Mise au point sur l'inhibition motrice d'origine centrale dans les suites d'une entorse du genou

Centrally Derived Muscle Dysfunction following Knee Injury : A Comprehensive Overview of Arthrogenic Muscle Inhibition

• Auteur / Autrice : Bertrand Sonnery-Cottet
• Direction : Étienne Cavaignac
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Anthropobiologie
• Date : Soutenance le 09/12/2022
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie Santé Biotechnologies (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d’Anthropobiologie et de Génomique de Toulouse (2009-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thomas Bauer, Patricia Thoreux, Christophe Trojani
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Boisgard, Philippe Clavert

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasticité neuronale

Entorses

Genou

Mots clés libres

Ligament croisé antérieur

Arthrogénique muscle inhibition

Inhibition contraction quadriceps

Inhibition motrice centrale

Déficit d'extension

IRM fonctionnelle cérébrale

Anterior Cruciate Ligament

Arthrogenic Muscle Inhibition

Quadriceps contraction inhibition

Brain motor inhibition

Extension deficit

Functional brain MRI

Résumé

Le genou est une articulation fréquemment atteinte chez les sportifs avec un nombre important et croissant de ruptures du ligament croisé antérieur (LCA). L'apparition de nouvelles techniques chirurgicales a permis d'obtenir ces 20 dernières années, une nette amélioration des résultats. Cependant, il existe des complications pré et post-opératoires, sources de mauvais résultats, qu'il convient de dépister et de traiter. Parmi elles, la plus fréquente et la plus redoutée est certainement le flessum du genou dont la physiopathologie nous était jusqu'à l'heure inconnue. De nombreuses publications ont récemment mis en évidence une modification de la plasticité cérébrale après rupture du LCA avec altération des fonctions cognitives et motrices. L'inhibition motrice, aussi appelée ''Arthrogenic Muscle Inhibition'' (AMI) est responsable de complications potentiellement sévères à court et long termes. L'AMI peut être défini comme un déficit d'extension active du genou, conséquence d'une contraction altérée du muscle quadriceps fémoral, en particulier du Vastus Medialis Oblique (VMO) d'origine réflexe centrale, souvent associé à une contracture des ischios-jambiers. Suite à une entorse du genou, les atteintes articulaires modifient la réponse des récepteurs sensoriels avec des effets profonds sur l'excitabilité au niveau du cortex moteur frontal (thêta) associée à un réflexe spinal qui produit typiquement un schéma de facilitation des fléchisseurs et d'inhibition des extenseurs. Cette physiopathologie explique le flessum antalgique après entorse du genou. Une revue de la littérature publiée en 2018 a montré l'efficacité, certes modérée, de la cryothérapie et des exercices physiques dans l'amélioration de la prise en charge de l'inhibition motrice du quadriceps dans le cadre de l'AMI après blessure ou reconstruction du LCA. Nous avons ensuite publié une prise en charge simple en consultation, qui par quelques exercices spécifiques, permet de lever cette inhibition motrice et donc de redonner une extension passive et active au patient, limitant ainsi le risque de complications en cas de nécessité d'une prise en charge chirurgicale. Cela nous a conduit à proposer une classification, publiée en 2022, car le tableau clinique de ce mécanisme réflexe central, va de l'inhibition seule du VMO à un flessum fixé par rétraction capsulaire postérieure dans les cas chroniques. Pour chaque grade de cette classification, une modalité thérapeutique est proposée. Nous avons aussi évalué un programme de reprogrammation neuromotrice largement diffusé en France chez les Kinésithérapeutes et les Ostéopathes. La question importante était ensuite de savoir dans notre pratique quotidienne, quelle était l'incidence de l'AMI après rupture récente du LCA. Nous avons ainsi réalisé une étude prospective et découvert que près de 60% des patients présentent un tableau d'AMI, réversible facilement dans près de 80% des cas avec des exercices adaptés. Enfin, nous avons voulu déterminer pourquoi il existe une grande variabilité dans la survenue de l'AMI entre les patients après une entorse grave du genou. L'hypothèse de notre étude était qu'une différence d'activation des aires cérébrales motrices existait entre un groupe de patients victimes d'une rupture récente du LCA avec AMI et sans AMI. Notre étude prospective non randomisée par IRM fonctionnelle cérébrale a permis de confirmer cette hypothèse. L'ensemble de ce travail, permettant une mise au point sur ce mécanisme fréquent et méconnu d'AMI après entorse du genou à l'origine de complications importantes, permettra de sensibiliser l'ensemble des praticiens concernés et impliqués dans la gestion de cette pathologie. Surtout, cela aura indéniablement des conséquences sur les modalités thérapeutiques de la prise en charge d'une entorse du genou.

The knee is a commonly injured joint in athletes with a large and growing number of anterior cruciate ligament (ACL) ruptures occurring. The emergence of new surgical techniques has led to a clear improvement in results over the last 20 years. Despite this, complications such as stiffness and fixed flexion-deformity persist and remain a significant and frequent source of pre and post operative morbidity to the patient. Furthermore, the aetiology, assessment and treatment of flexion deformity and stiffness in the post ACL injured patient remains poorly understood. Numerous publications have recently highlighted modification of functional brain plasticity after ACL injury with alteration of both cognitive and motor function being observed. These changes may lead to motor inhibition and dysfunction. Motor inhibition, also called ''Arthrogenic Muscle Inhibition'' (AMI), may be responsible for several short- and long-term complications observed after ACL injury. AMI can be defined as a deficit of active knee extension, resulting from an altered contraction of the quadriceps femoris muscle, in particular the Vastus Medialis Oblique (VMO) due to a central reflex, and is often associated with a contracture of the hamstrings. Following knee injury, joint damage modifies the response of sensory receptors with profound effects on excitability in the frontal motor cortex (theta) associated with a spinal reflex that typically produces a flexor activation and extensor inhibition pattern (refence). This pathophysiology provides a pathoanatomical explanation for the extension deficit observed after knee injuries. A review of the literature published in 2018 showed modest efficacy of cryotherapy and exercise in improving the management of quadriceps motor inhibition in AMI after ACL injury or reconstruction. We then published a simple algorithm, whereby with the use of some specific exercises that could be performed in the consultation room, this motor inhibition could be abolished. This simple treatment allowed the return of full passive and active extension, and reduced the risk of complications. These findings led us to propose a classification of AMI which was published in 2022. The classification encompasses the broad clinical presentation that AMI may present with, from inhibition of the VMO alone to a fixed extension deficit by posterior capsular retraction in chronic cases. For each grade of this classification, a therapeutic modality was proposed. Using this grading system, we were than able to evaluate a neuromotor retraining program which is widely utilized in France by physiotherapists and osteopaths (Article in Press). Owing to the concept of AMI being poorly defined and understood, its incidence is unknown. This led us to investigate in our daily practice, what the true incidence of AMI after recent ACL rupture was. This saw us undertake a prospective study that found nearly 60% of patients present with a picture of AMI, which is easily reversible with the correct treatment in nearly 80% of cases. Finally, we sought to determine why there was such a large variability in incidence of AMI between patients after severe knee injuries. The hypothesis of our study was that a difference in activation of the motor cortex existed between a group of patients with recent ACL rupture with AMI compared to those without AMI. Our prospective cross-sectional non-randomized controlled study by functional brain MRI confirmed our hypothesis. All of this work, allowing a clarification of this frequent and poorly understood mechanism of AMI after knee injuries at the origin of important complications, will alert practitioners to its presence, aid their recognition of the problem and guide management of this pathology. Above all, it will ultimately result in the improvement of patient outcomes following recent knee injury who would have otherwise suffered the short and often long-term consequences associated with AMI.