Observation transversale de la force maximale excentrique des ischio-jambiers chez des skieurs alpins de compétition âgés de 7 à 15 ans

Kinesport
Le ski alpin de compétition est un sport qui présente un risque de blessures relativement élevé par rapport à d'autres sports, y compris chez les jeunes. Les blessures du genou sont les plus fréquentes chez les skieurs en général, les ruptures du ligament croisé antérieur (LCA) étant les blessures ayant la plus grande prévalence chez ces athlètes. Ainsi, la prévention des ruptures du LCA devrait faire partie intégrante de l’entraînement des skieurs dès les premiers stades de leur carrière.

La prévention des blessures chez les jeunes suscite un intérêt croissant non seulement dans le ski alpin de compétition, mais aussi dans d'autres sports, car il a été démontré que des programmes de prévention spécialement adaptés, tels que FIFA 11+, peuvent être très efficaces. En outre, les connaissances sur les mécanismes de lésion du LCA liés au ski se sont accrues au cours de la dernière décennie, et trois mécanismes typiques ont été décrits : le mécanisme de « slip-catch » (glissade), le « landing back-weighted » (atterrissage postérieur) et le « dynamic snowplow » (chasse-neige dynamique). Ces mécanismes se produisent principalement lors des virages ou de réceptions de saut.
Avis du pôle scientifique de Kinesport
Pastille verte
Cette étude transversale est un article à faible risque de biais, tous les critères méthodologiques majeurs sont respectés permettant de limiter et contrôler au mieux les biais dans leur étude.
Dans ces trois mécanismes, les muscles ischio-jambiers (IJ) jouent un rôle important en tant que facteur de risque modifiable. La force des muscles IJ est censée prévenir les blessures du genou, car les forces dans le LCA sont considérablement réduites lorsque l’activité des IJ augmente. Lorsque le skieur est déséquilibré lors d'un saut et atterrit en arrière sur la queue de ses skis, il se produit une compression tibio-fémorale et un tiroir antérieur du tibia par rapport au fémur induit par la chaussure et/ou le quadriceps. Ainsi, une contraction rapide et excentrique maximale des muscles IJ peut contrer ce tiroir antérieur et, par conséquent, prévenir le skieur d'une déchirure du LCA. Un entraînement spécifique comprenant des exercices excentriques pour renforcer les IJ, comme les Exercices Nordic Hamstring (NHE), peut être une approche prometteuse.

Pour déterminer les capacités de force des IJ en fonction des blessures chez les jeunes skieurs alpins de compétition, une étude récente a conclu que les tests bilatéraux excentriques maximaux des IJ étaient plus appropriés que les tests isométriques unilatéraux des IJ. Un tel test maximal bilatéral excentrique des IJ peut facilement être mis en œuvre avec un appareil de test basé sur le NHE, tel que le NordBord (Vald Performance, Newstead, Australie). A ce jour, il n'existe aucune étude fournissant des valeurs de référence de la force excentrique maximale des ischio-jambiers (MEHS) pour les jeunes skieurs.
Par conséquent, les objectifs de la présente étude étaient triples : 
1
Dépister et comparer deux groupes de jeunes skieurs (athlètes U15 et U10) en ce qui concerne la force maximale excentrique des ischio-jambiers (MEHS) pendant les NHE
2
Evaluer les différences potentielles entre les sexes
3
Etudier les relations potentielles de la MEHS avec l'âge, l'anthropométrie et la maturation biologique

Matériaux et méthodes

 Conception de l’étude, contexte et participants

La présente étude transversale est basée sur un ensemble de données anonymes de 246 skieurs âgés de 7 à 15 ans (121 femmes et 125 hommes) recueillies à l'origine dans le cadre d'une compétition lors de l'événement final du " Swiss-Ski Smile Pass Challenge " pendant la période hors saison de l'été 2020 en Suisse. Le critère d'inclusion était la participation à l'événement susmentionné, et aucun des participants n'a été exclu sur la base d'autres critères. 

 Collecte et évaluation des données

 Données de base et détermination de la maturité biologique
Un échauffement guidé de 10 minutes a été effectué au début de l'épreuve. Pendant l'épreuve, tous les skieurs ont subi des évaluations de base comprenant la détermination de l'âge, du poids, de la taille et de la taille en position assise.
Le décalage de maturité a été obtenu à l'aide de la méthodologie anthropométrique non invasive proposée par Mirwald et al. qui prédit l'âge à la vitesse maximale de la hauteur (APHV) et qui avait été validée dans des études antérieures. Pour calculer le décalage de maturité, des formules spécifiques au sexe ont été utilisées à partir des données suivantes : l'âge, le poids, la hauteur du corps, la hauteur en position assise et la longueur des jambes (hauteur du corps - hauteur en position assise). Le décalage de maturité représente ainsi un point dans le temps avant ou après l'âge à la vitesse maximale de la hauteur (APHV). Le décalage de maturité a été calculé pour le groupe de skieurs U15 et non U10, en supposant que l'équation de Mirwald a une validité limitée pour les écarts importants par rapport à l'APHV. La moyenne de l'APHV pour les skieuses a été précédemment rapportée à 12,44 ± 0,45 ans, et à 14,36 ± 0,66 ans pour les skieurs.
 Force excentrique maximale des ischio-jambiers (MEHS)
La MEHS absolue a été obtenue en utilisant le dispositif de test NordBord basé sur les NHE. Les NHE sont un contenu d'entraînement typique des jeunes skieurs, recommandé par l'association nationale de ski Swiss-Ski, et les participants ont en outre été familiarisés avec ce type d'exercice par des défis lancés sur les médias sociaux avant l'évènement. La fiabilité et l'application du dispositif de test NordBord au sein de différentes populations d'athlètes ont déjà été étudiées et possèdent une fiabilité élevée à modérée.

Le test était le suivant : les athlètes étaient positionnés avec les genoux sur une planche rembourrée, sans chaussures, avec les chevilles fixées par des attelles juste au-dessus des malléoles latérales. Les athlètes devaient garder les épaules, les hanches et les genoux alignés, les bras croisés devant le corps, tout en avançant progressivement, aussi lentement que possible, et en résistant au mouvement avec les deux jambes. Ils devaient avancer jusqu'à ce qu'ils ne puissent plus tenir la position. Ils utilisaient alors leurs mains et leurs bras pour amortir leur chute et revenaient à la position de départ. L'exécution correcte de l'exercice était contrôlée par l'instructeur du test, qui donnait un feedback immédiat et répétait le test en cas d'écart par rapport aux critères de qualité ou à la vitesse de mouvement spécifiés. Tous les athlètes ont effectué trois essais et les meilleures valeurs maximales gauche et droite des trois répétitions ont été utilisées pour l'analyse ultérieure des données. La MEHS relative a été obtenue en normalisant la MEHS maximale absolue (N) par le poids du sujet (kg).

Résultats

 Données de base et maturation biologique

A un niveau multivarié, des différences significatives entre les skieurs U10 et U15, et entre les skieurs féminins et masculins ont été trouvées. Il y avait un effet d'interaction pour le groupe d'âge * groupe de sexe. Au niveau univarié, les comparaisons entre groupes d'âge étaient significatives pour l'âge, la taille, le poids, l'IMC, le décalage de maturité et le APHV. Les analyses univariées pour les comparaisons entre les sexes ont révélé des résultats significatifs pour la taille, le décalage de maturité et le APHV, mais pas pour l'âge, le poids et l'IMC.

 Différences dans les MEHS absolues et fonction de l’âge et du sexe

L’analyse univariée a révélé des différences significatives dans la MEHS absolue entre les skieurs U10 et U15, et entre les skieurs féminins et masculins. Cependant, il n'y avait pas d'effet d'interaction pour le groupe d'âge * sexe. Les comparaisons détaillées par paire sont mises en évidence dans la Figure 1 ci-après.

 Association entre MEHS, sexe, âge et décalage de maturité

Alors que les valeurs absolues de MEHS des deux groupes d'âge et des deux sexes étaient significativement corrélées avec l'âge et la maturation biologique, de telles relations n'étaient pas présentes (ou du moins fortement affaiblies) pour les valeurs relatives, c'est-à-dire normalisées en fonction du poids de l’athlète, de MEHS.

Discussion 

Les principaux résultats de l'étude sont les suivants : 
  • Les valeurs absolues de MEHS pendant le NHE étaient plus élevées chez les skieurs U15 que chez les skieurs U10, également lorsqu'ils étaient regroupés par sexe 
  • La MEHS absolue s'est révélée être plus faible chez les femmes U15 par rapport aux hommes ; chez les skieurs U10, il n'y avait pas de différence entre les sexes 
  • Les valeurs absolues de MEHS des deux groupes d'âge et des deux sexes étaient significativement corrélées avec l'âge et la maturation biologique, mais n'étaient pas présentes (ou du moins considérablement affaiblies) lorsque l’on normalisait la MEHS par le poids du sujet.

 MEHS absolue chez les jeunes skieurs U10 vs U15

Cette étude a fourni des données de référence pour le MEHS chez les skieurs féminins et masculins âgés de 7 à 15 ans et a révélé une différence entre les skieurs U15 et U10. Jusqu’à présent, aucune étude sur les valeurs MEHS pour les athlètes U10 dans des sports autres que le ski n'est disponible.

Chez les athlètes adultes, cependant, des valeurs de MEHS plus élevées ont été observées chez les skieurs par rapport aux athlètes de football, de rugby et de football australien. Comme l'ont indiqué Franchi et al., cela est probablement dû à la production de force élevée des extenseurs du genou, antagonistes des IJ, qui est typique du ski alpin. Par conséquent, les IJ sont également entraînés de manière spécifique afin de réduire les déséquilibres musculaires indésirables.

 MEHS absolue chez les jeunes skieurs féminins et masculins

La MEHS absolue s'est révélée être plus faible chez les femmes U15 par rapport aux hommes alors que chez les skieurs U10, il n'y avait pas de différence entre les sexes. Cela peut suggérer que lorsque les jeunes skieurs arrivent à maturité, c'est-à-dire qu'ils se rapprochent du APHV, les différences entre les sexes commencent à se manifester. En général, les femmes ont atteint le décalage de maturité avant les hommes.
Par conséquent, la différence entre les skieurs U15 masculins et féminins est probablement due aux différences de développement dépendant du sexe qui se produisent autour de la poussée de croissance. Le décalage de maturité n'a pas été calculé pour les skieurs U10 plus jeunes, car il est connu que sa validité diminue avec la distance croissante de l'APHV.

Il est tout à fait raisonnable que les différences entre les sexes se manifestent pendant la puberté et que les athlètes doivent donc s'entraîner et concourir séparément à partir d'un certain stade de développement. Ceci est basé principalement sur la considération que les hormones sexuelles affectent différemment les garçons et les filles pendant la puberté, ainsi que sur la différence physique significative rapportée par Philippaerts et al. selon laquelle la masse et la force musculaire augmentent plus chez les garçons que chez les filles. En plus de cette différence de masse musculaire, le contrôle neuromusculaire diffère également entre les hommes et les femmes.

Ainsi, lors des tests et de l'interprétation de la condition physique des jeunes athlètes autour de la poussée de croissance, il est important de tenir compte des différences entre les sexes en matière de masse musculaire, de l’APHV et de contrôle neuromusculaire.

 Relation entre l’âge, la maturation biologique et la MEHS

Pour les valeurs absolues de la MEHS de tous les groupes d'âge et des deux sexes, il y avait des associations significatives avec l'âge et la maturation biologique. Cela suggère que les différences individuelles peuvent être dues à l'âge et à la maturité et pas seulement à des facteurs d'entraînement, la force des IJ augmentant avec l'âge et la maturité.

Comme décrit ci-dessus, l'augmentation de la masse musculaire chez les hommes est l'un des changements spécifiques au sexe les plus importants pendant la puberté et peut expliquer la corrélation plus forte entre la force des IJ et l'âge chez les hommes par rapport aux femmes. En revanche, Franchi et al. ont décrit que la corrélation entre l'âge et la MEHS n'a pas été trouvée chez les athlètes d'élite (17-28 ans). Ainsi, l'influence de l'âge sur la force musculaire semble augmenter autour de la poussée de croissance, mais diminuer ou se stabiliser par la suite.

Cependant, lorsqu’elles sont normalisées par le poids du corps, les relations entre les valeurs relatives de MEHS et le décalage de maturité n’étaient pas présentes chez les skieuses U15 et étaient considérablement affaiblies chez les athlètes masculins U15. Cela suggère que le MEHS dépend fortement du poids corporel, qui augmente naturellement pendant la puberté.

 Considérations méthodologiques 

Cette étude présente certaines limites dont il faut tenir compte lors de l’interprétation des résultats : 
  • Approche méthodologique : le faible nombre de skieurs représentatifs et donc la généralisation est certainement limitée.
  • Nature des tests : les tests basés sur le NHE peuvent représenter que partiellement le mouvement rapide qui menace le LCA pendant le mécanisme lésionnel de ce ligament. Une approche d’évaluation complémentaire pourrait être trouvée dans les contractions rapides, volontaires et maximales isométriques des IJ/quadriceps.
  • Évaluation de la force des IJ dans un environnement de laboratoire contrôlé : il faut rester prudent lorsqu’on transfère ces résultats de tests NHE aux conditions réelles de ski.

Conclusions 

Cette étude transversale a établi des données de référence normatives pour la MEHS pendant le NHE chez les jeunes skieurs et a montré qu'il existe des différences entre les sexes chez les skieurs plus âgés mais pas chez les plus jeunes. Sur la base des résultats de la présente étude, il est raisonnable de conclure que lorsque l'on teste la condition physique de jeunes athlètes autour de la poussée de croissance, la performance physique dépend du stade de maturation biologique, ce qui rend les comparaisons interindividuelles basées uniquement sur l'âge civil peu significatives. Dans la pratique, cependant, les athlètes d'une même catégorie d'âge chronologique concourent au même niveau de compétition, quel que soit leur degré de maturité. Il est donc important non seulement de prendre en compte la maturation biologique, mais aussi de s'y intéresser explicitement lors de l'évaluation et de l'interprétation des mesures de force chez les jeunes athlètes peu avant et après la poussée de croissance. Une approche efficace dans ce sens pourrait être de normaliser les valeurs de la MEHS avec le poids corporel. De plus, étant donné les différences significatives apparentes entre les sexes en matière de force au niveau U15, les skieurs féminins et masculins pourraient avoir besoin de régimes d'entraînement adaptés individuellement afin de fournir des stimuli d'entraînement adéquats lorsqu'ils s'entraînent ensemble.

Référence article

Kiers K, Ellenberger L, Javet M, Bruhin B, Frey WO, Spörri J. A Cross-Sectional Observation on Maximal Eccentric Hamstring Strength in 7- to 15-Year-Old Competitive Alpine Skiers. Biology (Basel). 2021 Nov 3;10(11):1128. doi: 10.3390/biology10111128. PMID: 34827120; PMCID: PMC8615154.