Fonctionnement du pied et de la cheville

Fonctionnement du pied et de la cheville 2017-10-11T03:11:22+00:00

Généralités

Cinématique articulaire : de la mécanique à la biomécanique

Équivalent mécanique d’une cheville.

Nous avons naturellement tendance à envisager les choses que nous ne connaissons pas en faisant des analogies avec celles que nous connaissons et que nous comprenons.

De prime abord, nous imaginons donc que les mouvements des articulations se font autour d’axes fixes, comme le ferai une roue autour de son axe.

La description que nous allons faire de la différence entre mécanique et biomécanique aura la cheville comme support. Ces différences se retrouvent dans toutes les articulations qui ne sont jamais des montages mécaniques au sens ou nous l’entendons dans la vie de tous les jours.

Cheville avec axe mécanique

Virtualisation_1

Dans un tel montage, avec un axe mécanique, lors de la flexion-extension de la cheville (passage de la flexion dorsale à la flexion plantaire), le centre de rotation de la cheville est fixe et toujours situé sur l’axe, même si cet axe n’est pas comme ici perpendiculaire aux axes principaux de la cheville et du pied.

Virtualisation_1

Cheville avec axe mécanique monté sur des bagues de frottement

Virtualisation_1

Dans un tel système, les contraintes se font au niveau de l’axe et des trous qui servent à le faire passer. C’est pour cette raison que les axes sont la plupart du temps montés par l’intermédiaire de systèmes qui visent à réduire les frottements et donc l’usure (bague de bronze, roulements à billes etc). Il y aurait dans un tel montage pas ou peu de contact entre le dôme du talus (astragale) et le tibia.

Le système d’axe assure à la fois le guidage du mouvement et la stabilité du système

En ajoutant l’axe de la sous talienne l’arrière pied pourrait être modélisé de la manière suivante :

Ce système « mécanique » serait extrêmement rigide, peu adaptable aux déformations du terrain. Beaucoup de contrainte seraient transmises à l’os entraînant très rapidement la destruction de la cheville.

La très grande différence avec la cheville « vivante » ou « biomécanique » est que le type du mouvement (sa forme , son « enveloppe ») est assuré par le frottement des os entre eux (via le cartilage) et que le guidage et la stabilité sont assurés par les ligaments, renforcé par l’action des tendons.

La cheville biomécanique

La cinématique des articulations est conditionnée à la fois par la forme des os et par la situation des ligaments. Ces deux conditions sont indispensables : la faillite de l’un des deux systèmes entraine une dégradation immédiate de la fonction articulaire qui avec le temps génère des dégâts irrémédiables.

Les formes osseuses

Les surfaces articulaires

La forme de chaque os détermine la création de mouvements complexes qui ne sont jamais des rotations ou des translations pures mais toujours une combinaison des deux. La forme des surfaces articulaires conditionne le mouvement global de l’articulation en fixant ses limites qui sont parfois assez floues car les articulations ne semblent pas toujours congruentes pendant le mouvement. En d’autres termes on peut dire que parmi tous les mouvements possibles dans l’espace, les surfaces osseuses n’en permettent que quelques-uns qui sont tous des mouvements complexes. Il existe de plus, une grande variété individuelle dans les formes des surfaces articulaires, et il vaudrait mieux en ce qui concerne le complexe articulaire de la cheville parler de familles de mouvements plutôt que de mouvements bien précis.(ici pour accéder à la page sur les os)

Les os de l’articulation tibio tarsienne de face.

Virtualisation_1

Sur cette image les trois os de la cheville sont en « situation » mais rien ne les attache entres eux. Leurs formes sont complémentaires souvent comparées à un assemblage en « tenon-mortaise » mais qui serait mobile (à droite).

Les formes sont complexes : La mortaise est asymétrique : la fibule descendant plus bas que le tibia (flèche bleues) afin d’augmenter la surface de contact. Le talus est plus large en avant qu’en arrière ce qui en flexion dorsale à tendance à écarter la fibule du tibia (flèches bleues).

Ce système ne peut pas fonctionner en l’état car il manque « les axes » d’assemblages.

Virtualisation_1

Les apophyses et autres encoches osseuses

Le talus présente une encoche pour le long fléchisseur de l’hallux, la face postéro inférieur des malléoles des sillons pour le tibial postérieur et le fléchisseur commun des orteils sur la malléole médiale pour les fibulaires sur la malléole latérale.

Le calcanéum présente une longue apophyse médiale, le sustentaculum tali, éloigné de l’axe mécanique afin d’augmenter le bras de levier du long fléchisseur de l’hallux qui s’y réfléchit. En dehors, existe une crête pour les fibulaires, moins importantes que la médiale et plus proche de l’axe mécanique.
Nous verrons avec l’étude des muscles que ces saillies osseuses sont essentielles au contrôle des mouvements.

Virtualisation_1

Les ligaments

Les ligaments attachent les os d’une manière externe, un peu comme des cordes attacheraient des morceaux de bois ensembles selon la technique du brelage.

Les ligaments (ici pour accéder à la page sur les ligaments) sont insérés sur chaque pièce osseuse, en des endroits qui empêchent certains mouvements et en permettent d’autres, rendant, à l’arrière pied, la notion d’isométrie (Transformation géométrique qui conserve les mesures des figures (longueurs, angles) ou les distances)  très approximative pour peu qu’on l’envisage au delà du temps « instantanée ». Les ligaments sont des haubans peu élastiques. Ils limitent l’excursion de chaque pièce osseuse dans un secteur de mouvement limité. Lorsque plusieurs ligaments sont bien individualisés et ont un rôle proche (comme par exemple dans le ligament latéral de la cheville) il est possible de construire pour chaque mouvement un ligament unique théorique grâce à l’addition vectoriel des ligaments mis en tension par ce mouvement. Cela explique qu’en fonction des formes des surfaces articulaires (à congruence incomplète), les ligaments mis en jeu changent au cours du mouvement, ce qui induit un changement des centres de rotations et des axes de translation.

Parmi ces ligaments, il faut insister, au niveau de l’articulation sous talienne (entre talus et calcanéus) sur le ligament en haie (ligament intertalocalcanéen). Il est le seul à être situé à l’intérieur de la structure même de l’arrière pied, au niveau de l’axe mécanique reliant pendant la marche le centre de gravité au centre de la zone d’appui. Sa structure géométrique en plusieurs faisceaux entraîne un serrage des surfaces articulaires calcanéus-talus lorsque le calcanéum se déplace en valgus-pronation-torsion latérale. Son composant latéral, fait du pilier profond du rétinaculum musculorum extensorum inferius (ligament annulaire antérieur du cou de pied) est un composant essentiel, puisqu’il permet aux muscles extenseurs commun et propre des orteils et à moindre mesure du tibial antérieur d’avoir un rôle dans le contrôle de la position de l’arrière pied.

Cette image montre la cheville avec les ligaments qui grâce à leurs complémentarités remplace l’axe mécanique

La cheville physiologique

Virtualisation_1

Les ligaments latéraux du médio pied et de l’arrière pied

Virtualisation_1

Ces assemblages complexes os-ligaments expliquent la cinématique des articulations. Ce système est beaucoup plus adaptable, performant et endurant qu’un système mécanique d’axe .

Il est plus adaptable car ce système est un système souple et non rigide à rattrapage de jeu lorsqu’on y intègre l’action des tendons via les muscles.

Il est jusqu’à un certain point redondant puisque certains éléments ont sensiblement le même rôle et peuvent donc se suppléer les uns et les autres avec une dégradation minime des performances.

Ce système de tendons n’est pas suffisant pour expliquer la cinématique des articulations. il faut ajouter les muscles et les tendons qui bien qu’impliquer dans la génération du mouvement par la transmission des forces, ont également un rôle dans la détermination de la cinématique articulaire.

Cette image montre la cheville avec les ligaments qui grâce à leurs complémentarités remplace l’axe mécanique

Les tendons extrinsèques du pied et de la cheville.

Neufs tendons principaux passent au niveau de la cheville et du pied (ici pour aller à la page descriptive des muscles).

Classiquement, les tendons sont décrits comme naissants des muscles desquels ils émanent et se terminant sur un os à plus ou moins grandes distances des muscles originelles après être passé au dessus d’une ou plusieurs articulation (mono ou pluri articulaires).

L’action d’un muscle est en général décrit en regardant l’effet de la contraction musculaire sur l’articulation situé juste avant la terminaison du tendon en décharge.

Cette description ne permet pas de comprendre le fonctionnement du pied et de la cheville car cela conduit par exemple à décrire le long fléchisseur de l’hallux (gros orteil) comme le pouce de la main et à lui attribuer une fonction de préhension.

Virtualisation_1
Virtualisation_1
Virtualisation_1

Flexion de l’hallux en décharge : fonction préhensile et non locomotrice !

Les muscles extrinsèques du pied et de la cheville et leurs tendons ne peuvent être compris qu’en considérant que le pied est à l’arrêt au sol et que le corps de l’individu passe (bascule) au dessus de lui. Il s’agit d’une situation inverse à la situation anatomique habituelle : la partie distale du tendon est fixe alors que la partie proximale et le muscle sont mobile. En outre ces muscles fonctionnent souvent avec des contractions excentriques (ils freinent un mouvement) ou isométrique (il fixe une position). Leurs fonctionnement concentriques est la moins fréquente.

Marche_MB_Pied_Fixe

Sur cette succession de photos, le sujet « passe au dessus » de son pied gauche (celui avec la flèche rouge) qui est fixe et sans mouvement au sol.

Un autre facteur essentiel à la compréhension du fonctionnement de la cheville est du pied est la caractère polyarticulaire des muscles extrinsèques et le fait que la plupart des tendons se réfléchissent sur les os en y changeant de direction de la même manière qu’une corde change de direction part le biais d’une poulie.

Marche_MB_Pied_Fixe
Marche_MB_Pied_Fixe

Ces images montrent la réflexion du tendon du long fléchisseur de l’hallux (fléchisseur du gros orteil) sur la partie postérieure du talus et sous le sustentaculum tali. À ce niveau le tendon s’appuie sur l’os et provoque l’apparition d’une force. Les tendons à ces niveaux, agissent sur l’os comme une corde agit sur une poulie.

Forces_Muscles_Lateraux

Les forces indirectes des muscles latéraux : 1 action du court fibulaire (en jaune) sur le péroné; A action du long fibulaire (en bleu) (LPL) sur le péroné; B action du LPL sur le calcanéum via la crête des péroniers; C action du LPL sur le cuboide à l’endroit où il s’engage dans la plante du pied.

Ces forces créées par la réflexion des tendons sur les os, que nous appellerons « indirectes », par opposition aux forces « directes » créées sur l’os où se terminent les tendons sont essentielles. Il n’est pas possible de comprendre la physiologie de la marche sans les intégrer dans le raisonnement, au même titre que les forces d’inertie.

Synthèse sur les mouvements articulaires

(du complexe articulaire de la cheville)

Les mouvements d’une articulation ne peuvent être harmonieux et adaptés aux conditions extérieures qu’à la triple conditions que :

  • les surfaces articulaires soient d’une forme convenable et convenablement recouverte de cartilage

  • que l’ensemble des ligaments soient fonctionnels et insérés aux bons endroits

  • que les muscles et leurs tendons soient fonctionnels et situés aux bons endroits

Virtualisation_1

Les tendons sont les lignes rouge (Tibial postérieur), jaune (fléchisseur commun des orteils) et bleu (long fléchisseur de l’hallux). Le plan ligamentaire médial est figuré par la zone grisé entourée de blanc, situé entre les tendons et les os.

Il résulte de cet assemblage fonctionnel que toute altération d’un des éléments peut perturber le fonctionnement de l’ensemble. Toutefois le système est suffisamment redondant pour que la perte fonctionnel d’un de ces éléments soit compensée par le renforcement ou l’adaptation d’un ou de plusieurs autres éléments de la structure (exemple de compensation de la perte fonctionnel d’un des ligament de la cheville par le renforcement de l’action d’un muscle). Hélas, cette compensation de la perte d’une partie du système par la sur-utilisation d’une autre partie peut conduire à la faillite de cette dernière avec apparition d’une réaction en chaine susceptible de détruire complètement l’ensemble articulaire (par exemple arthrose de cheville sur laxité ligamentaire ancienne).

Il est donc essentiel que les anomalies qui affectent un complexe articulaire soient identifiées très tôt afin d’être traitées le plus rapidement possible évitant ainsi la dégradation irrémédiable de l’articulation.

Enfin la bonne compréhension de ce fonctionnement complexe permet de comprendre toutes les situations pathologiques concernant les articulations et de mieux appréhender les avantages et les inconvénients des traitements qui peuvent être proposés pour y remédier.

Les os et les articulations du pied

Le pied est la seule partie du corps en contact avec le sol.

C’est à son niveau que les forces qui nous permettent de tenir debout et de nous déplacer sont créées.

Le pied subit donc des contraintes extrêmement nombreuses et doit être capable de nous véhiculer sur toutes sortes de terrain.

Pour cela , le pied doit être capable :

  • De s’adapter à la forme du sol quand nous marchons sur des terrains accidentés

  • De se rigidifier pour supporter les forces gravitaires, d’inerties et celles créées par les muscles

  • D’amortir les vibrations créées par les chocs du talon au sol

  • D’économiser l’énergie pour nous permettre de marcher longtemps

  • D’être un organe sensible pour que nous puissions marcher d’une manière automatique et inconsciente

On comprendra que chacune de ces fonctions puissent être affectée par des maladies et des déformations.

Le but de ces pages « biomécaniques » est de vous montrer les structures qui permettent au pied de remplir sont rôle et qui peuvent être atteintes dans les différentes pathologies qui peuvent vous amener à consulter. Il s’agit d’une présentation simplifiée du pied et de la cheville et non d’un traité d’anatomie ou de physiologie.

Les os et les articulations du pieds

Le pied et la cheville, sans les orteils, sont constitués de 14 os et de 17 articulations. Avec les orteils, cela fait un total de 28 os et 31 articulations.

Le pied est un système mécanique qui a pour rôle de produire les forces qui nous propulsent et qui nous permettent de maintenir le position verticale.

Cette fonction doit être possible sur n’importe quel type de sol, dans toutes les directions et à vitesse variable.

Le pied est un ensemble complexe d’articulation entre des os de formes extrêmement variées unis par des ligaments. Le dessin des surfaces articulaires et la localisation des attaches des ligaments sur les os déterminent les mouvements qui se produisent au pied. Les muscles, extérieurs au pied (extrinsèques) et situés à l’intérieur du pied (intrinsèques) provoquent et contrôlent ces mouvements.

Les os du pied (vues de profil)

pied-os-profil-gauche

Les os du pied coté médial (interne)

pied-os-profil-droit

Les os du pied coté latéral (externe)

Les os du pied (vues postérieure et postéro médiale)

pied-os-postero-mediale

Les articulations sont toutes interconnectées et leurs mouvements ne peuvent être envisagés que globalement. Il est en règle impossible de comprendre les mouvements d’une articulation sans regarder comment ces mouvements interfèrent avec les articulations avoisinantes.

Le pied et la cheville est dont donc un ensemble indissociable d’os et d’articulations qui ne peut être compris que globalement.

La forme de chaque os détermine la création de mouvements complexes qui ne sont jamais des rotations ou des translations pures mais toujours une combinaison des deux . La forme des surfaces articulaires conditionne le mouvement global de l’articulation en fixant ses limites qui sont parfois assez floues car les articulations ne semblent pas toujours congruentes pendant le mouvement. En d’autres termes on peut dire que parmi tous les mouvements possibles dans l’espace, les surfaces osseuses n’en permettent que quelques-uns qui sont tous des mouvements complexes. Il existe en outre une grande variété individuelle dans les formes des surfaces articulaires, et il vaudrait mieux en ce qui concerne le complexe articulaire de la cheville parler de familles de mouvements plutôt que de mouvements bien précis.

Architecture d’ensemble

L’arrière pied est composé du talus (l’astragale) et le calcanéum. Il est situé sous le tibia et le péroné qui lui transmettent le poids du corps. C’est la partie du pied qui prends contact avec le sol lors de la marche au moment où le pied qui était en mouvement lorsqu’il était en l’air s’arrête. Un choc avec le sol va donc se produire et le pied doit s’adapter à la forme du terrain. L’organisation fonctionnelle de l’arrière pied est destinée à faire face à ces contraintes sans se détruire. Pour assurer sa vascularisation (pour apporter l’oxygène) et pour lui permettre de remplir son rôle de capteur sensible ainsi que pour assurer la commande des muscles, des vaisseaux (artères et veines) et des nerfs doivent être acheminés jusqu’à l’extrémité des orteils.

Pour éviter que ces vaisseaux et ces nerfs ne soient écrasés par le poids du corps un espace libre de tout appui est ménagé en dedans du pied (le canal tarsien). Il semble que cette nécessité soit à l’origine de la construction mécanique en « porte à faux » de l’arrière pied (figure suivante).

Axe_Arriere_piedLes forces dans l’arrière pied :

vue postérieure de la cheville et du pied droit

Lors de l’appui, le tibia (bleu clair) et le péroné (fibule, en bleu foncé), puis le talus (astragale, en jaune) transmet le poids du sujet (flèche verte) qui est décalé par rapport à l’appui au sol (flèche rouge) du calcanéum (rose). Ce décalage (porte à faux)est source de déséquilibre.

Les ligaments du pied et de la cheville

Rôle des ligaments

Les ligaments sont insérés sur chaque pièce osseuse, en des endroits qui empêchent certains mouvements et en permettent d’autres, rendant, à l’arrière pied, la notion d’isométrie (Transformation géométrique qui conserve les mesures des figures (longueurs, angles) ou les distances) très approximative. Les ligaments sont des haubans plus ou moins élastiques en fonction de leur degré d’étirement. Ils limitent l’excursion de chaque pièce osseuse dans un secteur de mouvement limité. Lorsque plusieurs ligaments sont bien individualisés et ont un rôle proche (comme par exemple dans le ligament latéral de la cheville) il est possible de construire pour chaque mouvement un ligament unique théorique grâce à l’addition vectoriel des ligaments mis en tension par ce mouvement. Cela explique qu’en fonction des formes des surfaces articulaires (à congruence incomplète), les ligaments mis en jeu changent au cours du mouvement, ce qui induit un changement des centres de rotations et des axes de translation. Parmi ces ligaments, il faut insister sur le ligament en haie (ligament intertalocalcanéen). Bien que sont rôle soit discuté, il est le seul à être situé à l’intérieur de la structure même de l’arrière pied, au niveau de l’axe mécanique reliant pendant la marche le centre de gravité au centre de la zone d’appui. Sa structure géométrique en plusieurs faisceaux entraîne un serrage des surfaces articulaires calcanéus-talus lorsque le calcanéum se déplace en valgus-pronation-torsion latérale. Son composant latéral, fait du pilier profond du retinaculum musculorum extensorum inferius (ligament annulaire antérieur du cou de pied) est un composant essentiel, puisqu’il permet aux muscles extenseurs commun et propre des orteils et à moindre mesure du tibial antérieur d’avoir un rôle dans le contrôle de la position de l’arrière pied.

Particularité de l’arrière pied : le « porte à faux »

L’arrière pied est composé du talus (l’astragale) et le calcanéum. Il est situé sous le tibia et le péroné qui lui transmettent le poids du corps. C’est la partie du pied qui prends contact avec le sol lors de la marche au moment où le pied qui était en mouvement lorsqu’il était en l’air s’arrête. Un choc avec le sol va donc se produire et le pied doit s’adapter à la forme du terrain. L’organisation fonctionnelle de l’arrière pied est destinée à faire face à ces contraintes sans se détruire. Pour assurer sa vascularisation (pour apporter l’oxygène) et pour lui permettre de remplir son rôle de capteur sensible ainsi que pour assurer la commande des muscles, des vaisseaux (artères et veines) et des nerfs doivent être acheminés jusqu’à l’extrémité des orteils.

Pour éviter que ces vaisseaux et ces nerfs ne soient écrasés par le poids du corps un espace libre de tout appui est ménagé en dedans du pied (le canal tarsien). Il semble que cette nécessité soit à l’origine de la construction mécanique en « porte à faux » de l’arrière pied.

Nous verrons sur les schémas suivants et sur ceux concernant les musclescomment la nature a répondu à ces impératifs.

Axe_Arriere_piedLes forces dans l’arrière pied :

vue postérieure de la cheville et du pied droit

Lors de l’appui, le tibia (bleu clair) et le péroné (fibule, en bleu foncé), puis le talus (astragale, en jaune) transmet le poids du sujet (flèche verte) qui est décalé par rapport à l’appui au sol (flèche rouge) du calcanéum (rose). Ce décalage (porte à faux)est source de déséquilibre.

Les ligaments de la cheville et du pied

Les images suivantes montrent la richesse et la complexité des ligaments qui stabilisent la cheville.

Ligaments latéraux
et médiaux de la cheville

ligaments_mediaux-pied

Ligaments postérieurs de la cheville

Ligament_chev_Post

Au niveau du pied , les ligaments de la face plantaire sont très puissants, destinés, entres autres mécanismes, à maintenir l’arche du pied. Au niveau dorsal, les ligaments participent, avec les autres ligaments à la construction du système de verrouillage du pied qui précède la phase de propulsion.

Ligament_plantaire

A gauche les ligaments de la face plantaire.

À droite les ligaments de la face dorsale.

(Images from Atlas d’anatomie de J.M. BOURGERY et N.H. JACOB, 1831-1854)

Ligaments_Dorsaux

L’aponévrose plantaire

A la plante du pied , l’aponévrose plantaire est une structure qui nécéssite une description particulière.

La grande aponévrose plantaire plantaire superficielle est une lame fibreuse extrêmement résistante qui s’attache à la face plantaire de la tubérosité postérieure du calcaneus et va se diviser en évantail pour rejoindre la base des premières phalanges des orteils (le contingent qui va à l’hallux est le plus développé).
Il est remarquable de constater que cette grande aponévrose plantaire superficielle relie l’apophyse postérieure du calcaneus qui appartient au pied d’appui, au système phalango- sésamoïdien de l’hallux qui appartient au pied talien propulseur.

Elle transmet les forces entre l’avant et l’arrière pied jusqu’à trois fois le poids du corps. Elle stocke et restaure environ dix sept pour cent de l’énergie durant le pas. Toute pronation excessive du pied augmente les stress à son niveau ainsi que les appuis orthétiques disto-médiaux. Par le simple fait de la flexion dorsale des orteils (active, ou passive lors du pas par exemple) et selon le mécanisme du treuil (windlass mechanism) l’entrait est mis en tension, il se raccourcit et peut ainsi bander son armature squelettique pour creuser les arches (le pied se raccourcit en s’inversant). Cela augmente sa force d’appui au sol. En même temps, grâce aux expansions aponévrotiques plantaires, la peau et les parties molles plantaires sont mises en tension et durcies.

Au niveau de l’avant pied un réseau tridimensionnel complexe de fibres entrecroisés et verticales est réalisé (« tie bar system »). La trame fibreuse relie entre elles les têtes métatarsiennes, les bases des premières phalanges, les capsules articulaires avec leurs ligaments et les plaques plantaires, ainsi que les gaines des tendons fléchisseurs. Ce réseau fibreux est mis en tension par les métatarsiens qui ont tendance à s’écarter sous l’effet de la charge.

Il se comporte comme une véritable toile d’araignée en trois dimensions, de façon à ce qu’une déformation en un endroit soit aussitôt propagée à distance et amortie par l’ensemble du système. En statique, ce mécanisme automatique et précis est à la base de l’auto régulation de la posture par transfert oscillatoire de la charge ce qui protège les tissus de l’ischémie d’appui.

Aponevrose_plantaire

L’aponévrose plantaire. (Image from Atlas d’anatomie de J.M. BOURGERY et N.H. JACOB, 1831-1854)

On peut décrire dans la structure de l’aponévrose deux systèmes principaux de fibres

  • Un système transversal formé par le ligament inter métatarsien transverse qui s’oppose à l’écartement des têtes et de l’appareil sésamoïdien par son insertion sur le sésamoïde latéral.

  • Un système longitudinal composé de l’aponévrose plantaire qui se divise en deux contingents : l’un profond vers le squelette et l’autre superficiel qui adhère à la peau.

Les fibres longitudinales ont plusieurs rôles

  • garder l’alignement du système tendineux sur la chaîne ostéo-articulaire,

  • ménager des couloirs de protection pour le passage des éléments vasculo-nerveux et des tendons des muscles intrinsèques,

  • fixer la peau aux plans profonds pour éviter les cisaillements lorsqu’elle est en appui au sol. Cela nécessite la présence de fibres obliques.

  • enfin transférer la force du complexe tricipital à l’avant-pied.

Elle a aussi le rôle d’abaissement des orteils par le mécanisme du treuil inversé.

Muscles et tendons du pied et de la cheville

On décrit classiquement deux types de muscles au pied et à la cheville (au nombre de 28 en additionnant les deux) :

  • Les muscles extrinsèques qui sont des muscles dont les corps musculaires sont à la jambe et dont les tendons se termine au pied.

  • Les muscles intrinsèques dont les corps musculaires et les tendons sont situés dans le pied.

Qu’ils soient intrinsèques ou extrinsèques,

  • Ces muscles sont tous polyarticulaires, c’est à dire qu’ils controlent plusieurs articulations à la fois.

  • Ils fonctionnent ensemble d’une manière synergique.

Les muscles extrinsèques

Il n’existe aucun contrôle musculaire direct sur le talus puisque aucun muscle intrinsèque ou extrinsèque ne s’y insère. Il existe par contre un contrôle indirect fort, des muscles polyarticulaires, sur les os de l’arrière pied, par le biais des poulies de réflexion tendineuse (là, où les tendons changent de direction par réflexion sur l’os). Coté médian, tibial postérieur, fléchisseur commun des orteils et fléchisseur propre de l’hallux se réfléchissent sur la malléole tibiale, et/ou le talus et/ou le calcanéus. Coté latéral les fibulaires font la même chose sur la malléole péronière et le calcanéus.

Pour éviter la destruction du système due au porte à faux de l’arrière pied (voir les os ici), les tendons des muscles extrinsèques sont les structures de soutient du coté médial (interne).

muscles-extra

Le porte à faux est soutenu par des structures passives : les ligaments internes organisés en deux couches (superficielle en jaune et profonde en rouge sur le schéma de gauche) et actives, les tendons des muscles (Long fléchisseur du gros orteil en bleu, fléchisseur commun des orteils en vert et tibial postérieur en rouge sur le schéma du centre).

Enfin et nous verrons que cela est très important en pathologie, le pédicule qui contient les vaisseaux (artères et veines) et les nerfs passent avec les tendons, en profondeur.

et du coté latéral où, il existe un système de stabilisation latéral formé par les tendons des muscles fibulaires.

Fibulaires_Vue_post

À gauche, les ligaments : péronéo-tibial en rouge, péronéo-astragalien en violet et péonéo-calcanéeen en rose ( ces deux dernier ligaments faisant partie du ligament latéral externe)

À droite, les deux tendons des muscles fibulaires (péoniers latéraux) : le court en bleu foncé et le long en bleu clair.

Les muscles en eux mêmes (la structure contractile) sont situés à la jambe.

Les muscles médiaux et latéraux

Virtualisation_1
Cheville_laterale

(Images from Atlas d’anatomie de J.M. BOURGERY et N.H. JACOB, 1831-1854)

Les muscles antérieurs et postérieurs

Pied_Cheville_Face
Pied_Cheville_Face

(Images from Atlas d’anatomie de J.M. BOURGERY et N.H. JACOB, 1831-1854)

Les muscles intrinsèques

Ces muscles sont situés à l’intérieur du pied. Ils sont très nombreux et agissent en synergie avec les muscles extrinsèques. En d’autres termes certains mouvements ne sont possibles que si les muscles intrinsèques modifient l’action des muscles extrinsèques (voir vidéo sur les mouvements des orteils).

Leurs dysfonctionnements sont à l’origine de beaucoup de perturbation de l’avant pied car ils sont indispensables à la bonne synchronisation orteils/métatarsiens pendant la phase de poussée du pied.

La baropodométrie dynamique chronologique (BDC) est le seul examen qui permet de connaitre leurs états.

Les muscles intrinsèques de la plante

Intrinseques_Plante_1
Intrinseques_Plante_2

(Images from Atlas d’anatomie de J.M. BOURGERY et N.H. JACOB, 1831-1854)

Intrinsèques dorsaux et intrincations avec les extrinsèques

Intrinseques_Plante_2
Intrinseques_Plante_2

Exemple de fonctionnement conjoint des intrinsèques et des extrinsèques

La vidéo suivante montre comment les muscles intrinsèques et extrinsèques des orteils doivent fonctionner ensemble pour que les mouvements des orteils soient harmonieux.

Plaque Plantaire-Sésamoides

Bien que le pied comporte de très nombreuses structures anatomiques très originales nous en décriront plus particulièrement trois. Trois structures anatomiques particulières peuvent être décrites au niveau du pied car leurs altérations sont souvent le point d’entrée dans des pathologies très fréquentes au niveau du pied. Il s’agit des plaques plantaires des rayons latéraux, de la plaque plantaire très particulière de la première métatarso phalangienne (l’appareil sésamoidien) puisqu’elle intègre les sésamoïdes au sein de l’articulation métatarso sésamoidiene et enfin du « spring ligament » à l’arrière pied qui est un élément essentielle de sa stabilisation.

Les plaques plantaires

Les plaques plantaires sont des structures essentielles de l’avant pied , qui conditionnent d’une manière extrêmement forte et subtile le fonctionnement de l’avant pied pendant la phase de propulsion.

Plaque_Plantaire_01
Les connexions aponévrose plantaire (vert foncé) , plaques plantaires (vert clair) et tendons fléchisseurs (en rouge le fléchisseur long du gros orteil FHL, en violet le fléchisseur long du deuxième orteil, ceux des autres orteils ne sont pas dessinés)
Intrinseques_Plante_2
Plaque_Plantaire_03

La plaque plantaire est un élément essentiel de la stabilité de l’articulation métatarso phalangienne.

Sa rupture entraine une déstabilisation importante puis une désintégration de cette articulation qui est à l’origine de toutes les déformations des orteils .

En bleu, le long fléchisseur du gros orteil (FHL), qui passe à travers (sous) la plaque plantaire du premier rayon (couleur moutarde).

Rayon_3_Tibial_PP_Integre
En haut, anatomie normale de la 3ème articulation métatarso phalangienne . La plaque plantaire est figurée en bleu. En bas, la plaque plantaire est rompue, l’articulation commence à se luxer, une griffe d’orteil apparait, tous les tendons se désorganisent.
Rayon_3_Tibial_PP_Rompu

Rôle de la plaque plantaire, du tendon d’Achille et du tendon du long fléchisseur de l’hallux

Les forces qui propulsent l’individu sont produites par l’avant pied. Il faut pour cela que plusieurs structures fonctionnement ensemble de manière synchronisées. Sur cette animation, la plaque plantaire est en rouge, le tendon d’Achille en orange et le tendon du long fléchisseur de l’hallux (le gros orteil) est en bleu.

Rupture de la plaque plantaire de la MTP2

Dans cette animation, la force générée sous la tète du 2eme métatarsien droit est réduite car la plaque plantaire rompue ne permet plus la plaquage au sol de la tète du métatarsien.

La marche

Les mouvements du pied et de la cheville.

Ils sont à la fois simple à comprendre dans leurs buts et complexes à expliquer.

Rôle du pied et de la cheville.

Le pied est la seule partie du corps en contact avec le sol. C’est par le pied que sont transmises au sol les forces qui vont nous mouvoir et nous permettre de rester en station érigée (debout). Cela nous permet de nous déplacer à vitesse variable (en marchant ou en courant) sur des sols de nature variable.

L’homme étant un bipède, chaque pied est alternativement en mouvement pendant la phase aérienne de la marche et à l’arrêt pendant qu’il est posé sur le sol.

Le pied doit donc dans un premier temps être suffisamment solide pour résister au choc du talon lors de la prise de l’appui. Il doit ensuite s’adapter au terrain pendant une phase « plastique » puis il doit se rigidifier pour supporter les forces qui vont nous propulser en avant car une force qui agit sur une masse rigide la déplace alors qu’une force appliquée sur une masse non rigide la déforme.

Nous verrons dans les chapitres consacrés à la pathologie que celle concernant le pied et la cheville peut être entièrement décrite par l’analyse des perturbations des différents temps du cycle décrit dans le paragraphe précédent.

Besoin d’en savoir plus ?

Vous avez des questions ?

N’hésitez pas à nous contacter

Prendre rendez-vous