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Dans un article précédent, nous discutions du choix des exercices pour renforcer les ischio-jambiers, et plus particulièrement, le muscle semi-tendineux dans le but de prévenir ou de rééduquer les blessures au niveau du ligament croisé antérieur (LCA) (Fig. 1). Ce nouvel article complète ces précédentes informations en insistant cette fois-ci sur le ratio d'activation entre les groupes musculaires quadriceps et ischio-jambiers lors d'exercices fréquemment utilisés en rééducation du genou.

Pour rappel, le nombre de blessures du genou au niveau du LCA chez de jeunes sportifs est très important, plus de 250 000 cas chaque année aux États-Unis. Et 70% des lésions du LCA sont dues à des mouvements tels que les décélérations, les changements de direction et les atterrissages de sauts. Mais un des points les plus alarmants est le taux de récidive qui représente environ 33% des personnes qui ont subies une reconstruction du LCA. De plus, les patients qui reprendront une activité sportive où les mouvements favorisant les blessures du LCA sont fréquents auront 10 fois plus de chance de récidiver. Des efforts sont donc encore nécessaires pour une meilleure rééducation/prévention des blessures du LCA.

Le choix des exercices lors de la rééducation apparait alors primordial. Il est tout d'abord important de ne pas négliger les ischio-jambiers qui jouent un rôle agoniste à celui du LCA et qui permeteont de limiter les rotations externes du genou trop extrême et de stabiliser cette articulation. Il est également important de renforcer les muscles extenseurs du genou, les quadriceps. Cependant, une trop forte activation des quadriceps comparée à celle des ischio-jambiers entraîne une augmentation des forces de cisaillement au niveau du LCA. L'étude de la co-activation quadriceps/ischio-jambiers lors de différents exercices est alors indispensable pour une optimisation de la rééducation et prévention des blessures du LCA.

L'étude réalisée

En 2012, une équipe de chercheurs américains a publié une étude sur la mesure de la co-activation quadriceps/ischio-jambiers par électromyographie de 9 exercices au poids de corps en chaîne cinétique fermée. En effet, plusieurs études ont montré que ce type d'exercice permettait de produire une force de compression au niveau des surfaces articulaires ce qui réduisait les déplacements antéro-postérieurs de celles-ci. A l'inverse, les exercices en chaîne cinétique ouverte du membre inférieur (e.g., extension du genou) augmentent les contraintes au niveau du LCA.

Pour cela, 15 femmes et 12 hommes ont participé à cette étude. Tous les participants n'avaient jamais eu de problèmes de genou lors des deux années précédant l'étude. Le protocole expérimental consistait à réaliser 9 exercices tout en mesurant l'activité électrique musculaire de surface des vastes médial et latéral, du biceps fémoral et du semi-tendineux à l'aide de l'électromyographie.

• Soulevé de terre unilatéral (SdT) : Debout sur une jambe, le but est de toucher le pied avec la main tout en fléchissant la cheville, le genou et la hanche (Fig. 2).
• Soulevé de terre unilatéral jambe tendue (SdT JT) : Debout sur une jambe, le but est de toucher le pied avec la main tout en fléchissant la cheville et la hanche (Fig. 3).
• Fente vers l'avant (FA) : Debout, il faut avancer un pied et fléchir le genou, de manière à ce que la jambe soit verticale et la hanche fléchie à 90° (Fig. 4).
• Fente latérale (FL) : Debout, il faut écarter un pied sur le côté et fléchir le genou, de manière à ce que la hanche soit fléchie à 90° (Fig. 5).
• Fente avec rotation (FR) : Debout, il faut pivoter sur sa jambe d'appui et poser l'autre pied au sol. Fléchir le genou, de manière à ce que la hanche soit fléchie à 90° (Fig. 6).
• Marche latérale avec élastique (ME) : Debout avec une bande élastique autour des chevilles, le but est de se déplacer latéralement (Fig. 7).
• Saut unilatéral vers l'avant (SA) : Sur une jambe, l'objectif est d'effectuer un saut vers l'avant et de rester en équilibre 3s à la réception (Fig. 8).
• Saut unilatéral avec rotation (SR) : Sur une jambe, l'objectif est d'effectuer un saut vers l'arrière en pivotant et de rester en équilibre 3s à la réception (Fig. 9).
• Saut unilatéral latéral (SL) : Sur une jambe, l'objectif est d'effectuer un saut sur le côté et de rester en équilibre 3s à la réception (Fig. 10).

Pour déterminer la co-activation quadriceps/ischio-jambiers, les chercheurs ont calculé l'activation moyenne des quadriceps et ils l'ont divisé par celle des ischio-jambiers. Ainsi, pour un exercice donnée, le résultat d'une co-activation équilibrée tendra vers 1. Tandis que le résultat d'une activation supérieure des quadriceps sur celle des ischio-jambiers sera supérieur à 1, et inversement.

Résultats & Analyses

Les principaux résultats de cette étude montrent que parmi les exercices testés les degrés de co-activation quadriceps/ischio-jambiers sont différents. Bien que la plupart de ces exercices soient utilisés lors de la rééducation du membre inférieur, l'activation du quadriceps est dominante. Les résultats sont affichés dans la Table 1. Le soulevé de terre unilatéral jambe tendue est l'exerice dont le ratio de co-activation est le plus faible, ce qui signifie qu'il serait le mieux adapté lors d'une phase de rééducation du LCA.

Notez tout de même que les valeurs d'activation rapportées dans cette étude pour l'exercice soulevé de terre unilatéral jambe tendue nous semblent relativement faibles. Dans l'étude de Zebis et al. 2012, le soulevé de terre jambe tendue était réalisé avec une résistance (12RM) et l'activation moyenne des ischio-jambiers était de 64.5% de la contraction maximale volontaire isométrique (CMVI). Dans l'étude présente, l'activation moyenne des ischio-jambiers est de 24.15% de CMVI. À première vue, il semblerait donc plus intéressant d'ajouter une résistance à cette exercice et de l'effectuer sur deux jambes plutôt qu'unilatéralement. Il est possible de supposer que si les participants de cette étude n'avaient pas l'habitude d'effectuer le SdT unilatéral jambe tendue, ils ne possèdaient pas l'équilibre nécessaire pour réaliser l'exercice correctement et donc le recrutement musculaire des ischio-jambiers a été bien plus faible que prévu.

Trois autres exercices démontrent un ratio de co-activation quadriceps/ischio-jambiers relativement faible, 2 sauts et la marche latérale avec élastique. Bien que ces exercices aient pour dominante l'activation des quadriceps, il peut être intéressant de les inclure dans un programme de renforcement neuromusculaire léger de la musculature de la cuisse. De plus, il est important de réincorporer des exercices sollicitant les quadriceps puisque ceux-ci interviendront souvent dans les disciplines sportives.

Table 1. Ratio de co-activation quadriceps/ischio-jambiers pour les 9 exercices étudiés.
	Exercices	Ratio de co-activation
Ratio faible	Soulevé de terre unilatéral jambe tendue	2.87
	Saut avec rotation	3.77
	Saut latéral	3.83
	Marche avec élastique	3.64
Ratio modéré	Saut vers l'avant	5.26
	Soulevé de terre unilatéral	5.52
Ratio élevé	Fente avec rotation	7.78
	Fente latérale	9.3
	Fente vers l'avant	9.7

Les autres exercices impliquent tous une activation dominante des quadriceps au minimum 5 fois supérieure à celle des ischio-jambiers. Il semble alors important de limiter leur utilisation à une période avancée dans la rééducation pour limiter les contraintes que pourrait subir le LCA.

Applications pratiques

Cette étude met en lumière le phénomène de co-activation des deux principaux groupes musculaires de la cuisse, les quadriceps et les ischio-jambiers. Les résultats démontrent que tous les exercices testés sont à dominance quadriceps, avec une gradation du ratio quadriceps/ischio-jambiers. Ils nous semblent intéressants pour deux principales raisons : Tout d'abord, une rééducation du genou ne peut se concentrer uniquement sur le renforcement du groupe musculaire des ischio-jambiers, il est nécessaire et incontournable de renforcer également les quadriceps puisqu'ils sont sollicités dans toutes les activités sportives. Ensuite, ce type d'étude permet aux professionnels de terrain d'utiliser les exercices en fonction de la phase de rééducation des patients et athlètes.

Lors de la rééducation suite à une opération liée au LCA, il sera peut-être préférable dans un premier temps de renforcer les ischio-jambiers à l'aide d'exercices spécifiques comme vus dans un article précédent (cliquez ici), par exemple le kettlebell swing, puis d'introduire des exercices qui possèdent un ratio de co-activation quadriceps/ischio-jambiers faible comme le soulevé de terre jambe tendue, le saut latéral, le saut avec rotation et la marche latérale avec élastique. Et à mesure que la guérison du LCA sera avancée, d'autres exercices visant au renforcement des quadriceps pourront être incorporés.

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