulaire : Elle est formée par l’omoplate (ou os scapulaire) et la clavicule, reliées entre elles par le ligament acromio-claviculaire. Le membre supérieur : On y distingue le bras, l’avant-bras, le carpe et la main. - Le bras : Il est constitué d’un seul os, l’humérus. Il s’articule en haut avec l’omoplate dans l’articulation scapulo-humérale : la tête humérale dans la cavité glénoïde. L’humérus s’articule en bas avec le cubitus par la trochlée (principalement) et avec le radius par le condyle (accessoirement) ; ces deux articulations forment le coude. - L’avant-bras : L’avant-bras est formé de deux os : le radius (en dehors et vis-à-vis du pouce) et le cubitus (en dedans). Ces deux os s’articulent entre eux pour permettre la pronation et la supination (le radius tourne autour du cubitus). Ils s’articulent en bas avec le massif carpien. 6 - Le carpe : Egalement appelé poignet, il est constitué de huit os : le scaphoïde, le semilunaire, le pyramidal, le pisiforme, l’os crochu, le grand os, le trapézoïde et le trapèze. Ils sont énumérés ici en deux rangées de 4 en partant du radius (articulation principale) pour terminer à la base du pouce. - La main : Elle est constituée du métacarpe et des doigts. Nous disposons de 5 métacarpiens sur lesquels s’articulent les 5 doigts. Ils sont numérotés de 1 à 5, du dehors au-dedans. Les doigts (le pouce, l’index, le médius ou majeur, l’annulaire et l’auriculaire) sont composés d’un total de 14 phalanges : 5 phalanges proximales, 4 moyennes, 5 phalanges distales. 7 phalanges Le squelette du membre inférieur : La ceinture pelvienne : Le bassin est formé par l’union du sacrum, du coccyx et des deux os iliaques ou coxaux. L’os iliaque ou coxal provient de la fusion de trois os, identifiant ainsi trois parties : l’ilion, le pubis et l’ischion. Les deux os coxaux sont unis entre eux par la symphyse pubienne constituée d’un gros ligament (ligament interpubien). Là se différencie le squelette de l’homme de celui de la femme. ILION COCCYX ISCHION X2= PUBIS SYMPHYSE Le membre inférieur On y distingue la cuisse, la jambe, le pied. Particularité du membre inférieur, il dispose en plus d’un os, le plus gros des sésamoïdes, la rotule. - La cuisse : Comme le bras, elle est constituée d’un seul os, le fémur. Il est l’os le plus long de notre squelette. En haut, la tête du fémur s’articule avec le bassin grâce à l’articulation coxo-fémorale (cotyle + tête = hanche). L’extrémité inférieure forme deux tubérosités, les condyles fémoraux, qui s’articulent avec le tibia. - La rotule : Particularité du membre inférieur, la rotule est un os sésamoïde, aplati et triangulaire. Elle s’insère dans le tendon du quadriceps qui relie la cuisse à la jambe. Il se prolonge par le ligament rotulien. La face postérieure de la rotule est une surface articulaire. 8 - La jambe : Il est constitué de deux os, le tibia et le péroné. Le péroné est situé à l’extérieur du tibia, ils sont unis l’un à l’autre par le ligament interosseux de la jambe. Il est parfois nommé os accessoire. Le tibia et le péroné s’articulent avec le tarse par l’astragale grâce à leurs malléoles interne (formée par le tibia) et externe (formée par le péroné). Cet ensemble articulaire forme la cheville. - Le pied : Le squelette du pied comprend trois parties : le tarse, le métatarse et les orteils. La configuration est assez proche de celle de la main. 1°- Le tarse : - l’astragale participe à l’articulation de la cheville ; - le calcanéum forme le talon ; - le scaphoïde (tarsien) ou os naviculaire, - le cuboïde, - les 3 os cunéiformes (en forme de coins). 2°- Le métatarse est composé de 5 os métatarsiens. 3°- Les orteils sont composés de 14 phalanges. 9 2. LES ARTICULATIONS Les os s’assemblent de deux manières : - soit par fusion : L’exemple typique est celui du crâne. Le rôle de ces os est alors la protection. Pour notre exemple, les os du crâne protègent le cerveau. - soit en formant une articulation. L’articulation va permettre la mobilité c’est-à-dire les mouvements étudiés dans notre premier chapitre : flexion/extension, abduction/adduction, rotation interne/externe mais aussi ampliation thoracique. A. Constitution d’une articulation : De manière générale, pour faire une articulation, il faut les ingrédients suivants : - Deux extrémités osseuses, - Deux couches de cartilage, - Un ou plusieurs ligaments, - Du liquide synovial. Reprenons chacun des éléments. L’articulation est limitée par la capsule articulaire. 1°- Les os : Ils sont rigides et solides. 2°- Les ligaments : Formés de tissu conjonctif à prédominance fibreuse, ils maintiennent l’articulation en place et la rendent flexible. Ils fonctionnent un peu comme des élastiques. Dans de nombreuses articulations, une capsule limite et englobe les parties articulaires. 3°- Le cartilage : L’extrémité des os en présence dans l’articulation est recouverte d’une couche de cartilage. Ce tissu particulier permet le glissement des surfaces articulaires sans aucune friction, la protection. 4°- La synovie Entre les deux surfaces cartilagineuses, la membrane synoviale sécrète un liquide la synovie. Ce liquide visqueux, emprisonné dans la cavité articulaire, assure la lubrification évitant ainsi l’échauffement et l’usure prématurée des cartilages. 5°- Les tendons et les muscles qui s’insèrent à proximité immédiate vont permettre le mouvement de cette articulation. 6°- Les ménisques qui servent d’amortisseurs dans l’articulation du genou. Schéma en page suivante. 10 B. Types d’articulation : Le type de l’articulation détermine l'amplitude des mouvements entre les membres. Nous soulignons ici le compromis « articulaire » entre souplesse et résistance. Au plus une articulation est souple, c’est-à-dire permet une grande amplitude et/ou une grande variété de mouvements, au plus cette articulation sera fragile. La présence de ligaments et de muscles en bon état évitent dès lors les traumatismes3. Certains articulations sont immobiles parce que soudées : le coccyx ou les os du bassin. Les articulations à « rotule4 » permettent une grande liberté de mouvement y compris en rotation. L’épaule et la hanche en sont les deux exemples principaux. Les articulations « charnières » permettent un mouvement dans une seule direction. Elles limitent le mouvement tant en ouverture (extension) qu’en fermeture (flexion). C’est le cas du coude et du genou. Les articulations glissantes ou pivotantes, les os sont mobiles les uns par rapport aux autres permettant des mouvements dans plusieurs directions. Ces articulations disposent en réalité de plusieurs facettes articulaires. La cheville, le poignet mais aussi les articulations intervertébrales font partie de cette catégorie. 3 4 Voir plus loin. Ici au sens mécanique et non anatomique de l’expression. 11 3. LES MUSCLES A. Composition d’un muscle : Les muscles sont de fait des organes composés de plusieurs tissus : - Le tissu musculaire : Il en existe trois types : strié, lisse, myocardique. Un muscle est constitué d’une multitude de fibres. Chaque fibre musculaire est une longue cellule unique qui se contracte lorsqu’elle est stimulée par le nerf. - Le tissu conjonctif fibreux : Il assemble ce tissu musculaire et forme également leurs extrémités : les tendons. - Le tissu conjonctif aponévrotique : Il permet l’individualisation des groupes musculaires, leur glissement ainsi que, dans certains cas, participe à leur fixation sur les os ou à la peau5. - Le tissu séreux : Afin de faciliter leur glissement, les tendons sont protégés par une gaine séreuse. Dans certaines articulations, une bourse séreuse remplie de synovie permet au tendon de coulisser. - Le tissu nerveux : La contraction d’un muscle, des fibres qui le composent, résulte d’une commande nerveuse issue du système nerveux cérébro-spinal. Au sein du muscle, on trouve donc une terminaison nerveuse : le synapse. L’ensemble est fortement vascularisé. En effet, la contraction musculaire nécessite un apport considérable d'énergie sous forme de glucose. B. Les muscles striés squelettiques : Ces muscles assortis de leurs deux adjectifs qualificatifs déterminent bien leur appartenance à l’appareil locomoteur ici étudié. Ils sont striés et leur contraction résulte d’un stimulus nerveux exprimé par la volonté. Ils sont squelettiques puisqu’ils s’insèrent sur des os et les relient entre eux. Ils activent l’articulation étudiée au point ci-dessus. De manière schématique, il peut être représenté comme une corde reliant deux branches. Ce « tendon » est colonisé dans sa partie centrale par des fibres musculaires. Il est donc rouge et charnu dans sa masse centrale, ses extrémités tendineuses sont d’un blanc nacré. 5 Les muscles peauciers du visage. 12 Un muscle s’insère par (au moins) ses deux extrémités sur deux pièces du squelette. L’un de ces deux points d’insertion est appelé « point mobile » car il se rapproche de l’autre désigné « point fixe » au moment de la contraction. La plupart des points d’insertion peuvent, suivant le cas, jouer le rôle de point fixe ou de point mobile. Dans le corps humain, on dénombre près de 700 muscles squelettiques différents. Ils sont regroupés en trois catégories anatomiques : - les muscles longs : ils se retrouvent aux membres. - les muscles larges : en général aplatis et minces, contribuent à former les parois des cavités abdominales ou thoraciques ; - les muscles courts : se rencontrent au niveau des articulations, autour de la colonne vertébrale et dans les gouttières vertébrales, entre les côtes, là où les mouvements ont beaucoup moins d’étendue et exigent beaucoup de force. Quelques figures présentent les muscles squelettiques (ATD). 13 14 15 16 4. TRAUMATOLOGIE Anticipons un peu le cours de pathologies avec quelques notions de traumatologie. A. Les accidents osseux. La fracture : L’os est cassé et cette fracture peut prendre différentes formes : - fracture (#) simple : les alignements sont conservés. - fracture déplacée : les axes ne sont plus respectés. La fracture devra être réduite. - fracture comminutive : il existe de multiples fragments au niveau de la fracture. - fracture en bois vert : # caractéristique de l’enfant où le périoste est intact. - fracture du cartilage de croissance ou épiphysaire : elle peut poser des problèmes pour la croissance ultérieure de cet os. - fracture ouverte : le déplacement de l’os a entraîné une plaie, - fracture de stress ou de fatigue : # spontanée signant la mise à contribution excessive de l’os, - fracture pathologique : # spontanée d’un os malade (cancer). Le traitement d’une fracture comme pour de nombreux traumatismes consiste en une immobilisation. L’immobilisation de la fracture permet une réduction notable de la douleur. Cette immobilisation peut se faire de différentes manières : - par une attelle : - de décompression telle qu’utilisée par les services de secours, - plâtrée : le premier plâtre est bien souvent une attelle. La contention n’est pas circulaire ; ce procédé est utilisé afin de laisser le membre dégonflé. - c’est-à-dire un appareil d’orthopédie. - par une contention plâtrée : Le plâtre immobilise toujours les articulation supérieure et inférieure à la fracture. Le matériau utilisé peut être le gypse dont son appellation commune ou de la résine synthétique (plus légère). - par une ostéosynthèse : La technique est ici chirurgicale et consiste à la mise en place d’un matériel bien souvent métallique allant fixer et immobiliser le foyer de la fracture. Le matériel peut être interne ou externe (de moins en moins utilisé). Il peut être appliqué sur l’os (plaques, vis) ou le maintenir de l’intérieur (clou ou broches centromédullaires). 17 L’arrachement osseux : Il est le plus souvent la conséquence d’une entorse. Le tendon a arraché un morceau d’os au niveau de son point d’insertion. La cicatrisation intervient après au moins 6 semaines et se marque par la formation d’un cal osseux. Ce cal va progressivement disparaître mais peut subsister dans certains cas. B. Les accidents articulaires et ligamentaires : Le traumatisme se place ici au niveau de l’articulation et va léser ses parties constitutives. Une articulation blessée est douloureuse et gonfle rapidement sous l’effet de l’œdème. Toutefois, un gonflement important faisant disparaître les contours anatomiques d’une articulation peut avoir un effet antalgique par l’impotence fonctionnelle relative qu’il génère. C’est un signe de gravité : le ligament est probablement déchiré dans sa totalité. Dans la majeure partie des cas, c’est bien le ou les ligaments de cette articulation qui sont blessés par ce mécanisme baptisé l’entorse. Il existe donc plusieurs types d’entorses. L’entorse simple : L’entorse simple se caractérise par une élongation d'un ou des ligaments appartenant à cette articulation. Toutes les articulations peuvent souffrir d’entorse mais les entorses les plus fréquentes se situent au niveau des articulations distales (poignet, cheville, main, pied et doigts). L’entorse d’une ou plusieurs articulations vertébrales lorsqu’elle siège dans la partie lombaire de la colonne vertébrale, est appelée communément le lumbago. Ces entorses bénignes sont habituellement appelées « foulures » et se caractérisent par une distension des ligaments unissant les surfaces articulaires entre elles. Il n’y a ni rupture, ni arrachement ligamentaire. En présence d'entorses bénignes, le traitement nécessite un repos relatif (en fonction de la douleur) et l'application d’un gel anti-inflammatoire. L’entorse grave : L’entorse articulaire a causé des dégâts plus importants. Elle s’accompagne d’une déchirure ligamentaire et/ou d’un arrachement ligamentaire. Les ligaments ne maintiennent plus du tout l’articulation ; elle est instable. Un arrachement osseux voire une fracture peuvent y être associés. Le traitement est l’immobilisation et dans certains cas, il faut recourir à la chirurgie afin de suturer voire même remplacer le ligament déchiré. L’entorse compliquée : Ici, l’instabilité articulaire ou le mécanisme à l’origine du traumatisme sont tels qu’ils entraînent une modification des rapports anatomiques des surfaces 18 articulaires. C’est la luxation : l’articulation n’existe plus, elle est « déboîtée ». Une réduction de cette luxation doit être réalisée avant l’immobilisation de l’articulation. C. Les accidents musculaires et tendineux : La courbature : La courbature est une atteinte bénigne du muscle et traduit un effort d'intensité inhabituelle sur un muscle insuffisamment préparé. Une douleur localisée et la palpation d’un muscle tendu et dur sont les signes de cette fatigue musculaire. Son traitement est simple : le repos. La crampe : Elle est une contraction extrêmement brutale et douloureuse d’un muscle. Elle s’explique par l'accumulation d'acide lactique dans les cellules musculaires. L’acide lactique est l’un des résidus de l’activité du muscle et c’est sa mauvaise élimination qui entraîne cette crampe. Elle est aggravée par une mauvaise circulation artérielle, accentuant le manque d’oxygène. La crampe peut être aussi le symptôme de certains déséquilibres6. Si elle apparaît à l’effort, il faut étirer le muscle afin qu’elle disparaisse. La contracture : La contracture, c’est aussi une contraction douloureuse du muscle, moins intense mais plus durable que la crampe. Elle ne cède pas au repos. Comme pour la courbature, elle est liée à une utilisation excessive du muscle mais elle est moins diffuse. On palpe de manière localisée une « corde à nœuds » ; sa palpation appuyée réveille la douleur. Ces trois premiers niveaux de traumatismes musculaires sont autant de signaux d’alerte. L'élongation : Elle se manifeste à l’effort et correspond à un étirement. Celui-ci ne concerne que quelques fibres musculaires. Le claquage ou déchirure musculaire : Ici la lésion est plus étendue. Certaines fibres musculaires se sont rompues et provoquent une douleur importante, comme un claquement de fouet. Une déchirure partielle d’un muscle est très invalidante par la douleur qu’elle engendre. La rupture musculaire : C’est l'équivalent d'une fracture musculaire. Elle touche généralement les extrémités des muscles, les tendons ; mais il existe des ruptures qui touchent la portion centrale du muscle. La douleur et l’hémorragie sont toujours intenses et l’impotence est totale. La 6 Le potassium en excès ou en défaut favorise l’apparition de crampes. 19 suture s’impose dans les meilleurs délais sous peine de rétraction musculaire irréversible. Les ruptures tendineuses sont favorisées par les tendinites. La tendinite : La tendinite est l’inflammation du tendon du muscle. C’est l’irritation constante du tendon par des mouvements répétitifs appuyés ou inadéquats qui provoquent cette inflammation. La palpation du tendon est douloureuse de même que l'étirement du muscle. Le repos et les anti-inflammatoires locaux constituent le traitement. D. Mesures communes : Bon marché, dénué d’effets secondaires7, le meilleur et le plus efficace des antiinflammatoires reste le froid. En effet, l’application de glace sur le traumatisme apporte une diminution de la douleur, une réduction de l’ampleur de l’œdème et/ou de l’hématome. Utile en urgence, elle reste profitable ensuite. Avec l’application de froid, le repos et la surélévation du membre concerné sont des mesures simples et efficaces. A titre de prévention de ces traumatismes, les échauffements avant l’exercice et les étirements avant et après l’effort permettent de diminuer notablement ces accidents. Il est également essentiel de veiller à une hydratation suffisante et à une alimentation adaptée. Les os8, muscles, ligaments et articulations sont aussi et parfois surmenés. 7 A l’exception de brûlures : il est recommandé de ne jamais appliquer de la glace directement sur la peau. On parle de fatigue de stress ou de fatigue. Il s’agit à chaque fois de stress osseux, ou de fatigue osseuse et non de l’état mental du propriétaire de l’os. 8 20
