L'influence de la force des extenseurs de la hanche et des extenseurs de la colonne lombaire sur la charge de la colonne lombaire lors d'un squat pour soulever une charge du sol

POINTS CLÉS

1. Dans cette étude, une force accrue des extenseurs de la hanche et de la colonne lombaire était associée à des moments d'extension lombaire plus élevés lors d'un squat pour soulever une charge, ce qui suggère que les individus plus forts utilisent ces muscles plus efficacement.
2. Les individus ayant des extenseurs de la hanche plus faibles ont montré une activation accrue des muscles paraspinaux lombaires, potentiellement comme une stratégie compensatoire pour gérer les exigences de l’action de soulever la charge du sol.
3. Contrairement aux hypothèses antérieures, les individus plus faibles semblaient modifier leurs schémas de mouvement pour réduire la charge sur la colonne lombaire plutôt que de l'augmenter.

CONTEXTE ET OBJECTIFS

Le schéma de mouvement de squat pour soulever une charge du sol nécessite un engagement significatif des extenseurs de la hanche (grand fessier et ischio-jambiers) et des extenseurs lombaires (muscles paraspinaux), qui travaillent en synergie pour stabiliser et générer de la force. La faiblesse de ces groupes musculaires a longtemps été théorisée comme augmentant la charge sur la colonne lombaire, ce qui pourrait contribuer à un risque accru de blessure et à des schémas de mouvement inefficaces (1-3).

Des études suggèrent que les individus ayant des extenseurs de la hanche plus faibles peuvent éprouver des moments lombaires accrus lors de l’action de soulever, augmentant ainsi la demande sur la musculature spinale (4-5). Cependant, la relation exacte entre la force des extenseurs de la hanche et de la colonne lombaire et la demande sur la colonne lombaire n'a pas encore été pleinement quantifiée. Comprendre ces relations est essentiel pour affiner les protocoles de rééducation, optimiser les programmes de renforcement musculaire et réduire les risques de blessures associés aux mécanismes de soulever du sol.

Cette étude visait à examiner l'influence de la force des extenseurs de la hanche et de la colonne lombaire sur la charge de la colonne lombaire lors d'un squat pour soulever une charge du sol.

Le fait de soulever une charge du sol est un mouvement fondamental tant dans les activités quotidiennes que dans les contextes professionnels, nécessitant souvent de manipuler des charges importantes qui exercent un stress mécanique sur la colonne lombaire.

Renforcer les extenseurs de la hanche et de la colonne lombaire peut améliorer la génération de force lors des tâches de lever de charge tout en réduisant la dépendance aux schémas de mouvement compensatoires susceptibles de contribuer aux blessures.

MÉTHODE

Participants : 27 femmes en bonne santé, âgées de 18 à 40 ans, ont participé à l'étude. Les critères d'inclusion exigeaient que les participantes soient exemptes de douleur lombaire ou des membres inférieurs depuis au moins 12 mois. Les critères d'exclusion comprenaient la grossesse, des antécédents de chirurgie de la colonne vertébrale ou des membres inférieurs, et une maîtrise insuffisante de l'anglais.

Instrumentation :

• La force des extenseurs de la hanche et de la colonne lombaire a été mesurée à l'aide d'un dynamomètre motorisé.

• Les données cinématiques ont été collectées via un système de capture de mouvement composé de 16 caméras.

• Les forces de réaction au sol ont été mesurées à l'aide de plates-formes de force.

• L'activité électromyographique (EMG) des muscles paraspinaux lombaires a été enregistrée à l'aide d'électrodes de surface.

Procédures : Les participantes ont effectué des tests de force isométrique pour les extenseurs de la hanche et de la colonne lombaire en utilisant un dynamomètre motorisé afin de déterminer leur production maximale de couple. Après l'évaluation de la force, les participantes ont réalisé un squat standardisé pour soulever une charge du sol, tandis que leurs mouvements étaient capturés à l'aide d'un système d'analyse du mouvement. Une boîte pondérée, équivalente à 40 % de leur poids corporel, a été placée devant elles à une distance standardisée. Elles ont été invitées à soulever la boîte en utilisant une technique de soulever de terre en squat sans encadrement supplémentaire afin de garantir des schémas de mouvement naturels. Voir la Vidéo 1 pour un exemple de cette technique.

VIDÉO 1 - TECHNIQUE DE SOULÈVEMENT EN SQUAT

Analyse des données :

• Les moments de la colonne lombaire ont été calculés en utilisant des équations de dynamique inverse.

• L'activité EMG a été normalisée et analysée en pourcentage de la contraction volontaire maximale.

RÉSULTATS

Force des extenseurs lombaires et moments lombaires : Une corrélation positive significative (r = 0,498, p = 0,008) a été trouvée entre la force des extenseurs lombaires et les moments d'extension lombaire pendant le soulèvement. Des extenseurs lombaires plus forts ont généré une force plus importante, probablement en raison d'un recrutement paraspinal plus efficace.

Force des extenseurs de la hanche et moments lombaires : La force des extenseurs de la hanche était positivement associée aux moments d'extension lombaire (r = 0,382, p = 0,049). Des extenseurs de la hanche plus forts ont contribué plus efficacement à la génération de force, réduisant la dépendance aux mécanismes compensatoires.

Force des extenseurs de la hanche et activation des muscles paraspinaux lombaires : Une corrélation négative significative (ρ = -0,382, p = 0,049) a été observée entre la force des extenseurs de la hanche et l'activation des muscles paraspinaux lombaires. Les extenseurs de la hanche plus faibles ont montré une activation accrue des muscles paraspinaux lombaires, probablement comme stratégie compensatoire de stabilisation. En revanche, des extenseurs de la hanche plus forts ont mieux réparti les forces, réduisant ainsi le stress lombaire.

LIMITES

Les résultats de la présente étude doivent être interprétés en tenant compte de plusieurs limites.

• Premièrement, les chercheurs ont évalué un petit échantillon de jeunes femmes en bonne santé, sans antécédents récents de douleurs lombaires. En conséquence, les résultats ne peuvent pas être généralisés aux hommes, aux personnes plus âgées ou à celles présentant des symptômes lombaires.

• Deuxièmement, l'obligation d'effectuer un soulever de charge en squat a peut-être limité la capacité des participantes à compenser pleinement la faiblesse des extenseurs de la hanche et de la colonne lombaire. Il est possible que permettre une stratégie de lever de charge auto-sélectionnée (c'est-à-dire toute variation d'un soulevé de terre en flexion ou en squat) aurait pu donner un résultat différent.

• Enfin, les charges utilisées étaient relativement faibles, et des charges plus élevées pourraient modifier la stratégie de levage.

IMPLICATIONS CLINIQUES

Les individus plus forts ont montré des moments d'extension lombaire plus élevés lors du mouvement plutôt qu'une réduction de la charge sur la colonne vertébrale. Cela suggère que les personnes ayant des niveaux de force plus élevés utilisent activement leurs extenseurs de la hanche et de la colonne lombaire pour générer de la force, tandis que celles ayant des extenseurs plus faibles semblent moduler leurs stratégies de mouvement pour éviter une charge excessive sur la colonne lombaire. Ces résultats remettent en question l'hypothèse selon laquelle la faiblesse de ces groupes musculaires augmente directement le stress lombaire. Au contraire, les individus plus faibles semblent adopter des ajustements biomécaniques subtils, transférant potentiellement la charge vers d'autres groupes musculaires ou modifiant leur posture pour compenser la réduction de la force. Cela correspond aux observations chez les populations souffrant de lombalgie, où des adaptations de mouvement apparaissent pour limiter le stress sur la colonne lombaire.

Compte tenu de la relation entre la force et la charge lombaire, l'entraînement en résistance progressive devrait constituer un élément fondamental des programmes de rééducation et de performance. Renforcer les extenseurs de la hanche et de la colonne lombaire peut améliorer la génération de force lors des tâches de lever de charge tout en réduisant la dépendance aux schémas de mouvement compensatoires susceptibles de contribuer aux blessures.

Les cliniciens doivent évaluer les stratégies de mouvement chez les individus ayant une force réduite, car des mécanismes compensatoires tels qu'une dépendance accrue à l'activation des paraspinaux lombaires peuvent entraîner une fatigue excessive et un risque accru de blessure. Identifier ces schémas tôt permet de mettre en place des interventions ciblées, notamment le renforcement musculaire et la rééducation du mouvement, afin d'optimiser la répartition de la charge et de réduire le stress sur la colonne lombaire.

Pour les individus à risque de lombalgie, les travailleurs manuels et les athlètes souvent confrontés à des tâches de lever de charge, garantir des niveaux de force adéquats peut aider à réduire la prévalence des blessures et à améliorer la santé musculo-squelettique à long terme. De plus, intégrer des scénarios de lever de charge réalistes dans les programmes de rééducation et de renforcement est essentiel. Former les individus dans des conditions qui imitent leurs activités quotidiennes ou les exigences professionnelles favorise le développement de stratégies de mouvement efficaces basées sur la force.

+RÉFÉRENCES

Patterson C, Lohman E, Asavasopon S, Dudley R, Gharibvand L, Powers C (2022) The influence of hip extensor and lumbar spine extensor strength on lumbar spine loading during a squat lift. J Electromyogr Kinesiol, 62, 102620.

RÉFÉRENCES CITÉES

1. Puniello, M.S., McGibbon, C.A., Krebs, D.E., 2001. Lifting strategy and stability in strength-impaired elders. Spine (Phila Pa 1976) 26 (7), 731–737.
2. Hwang, S., Kim, Y., Kim, Y., 2009. Lower extremity joint kinetics and lumbar curvature during squat and stoop lifting. BMC Musculoskelet Disord. 10 (5), 1–15.
3. van Dieen, J.H., Hoozemans, M.J.M., Toussaint, H.M., 1999. Stoop or squat: a review of biomechanical studies on lifting technique. Clin. Biomech. (Bristol, Avon) 14 (10), 685–696.
4. Zhu, R., Niu, W.X., Zeng, Z.L., Tong, J.H., Zhen, Z.W., Zhou, S., Cheng, L.M., et al., 2017. The effects of muscle weakness on degenerative spondylolisthesis: A finite element study. Clin. Biomech. (Bristol, Avon) 41, 34-38
5. Hu, B., Ning, X., 2015. The Changes of Trunk Motion Rhythm and Spinal Loading During Trunk Flexion and Extension Motions Caused by Lumbar Muscle Fatigue. Ann. Biomed. Eng. 43 (9), 2112–2119.