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Jean-Marc TENENHAUS

Ostéopathe EurOst. D. O.

EUDIBAMUS CURSORIS : QUAND L’HOMME SE MIT DEBOUT…

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L’évidence veut que pour être debout, il ne faut plus être en appui sur les membres antérieurs. Les bipèdes permanents présentent la caractéristique d’avoir des membres antérieurs courts qui rendent impossible la quadrupédie. Que cette atrophie soit la conséquence d’une maladie (comme la poliomyélite) ou d’origine génétique1 , la bipédie devient le mode de locomotion imposé, pour autant que la niche écologique s’y prête.

Pour cela, il est nécessaire de développer une structure de transition à la fois mobile pour autoriser le redressement du tronc et stable pour permettre un appui au sol équilibré en adaptant la ceinture pelvienne. L’appui unipodal implique une maîtrise de la gestion de l’équilibre postural de l’hémicorps en appui, de l’équilibre dynamique de l’hémicorps du côté oscillant. La bipédie originelle aurait alors eu une transmission culturelle par imitation et éducation avant de voir les modifications morphologiques inscrites dans le génome. L’adaptation squelettique à la bipédie devait s’effectuer lors de la phase juvénile, les adultes présentant une variabilité interindividuelle importante, comme cela est toujours le cas aujourd’hui. L’évidence devient alors beaucoup moins évidente…

Chez l’homme, la ceinture pelvienne (ou pelvis) est aujourd’hui un ensemble composite constitué sur les côtés par les os coxaux, et en arrière par le sacrum, le coccyx ; le fémur fait partie intégrante de cette ceinture par l’intermédiaire de son extrémité supérieure et de l'articulation coxo-fémorale.

Le bassin comprend différentes relations articulaires :

- En arrière :

  • Les articulations Sacro-iliaques droite et gauche,
  • L’articulation Sacro-coccygienne.

- En avant :

  • La Symphyse pubienne.

- De chaque côté :

  • Les articulations Coxo-fémorales droite et gauche.

- Au-dessus :

  • La charnière Lombo-sacrée, ou relation 5ème vertèbre lombaire–Sacrum qui peut être étendue à la vertèbre lombaire sus-jacente.

 

 

Bassin masculin, vue de Face d'après Bougery et Bernard (1867-1871)

L'analyse mécanique de cette région est complexe car la ceinture pelvienne reçoit, traite et absorbe de nombreuses contraintes de provenances diverses. Elle est soumise aux influences gynécologiques, viscérales, respiratoires, sexuelles et endocrinologiques. Le pelvis reçoit les contraintes en provenance de l'ensemble du tronc (force descendante - poids du corps, mobilité du tronc, variations de poids et de volumes dues à la digestion ou à la gestation). Par les membres inférieurs en appui au sol, il reçoit une influence ascendante symétrique lors de l'appui bipodal, asymétrique lors de la Marche et de l'appui unipodal — ce dernier cas étant le plus fréquent.

Le pelvis accommode également in situ les variations de volumes ovariens et utérin lors des différentes phases du cycle menstruel ainsi que les variations de texture ligamentaire liées à l’imprégnation hormonale. Enfin, bien que cela soit souvent passé sous silence, étant donné que la reproduction ne peut avoir lieu sans accouplement préalable, la ceinture pelvienne doit absorber les contraintes mécaniques (très variées) du coït reproducteur en autorisant la survenue du plaisir…

Figure 1 : Bipédie, Parturition mais aussi Respiration, Gravitation, Nutrition sont venues modeler l’aspect anatomique et fonctionnel de cette région selon les ethnies, l’âge et le sexe. Femme gravide de 8 semaines. Modifié d’après Braune, (1877).

La ceinture pelvienne est variable selon les âges et le sexe. Contenant et contenu sont étroitement liés l’un à l’autre, sont variables de la période fœtale jusqu’aux ménarches (premières règles) témoins d’un cycle menstruel fonctionnel, la primiparité — qui induit des modifications structurelles irréversibles pour les Femmes — puis jusqu’à la ménopause (fin de l’imprégnation hormonale) ou l’andropause, et enfin jusqu’au troisième âge.

Une ceinture pelvienne adaptée doit permettre d’assurer l’intégralité de ces fonctions quasi simultanément, dans un confort total.

I. DU PELVIS ANCESTRAL…

Certes, Homo n’est pas un descendant probable d’Eudibamus Cursoris, cependant les découvertes récentes en matière d’évolution des espèces montrent que des modifications structurelles peuvent être adoptées par différentes espèces, à des degrés divers, en réponse à des contraintes physiques et des nécessités physiologiques communes (Coppens & Picq, 2001). Les défis surmontés lors de la mise en place ancestrale de la bipédie sont toujours d’actualité. Le schéma évolutif traditionnel mettant en place la succession des stades amphibie, tétrapode, quadrupède et enfin bipède n’a rien d’évident en soi. Le succès évolutif d’une mutation d’un organisme ne peut être estimé qu’a posteriori au travers de la réussite reproductrice de sa descendance. L’apparition de la bipédie humaine, fut-elle archaïque et imparfaite, suppose donc un avantage en termes de survie, de capacité à se reproduire par rapport à un mode de locomotion préexistant. Elle pose la question d’un pourquoi et d’un comment.

Au « pourquoi la bipédie ? », l’une des meilleures réponses pourrait être « et pourquoi pas ! » La vie est non seulement égoïste, mais également opportuniste. Le pourquoi est inhérent à l’instabilité chronique des processus vitaux, à ce besoin fondamental d’un apport énergétique en permanence renouvelé. La vie est égoïste dans son essence, en quête continuelle de sa propre survie dans un environnement instable. La prédation est indispensable pour vivre et se reproduire, son corollaire la fuite est tout autant nécessaire pour se reproduire et vivre. Pour les organismes non-photosynthétiques que nous sommes, bouger plus vite que sa proie ou son prédateur, ou se mouvoir plus longtemps, est une nécessité. Chasseur de proies immobiles, l’aï (ou paresseux, singe d'Amérique tropicale) ne doit pas nous abuser avec sa lenteur légendaire. Il est capable d’échapper à ses prédateurs en restant accroché à une branche mieux que quiconque…

Comment se mettre debout ? Un début de réponse peut être apporté par les restes fossiles du plus ancien bipède connu à ce jour, âgé de 290 millions d’années : Eudibamus cursoris (Berman, et al., 2000), petit lézard d’environ 26 cm de long qui possédait une vitesse de déplacement estimée à 26 Km/h.

Le pelvis de ce reptile comporte un iliaque primitif en forme de virgule, dont la partie antérieure deviendra le pubis, la partie postérieure la colonne ischiatique, la partie supérieure l’aile iliaque. Le sacrum, en tant que pièce osseuse unique, n’est pas encore présent. Les vertèbres sacrées ont encore leur conformation originelle — bien qu’une ébauche de fusion S1–S2 soit visible — et sont accompagnées de paires de côtes selon une métamérie commune avec celle du rachis dorsal. L’iliaque primitif, malgré les apparences, ne résulte pas de la fusion de deux côtes, il existe une forme encore plus primitive où les arcs costaux sacrés ne sont pas atrophiés. Le sacrum actuel dérive donc des cinq à six ensembles vertébro-costaux sous-jacents à l’os coxal.

Figure 2 : Vue d’Eudibamus cursoris. Reconstruction modifiée d’après Berman, et al., (2000)

Ces restes fossiles ne comportent pas de partie pubienne très développée. Il est possible qu’une la plaque pubienne cartilagineuse intermédiaire ait existé bien que l’hypothèse d’un pubis fin et allongé comme chez de nombreux reptiles mais n’ayant pas été conservé soit possible. La présence d’une symphyse pubienne ossifiée ne serait donc pas une nécessité — en vue d’une locomotion bipède — chez un animal de cette taille. Le mode de reproduction (ovipare chez les reptiles et non vivipare comme chez les mammaliens) n’est peut-être pas le seul facteur ayant conduit au développement d’une pièce osseuse antérieure, une stabilisation supplémentaire a pu être rendue nécessaire par un effet de masse. L’os coxal adopte un comportement suspendu par rapport au rachis par l’intermédiaire d’une musculature segmentaire — dérivée des muscles intercostaux ? — analogue en principe à un pont suspendu ou à un train amortisseur d’une automobile.

Figure 3 : Relevé d’un reste fossile d’Eudibamus cursoris (modifié d’après Berman, et al., 2000).

Le bassin de ce reptile se limite à la présence d’un iliaque primitif (IL, en rouge) surmontant 4-5 paires de côtes (en vert foncé). Les vertèbres sacrées S1 et S2 comportent une ébauche de fusion au travers de méga-apophyses transverses. Les vertèbres S3 à S6 ne présentent pas de modifications structurelles.

(FE) fémur, (F) fibula, (C) carpe.

 

La ceinture pelvienne d’Eudibamus n’est cependant apparue ex nihilo. Est-il possible de retrouver un schéma évolutif ayant abouti à ce dernier à partir d’éléments préexistants ? Ces restes fossiles posent une autre question : que sont devenus les côtes cervicales et lombaires, les cartilages costaux abdominaux et pelviens ? Seulement les structures atrophiques notées lors de descriptions anatomiques ou une partie du squelette des membres ? Cette interrogation reste partiellement en suspens pour l’instant.

L’histoire de la ceinture pelvienne débute par une densification d’un tissu intertégumentaire composé d’élasmodine dérivé des fibres interciliaires primitives (Sire, et al., 2009) en regard des différents groupes musculaires. Rapidement, cette densification évolue en trois ébauches réunies en une plaque pelvienne qui vient prendre contact avec les premières côtes sacrées, puis un appui sur les autres côtes sacrées par l’intermédiaire d’un prolongement postérieur.

L’étude de l’un des plus ancien tétrapode connus, l’Ichthyostega, montre de la ceinture pelvienne résulte de la migration de cette plaque cartilagineuse, les côtes prenant une direction de plus en plus horizontale vers l’arrière, et s’atrophiant progressivement au cours de l’évolution (Pierce, et al., 2013).

Figure 4 : Détail de la ceinture pelvienne de l’Ichthyostega, âgé de 360 Ma. Sous l’effet de la poussée développée par la nageoire (en bleu), la plaque pelvienne absorbe une partie des contraintes en effectuant une ascension le long du corps dans la limite de la mobilité autorisée par les côtes lombaires. Le retour vers la position initiale (en vert) se fait lors de la phase d’avancée de la nageoire. Les côtes présentent une mobilité analogue à celles des rames d’une galère.

La mise en place de ce protobassin s’accompagne d’une densification des articulations des vertèbres lombaires aboutissant à une véritable ankylose sous l’effet des contraintes musculaires alors que les vertèbres sacrées restent dissociées les unes des autres à l’inverse des quadrupèdes et bipèdes actuels.

Figure 5 : Reconstitution Ichthyostega, détail de la colonne lombaire. Il existe une ankylose lombaire (vert foncé) précédée d’une zone dense (vert clair) alors que les vertèbres sacrées (en jaune) restent dissociées les unes des autres. Modifié d’après Pierce, et al., (2012).

Cette plaque offre un point d’appui résistant à la musculature de la nageoire (Ichthyostega est un amphibien) mobile dans un milieu visqueux. L’obliquité costale permet d’absorber une partie des contraintes de la propulsion, la plaque pelvienne effectuant un mouvement d’ascension par rapport au reste du corps à la manière d’une culasse. Cette absorption est d’autant plus importante que l’étude de la mobilité du membre postérieur par Pierce, et al., montre qu’Ichthyostega était incapable de soulever son corps du sol, et ne pouvait avancer qu’en rampant. La queue est entraînée plus ou moins automatiquement dans une dynamique ondulatoire par la contraction des muscles rétracteurs du membre-nageoire, et participe à l’effort de propulsion tant en milieu aquatique que terrestre.

Toute rame ayant besoin de son tolet ou de sa dame de nage pour en augmenter l’efficacité, les organismes vont rapidement organiser un point pivot entre le rachis et la plaque pelvienne (Coates, et al., 2002; Boisvert, 2005; Shubin, et al., 2006; Shubin, et al., 2014; Boisvert, et al., 2013; Pierce, et al., 2012; Ahlberg & Milner, 1994). Les organismes adoptent pour cela une relation articulaire entre la première côte sacrée et l’ilium ainsi qu’un appui sur les côtes sous-jacentes via un éperon osseux.

Très rapidement, le bassin va évoluer en dédoublant l’appui sacré, ce qui diminue les contraintes musculaires sur la colonne lombaire qui conservera cependant une certaine rigidité. Le coxal va conserver sa relation avec la première côte sacrée tout en se dotant d’une néo articulation à la partie terminale de la dernière côte sacrée. La deuxième côte sacrée va ensuite régresser progressivement jusqu’à rester fusionnée avec le corps vertébral.

Figure 6 : évolution de la ceinture pelvienne depuis le poisson jusqu'au tétrapode primitif. Modifié d’après Boisvert, (2009).

Cette construction progressive d’un point d’appui rachidien augmente l’efficacité de la propulsion en milieu terrestre en diminuant la dynamique linéaire antéro-postérieure du coxal lors de la phase d’appui. En contrepartie, la mobilité ondulatoire induite de la queue perd son rôle propulseur pour devenir un organe participant à l’équilibration. La fixité du point d’appui (en raison d’un appareil capsulo-ligamentaire) entraine la plaque pubienne dans une dynamique héliicoïdale et non plus simplement linéaire lors des contractions musculaires locomotrices. Les parties pubiennes du coxal viennent s’affronter en compression autant qu’en cisaillement, ce qui implique en réaction une régression de la plaque cartilagineuse intermédiaire et une densification de leur tissu. La jonction pubienne devient une véritable symphyse unie par un tissu fibreux dense, reliquat de cette plaque.

Figure 7 : Fossile de tétrapode. Le bassin prend appui sur le rachis par l'intermédiaire d'une côte en avant, et l'ilium par sa partie antérieure et postérieure.

Malgré son apparence archaïque, la plaque pelvienne rempli parfaitement son rôle fonctionnel. D’une grande complexité, elle est capable d’adapter les contraintes dans les trois plans de l’espace en réponse aux exigences de la locomotion terrestre. Le coxal conservera cette dynamique hélicoïdale au cours de l’évolution des espèces bien que l’adaptation à la locomotion en réduise progressivement l’amplitude.

Figure 8 : Schéma de principe de la mobilité hélicoïdale du coxal par rapport au rachis.

Mais alors que chez ses prédécesseurs, la ceinture pelvienne reste solidement fixée sur les niveaux L1 à S6, Eudibamus Cursoris présente une jonction rachis/pelvis courte, sur deux niveaux, associée à un sacrum rigide et une colonne lombaire mobile, sans côte sacrée intercalaire, caractéristique des bipèdes. De ce point de vue, il est l’inventeur du pelvis moderne.

Ces modifications structurelles de la charnière rachis / membre porteur vont permettre un redressement du tronc selon une double rotation :

- Rotation vers l'arrière de l'os coxal par rapport à un membre fixé au sol qui va progressivement faire passer la jonction pubienne d'une orientation vers le bas à une orientation vers l'avant.

- Rotation vers l'arrière du rachis par rapport à la ceinture pelvienne jusqu'à l'obtention d'une lordose lombaire.

Figure 9 : Le redressement du rachis lors de l'acquisition de la bipédie c'est effectué par l'intermédiaire d'une rotation postérieure de l'os coxal puis de la colonne vertébrale.

Au cours de cette évolution, la musculature s'est modifiée progressivement jusqu'à la définition des groupes musculaires actuels, en particulier au niveau des muscles psoas major (ou psoas-iliaque) et grand glutéal (ou grand fessier).

Inventer une ceinture pelvienne ne suffit pas pour assurer la locomotion, il faut également des membres porteurs à la fois rigides et flexibles, associés à une coordination motrice et à une gestion de l’équilibration. L’exercice est délicat, au point que certaines espèces, comme les serpents, y ont renoncé. Certains d’entre eux, les boas et les pythons, ont cependant conservé une forme de bassin rudimentaire associé à un membre atrophique.

Figure 10 : Ceinture pelvienne chez le python (ou éperons pelviens) en vue ventrale à gauche, dorsale à droite. En rouge, 1ère côte sacrée ; en vert, plaque pelvienne ; en bleu, membre atrophique réduit à un simple crochet. Modifié d'après commons.wikimedia.org/wiki/User:Mokele.

Les éperons pelviens, plus proéminents chez les mâles, sont utilisés par ces reptiles lors de la parade nuptiale, l’accouplement et de la reproduction. Ceci met en évidence une seconde grande contrainte évolutive, après la prédation, ayant contribué à l’apparition de la ceinture pelvienne et des membres : la reproduction. Comme quoi le Kâma-Sûtra a une influence sur nos vies (et nos dysfonctionnements) plus ancestrale et plus profonde que l’on ne l’imagine…

Sauf que parfois, la Nature est capable de nous adresser d’immenses pieds-de-nez…

Figure 11 : Serpent d'espèce indéterminée présentant un membre complet au lieu d'un éperon pelvien. Crédit photo CEN/Europics, 2009.

II. … AU PELVIS MODERNE

Pour passer de la plaque pelvienne du tétrapode au pelvis d’Homo Sapiens, il faudra plus de 300 millions d’années, et bien des embranchements présentant des évolutions ou des co-évolutions aussi diverses que variées en fonction du mode de locomotion privilégié. En cela, le bassin d’Homo Sapiens n’est pas un aboutissement mais une simple possibilité, une réponse structurelle parmi tant d’autre devant une problématique commune. Toutefois, le sacrum et le coxal ont conservés leur organisation originelle segmentaire malgré des variations de formes notables entre les espèces.

Figure 12 : De gauche à droite, vue antérieure comparative d'un sacrum Homo Sapiens âgé de 15 ans, agneau et chien âgés de 5 mois, grenouille adulte, et vue de profil d’un os coxal de grenouille. La première vertèbre sacrée (en jaune) conserve son organisation structurelle et fonctionnelle ancestrale. Modifié d’après Thomas, (1865) et Wiedersheim, (1800).

L’articulation sacro-iliaque met en présence via les surfaces auriculaires, le sacrum et l’os coxal. Ces deux pièces osseuses dérivent d’un développement embryologique différent (Langman, 1984; Tuchmann-Duplessis & Haegel, 1979) qui conditionne leur fonctionnement mécanique.

Figure 13 : Vue de face du bassin d’un enfant de huit ans, modifié d’après Bourgery & Bernard, (1867-1871). Notez l’absence, due à l’âge, de fusion Ilio-pubienne (Flèche rouge) ; Ischio-pubienne (Flèche Bleue) et Ilio-ischiatique (Flèche Verte) laissant apparaître les trois ébauches de l’os coxal.

L’os coxal mature provient de la fusion de 3 ébauches : l’Ilium, l’Ischion et le Pubion (par ordre d’apparition des noyaux principaux). Il existe un quatrième point dénommé os acétabulaire apparaissant vers 12 ans au niveau du bord antérieur de la cavité cotyloïdienne (acétabulum). Il fusionne vers 18 ans mais reste parfois indépendant (Poirier, 1901).

Soudure des trois os principaux entre eux : Pubis-Ischion : 10-12 ans ; Ischion-Ilion : 12-13 ans ; Ilion Pubis : 14-16 ans

Tableau 1 : Tableau récapitulatif des points d’ossification de l’os coxal permettant de déterminer l’âge du sujet d’après Perrot, (2005); Testut, (1897-1899); et Poirier, (1901).

 

L’os coxal est inclus dans le bourgeon ayant donné naissance au membre inférieur (l’apparition de ces bourgeons à lieu en regard des métamères L1 à L5). Il subit ensuite une migration caudale (c'est-à-dire vers le bas du corps)  jusqu’à sa position finale en regard de S1. Sa maturation se réalise sous la double dépendance de la fonction Coxo-fémorale et de la fonction Sacro-iliaque. La surface auriculaire est taillée au dépend d’une seule pièce osseuse : l’Ilium. En quelques mois, l'évolution embryologique de l'Ilium résume donc une évolution des espèces étalée sur plusieurs millions d'années.

Figure 14 : L’os coxal moderne se construit à partir d'une ébauche segmentaire ancestrale située au niveau lombaire haut (cercle pointillé rouge) migrant vers le rachis sacré. Seul l’Ilion va prendre appui sur la 1e côte sacrée alors que l’ischion bascule vers l’arrière sous l’influence des contractions musculaires des groupes propulseurs. Les autres cartilages vont participer à la construction du membre inférieur. Pubion est issu de deux proto-sternèbres, l’intervalle entre les deux donnant le trou obturé. La cavité acétabulaire provient de la jonction de l’ilion, l’ischion et de pubion. Elle peut rester cartilagineuse en regard de ce dernier, s’ossifier (os acétabulaire) ou bien présenter une échancrure. À gauche sont figurées les zones de la surface auriculaire primitive utilisées en fonction du type de locomotion bipède. Lorsqu’elles existent, les variations transitionnelles L5-S1 correspondent à des adaptations au schéma de marche préférentiel utilisé ou aux schémas locomoteurs récurrents induits par les activités quotidiennes (arboricolisme, course, saut, etc)

En raison de l’âge tardif d’apparition des noyaux osseux, l’os coxal présente un remodelage osseux important sous l'influence des contraintes mécaniques qu’il subit. Il est également sensible aux variations métaboliques, la plus connue étant le déficit en vitamine D. La détermination de la maturité osseuse, problème majeur de la surveillance évolutive des scolioses, est appréciée en utilisant la cotation de radiologique de Risser (1958) dont les valeurs ne sont pas abordées ici, ou le degré de fusion du cartilage en Y (Vital, et al., 1989).

L’os coxal a subi de nombreuses variations morphologiques au cours de l’évolution des espèces et comporte encore aujourd’hui des variantes sexuelles, ethniques2  et interpersonnelles. L’anthropologie anatomique est d’un grand secours dans la description et la compréhension des modelages osseux évolutifs, ethniques, ou encore en fonction de l’âge et du sexe. Les différences apparentes ne sont que des adaptations morphologiques, des variations sur un même thème, dont l’étude permet de mieux approcher et comprendre le schéma fonctionnel de base présidant à la locomotion bipède.

Figure 15 : Sur un os coxal droit en vue latérale, les différentes mesures (en rouge) permettant de caractériser cet os. Ces mesures objectivent les différences sexuelles, ethniques et évolutives. Redessiné d’après Perrot, (2005).

Les trois ébauches embryologiques des pièces constituant le coxal (Ilion ou Ilium, Ischion, Pubion) dérivent du mésoderme somatopleural de la lame latérale, à l’instar des côtes et des cartilages costaux attenants au niveau thoracique (Larsen, 2004). Pour Rouvière, (1941), les os coxaux font partie d’un arc costal adapté, ce qui reste compatible avec les données phylogénétiques actuelles montrant que l’origine des os coxaux dérive d’arcs cartilagineux segmentaires. Sous l’influence de la respiration thoraco-abdominale, le pelvis présente une respiration pelvienne proprement dite3 .

Figure 16 : Indices et valeurs indiciaires caractéristiques de l’os coxal calculés selon les mesures de la figure précédente permettant de déterminer le caractère sexuel ou ethnique de l’os. D’après Perrot, (2005).

Il est possible de schématiser l’os coxal en suivant les travées osseuses décrites par Gallois et Bosquette en 1908, témoins des contraintes mécaniques privilégiées, liées en partie à la locomotion, s’exerçant à ce niveau (Zhou, et al., 2013). Le faisceau cotyloïdien externe suit un trajet arciforme se terminant vers la partie caudale (inférieure) de la surface auriculaire de l’os coxal. Le faisceau interne se projette vers la partie crâniale de cette même surface (Kapandji, 1986; Castaing & Santini, 1960).

Ainsi réduit à sa plus simple expression, le coxal reste celui d’un primate et retrouve l’aspect de la plaque pelvienne des tétrapodes. La bipédie humaine, en modifiant le rôle des muscles glutéaux ou fessiers (de propulseurs à stabilisateurs) implique le développement d’un renfort osseux particulier : le pilier iliaque externe4. Cette schématisation présente des analogies de forme, mais aussi de fonction avec les restes fossiles d’Eudibamus Cursoris.

Figure 17: Schématisation coxale, vue de profil externe. En cartouche, reconstitution d’une plaque pelvienne de tétrapode (Tiktaalik roseae) âgée de 393–359 Ma modifié d’après Shubin, et al., (2014)

Les travées osseuses de Gallois et Bosquette se subdivisent en un arc interne (en bleu) issu de la surface auriculaire supérieure, se projetant vers la surface cotyloïdienne et l’Ischion ; et un arc externe (en rouge) issu de la surface auriculaire inférieure et un arc antérieur (mixte) reliant le cotyle au pubis.

 

Figure 18: Vue postérieure. Schématisation coxale, surface acétabulaire vue en transparence. Le pilier iliaque externe servira de point d’attache aux muscles glutéaux lors de l’équilibration frontale du pelvis. Les ligaments sacrotubéral et sacro-épineux limitent dans ce plan l’abduction de l’os coxal lors de la phase d’appui.

L’organisation des trabéculations osseuses, dont dérivent les arcs interne et externe, correspond à une direction de diffusion préférentielle des contraintes mécaniques subies par l’os coxal en provenance soit des membres inférieurs soit du tronc. La répartition différentielle de ces contraintes permet de définir deux zones fonctionnelles au sein de cette articulation, chacune possédant d’ailleurs une orientation particulière dans l’espace. La zone auriculaire inférieure répond à l’appui au sol et à la verticalisation, la zone supérieure à la stabilisation latérale du tronc lors de la locomotion.

Le rôle des ligaments sacrotubéral et sacro-épineux (anc. Grand et petit ligaments sacro-sciatiques) est, ici, de stabiliser la ceinture pelvienne dans le plan frontal lors de l’appui en évitant l’abduction de l’os coxal et en redirigeant les contraintes vers l’articulation sacro-iliaque qui les absorbera. Jusqu’à un poids de 40 kg — sans notion de taille ou d’âge associé — ces ligaments ne sont pas impliqués dans la stabilité sacro-iliaque. Au-delà de cette masse, et jusqu’à environ 60 ans, l’os coxal subit une modification positionnelle d’environ 14 mm en cas de lésion (Philippeau, et al., 2008).

Une tension excessive du ligament sacro-épineux, en particulier en présence d’un I.M.C. (Indice de Masse Corporelle) supérieur à la normale lors de l’enfance ou de l’adolescence, peut conduire à sa calcification. Elle s’accompagne alors d’une sagittalisation des cavités cotyloïdes, d’une augmentation de l’angle de torsion fémorale, d’une diminution de la lordose lombaire et d’une augmentation de la pente sacrée. C’est donc l’ensemble de l’équilibre postural du corps qui se trouve modifié. Cette tension excessive est également responsable d’une irritation du nerf sciatique en raison des rapports étroits de ce dernier avec le ligament lors de son passage d’une situation intra-pelvienne à extra-pelvienne (Goddyn, et al., 2009).

Le sacrum fait partie intégrante du rachis. Les vertèbres sacrées ne sont pas soudées à la naissance, la fusion à ce niveau résulte d’un programme tant génotypique que phénotypique. Les premiers stades embryonnaires répondent aux mêmes processus que le reste du rachis pour suivre un développement spécifique par la suite sous l’influence de la locomotion. À maturité, il dérive de la fusion de bas en haut des vertèbres S1 à S5 complétée vers 20-25 ans.

Figure 19 : Noyaux d'ossification du Sacrum. Enfant d’un an. Coupe au niveau de la 1e vertèbre sacrée en haut, de la troisième vertèbre sacrée en bas. Modifié d’après Gegenbaur, (1889.)

 

Figure 20 : Rappel de l’origine du Sacrum et de ses divers noyaux d’ossification corporéaux (en bleu), transversaires (en rouge), et costaux (en vert). Les ailerons sacrés, sièges des surfaces auriculaires sont d’origine costale, transverso-costale, ou chondro-costale selon les auteurs (voir O'Rahilly, et al., 1990) sur deux à trois niveaux métamériques.

La fusion sacrée débute vers 8-10 ans par les parties latérales, se poursuit par les lames et les processus épineux pour se terminer par les corps. La fusion se modèle, se moule sur les contraintes s’exerçant sur le niveau. Or, le sacrum est une pièce éminemment variable où il n’existe pas de normalité définissable au sens statistique du terme car une norme se définie comme étant une constatation répondant à une loi normale de distribution, valable pour au moins 97,5% d’une population donnée. Dans sa forme courante, le sacrum tel que décrit classiquement dans les ouvrages d’anatomie ne se retrouve que dans 44% des dissections.

Si on se réfère à la plaque pelvienne des tétrapodes et à la ceinture pelvienne d’Eudibamus Cursoris présentés précédemment, la fusion sacrée S1–S2–S3 semble liée au schéma locomoteur utilisé par un individu et au schéma postural adopté afin de devenir bipède, c’est-à-dire afin de conjuguer au mieux locomotion et posture érigée.

Figure 21 : À gauche, lombalisation de la 1e vertèbre sacrée chez un Chimpanzé, vues de face et de profil modifié d’après elucy.org/Main/ Sacrum.html, 2016). À droite, sacralisation de L5 chez un Homo Sapiens, vues postérieures et antérieure (modifié d’après www.anatomyatlases.org, 2016). Les différences structurelles du Sacrum ne sont pas l’apanage de l’espèce humaine. Elles entrent dans le cadre de la variabilité intra-espèce en relation avec la locomotion et les activités quotidiennes.

Les « anomalies » transitionnelles étant décrites comme un rôle pathogène dans le cadre des lombalgies, il semble légitime de se demander si la pathogénie provient du résultat (anomalies transitionnelles) ou du schéma contraignant ayant nécessité cette adaptation. La fréquence de ces images a été analysée sur des séries de sujets en état de souffrance (donc pas de notion de prévalence en cas d’indolence), toutefois, dans une étude (Yavuz, et al., 2012) concernant 824 sujets porteurs de variations anatomiques, seuls 80 présentaient une symptomatologie clinique (soit 10,2%), ce qui remet en question le dogme du rôle pathogène des variations anatomiques dans les rachialgies.

Les différentes formes osseuses observables (lombalisation ou sacralisation, complète ou incomplète) représentent autant de réponses adaptatives possibles à un problème mécanique commun : maintenir l’extension du tronc durant la station debout bipède équilibrée ainsi que la déambulation et ses différentes allures (Susanne, et al., 2003).

Les hommes présentent un sacrum plus étroit et plus haut que les femmes. Chez ces dernières, il est plus court et plus large et également moins convexe. (Gegenbaur, 1889). Ce dysmorphisme répond à une adaptation à la parturition en augmentant le diamètre des détroits pelviens (passage de la tête d’un fœtus) tout en limitant l’instabilité pelvienne due à l’augmentation des bras de leviers.

L’ossification du sacrum — comme celle du reste du rachis — présente des points complémentaires latéraux considérés par Gegenbaur, (1889), comme des points costaux. Ces points sont constants pour les deux premières vertèbres sacrées. Ils apparaissent vers 5-6 mois intra-utérin. Ils sont conditionnés par l’influence coxo-fémorale sur ce niveau (toujours selon Gegenbaur).

Figure 22 : Ossification du Sacrum à 22 ans modifié selon Quain in Testut.

À partir de 3-5 ans, pour Poirier, (1901), la marche modifie la forme du bassin. Le poids du corps le fait basculer au niveau de la symphyse sacro-iliaque de façon à incliner la symphyse et à relever le Coccyx qui, retenu par les ligaments sacro-sciatiques devient concave. Ceci est un des éléments permettant de comprendre comment, le sacrum convexe à 6 mois I.U. (Intra Uterin) devient concave par la suite. Par ailleurs, cette citation met en exergue le rôle du muscle élévateur de l’anus dans la mécanique pelvienne, indépendamment du genre : la tension du plancher périnéal induit dans les deux sexes une rotation postérieure du sacrum ; et augmente la stabilité du pelvis chez la Femme (Pool-Goudzwaard, et al., 2004).

Le tableau ci-après montre l’évolution dans le temps de la conformation sacrée, du positionnement de la ceinture pelvienne dans l’espace ce qui influe sur le résultat des tests diagnostiques pelviens selon l’âge du consultant.

Tableau 2 : Variations angulaires selon l’âge de l’angle sacro-vertébral et de l’inclinaison pubienne (d’après les valeurs retrouvées dans les ouvrages anatomiques).

Cette évolution osseuse s’accompagne d’une involution ligamentaire : les fibres musculaires issues des muscles biceps fémoral et coccygien qui composent à la naissance le tiers inférieur des ligaments sacrotubéral et sacro-épineux fibrosent et disparaissent presque totalement vers 7 ans (Poirier, 1901; Testut, 1897-1899; Rouvière & Delmas, 1978). La présence de fibres musculaires à ce niveau rend la ceinture pelvienne de l’enfant en dessous de 5 ans est moins sensible aux traumatismes directs (chutes sur les fesses par exemple) tout en facilitant l’adaptation à la gravitation d’un organisme dont l’équipement neuronal n’est pas encore parvenu à maturité.

Figure 23 : Évolution des masses musculaires du membre inférieur liée à la bipédie. À gauche, Chimpanzé ; à droite homme moderne. (Lovejoy, 1989).

L’encastrement traumatique du sacrum et les dysfonctions coccygiennes chez l’enfant sont beaucoup moins probables que chez l’adulte à impact équivalent car une réduction de 20% des contraintes en cisaillement verticales (liées au poids corporel) de l’articulation augmente de 70% la stabilité du niveau par action des muscles extenseurs et fléchisseurs de hanche ; une nouvelle réduction de 20% augmente cette fois la stabilité de 400% par mise en jeu du muscle transverse de l’abdomen et des muscles du plancher périnéal. Par ailleurs, ces derniers stabilisent le sacrum entre les os coxaux (Pel, et al., 2008).

La surface auriculaire du sacrum est donc une surface composite étalée sur trois vertèbres (S1, S2, et S3). Cette relation subit un phénomène de vieillissement qui modifie la morphologie de sa surface en fonction des contraintes. La surface auriculaire est plus importante chez les hommes que chez les femmes d’environ 13% (Ebraheim, et al., 2003 ).

Figure 24: Cartographie de la surface auriculaire du sacrum redessiné d’après Weisl, (1954). L’échelle colorimétrique est identique pour toutes les surfaces. Il semble exister un arasement progressif de la zone inférieure, en particulier après 45 ans, témoin de contraintes plus importantes à ce niveau.

Lorsque le sacrum comporte des facettes auriculaires accessoires (12% des cas), les surfaces auriculaires sont situées plus haut, limitées aux deux premiers segments vertébraux, moins écartées entre-elles ainsi que par rapport aux facettes articulaires postérieures (elles-mêmes plus petites et coronales) et présente un corps plus étroit et moins grand (Mahato, 2010). 13% des sacrums portent les surfaces auriculaires au niveau des segments S1–S2, 15% au niveau S2–S3, le reste du milieu de S1 jusqu’au milieu de S3 (situation normale). Ces dispositions sont associées à des modes de transmission des contraintes différentes — la variété supérieure étant la moins favorable — (Mahato, 2010). C’est donc l’organisation de la relation entre rachis et membre porteur autour du segment S2 qui conditionne l’apparition de la locomotion bipède.

Comme toute articulation d’un arc costal, la jonction sacro-iliaque autorise donc des mouvements respiratoires secondaires coordonnés par le diaphragme thoraco-abdominal, qui comme ce dernier, influent sur la circulation dans les troncs artériels, veineux et lymphatiques de cette région (Kamina, 1995; Hobbs, 1990; Craig & Hobbs, 1975; Sugaya, et al., 2000).

La surface auriculaire peut être décomposée et schématisée en différents segments selon un système de deux troncs de cônes rainurés joints par un système de cardan :

–  Zone crâniale : analogue d’une jonction chondro-costale [S1-S2].

– Zone caudale : analogue d’une jonction chondro-costale [S2-S3].

– Zone intermédiaire : comprenant le tubercule de Bonnaire, subdivisée en deux parties : l’une antérieure, prolongement de la jonction S2, l’autre postérieure étant le prolongement de la jonction S1. Cette zone intermédiaire joue un rôle important dans le support et la transmission des charges. La partie coxale de l’articulation serait prépondérante (Miura, 1987).

 

 

Figure 25 : Schématisation de la surface auriculaire du sacrum et coupes horizontales aux niveaux supérieur, inférieur et du tubercule de Bonnaire (en conformité avec l’étude cartographique de Weisl) ainsi qu’un rappel des coupes anatomiques aux mêmes niveaux. Rappelons qu’au niveau thoracique, une jonction chondro-costale est conique et autorise des mobilités en torsion axiale.

 

Cette schématisation est conforme au développement embryologique de la surface, à la description anatomique qui en est réalisée, aux études cartographiques (Weisl, 1954; Brunner, et al., 1991 ), aux processus évolutionnaires du sacrum décrits précédemment.

Les parties convexes se concentrent sur l’os coxal, les parties concaves sur le sacrum (Vleeming, et al., 1990 ). Des irrégularités se développent à partir de la puberté (Weisl, 1954; Bowen & Cassidy, 1981 ). Il existe une corrélation entre ces irrégularités et l’âge (Vleeming, et al.; Kampen & Tillmann, 1998 ) : elles augmentent avec l’âge toutefois le cartilage Sacré reste peu altéré (Kampen & Tillmann, 1998 ). Dans la même étude, ces auteurs (Kampen & Tillmann), ont montré l’importance du réseau vasculaire sous-chondral au niveau de l’articulation sacro-iliaque ainsi qu’une immuno-réactivité du collagène type II diminuée dans la moitié supérieure du cartilage sacré de l’adulte, presque absente versant coxal. Ceci contribuerait à la forte prévalence des atteintes rhumatoïdes et inflammatoires de cette articulation.

Il est donc possible d’envisager le comportement mécanique du sacrum et son adaptation structurelle selon les centres de ces cônes, les axes reliant ces centres, le barycentre de ces axes, ainsi que les variations angulaires existant entre ces cônes de façon indépendante d’un côté et de l’autre.

Les variations angulaires des quatre troncs de cônes sacrés rendent compte des variations anatomiques de la pièce sacrée ou, plus exactement ce modèle en troncs de cônes, est adaptable aux variations anatomiques recensées (Prassopoulos, et al., 1999 ).

 

Figure 26: Composantes de Glissement (en bleu) et de Roulement (en noir) au sein de l’articulation sacro-iliaque.

 

Les contraintes subies par le sacrum tendent à l’expulser à l’intérieur de la cavité pelvienne. Poirier remarque en 1901 que l’engrènement des surfaces fait qu’en station debout, le sacrum s’appuie sur l’os coxal dans sa partie antérieure — soit la surface auriculaire supérieure — et l’os coxal sur le sacrum dans sa partie postérieure — soit la surface auriculaire inférieure. Selon lui, cet engrènement différentiel des surfaces sacro-iliaques est dû au positionnement dans l’espace des surfaces auriculaires et aux tensions ligamentaires sacro-iliaques, notamment du plan postérieur qui est plus épais et résistant que le plan antérieur facilement décollable. Cet engrènement est en réalité une réponse structurelle adaptative aux contraintes issues de la locomotion en station bipède. Il ne permet pas la bipédie il en est une conséquence.

Les cartilages sont différents selon le versant coxal ou sacré : Au niveau coxal on retrouve un cartilage fibreux, au niveau sacré un cartilage hyalin (Bowen & Cassidy, 1981 ). En 1991, Brunner, et al., confirment cette différence et la dégénérescence plus fréquente sur le versant coxal. Une différence de vascularisation de l’os sous-chondral entre les versants sacré et coxal est évoquée.

Sur le plan histologique, le cartilage auriculaire n’est pas compatible avec une macro-mobilité de longue durée, en revanche le système ligamentaire montre une adaptation aux tensions de grande intensité et de longue durée (Gerlach & Lierse, 1992). Il peut, de par son épaisseur, accomplir sans difficulté le rôle d’amortisseur de contraintes lors de la marche (Wilder, et al., 1980 ). Le cartilage sacré est deux fois plus épais que le coxal. La densité cellulaire coxale est plus importante, l’os sous-chondral plus épais et deux fois plus dense que sur le versant sacré (McLauchlan & Gardner, 2002).. Dans le cadre de lombalgies chroniques ou de sciatalgies, une dégénérescence cartilagineuse est retrouvée dans 75% des cas (Wilder, et al., 1980 ).

La mobilité au niveau de l’articulation sacro-iliaque comporte une composante de roulement, d’autant plus grande que la symphyse pubienne est laxe (Hefzy, et al., 2003 ), et une composante de glissement — plus importante chez les femmes que chez les hommes — (Brunner, et al., 1991 ). Un positionnement postérieur et supérieur de l’os coxal par rapport au sacrum diminue la surface de contact interosseux, un déplacement antéro-inférieur l’augmente (Ebraheim, et al., 2003 ).

L’articulation sacro-iliaque autorise donc des mouvements de Roulement-Glissement entre les surfaces en présence. La répartition de ces deux composantes dépend de l’angulation existante entre les deux zones (crâniale et caudale). Delmas a démontré l’existence d’une corrélation entre l’importance des courbures rachidiennes et le degré de plicature de la surface auriculaire. La classification rachidienne de Delmas (Delmas, 1951; 1953) permet de définir trois catégories reprises dans le tableau ci-dessous.

Tableau 3 : Estimation des répartitions des composantes Roulement-Glissement selon la morphologie de la surface auriculaire. Répartition personnelle, donnée à titre indicatif et pédagogique. Aucune étude existante ne permet de corroborer cette conception qui est cependant étayée par les données actuelles.

Chacune de ces composantes (roulement et glissement) permet d’accommoder une contrainte spécifique. La composante de glissement, traite en priorité la contrainte ascendante liée à la réaction du sol. La composante en roulement induit des paramètres de Fermeture (rotation anti-horaire de l’os coxal par rapport au sacrum) de par la conformation anatomique des surfaces en présence.

Figure 27 : Exemples de conformation de la surface auriculaire avec, de gauche à droite, type ouvert, intermédiaire et fermé. Modifié d'après www.anatomyatlases.org, (2016).

L’apparition d’une hyper lordose chez la femme à la puberté répond à différentes nécessités, d’une part modifier l’orientation dans l’espace de l’orifice vaginal et de l’utérus, et d’autre part augmenter la plicature de la surface auriculaire favorisant ainsi la dynamique de nutation et de contre-nutation essentielle durant l’accouchement5 (Kamina, 1995; Testut, 1897-1899; Poirier, 1901). Cette augmentation de la lordose à la puberté est due en partie à une modification du régime circulatoire du petit bassin. À partir de cette étape du développement, il existe une augmentation de la masse de l’utérus par congestion bimensuelle à l’ovulation et à la menstruation. La projection du poids utérin se réalise en avant de l’axe bi-fémoral et facilite donc l’antéversion du bassin.

La variation du volume utérin crée une traction sur la lame sacro-recto-génito-pubienne qui valorise la croissance de la partie antérieure des corps vertébraux de S1 et S2, de la partie postérieure des corps de S3 à S5. Une croissance asymétrique est retrouvée lors de dissections, (Poirier, 1901).

L’hyperlordose s’accompagne d’une conformation auriculaire en C qui majore le paramètre roulement dans la dynamique sacro-iliaque (cf. tableau ci-dessus). Cette composante agit sur les paramètres d’Ouverture-Fermeture essentiels pour un déroulé chronologique correct de l’accouchement en majorant le détroit supérieur d’abord puis le détroit inférieur ensuite lors de l’expulsion.

Figure 28: Schématisation globale du sacrum. Les surfaces articulaires sont supportées par des ponts osseux variables selon les individus, selon la latéralisation. Les composantes élémentaires des surfaces sont indépendantes fonctionnellement les unes des autres en accord avec les études récentes (Sturesson, et al., 1989 ).

Le sacrum peut être schématisé sous la forme d’une lame osseuse concave (les corps vertébraux fusionnés) sur laquelle viennent se greffer des poutres osseuses (les pédicules) qui supporteront les facettes supérieure et inférieure de la surface auriculaire du sacrum. Cette modélisation prend en compte la malléabilité osseuse (de nombreux sacrum sont asymétriques à la dissection selon les anatomistes classiques), la variation d’angulation interpersonnelle et personnelle des facettes. Ces poutres osseuses suivent la direction des axes de mobilité sacrée retrouvés par Jacob et Kissling, (1995).

La modélisation obtenue renoue avec les origines de la locomotion. Il existe cependant des différences entre ce sacrum réduit à sa plus simple expression en ne conservant de l’expression des contraintes et celui de ses prédécesseurs quels 350 millions d’années plus tôt. La fonction locomotrice a dessiné une architecture intrinsèque, la bipédie en a modelé la forme en diminuant son coût énergétique.

Figure 29 : Exemple de déformation du sacrum qui présente en outre une facette articulaire surnuméraire. La fonction locomotrice reste cependant possible. Modifié d’après www.anatomyatlases.org, (2016).

Les surfaces articulaires du sacrum ne sont pas les seules à présenter de nombreuses variations, l’os lui-même a été décrit par de nombreux auteurs comme susceptible de varier en forme, parfois de manière drastique.

La variabilité morphologique permet de comprendre la grande difficulté rencontrée pour déterminer le fonctionnement biomécanique de l’articulation sacro-iliaque ainsi que la variabilité des résultats selon les auteurs et les protocoles utilisés. Il existe deux grandes catégories : des protocoles n’étudiant que la sacro-iliaque, l’un ou l’autre élément étant solidement fixé, et ceux plus récents, qui intègrent aussi la mobilité de la coxo-fémorale.

Pour un même déplacement angulaire, la différence de déplacement linéaire au niveau du promontoire varie de 1 à 4 selon l’importance de la plicature de la surface auriculaire. Ceci explique la difficulté d’analyse de la mobilité sacrée et l’importance des variations de résultats retrouvés par les différents auteurs — pour n’en citer que quelques-uns : Meckel, Blondin, Gegenbaur, Dieu Vallois, Rouvière, Farabeuf, Posth, Testut, Paturet, Poirier, Sappey, Bonnaire, Wiesl, Viel, Wilder, Lavignolle,… chacun ayant une proposition personnelle — les valeurs de déplacements du promontoire retrouvées variant de 3 à 13 mm.

Les nombreux facteurs susceptibles de modifier les lordoses rendent nécessaire les tests cliniques afin d’appréhender au mieux l’orientation des surfaces auriculaires. L’angle entre les deux bras est environ égal à 110 ± 11° — Geudvert, (1991), cité par Klein & Sommerfeld, (2008) — ; l’angle de déclinaison par rapport au plan sagittal est de 12° à 20° ; l’angle d’inclinaison par rapport au plan transversal de 75° à 85° (Hefzy, et al., 2003).

 

Les travaux de Duval-Beaupère (Duval-Beaupère, et al., 1992) permettent de mettre en relation lordose, pente sacrée et version pelvienne fiabilisant de manière indirecte l’appréciation clinique du degré de plicature des surfaces auriculaires au travers de l’appréciation de la lordose.

Figure 30: Schéma illustrant la relation entre la Pente Sacrée SS (Sacral Slope), la version pelvienne PT (Pelvis Tilt) et l’Incidence Pelvienne PI (Pelvic Incidence). La distance H (Overhang) constitue le porte-à-faux existant entre le centre de la cavité cotyloïdienne (figuré ici par l’étoile) et le milieu du plateau sacré, point d’application du poids du tronc.

La Pente Sacrée SS est l’angle entre le plateau supérieur du sacrum et l’horizontale. La Version Pelvienne PT est l’angle entre la verticale passant par le centre de la cavité cotyloïdienne et le milieu du plateau sacré, il est en moyenne de 12°. L’Incidence Pelvienne est égale à la somme de SS et PT, elle est en moyenne de 52°.

 

Par ailleurs, Legaye, et al., (2011), ont mis en évidence une relation entre l’angle de version pelvienne et l’orientation acétabulaire tandis que Lazennec, et al., (2005), ont montré une relation entre l’angle de version pelvienne et angle de version du col du fémur.

La dynamique de l’os coxal lors du cycle de marche s’organisant à la fois autour de l’articulation sacro-iliaque et coxo-fémorale ces remarques sont loin d’être anecdotiques.

La dynamique sacro-iliaque, désormais acceptée, pour faible qu’elle soit est essentielle car elle permet l’adaptation à la marche bipède d’une part, et l’adaptation à la procréation mammalienne d’autre part. Dès que l’intégrité de cette articulation est compromise, ces deux fonctions seront perturbées, mettant parfois en jeu la survie même de l’individu.

L’apparition de la bipédie est en relation avec la mise en place d’une rotation du segment Rachis–S1 au-dessus du segment S2 et du segment S2–Coccyx par rapport à l’articulation coxo-fémorale. En effet, de très nombreux animaux peuvent adopter une posture ou une locomotion bipède à l’occasion, mais ils réalisent alors, pour l’occasion, une rotation globale du pelvis et du rachis autour de l’articulation coxo-fémorale.

Homo sapiens, a pris un autre chemin dans la voie de la station érigée. À partir d’un sacrum rectiligne et d’une verticalisation partielle grâce à une bascule autour de l’articulation coxo-fémorale, il a organisé dans un premier temps une réduction de son appendice caudal et une concavité antérieure de la partie terminale du sacrum. Il a ensuite poursuivi sa verticalisation par une convexité antérieure de la partie supérieure du sacrum tout en conservant un rachis rectiligne, puis a organisé structurellement la lordose lombaire afin de diminuer les coûts énergétiques.

Figure 31 : À partir d’une conformation archaïque (en haut, vertèbres lobaires en vert, vertèbres sacrées en rouge et vertèbres coccygiennes en jaune) le processus de verticalisation s’effectue par une rotation de l’ensemble du tronc autour des articulations coxo-fémorales (1) Selon les espèces, l’appendice caudal est conservé (1a) ou entame un processus de réduction (1b). La verticalisation complète induit un positionnement supérieur de l’articulation coxo-fémorale par rapport à la sacro-iliaque (1c). Cette verticalisation, le plus souvent occasionnelle, peut devenir permanente comme chez le kangourou.

La possibilité 1b se retrouve dans le Knuckle-walking. Les Hominines ont choisi une voie différente (2) en associant le redressement du rachis à la rotation autour de l’articulation coxo-fémorale. Cette rotation induit la concavité inférieure du sacrum tandis que le redressement induit une convexité supérieure, d’abord limitée au sacrum puis étendue au rachis lombaire. Lors du processus de verticalisation, l’articulation coxo-fémorale reste inférieure par rapport à la sacro-iliaque. Les deux articulations se rapprochent du centre de gravité du corps permettant ainsi un meilleur contrôle de la mobilité sans nuire à la stabilité.

Le processus de verticalisation influe sur la forme de la surface auriculaire et sur la répartition des contraintes. Lorsque cette surface est de type ouvert, la verticalisation ayant été organisée autour de l’articulation coxo-fémorale, c’est cette dernière qui supportera principalement les contraintes. Dans le type intermédiaire, les muscles érecteurs du rachis sont davantage sollicités, les contraintes sont absorbées au niveau des articulaires postérieures des corps vertébraux. Dans le type fermé, le processus de verticalisation a engagé de façon à peu près équivalente les érecteurs du rachis et l’articulation coxo-fémorale, les contraintes sont réparties harmonieusement sur l’ensemble des niveaux.

La marche moderne est possible quelle que soit la conformation de la surface auriculaire. Toutefois, une surface ouverte est plus favorable à une démarche de type knuckle-walking ou bent hip - bent knee walking, une surface intermédiaire à la marche en bent hip - bent knee walking, alors que le type fermé répond seulement à la marche moderne.

Figure 32 : Représentation schématique des conséquences d'un défaut de rotation du tronc autour de l'articulation coxo-fémorale (à gauche) ou inversement d'un excès (à droite).

La rotation du tronc autour de l’articulation coxo-fémorale est déterminante pour le comportement rachidien. Lorsque cette rotation est insuffisante, la station debout érigée peut imposer une compensation rachidienne par l’intermédiaire d’une plicature de la courbure lombo-sacrée défavorable au fonctionnement mécanique de la région. Le brusque changement d’orientation augmente les contraintes articulaires et discales. Inversement, un excès de rotation se traduit par une perte de la lordose lombaire allant de la rectitude à la cyphose. Ce cas de figure tend à augmenter les contraintes au niveau polaire supérieur de la hanche.

La valeur de la pente sacrée, résultante de l’équilibre entre rotation autour de la hanche et redressement du tronc, conditionne l’organisation globale des courbures rachidiennes.

Figure 33 : Catégorisation des courbures rachidienne en fonction de la pente sacrée. Modifié d’après Roussouly & Nnadi, (2010). Il est possible d’y associer des démarches préférentielles.

Lorsque cette valeur est inférieure à 35°, les courbures rachidiennes s’organisent avec une inflexion située au niveau de L3–L4 (selon un schéma de type I), ou de L1–L2 (schéma de type II). Lorsque la pente sacrée est comprise entre 35° et 45°, le rachis présente une organisation de type III avec un changement de courbure en Th12–L1 et lorsque la pente sacrée est supérieure à 45°, les courbures présentent une zone d’inflexion au niveau de Th9–Th10 selon un schéma de type IV (Roussouly & Nnadi, 2010).

Chacun de ces types d’organisation des courbures rachidienne favorise l’utilisation privilégiée d’un schéma de marche particulier, propre à chaque individu. Ils résultent de l’adéquation entre les contraintes liées à la locomotion et celles liées à l’acquisition de la bipédie permanente. Ces types ont d’autant moins de valeurs hiérarchiques entre les démarches qu’en retardant l’âge de sa maturité osseuse, Homo Sapiens a prolongé dans le temps sa capacité d’adaptation à un environnement ou à une nécessité locomotrice privilégiant tel ou tel schéma sans pour autant interdire les autres.

 

La succession supposée dans le temps des démarches en knuckle-walking, bent hip-bent knee walking et marche moderne est trompeuse, les Hominines ayant pris le chemin de la bipédie permanente dès leur origine. Eudibamus Cursoris, en inventant une jonction sacro-iliaque courte, sur deux niveaux, a ouvert la voie conduisant à cette évolution. Mais il ne suffit pas de se mettre debout, encore fait-il pouvoir y demeurer. Mais ça, c’est une autre histoire…

Notes :

1 La brièveté des membres antérieurs, probablement accidentelle à son origine est par la suite devenu un caractère génétique permanent sous l’effet de la sélection naturelle.

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2 Une ethnie se définie comme étant un groupe d’êtres humains qui possèdent, en plus ou moins grande part, un héritage socio-culturel et linguistique commun, mais aussi comme dans le cas présent une origine géographique commune. La plus répandue des confusions est celle qui substitue la race à l'ethnie et réciproquement (Trésor de la Langue Française, Février 2014). Une caractérisation ethnique ne saurait être assimilée à une quelconque discrimination raciale, ni lui servir de base.

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3 Cette notion ostéopathique, citée par Fred L. Mitchell Sr dans un article paru dans les Yearbooks de l’A.A.O. (Mitchell, 1965), aurait été démontrée par Kottke en 1962. La seule référence retrouvée est une allusion à une publication interne de l’Université du Minnesota dans l’article de Mitchell, FL ; (Cranial Research : 1987 Update, 1987, A.A.O Yearbook, p128-131). Il ne s’agit pas là de la notion décrite par le Dr Sutherland comme relevant du champ crânio-sacré mais de la réponse pelvienne à la respiration thoraco-abdominale.

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4 cf. Testut, (1897-1899); Poirier, (1901) pour la description anatomique ; les ouvrages d’anthropologie biologique déjà cités pour l’évolution de l’aile iliaque ainsi que la corrélation entre la diminution de hauteur du coxal, la verticalisation de l’aile iliaque et l’élargissement du pelvis au cours de l’acquisition de la bipédie chez les hominidés.

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5 Pour mémoire la fusion sacrée est post-pubertaire tardive, vers 20-25 ans., soit bien après une primiparité. Au début de l’essor du planning familial l’âge moyen des femmes accouchant pour la première fois se situait aux alentours de 24 ans (en 1967) contre un peu plus de 28 ans à l’heure actuelle (2010) avec la généralisation de la contraception, selon les dernières données INSEE disponible pour la France. Avant cela, la maternité était encore plus précoce, les ménarches apparaissant entre 14 et 17 ans.

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