Anatomie et physiologie I

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Anatomie et physiologie I

Comme le membre supérieur, le membre inférieur est divisé en trois régions. La cuisse est la partie du membre inférieur située entre l’articulation de la hanche et celle du genou. La jambe est spécifiquement la région située entre l’articulation du genou et l’articulation de la cheville. Le pied est distal par rapport à la cheville. Le membre inférieur contient 30 os. Ce sont le fémur, la rotule, le tibia, le péroné, les os du tarse, les os du métatarse et les phalanges. Le fémur est l’os unique de la cuisse. La rotule est la rotule et s’articule avec le fémur distal. Le tibia est l’os le plus large et le plus lourd situé sur le côté médial de la jambe, et le péroné est l’os mince de la jambe latérale. Les os du pied sont divisés en trois groupes. La partie postérieure du pied est formée d’un groupe de sept os, chacun étant appelé os du tarse, tandis que le milieu du pied contient cinq os allongés, chacun étant un os métatarsien. Les orteils contiennent 14 petits os, chacun étant un os phalange du pied.

Fémur

Le fémur, ou os de la cuisse, est l’os unique de la région de la cuisse (figure 1). C’est l’os le plus long et le plus solide du corps, et il représente environ un quart de la taille totale d’une personne. L’extrémité proximale arrondie est la tête du fémur, qui s’articule avec l’acétabulum de la hanche pour former l’articulation de la hanche. La fovea capitis est une légère indentation sur le côté médial de la tête du fémur qui sert de site d’attache pour le ligament de la tête du fémur. Ce ligament s’étend sur le fémur et l’acétabulum, mais il est faible et offre peu de soutien à l’articulation de la hanche. Il porte cependant une importante artère qui alimente la tête du fémur.

Figure 1. Fémur et rotule. Le fémur est l’os unique de la région de la cuisse. Il s’articule supérieurement avec l’os coxal au niveau de l’articulation de la hanche, et inférieurement avec le tibia au niveau de l’articulation du genou. La rotule s’articule uniquement avec l’extrémité distale du fémur.

La région rétrécie sous la tête est le col du fémur. C’est une zone fréquente pour les fractures du fémur. Le grand trochanter est la grande saillie osseuse, ascendante, située au-dessus de la base du col. De multiples muscles qui agissent sur l’articulation de la hanche s’attachent au grand trochanter qui, en raison de sa projection sur le fémur, donne un effet de levier supplémentaire à ces muscles. Le grand trochanter peut être palpé juste sous la peau, sur le côté latéral de la partie supérieure de la cuisse. Le petit trochanter est une petite proéminence osseuse située sur la face interne du fémur, juste en dessous du col. Un seul muscle puissant s’attache au petit trochanter. Entre le grand et le petit trochanter, sur la face antérieure du fémur, se trouve la ligne intertrochantérienne rugueuse. Les trochanters sont également reliés sur la face postérieure du fémur par la crête intertrochantérienne, plus large.

La diaphyse allongée du fémur présente un léger arc antérieur ou courbure. À son extrémité proximale, la tige postérieure présente la tubérosité glutéale, une zone rugueuse qui s’étend vers le bas à partir du grand trochanter. Plus bas, la tubérosité glutéale se prolonge par la linea aspera (« ligne rugueuse »). Il s’agit de la crête rugueuse qui passe distalement le long de la face postérieure du mi-fémur. De multiples muscles des régions de la hanche et de la cuisse font des attaches longues et fines sur le fémur le long de la linea aspera.

L’extrémité distale du fémur présente des expansions osseuses médianes et latérales. Sur le côté latéral, la partie lisse qui recouvre les aspects distaux et postérieurs de l’expansion latérale est le condyle latéral du fémur. La zone rugueuse située sur la face externe et latérale du condyle est l’épicondyle latéral du fémur. De même, la région lisse de la partie distale et postérieure du fémur est le condyle médial du fémur, et la partie irrégulière de sa face externe et médiale est l’épicondyle médial du fémur. Les condyles latéral et médial s’articulent avec le tibia pour former l’articulation du genou. Les épicondyles servent d’attache aux muscles et aux ligaments de soutien du genou. Le tubercule adducteur est une petite bosse située sur le bord supérieur de l’épicondyle médial. En arrière, les condyles médial et latéral sont séparés par une profonde dépression appelée fosse intercondylienne. En avant, les surfaces lisses des condyles se rejoignent pour former une large rainure appelée surface rotulienne, qui assure l’articulation avec la rotule. La combinaison des condyles médial et latéral avec la surface rotulienne donne à l’extrémité distale du fémur une forme en fer à cheval (U).

Patella

La patella (rotule) est le plus grand os sésamoïde du corps (voir figure 1). Un os sésamoïde est un os qui est incorporé au tendon d’un muscle à l’endroit où ce tendon traverse une articulation. L’os sésamoïde s’articule avec les os sous-jacents pour éviter d’endommager le tendon du muscle en raison du frottement contre les os lors des mouvements de l’articulation. La rotule se trouve dans le tendon du muscle quadriceps femoris, le grand muscle de la partie antérieure de la cuisse qui traverse la partie antérieure du genou pour s’attacher au tibia. La rotule s’articule avec la surface rotulienne du fémur et empêche ainsi le frottement du tendon du muscle contre le fémur distal. La rotule éloigne également le tendon de l’articulation du genou, ce qui augmente la force de levier du muscle quadriceps fémoral lorsqu’il agit sur le genou. La rotule ne s’articule pas avec le tibia.

Déséquilibres homéostatiques : Le genou du coureur

Figure 2. L’angle Q. L’angle Q est une mesure de l’importance de la déviation latérale du fémur par rapport à la ligne verticale du tibia. Les femmes adultes ont un angle Q plus important en raison de leur bassin plus large que les hommes adultes.

Le genou du coureur, également connu sous le nom de syndrome fémoro-patellaire, est la blessure de surutilisation la plus courante chez les coureurs. Il est plus fréquent chez les adolescents et les jeunes adultes, et plus fréquent chez les femmes. Il résulte souvent d’une course excessive, en particulier en descente, mais peut également survenir chez les athlètes qui font beaucoup de flexion du genou, comme les sauteurs, les skieurs, les cyclistes, les haltérophiles et les joueurs de football. Elle est ressentie comme une douleur sourde et douloureuse autour de l’avant du genou et au niveau de la rotule. La douleur peut être ressentie en marchant ou en courant, en montant ou en descendant des escaliers, en s’agenouillant ou en s’accroupissant, ou après être resté assis avec le genou plié pendant une période prolongée.

Le syndrome fémoro-patellaire peut être initié par une variété de causes, y compris des variations individuelles dans la forme et le mouvement de la rotule, un coup direct à la rotule, ou des pieds plats ou des chaussures inadéquates qui provoquent une rotation excessive en dedans ou en dehors des pieds ou de la jambe. Ces facteurs peuvent provoquer un déséquilibre dans la traction musculaire qui agit sur la rotule, entraînant un suivi anormal de la rotule qui lui permet de dévier trop loin vers le côté latéral de la surface rotulienne sur le fémur distal.

Parce que les hanches sont plus larges que la région du genou, le fémur a une orientation diagonale dans la cuisse, contrairement au tibia de la jambe qui est orienté verticalement (figure 2). L’angle Q est une mesure de l’angle latéral du fémur par rapport à la verticale. L’angle Q est normalement de 10 à 15 degrés, les femmes ayant généralement un angle Q plus important en raison de leur bassin plus large. Lors de l’extension du genou, le muscle quadriceps fémoral tire la rotule à la fois vers le haut et vers le côté, la traction latérale étant plus importante chez les femmes en raison de leur angle Q élevé. Les femmes sont donc plus vulnérables au syndrome fémoro-patellaire que les hommes. Normalement, la grande lèvre située sur le côté latéral de la surface rotulienne du fémur compense la traction latérale exercée sur la rotule et contribue ainsi à maintenir son orientation correcte.

Cependant, si la traction produite par les côtés médial et latéral du muscle quadriceps fémoral n’est pas correctement équilibrée, une orientation anormale de la rotule vers le côté latéral peut se produire. En cas d’utilisation continue, cela provoque des douleurs et peut entraîner des lésions des surfaces articulaires de la rotule et du fémur, ainsi que le développement éventuel d’une arthrite. Le traitement consiste généralement à arrêter l’activité qui produit la douleur au genou pendant un certain temps, puis à reprendre progressivement l’activité. Un renforcement approprié du muscle quadriceps fémoral pour corriger les déséquilibres est également important pour aider à prévenir les récidives.

Tibia

Le tibia (os du tibia) est l’os médial de la jambe et est plus grand que le péroné, avec lequel il est apparié (figure 3). Le tibia est le principal os porteur de la jambe inférieure et le deuxième plus long os du corps, après le fémur. La face médiale du tibia est située immédiatement sous la peau, ce qui permet de le palper facilement sur toute la longueur de la jambe médiane.

Figure 3. Tibia et péroné. Le tibia est l’os le plus gros et le plus lourd situé sur le côté médial de la jambe. La fibula est l’os mince du côté latéral de la jambe et ne porte pas de poids.

L’extrémité proximale du tibia est fortement expansée. Les deux côtés de cette expansion forment le condyle médial du tibia et le condyle latéral du tibia. Le tibia n’a pas d’épicondyles. La surface supérieure de chaque condyle est lisse et aplatie. Ces zones s’articulent avec les condyles médial et latéral du fémur pour former l’articulation du genou. Entre les surfaces d’articulation des condyles tibiaux se trouve l’éminence intercondylienne, une zone irrégulière et élevée qui sert de point d’attache inférieur pour deux ligaments de soutien du genou.

La tubérosité tibiale est une zone élevée sur la face antérieure du tibia, près de son extrémité proximale. Elle constitue le site final d’attache du tendon musculaire associé à la rotule. Plus bas, la tige du tibia prend une forme triangulaire. Le sommet antérieur de ce triangle forme le bord antérieur du tibia, qui commence à la tubérosité tibiale et s’étend vers le bas sur toute la longueur du tibia. Le bord antérieur et le côté médial de la tige triangulaire sont tous deux situés immédiatement sous la peau et peuvent être facilement palpés sur toute la longueur du tibia. Une petite crête qui s’étend sur le côté latéral de la tige tibiale constitue le bord interosseux du tibia. C’est là que s’attache la membrane interosseuse de la jambe, la feuille de tissu conjonctif dense qui unit les os du tibia et du péroné. Sur la face postérieure du tibia se trouve la ligne soléaire, une crête diagonale et rugueuse qui commence sous la base du condyle latéral et descend et traverse médialement le tiers proximal du tibia postérieur. Les muscles de la jambe postérieure s’attachent à cette ligne.

La grande expansion que l’on trouve sur la face médiale du tibia distal est la malléole médiale (« petit marteau »). Elle forme la grande bosse osseuse que l’on trouve sur le côté médial de la région de la cheville. La surface lisse de l’intérieur de la malléole médiale et la zone lisse de l’extrémité distale du tibia s’articulent avec l’astragale du pied dans le cadre de l’articulation de la cheville. Sur la face latérale du tibia distal se trouve une large rainure appelée encoche fibulaire. Cette zone s’articule avec l’extrémité distale de la fibula, formant l’articulation tibiofibulaire distale.

Fibula

La fibula est l’os mince situé sur le côté latéral de la jambe (voir figure 3). Le péroné ne supporte pas de poids. Il sert principalement aux attaches musculaires et est donc largement entouré de muscles. Seules les extrémités proximale et distale du péroné peuvent être palpées.

La tête du péroné est la petite extrémité proximale, en forme de bouton, du péroné. Elle s’articule avec la face inférieure du condyle tibial latéral, formant l’articulation tibiofibulaire proximale. La fine tige du péroné porte le bord interosseux du péroné, une étroite crête qui court le long de sa face médiale et sert de point d’attache à la membrane interosseuse qui recouvre le péroné et le tibia. L’extrémité distale du péroné forme la malléole latérale, qui constitue la bosse osseuse facilement palpable sur le côté latéral de la cheville. Le côté profond (médial) de la malléole latérale s’articule avec l’astragale du pied dans le cadre de l’articulation de la cheville. Le péroné distal s’articule également avec l’échancrure fibulaire du tibia.

Os du tarse

La moitié postérieure du pied est formée par sept os du tarse (figure 4). L’os le plus supérieur est l’astragale. Il possède une surface supérieure de forme relativement carrée qui s’articule avec le tibia et le péroné pour former l’articulation de la cheville. Trois zones d’articulation forment l’articulation de la cheville : La surface supra-médiale de l’astragale s’articule avec la malléole médiale du tibia, le sommet de l’astragale s’articule avec l’extrémité distale du tibia, et le côté latéral de l’astragale s’articule avec la malléole latérale du péroné. En bas, l’astragale s’articule avec le calcanéum (os du talon), le plus grand os du pied, qui forme le talon. Le poids du corps est transféré du tibia à l’astragale puis au calcanéum, qui repose sur le sol. Le calcanéum médial possède un prolongement osseux proéminent appelé sustentaculum tali (« support pour l’astragale ») qui soutient la face médiale de l’astragale.

Figure 4. Les os du pied. Les os du pied sont divisés en trois groupes. Le pied postérieur est formé par les sept os du tarse. Le milieu du pied comporte les cinq os métatarsiens. Les orteils contiennent les phalanges.

L’os cuboïde s’articule avec l’extrémité antérieure de l’os calcanéen. Le cuboïde présente une profonde rainure qui traverse sa surface inférieure et qui permet le passage d’un tendon musculaire. L’astragale s’articule en avant avec l’os naviculaire, qui s’articule à son tour en avant avec les trois os cunéiformes ( » en forme de coin « ). Ces os sont le cunéiforme médial, le cunéiforme intermédiaire et le cunéiforme latéral. Chacun de ces os présente une surface supérieure large et une surface inférieure étroite, qui produisent ensemble la courbure transversale (médio-latérale) du pied. Les os naviculaire et cunéiforme latéral s’articulent également avec le côté médial de l’os cuboïde.

Os du métatarse

La moitié antérieure du pied est formée par les cinq os du métatarse, qui sont situés entre les os du tarse de la partie postérieure du pied et les phalanges des orteils (voir figure 4). Ces os allongés sont numérotés de 1 à 5, en commençant par le côté médial du pied. Le premier os métatarsien est plus court et plus épais que les autres. Le deuxième métatarsien est le plus long. La base de l’os métatarsien est l’extrémité proximale de chaque os métatarsien. Elle s’articule avec les os cuboïdes ou cunéiformes. La base du cinquième métatarsien présente une large expansion latérale qui permet de fixer les muscles. Cette base élargie du cinquième métatarsien peut être ressentie comme une bosse osseuse au milieu du bord latéral du pied. L’extrémité distale élargie de chaque métatarsien constitue la tête de l’os métatarsien. Chaque os métatarsien s’articule avec la phalange proximale d’un orteil pour former une articulation métatarsophalangienne. Les têtes des os métatarsiens reposent également sur le sol et forment la boule (extrémité antérieure) du pied.

Phalanges

Les orteils contiennent un total de 14 os phalangiens (phalanges), disposés de manière similaire aux phalanges des doigts (voir figure 4). Les orteils sont numérotés de 1 à 5, en commençant par le gros orteil (hallux). Le gros orteil possède deux phalanges, la phalange proximale et la phalange distale. Les autres orteils ont tous des phalanges proximales, moyennes et distales. Une articulation entre des os phalangiens adjacents est appelée articulation interphalangienne.

Arches du pied

Lorsque le pied entre en contact avec le sol pendant les activités de marche, de course ou de saut, l’impact du poids du corps exerce une pression et une force considérables sur le pied. Pendant la course, la force appliquée à chaque pied lors de son contact avec le sol peut représenter jusqu’à 2,5 fois votre poids corporel. Les os, les articulations, les ligaments et les muscles du pied absorbent cette force, réduisant ainsi considérablement la quantité de chocs transmis au membre inférieur et au corps. Les arches du pied jouent un rôle important dans cette capacité d’absorption des chocs. Lorsqu’un poids est appliqué sur le pied, ces arches s’aplatissent quelque peu, absorbant ainsi l’énergie. Lorsque le poids est enlevé, la voûte rebondit, donnant du « ressort » au pas. Les arches servent également à distribuer le poids du corps d’un côté à l’autre et à chaque extrémité du pied.

Le pied possède une arche transversale, une arche longitudinale médiale et une arche longitudinale latérale (voir figure 4). L’arche transversale forme la courbure médio-latérale du milieu du pied. Il est formé par les formes cunéiformes des os cunéiformes et les bases (extrémités proximales) des premier à quatrième os métatarsiens. Cette arche aide à répartir le poids du corps d’un côté à l’autre du pied, permettant ainsi au pied de s’adapter à un terrain irrégulier.

Les arches longitudinales courent sur la longueur du pied. L’arche longitudinale latérale est relativement plate, tandis que l’arche longitudinale médiane est plus grande (plus haute). Les arcs longitudinaux sont formés par les os du tarse en arrière et les os du métatarse en avant. Ces arcs sont soutenus à chaque extrémité, là où ils sont en contact avec le sol. En arrière, cet appui est assuré par l’os du calcanéum et en avant par les têtes (extrémités distales) des os métatarsiens. L’os talus, qui reçoit le poids du corps, est situé au sommet des arcs longitudinaux. Le poids du corps est ensuite transporté de l’astragale au sol par les extrémités antérieures et postérieures de ces arches.

De solides ligaments unissent les os adjacents du pied pour empêcher la dislocation des arches pendant la mise en charge. Sur la partie inférieure du pied, des ligaments supplémentaires lient les extrémités antérieures et postérieures des arches. Ces ligaments sont élastiques, ce qui leur permet de s’étirer quelque peu lors de la mise en charge, permettant ainsi aux arches longitudinales de s’écarter. L’étirement de ces ligaments permet de stocker l’énergie dans le pied, plutôt que de transmettre ces forces à la jambe. La contraction des muscles du pied joue également un rôle important dans cette absorption d’énergie. Lorsque le poids est retiré, les ligaments élastiques se rétractent et rapprochent les extrémités des arches. Ce redressement des arches libère l’énergie stockée et améliore l’efficacité énergétique de la marche.

L’étirement des ligaments qui soutiennent les arches longitudinales peut entraîner des douleurs. Cela peut se produire chez les personnes en surpoids, avec des personnes qui ont des emplois qui impliquent de rester debout pendant de longues périodes (comme une serveuse), ou de marcher ou courir sur de longues distances. Si l’étirement des ligaments est prolongé, excessif ou répété, il peut entraîner un allongement progressif des ligaments de soutien, suivi d’une dépression ou d’un affaissement des arches longitudinales, en particulier du côté médial du pied. Cette condition est appelée pes planus (« pied plat » ou « arches tombées »).

Questions d’autocontrôle

Réalisez le quiz ci-dessous pour vérifier votre compréhension des Os du membre inférieur:

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