Tenségrité : l’interaction entre les muscles et les ligaments

Figure 1	Figure 2

Relation des éléments structuraux et des tissus mous

Pour comprendre comment notre système musculo-squelettique fonctionne, il est important de comprendre l’interaction entre les tissus mous, tels que les ligaments et les muscles, et les éléments structurels du corps, les os. Cette relation s’exprime à travers un principe appelé tensegrité (Tensionnelle Intégrité).

La tensegrité repose sur un principe découvert par l’un des élèves de Buckminster Fuller, Kenneth Snelson, qu’il a nommé « compression flottante ». Elle peut être décrite comme une structure triangulée composée de poutres semblables à des bâtons (éléments de compression) liés par des câbles (éléments de tension) dans lesquels les poutres ne se touchent pas. L’unité est pré-stressée par les portions de câble et maintenue en équilibre stable dans toute son architecture triangulée. En d’autres termes, elle est composée de bâtons suspendus dans un réseau tendu dans lequel les bâtons ne se touchent pas.

La structure pré-stressée distribue la tension uniformément à travers elle-même, suspendant les unités de compression dans un réseau de tension, de sorte que le stress appliqué à un point est distribué uniformément et instantanément dans toute la structure. Il n’y a pas de bras de levier ni de points d’appui. La tensegrité a été décrite comme une tension continue avec une compression discontinue [1]. Une structure de tensegrité est solide, flexible, légère, économe en énergie, stable dans toutes les directions et indépendante de la gravité. Elle ne dépend pas de la résistance des éléments individuels pour sa stabilité ; au contraire, elle tire sa force en distribuant le stress uniformément dans toute la structure, même sur les côtés opposés [2, 3].

Levin [2, 4, 5] a appliqué les principes de la tensegrité au corps humain et l’a nommé Biotensegrité. Il a indiqué que les os sont des éléments de compression flottant dans un réseau intégré de tissus mous, y compris les ligaments, les muscles et les tissus conjonctifs.

Levin [2] décrit la suspension du sacrum dans l’espace tridimensionnel en le comparant au moyeu d’une roue suspendu par des rayons. Il a déclaré : « Le sacrum est considéré comme le moyeu d’un réseau de tension : le modèle permet la stabilité du sacrum lorsqu’il est chargé dans n’importe quelle direction et peut être utilisé pendant la station debout bipède ou quadrupède, ou même debout sur la tête… contrairement aux modèles de clé de voûte et similaires. Puisque le système nécessite peu d’énergie, il est favorisé par la nature. » Dans ce modèle, tous les éléments de soutien doivent être tendus de manière égale pour maintenir la stabilité, conformément aux principes de la tensegrité, tels que décrits par Buckminster Fuller [1].

À mesure que la roue tourne, la charge est distribuée parmi tous les rayons qui se fixent au moyeu, entraînant une tension égale sur tous les rayons. Cependant, le transfert de poids dans l’articulation sacro-iliaque, au lieu de se produire sur un moyeu tournant, alterne d’un côté à l’autre, et se produit du côté du sacrum qui est en nutation. Les ligaments qui restreignent la nutation portent la charge, et ceux qui restreignent la contre-nutation seront détendus ; ces relations s’inversent du côté opposé.

Dans le corps, toutes les articulations doivent rester libres et mobiles pour maintenir l’intégrité tendionnelle. Les subluxations perturbent les modèles de mouvement réciproques musculaires et ligamentaires et déstabilisent toute la structure, et non seulement la zone immédiate.

Le rôle alternatif des ligaments et des muscles dans le maintien de la tension articulaire équilibrée

La clé pour préserver l’intégrité dans notre système musculo-squelettique est de maintenir une tension articulaire équilibrée lorsque nous alternons le transfert de poids d’un côté à l’autre pendant la marche, etc. Je propose que le sacrum soit alternativement suspendu par des ligaments et des muscles alors qu’ils partagent la responsabilité de maintenir la tension de l’articulation sacro-iliaque, comme cela a été trouvé dans le genou [6] et d’autres articulations. Cependant, l’interaction entre ces tissus pour maintenir la tension de l’articulation sacro-iliaque n’a pas encore été pleinement décrite.

Par exemple, alors que notre noyau structurel, le sacrum, se déplace en même temps que les os iliaques, une tension égale est continuellement distribuée à travers la structure par les ligaments sacro-iliaques et tous les muscles qui s’attachent au sacrum et/ou aux os iliaques. Le sacrum se penche vers l’avant en coordination avec le mouvement postérieur de l’iliaque ipsilatérale. En même temps, pour que la tension soit maintenue dans les éléments contralatéraux (ligaments, fascia et muscles), le côté contralatéral du sacrum tourne vers l’arrière tandis que l’iliaque tourne vers l’avant.

Pour que toute articulation bouge en douceur, les muscles d’un côté doivent subir une contraction concentrique, tandis que leurs antagonistes ipsilatéraux subissent une contraction excentrique ; cela est vrai que ce soit pour la flexion/extension du coude, la flexion latérale droite/gauche de la colonne vertébrale, ou la nutation/contre-nutation du sacrum. Je suis simplement en train d’étendre le rôle des relations agonistes/antagonistes aux ligaments, comme cela est décrit dans le réflexe arthrocinétique [7] dans une articulation normale et le réflexe ligamento-musculaire [8] dans une articulation blessée. Vleeming [9] établit une relation similaire entre le ligament postérieur long et la nutation/contre-nutation. Il a indiqué que « Cette étude montre que la nutation de l’articulation sacro-iliaque induit la relaxation du ligament long tandis que la contre-nutation augmente la tension. Cela contraste avec l’effet sur le ligament sacro-tubéreux : la nutation entraîne une augmentation de la tension, la contre-nutation une relaxation. L’augmentation de la tension dans le ligament sacro-tubéreux lors de la nutation peut être due au mouvement de l’articulation sacro-iliaque elle-même ainsi qu’à l’augmentation de la tension dans le biceps fémoral et/ou le gluteus maximus. »

Un petit mais important pas en avant

Ce que j’ajoute à la Tensegrité, c’est que ce mécanisme maintient la tension dans l’articulation sacro-iliaque (l’unité fonctionnelle principale du système musculo-squelettique) grâce aux rôles réciproques des muscles et des ligaments, tant du même côté que du côté opposé. En conséquence, c’est un petit mais important pas en avant pour démontrer comment la tensegrité s’intègre avec les réflexes arthrocinétiques et ligamento-musculaires pour maintenir la tension homéostatique à travers le système musculo-squelettique.

Pendant la nutation, les ligaments qui restreignent la nutation deviennent tendus et ceux qui restreignent la contre-nutation deviennent détendus. Lorsque les ligaments deviennent détendus, les muscles de soutien se resserrent. Par exemple, lorsque le sacrum entre en nutation droite dans la figure 1, l’apex du sacrum s’éloigne de l’épine ischiatique droite, le ligament sacro-épineux droit est tendu et le piriforme droit se détend et s’allonge par contraction excentrique. Du côté gauche, le sacrum entre en contre-nutation. La figure 2 montre le mouvement opposé. Lorsque l’apex se déplace vers l’épine ischiatique droite, le ligament sacro-épineux droit se détend, et le piriforme droit subit une contraction concentrique pour reprendre le relâchement et maintenir la tension dans l’articulation. En restant fidèle aux principes de la tensegrité, la tension continue est maintenue par les rôles alternés des ligaments et des muscles pendant les phases réciproques de nutation et de contre-nutation. Par conséquent, si le ligament sacro-épineux droit se foulait, le piriforme droit serait disponible pour assumer une plus grande responsabilité de la stabilité en maintenant la tension tout au long de la phase de nutation ainsi que de sa fonction normale de maintien de la tension pendant la contre-nutation et, pour cette raison, serait en état de contraction concentrique continue tant que le(s) ligament(s) serait(ient) insuffisant(s).

La grande majorité des muscles et ligaments sont directement impliqués dans l’AIJ

Le plus grand nombre de ligaments impliqués, plus la réponse musculaire est grande, même à des forces plus faibles [10]. Étant donné que l’articulation sacro-iliaque est soutenue par un vaste réseau de ligaments et de muscles, il est raisonnable de supposer qu’une foulure de ces ligaments entraînera une réaction musculaire considérable. En raison de leur mauvaise vascularisation et des facteurs biomécaniques, les ligaments peuvent ne jamais guérir complètement ; ainsi, la tension musculaire peut tirer le sacrum dans un état constant de contre-nutation du côté de la lésion de nutation. Je propose que cette lésion de la structure de base, maintenue indéfiniment, puisse conduire à des modèles de compensation pouvant jouer un rôle clé dans de nombreuses blessures musculo-squelettiques.

References
1. Fuller, R.B., Synergetics. 1975, New York: McMillan.
2. Levin, S.M., The Sacrum in Three-Dimensional Space. Spine: State of the Art Reviews, 1995. 9(2): p. 381-88.
3. Ingber, D.E., The architecture of life. Sci Am, 1998. 278(1): p. 48-57.
4. Levin, S.M., A different approach to the mechanics of the human pelvis: tensegrity, in Movement, Stability & Low Back Pain. The essential role of the pelvis., A. Vleeming, et al., Editors. 1997, Churchill Livinstone: New York. p. 157-167.
5. Levin, S.M. The tensegrity system and pelvic pain syndrome. in Third Interdisciplinary World Congress on Low Back and Pelvic Pain. 1998. Vienna, Austria: European Conference Organizers.
6. Solomonow, M., et al., The synergistic action of the anterior cruciate ligament and thigh muscles in maintaining joint stability. The American Journal of Sports Medicine, 1987. 15(3): p. 207-13.
7. Cohen, L.A. and M.L. Cohen, Arthrokinetic reflex of the knee. The American Journal of Physiology, 1956. 184(2): p. 433-7.
8. Palmer, I., Pathophysiology of the medial ligament of the knee joint. Acta Chirurgica Scandinavica, 1958. 115(4): p. 312-8.
9. Vleeming, A., et al., The function of the long dorsal sacroiliac ligament: its implication for understanding low back pain. Spine, 1996. 21(5): p. 556-62.
10. Solomonow, M., et al., The ligamento-muscular stabilizing system of the spine. Spine, 1998. 23(23): p. 2552-62.