L'élévation de l'arche longitudinale en position assise, debout et en marchant : contributions du mécanisme du treuil.

Apr 30 / Xavier LAURENT
Freddy SichtingIet Florian Ebrecht, de l’Université technologique de Chemnitz en Allemagne ont souhaité étudier le mécanisme de treuil, mécanisme initialement décrit par Hicks en 1954 comme le couplage univoque entre la dorsiflexion de l’articulation métatarsienne et l’élévation de l’arche longitudinale médiale du pied. Selon sa description, la dorsiflexion des orteils tend l'aponévrose plantaire et, par conséquent, tire le calcanéum et les têtes métatarsiennes l'un vers l'autre (Fig 1). En conséquence, l'arc longitudinal s'élève. On pense que ce mécanisme permet de contrer les forces de compression venant du haut et de rigidifier le pied.

Ci-dessous, la figure A) représente le mécanisme du treuil comme un modèle mécanique qui aide à expliquer la capacité du pied à agir comme un levier efficace et efficient. La dorsiflexion des orteils crée une tension dans l'aponévrose plantaire qui tend à tirer le calcanéum vers les têtes métatarsiens. Ce mouvement crée une force ascendante dans l'arc longitudinal.

La figure (B) le représente au cours de la marche où le mécanisme du treuil agit lorsque les têtes des métatarsiens et les phalanges distales sont les seuls points de contact avec le sol sur la jambe arrière. Outre le mécanisme passif du treuil, les muscles plantaires intrinsèques du pied peuvent également être à l'origine de l'élévation tardive de la voûte plantaire.

Les auteurs ont souhaité étudier le mécanisme de treuil en scénarios de charge statique et dynamique (assis, debout, en marchant) pour deux objectifs principaux :

  •  Identifier les différences possibles dans le mécanisme du treuil entre les tâches statiques et dynamiques
  • Déterminer dans quelle mesure l'élévation de la voûte plantaire dépend du mouvement de l'articulation métatarso-phalangienne. Selon le modèle original de treuil proposé par Hicks, un degré plus élevé de dorsiflexion des orteils devrait entraîner une élévation plus prononcée de l'arche.

Les auteurs ont inclus quinze hommes et dix femmes et ont acquis des données cinétiques et cinématiques. Les changements dans le mouvement longitudinal de la voûte plantaire par rapport au mouvement des orteils ont été comparés en évaluant la montée et la descente de l'os naviculaire.
Les auteurs rapportent que les effets du mécanisme de treuil pendant les scénarios de charge statique diffèrent à plusieurs égards des observations dans les scénarios de charge dynamique. :

  1. En position assise et debout, la dorsiflexion de l’articulation MTP a entraîné une élévation immédiate de l’arche longitudinal. En revanche, les auteurs ont observé une diminution de la hauteur de l’arche longitudinale malgré la dorsiflexion de l’articulation MTP au début de la phase de poussée pendant la marche.
  2. Alors que l'augmentation de l'arche longitudinale était presque linéaire avec la dorsiflexion de l'articulation MTP dans les scénarios de charge statique, le scénario de charge dynamique a révélé une augmentation exponentielle de l'arche.
  3. Le taux de changement de la hauteur de l'arche par rapport au mouvement de l'articulation MTP était significativement plus faible en position assise et debout qu'en marchant.
  4. L'élévation de l'arche n'a été corrélée au mouvement de l'articulation MTP que dans le scénario de charge dynamique.

Pour Sichting et Ebrecht, il semble plausible que d'autres mécanismes que le mécanisme de treuil pur agissent pour provoquer l'élévation de l'arche : des études futures pourraient viser à démêler davantage les contributions du mécanisme de treuil pur, l'extensibilité de l'aponévrose plantaire (et d'autres ligaments plantaires profonds), et l'action des muscles du pied comme source de rigidité pour la poussée contre le sol pendant la marche bipède.


Conclusion 

Les résultats de cette étude soutiennent ainsi l'idée que le comportement mécanique non linéaire de l'aponévrose plantaire affecte l'efficacité du mécanisme du treuil. En outre, les résultats suggèrent que la contraction musculaire active pourrait être une source supplémentaire de tension le long de l'aspect plantaire du pied qui complèterait le mécanisme passif de treuil. Les résultats confirment la nécessité d'étudier davantage le mécanisme du treuil dans des scénarios de charge dynamique afin de comprendre son importance fonctionnelle.

L'article

Sichting, F., & Ebrecht, F. (2021). The rise of the longitudinal arch when sitting , standing , and walking : Contributions of the windlass mechanism. PLoS ONE, 1–13. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0249965