Arthrose médiale du genou :
Évaluations et recommandations cliniques
pour les traitements par infiltration,
orthèses plantaires et/ou orthèse du genou
à l’aide d’analyses quantifiées de la marche
Thèse
Yoann Dessery
Doctorat en Kinésiologie
Philosophiæ Doctor (Ph. D.)
Résumé
L’arthrose du genou (gonarthrose) est une des sources d’incapacité physique les plus fréquentes dans le monde. Plusieurs traitements sont disponibles pour réduire la douleur et ralentir l’évolution de la maladie. Cependant, certains de ces traitements manquent encore de documentation ou d’ajustement par rapport aux patients. L’objectif général de cette thèse est d’évaluer l’impact de différents traitements de la gonarthrose médiale sur la vie quotidienne et le patron de marche afin d’aider les cliniciens dans la prescription des traitements. Ainsi, la première étude montre que les injections intra-articulaires de corticostéroïdes amènent des bénéfices objectifs sur la vie quotidienne rapidement après l’intervention mais pour une courte période. Dans un deuxième temps, cette thèse se focalise sur les orthèses plantaires et trois points importants sont mis en avant. Les orthèses plantaires avec un support d’arche médiale et sans inclinaison latérale ont un impact négatif sur le chargement médial du genou et leur prescription devrait être évitée pour les patients souffrant de gonarthrose médiale. Concernant l’inclinaison latérale, son individualisation est possible en tenant compte de la biomécanique de la marche et des caractéristiques anthropométriques des patients. Par contre, cette méthode nécessite d’être perfectionnée car son utilisation en contexte clinique est difficile. Afin de limiter le coût de la méthode d’essai-erreur actuellement utilisée pour l’individualisation, les orthèses plantaires peuvent être réalisées en deux parties distinctes ce qui permet de ne modifier que la partie contenant la correction. Dans un troisième temps, une orthèse du genou avec un mécanisme de distraction et de rotation a été évaluée sur trois mois. Celle-ci se montre plus efficace pour le soulagement de la douleur et le déchargement du genou que les orthèses généralement utilisées. Toutefois, son avantage majeur vient du meilleur confort permettant d’entrevoir une amélioration de l’observance au traitement. Les orthèses plantaires et l’orthèse du genou sont donc efficaces dans le soulagement de la douleur et la réduction du chargement du genou. La dernière étude de la thèse indique qu’elles le sont encore davantage par leur association. Globalement, cette thèse fournit des résultats directement utilisables par
Abstract
Knee osteoarthritis is one of the major sources of disability in the world. Several treatments are available to relieve pain and slow disease progression. However, documentation and individual adjustment are still missing in some of these treatments. The main objective of this thesis is to assess the impact of various treatments of knee osteoarthritis on the daily life and/or gait pattern to assist clinicians in prescribing treatments. Thus, the first study shows that intra-articular corticosteroid injections lead to rapidly observable objective benefits on activities of daily living, but only for a short period. In a second step, this thesis focuses on the foot orthoses and three important points are highlighted. Foot orthoses with medial arch support and without lateral wedge have a negative impact on the medial knee loading and their prescription should be avoided for patients with medial knee osteoarthritis. For lateral wedge, it is possible to individualize the amount of wedging with the biomechanics of walking and anthropometric characteristics of the patients. On the other hand, this method needs to be improved because it is challenging to transfer in a clinical orthotic environment. To limit the cost of the trial and error method currently used for individualization, foot orthoses can be made in two separate parts in order to change only the part containing the correction. In a third step, a new knee brace with a mechanism of distraction was assessed over a three-month period. This brace is more effective for pain alleviation and medial knee unloading than the knee braces generally used. However, its major advantage is the increased comfort which offers potential insights into improving treatment compliance. The foot orthoses and knee brace are therefore effective in the relief of pain and the reduction of the knee medial loading. However, the last study of this thesis indicates that they are even more so by their combination. Overall, this thesis provides results that are directly applicable to clinicians in their practice for treating patients suffering from medial knee osteoarthritis.
Table des matières
Résumé ... iii
Abstract ... v
Table des matières ... vii
Liste des figures ... xi
Liste des tableaux ... xiii
Liste des équations ... xv
Liste des abréviations ... xvii
Remerciements ... xxiii
Avant-propos ...xxv
Chapitre 1. Introduction générale ... 1
Chapitre 2. Revue de la littérature ... 5
2.1. Arthrose ... 5 2.1.1. Définition... 5 2.1.1. Étiologie ... 5 2.1.2. Évolution de l’arthrose ... 7 2.1.2.1. Cartilage articulaire ... 9 2.1.2.2. Os sous-chondral ... 10
2.1.2.3. Membrane et liquide synovial ... 11
2.1.2.4. Ligaments ... 12
2.2. Gonarthrose ... 12
2.2.1. Facteurs de risque ... 13
2.2.1.1. Facteurs systémiques ... 13
2.2.1.2. Facteurs biomécaniques ... 15
2.2.2. Notions principales sur l’anatomie du genou ... 20
2.2.3. Localisation de la gonarthrose ... 22
2.2.4. Diagnostic de gonarthrose ... 23
2.2.5. Traitements ... 27
2.2.5.1. Traitements non pharmacologiques ... 28
2.2.5.2. Traitements pharmacologiques ... 29
2.2.5.3. Interventions chirurgicales ... 30
2.3. Biomécanique de la marche ... 31
2.3.1. Histoire... 32
viii
2.3.4. Modélisation du corps humain ... 36
2.3.5. Cinématique des membres inférieurs ... 38
2.3.5.1. Description de la marche normale ... 38
2.3.5.2. Marche normale vs gonarthrose médiale ... 41
2.3.6. Force de réaction du sol ... 42
2.3.7. Moments de force des membres inférieurs ... 44
2.3.7.1. Dynamique inverse ... 45
2.3.7.2. Marche normale ... 47
2.3.7.3. Marche normale vs gonarthrose médiale ... 48
2.3.8. Impacts sur la vie quotidienne ... 50
2.4. Douleur, chargement du genou et moment d’adduction ... 52
2.4.1. Douleur et arthrose du genou ... 52
2.4.1.1. Structures intra-articulaires mises en jeu ... 52
2.4.1.2. Système nerveux et perception de la douleur ... 54
2.4.1.3. Impact des facteurs psychosociaux ... 55
2.4.1.4. Déclencheurs externes ... 56
2.4.2. Mesure du chargement médial du genou ... 57
2.4.2.1. Moment d’adduction du genou : variable clé ... 57
2.4.2.2. Quantification de la relation CCM - MAG... 59
2.5. Traitement de l’arthrose médiale par orthèses plantaires ... 62
2.5.1. Mécanisme de fonctionnement ... 63
2.5.2. Effets des orthèses plantaires ... 65
2.5.2.1. Variables principales ... 65
2.5.2.2. Variables secondaires ... 67
2.5.3. Quelles inclinaisons pour les OP ? ... 69
2.5.4. Quelques adaptations des OP ... 71
2.5.4.1. Bandes de contention ... 71
2.5.4.2. Support d’arche ... 73
2.5.5. Place des OP comme traitement de l’arthrose du genou ... 74
2.6. Traitement de l’arthrose médiale par orthèse du genou ... 76
2.6.1. Mécanisme de fonctionnement des orthèses de décharge ... 77
2.6.2. Effets démontrés sur les patients et limitations ... 79
2.6.2.1. Variables principales ... 79
2.6.2.2. Variables secondaires ... 82
2.6.2.3. Observance au traitement : problème majeur ? ... 83
2.6.3. Développement de nouvelles orthèses ... 85
2.6.4. Place des OD comme traitement de l’arthrose du genou ... 87
2.7. Traitement par injection intra-articulaire de corticostéroïdes ... 87
2.7.2. Injection : préparation, réalisation et connaissances des risques ... 89
2.7.2.1. Préparation, dosage et réalisation ... 89
2.7.2.2. Contre-indications ... 90 2.7.2.3. Effets secondaires ... 91 2.7.3. Bénéfices observés ... 92 2.7.4. Recommandations et limites... 93 2.7.5. Alternatives ... 94 2.7.5.1. Viscosuppléance ... 94
2.7.5.2. Injection de plasma riche en plaquettes... 96
2.7.5.3. Injection de récepteurs antagonistes d’interleukine-1... 97
Chapitre 3. Quantification of daily physical activity after an intra-articular corticosteroid injection in patients with knee osteoarthritis. ... 101
Chapitre 4. Effects of foot orthoses with arch supports on knee adduction moment in patients with medial knee osteoarthritis ... 125
Chapitre 5. Predictors of the optimal lateral foot orthosis inclination in treatment of medial knee osteoarthritis ... 151
Chapitre 6. Use of two-piece foot orthoses to adjust lateral inclination angle in medial knee osteoarthritis treatment. ... 177
Chapitre 7. Assessment of a brace using a dynamic mechanism in the treatment of medial knee osteoarthritis ... 191
Chapitre 8. Three months efficacy of a new dynamic knee brace in the treatment of medial knee osteoarthritis ... 217
Chapitre 9. Combined treatment of medial knee osteoarthritis by dynamic knee brace and lateral wedge foot orthoses: immediate effects ... 243
Chapitre 10. Discussion générale ... 267
10.1. Injection intra-articulaire de corticostéroïdes... 267
10.2. Orthèses plantaires ... 270
10.3. Orthèses de genou ... 273
10.4. Combinaison des orthèses ... 276
10.5. Résumé des points principaux ... 277
Liste des figures
Figure 2-1 : Pathophysiologie de l’arthrose (facteurs d’apparition et d’évolution de
l’arthrose). ... 8
Figure 2-2 : Schéma des principaux éléments de l’articulation du genou. ... 21
Figure 2-3 : Représentation du vecteur force lors de la marche. ... 23
Figure 2-4 : Description détaillée d’un cycle de marche. ... 34
Figure 2-5 : Force verticale de réaction au sol chez une personne de 98.5kg et trajectoire du centre de pression durant la phase d’appui. ... 44
Figure 2-6 : Schématisation du membre inférieur et des paramètres définissant le moment d’adduction au genou. ... 58
Figure 2-7 : Diagramme de corps libre du membre inférieur lors de la marche. ... 60
Figure 2-8 : Orthèses plantaires spécifiques pour le traitement de l’arthrose du genou. 63 Figure 2-9 : Orthèses plantaires maintenues avec une bande de contention. ... 72
Figure 2-10 : Exemple d’orthèse de décharge (A) et schéma des trois points d’appui s’appliquant au niveau du membre inférieur (B)... 79
Figure 2-11 : Injection intra-articulaire de corticostéroïdes dans le genou. ... 88
Figure 3-1 : Answers to the questionnaires divided into different domains and collected before injection and every two weeks after injection for six weeks. ... 109
Figure 3-2 : Mean daily distance covered and activity time during the two-week periods from two weeks before the injection to six weeks after the injection. ... 112
Figure 3-3 : Mean daily intensity level (intensity 1 = 1 MET, intensity 2 = 2 METs, and so on) of physical activity during the two-week periods from two weeks before the injection to six weeks after the injection. ... 113
Figure 4-1 : Flow of participants through trial. ... 131
Figure 4-2 : Pictures of the different parts composing the foot orthoses. ... 133
Figure 4-3 : External knee adduction moment during the stance phase of gait in the four conditions: no orthoses, customized neutral foot orthoses without lateral inclination, customized foot orthoses with 6° laterally wedged insoles and customized neutral foot orthoses with 10° laterally wedged insoles. ... 138
Figure 5-1 : Picture of the left side of foot orthoses and lateral wedged insoles used in experimental conditions. ... 158
Figure 6-1 : Examples of foot orthoses used. ... 182 Figure 6-2 : External knee adduction moment during the stance phase of gait in the
three conditions: no orthoses, foot orthoses with integrated lateral inclination (one-piece) and foot orthoses without lateral inclination
xii
Figure 7-1 : Flow of participants through trial. ... 197 Figure 7-2 : Picture of the three knee braces. ... 199 Figure 7-3 : Change in the mean knee adduction and ankle, knee and hip rotation angles
during gait with the three knee braces. ... 204 Figure 8-1 : Flow of participants through trial. ... 223 Figure 8-2: The three knee braces... 225 Figure 8-3: Mean (± standard error) of the three knee braces’ daily wear in each week of
the three months. ... 233 Figure 9-1 : The two orthotic devices. ... 250 Figure 9-2: Mean sagittal plane angles at ankle and knee joints in the four conditions:
without devices (Control), with lateral foot orthoses (FO), with knee brace (Brace) and with both lateral foot orthoses and knee brace (FO + Brace). ... 256 Figure 9-3: Change from without orthotics (w/o) condition in the foot progression angle
(FPA) and ankle, knee and hip rotation angles during early, mid and late stances of gait with foot orthoses (FO), brace, and combination of foot orthoses and brace. ... 257 Figure 10-1 : Logigramme de la prise en charge d’un patient dans une clinique
Liste des tableaux
Tableau 2-1 : Critères de classification de la gonarthrose selon l’American College of
Rheumatology. ... 26
Tableau 2-2 : Mobilité du complexe cheville-arrière pied selon le/les plan(s) d’étude. .... 39
Tableau 3-1 : SF-36 scores (%) before and after injection: Means (SD). ... 110
Tableau 3-2 : Global and affected limb gait parameters before and after injection: Means (SD). ... 111
Tableau 4-1 : Participants’ characteristics (n = 18)... 130
Tableau 4-2 : Description of biomechanical variables ... 135
Tableau 4-3 : Summary of values for variables, showing means (SD). ... 139
Tableau 4-4 : Forces and distances affecting the knee joint moment calculation, in means (SD). ... 140
Tableau 5-1: Participants’ characteristics according to disease severity. ... 158
Tableau 5-2 : Mean for without orthoses condition and change (95% CI) for the different testing conditions for each outcome measure. ... 164
Tableau 5-3 : Multiple linear regression with biomechanical score. ... 165
Tableau 5-4 : Multiple linear regression with perceptual score. ... 166
Tableau 5-5 : Multiple linear regression with mixed score. ... 167
Tableau 6-1 : Mean (SD) of the gait analysis and comfort parameters. ... 184
Tableau 7-1 : Description of biomechanical variables. ... 202
Tableau 7-2 : Comparison of change in subjective and spatio-temporal variables from baseline and between braces. ... 206
Tableau 7-3 : Comparison of change in knee adduction moment and variables affecting it from baseline and between braces. ... 207
Tableau 8-1 : Results, presented as mean (95% CI), of each item of the WOMAC and KOOS questionnaires and comfort VAS scores for each brace before (baseline) and after (post) three-month wear. ... 231
Tableau 8-2 : Knee adduction moment angular impulse and values at first and second peak before (visit 1) and after (visit 2) the 3-months wear for each brace. ... 232
Tableau 9-1 : Participants’ characteristics (n = 17)... 248
Tableau 9-2 : Summary of values for primary outcomes, showing means ± SD. ... 255
Liste des équations
Équation 2-1 : Équation du moment de force. ... 45 Équation 2-2 : Relation entre la force du chargement médial du genou, les forces de
réaction au sol et le moment d’adduction du genou. ... 60 Équation 2-3 : Équation mettant en jeu l’effet du déplacement du CP (en rouge) sur le
chargement du compartiment médial du genou. ... 65 Équation 2-4 : Équation mettant en jeu l’effet du moment d’abduction provoqué par
l’orthèse de décharge (en rouge) sur le chargement du compartiment médial du genou. ... 78 Équation 2-5 : Quantification de la réduction du chargement du compartiment médial
Liste des abréviations
AAOS — The American Academy of Orthopaedic Surgeons ACR — American College of RheumatologyAINS — Anti-inflammatoires non stéroïdiens CCM — Chargement du compartiment médial CFO — Customized foot orthoses
CP — Centre de pression/Center of pressure
EPAC — The Exercise and Physical Activity Conference ES — Effect size
EULAR — European League Against Rheumatism FO — Foot orthoses
GRF — Ground reaction forces
IAC — Intra-articulaire de corticostéroïdes ou Intra-articular corticosteroid IASP — International Association for the Study of Pain
IC — Initiation du contact
IMC — Indice de masse corporelle
IRM — Imagerie par résonnance magnétique ISB — International Society of Biomechanics KAM — Knee adduction moment
KOA — Knee osteoarthritis
KOOS — Knee Osteoarthritis Outcome Score
LWI — Laterally wedged insoles ou Lateral wedge insoles MAG — Moment d’adduction du genou
MET — Metabolic Equivalent of Task
OARSI — Osteoarthritis Research Society International OD — Orthèses de décharge
OMS — Organisation Mondiale de la Santé OP — Orthèses plantaires
QoL — Quality of life SD — Standard deviation VAS — Visual analog scale
xviii
“On fait la science avec des faits, comme on fait une maison avec des pierres, mais une accumulation de faits n’est pas plus une science qu’un tas de pierres n’est une maison.”
Remerciements
Je me souviens encore être dans ma voiture en France avec Jérôme à côté de moi lorsque mon téléphone sonne. Mon interlocuteur, mon futur directeur de thèse, me demande si je suis toujours intéressé { réaliser un doctorat { Québec… Un mois plus tard, la thèse, ou devrais-je dire l’aventure, commence. Je voudrais donc remercier Philippe Corbeil de m’avoir accueilli et permis de faire ce doctorat dans lequel j’ai énormément appris et évolué, autant professionnellement que personnellement. Au cours de ces quatre années, Phil a été une source de soutien, d’inspiration et, en voulant toujours plus, de dépassement de soi. Malgré son emploi du temps chargé, il réussit { prendre du temps pour être { l’écoute de nos problèmes professionnels mais aussi personnels. J’aimerais aussi remercier le Dr Étienne Belzile pour son aide apportée dans l’évolution de mes connaissances sur l’arthrose. Grâce { son humour et sa vision positive de chaque problème, il a toujours réussi à me remonter le moral lorsque je m’inquiétais { propos de certains résultats.
Cette thèse n’aurait jamais pu être possible sans le support financier de la faculté de Médecine, des Fonds Québécois de la Recherche sur la Nature et les Technologies (FQRNT) et le Conseil de Recherches en Sciences Naturelles et en Génie (CRSNG). Ces subventions étaient appuyées par l’entreprise Ergorecherche qui nous a, de plus, fournie toutes les orthèses utiles aux différentes études de cette thèse.
Je suis également reconnaissant à tous les membres du Groupe de Recherche en Analyse du Mouvement, professeurs et étudiants, pour la bonne ambiance de travail qui y a régné durant ces quatre ans. Jean-Philippe, je te remercie pour toute l’aide au niveau informatique et ta vision différente de mes résultats, mais aussi pour les quatre années passées ensemble dans notre mini-bureau. Un grand merci à Grant pour avoir corrigé certains de mes travaux en anglais et pour les bonnes discussions sur le métier de chercheur. Un merci tout particulier à Jay, collègue, ami et coloc. Tes visites dans notre bureau, ton humour de français, les ping-pongs, les squashs, les pokers, les piccolos hockey et nos discussions sur tout et rien m’ont permis de me détendre
xxiv
chercheur à des personnes en dehors du domaine (et qu’ils les comprennent) et tu es celui qui m’a poussé { me remettre en route dans mes gros moments de doute.
Un énorme merci à ma formidable famille (papa, maman, Blandine, Nico, Léandre, Adriel, marraine, Christian, papy, mamie, parrain,…) que je ne changerais pour rien au monde. Vous m’avez toujours soutenu durant mes études et chaque visite en France a été un immense bol d’air et de remise en forme. Le fait de vous avoir presque toutes les semaines sur skype m’a aussi permis de me sentir moins loin de vous et de ne pas avoir trop le « blues ». Je remercie notamment mes parents d’être venu me voir tous les ans. Vous connaissez désormais mieux le Québec que moi et, maintenant que je vais avoir un peu plus de temps, vous allez pouvoir me faire visiter lors de votre prochaine venue.
Je voudrais remercier également les deux familles québécoises qui m’ont accueillies à bras ouvert : les Prairie et les Paré-Lévesque. Vous m’avez fait découvrir beaucoup de choses sur le Québec : sa culture, ses recettes, ses traditions ou encore son hospitalité. Les dimanches passés chez vous dans le rire et la bonne humeur m’ont permis de faire le vide et de ne pas penser au travail.
Merci { mes amis de France avec lesquels j’ai gardé contact, Simon, Justine, Baptiste, Alexis, et tout particulièrement Julien qui est venu me voir et m’a accueilli et guidé comme un prince lorsque je suis allé à Oman.
Enfin, je finirai mes remerciements par celle qui me supporte (et qui m’entend me plaindre) depuis maintenant plus de trois ans. La confiance qu’elle a en moi m’a permis de toujours me surpasser et sans elle, finir la thèse aurait été chose impossible. Joëlle, je te remercie de m’avoir soutenu pendant toutes ces années.
Avant-propos
Les projets de recherche de cette thèse sont présentés sous forme de sept articles scientifiques soumis pour publication ou sur le point de l’être. Les références bibliographiques, la contribution de chacun des auteurs ainsi que l’état d’avancement de chacun des manuscrits insérés dans cette thèse sont indiqués ci-dessous.
Chapitre 3 : Quantification of daily physical activity after an intra-articular corticosteroid injection in patients with knee osteoarthritis: a pilot study.
Auteurs : Yoann Dessery, Étienne L. Belzile, Sylvie Turmel, Jean Doré, Binta Diallo, Philippe Corbeil
Statut : Soumis à Plos One
Contribution des auteurs : É. L. Belzile, P. Corbeil, J. Doré et B. Diallo ont participé à l’élaboration du projet. S. Turmel a recruté les participants. B. Diallo, S. Turmel et Y. Dessery ont récolté les données. Y. Dessery a analysé les données et rédigé le manuscrit. É. L. Belzile, P. Corbeil, J. Doré, B. Diallo, S. Turmel et Y. Dessery ont révisé le manuscrit et donné leur approbation finale.
Chapitre 4 : Effects of foot orthoses with arch supports on knee adduction moment in patients with medial knee osteoarthritis?
Auteurs : Yoann Dessery, Étienne L. Belzile, Sylvie Turmel, Philippe Corbeil Statut : Soumis à Clinical Biomechanics
Contribution des auteurs : La conception du projet a été réalisée par Y. Dessery, É. L. Belzile et P. Corbeil. S. Turmel a recruté les participants. Y. Dessery a récolté et analysé les données et rédigé le manuscrit. É. L. Belzile, P. Corbeil, S. Turmel et Y. Dessery ont révisé le manuscrit et donné leur approbation finale.
xxvi
Chapitre 5 : Predictors of the optimal lateral foot orthoses inclination in treatment of the medial knee osteoarthritis
Auteurs : Yoann Dessery, Étienne L. Belzile, Sylvie Turmel, Philippe Corbeil Statut : Soumis à Osteoarthritis and Cartilage
Contribution des auteurs : Y. Dessery, É. L. Belzile et P. Corbeil ont participé à l’élaboration du projet. S. Turmel a recruté les participants. La collecte de données et leur analyse ainsi que la rédaction du manuscrit a été effectué par Y. Dessery. É. L. Belzile, P. Corbeil, S. Turmel et Y. Dessery ont révisé le manuscrit et donné leur approbation finale.
Chapitre 6 : Use of two-piece foot orthoses to adjust lateral inclination angle in medial knee osteoarthritis treatment.
Auteurs : Yoann Dessery, Étienne L. Belzile, Sylvie Turmel, Philippe Corbeil Statut : Soumis à Prosthetics and Orthotics International
Contribution des auteurs : Y. Dessery, É. L. Belzile et P. Corbeil ont participé à l’élaboration du projet. S. Turmel a recruté les participants. La collecte de données et leur analyse ainsi que la rédaction du manuscrit a été effectué par Y. Dessery. É. L. Belzile, P. Corbeil, S. Turmel et Y. Dessery ont révisé le manuscrit et donné leur approbation finale.
Chapitre 7 : Assessment of a brace using a dynamic mechanism in the treatment of medial knee osteoarthritis
Auteurs : Yoann Dessery, Étienne L. Belzile, Sylvie Turmel, Philippe Corbeil Statut : Soumis dans The Knee
Contribution des auteurs : Y. Dessery a été impliqué dans l’élaboration du projet, la collecte et l’analyse des données, la rédaction du manuscrit ainsi que sa révision et son approbation finale. É. L. Belzile et P. Corbeil ont été impliqués dans l’élaboration
du projet, la révision du manuscrit et son approbation finale. S. Turmel a été impliquée dans le recrutement des participants, la révision du manuscrit et son approbation finale.
Chapitre 8 : Three months efficacy of a new brace in the treatment of medial knee osteoarthritis
Auteurs : Yoann Dessery, Étienne L. Belzile, Sylvie Turmel, Philippe Corbeil Statut : En correction d’anglais avant soumission
Contribution des auteurs : Y. Dessery, É. L. Belzile et P. Corbeil ont participé à l’élaboration du projet. S. Turmel a recruté les participants. Y. Dessery a récolté et analysé les données et rédigé le manuscrit. É. L. Belzile, P. Corbeil, S. Turmel et Y. Dessery ont révisé le manuscrit et donné leur approbation finale.
Chapitre 9 : Combined treatment of medial knee osteoarthritis by dynamic knee brace and lateral foot insoles: immediate effects
Auteurs : Yoann Dessery, Étienne L. Belzile, Caroline Tremblay, Philippe Corbeil Statut : En correction d’anglais avant soumission
Contribution des auteurs : Y. Dessery a été impliqué dans l’élaboration du projet, la collecte et l’analyse des données, la rédaction du manuscrit ainsi que sa révision et son approbation finale. É. L. Belzile et P. Corbeil ont été impliqués dans l’élaboration du projet, la révision du manuscrit et son approbation finale. C. Tremblay a été impliquée dans le recrutement des participants, la révision du manuscrit et son approbation finale.
Chapitre 1.
Introduction générale
La plupart des pays développés font face à deux problèmes majeurs venant affecter leur système de retraite et de santé : le vieillissement de la population et l’obésité. Le Canada ne fait pas exception avec la part de canadiens de plus de 55 ans qui devrait passer de 20% de la population totale en 2001 à 33% en 2021 et que le surpoids touche déjà 61% des adultes (Badley and Wang, 1998; Stat Can, 2010). Outre les frais occasionnés et les problèmes de santé directement liés à ces deux conditions, le vieillissement et l’obésité ont un impact dans l’apparition et la progression d’autres problèmes tels que l’arthrose. L’arthrose est la forme la plus commune des maladies musculosquelettiques dans le monde (WHO Scientific Group, 2003) et touche 4.4 millions de personnes au Canada, soit 13% de la population (Bombardier et al., 2011).
L’arthrose se caractérise par l’usure du cartilage articulaire généralement associée { une douleur au niveau de l’articulation touchée. De nombreux facteurs de risque sont en cause dans l’apparition de la maladie, mais les deux principaux sont l’âge et le poids (Zhang and Jordan, 2010). Ce trouble musculosquelettique peut survenir à tout âge, bien que, dans la plupart des cas, son apparition ait lieu après 45 ans avec une prévalence augmentant avec l’âge. L’autre cause principale d’apparition de l’arthrose, notamment dans les articulations portantes, est en lien avec l’indice de masse corporelle (IMC1) : l’incidence pour l’articulation du genou passant de 1 pour
un IMC < 25 kg.m-2 à 6.8 pour un IMC > 30 kg.m-2 (Toivanen et al., 2010). Ainsi, en se
basant sur les chiffres du vieillissement de la population et du surpoids, une forte augmentation de la population arthrosique est à prévoir dans les prochaines années. Une simulation estime qu’en 2030, 447 000 nouveaux cas d’arthrose apparaîtront chaque année au Canada soit 20% de plus qu’en 2010 (373 000 nouveaux cas)
1 L’IMC d’un individu est calculée en divisant son poids par sa taille au carré (
2
(Bombardier et al., 2011). La population canadienne touchée par l’arthrose passerait ainsi de 4.4 millions en 2010 à 9 millions en 2030 (Bombardier et al., 2011). Une prévalence semblable est rapportée aux États-Unis avec un doublement du nombre d’américains atteints par l’arthrose d’ici 2020 (Centers for Disease Control and Prevention, 1994).
Si rien ne change dans le système actuel, la croissance du nombre de personnes arthrosiques affectera de manière substantielle le système de santé et l’économie du Canada dans les prochaines décennies. Si bien que certaines simulations estiment que les coûts directs2 de l’arthrose passeraient de 10 milliards de dollars canadiens en
2010 à 340 milliards en 2030 et les coûts indirects3 de 17 milliards de dollars
canadiens à 555 milliards (Bombardier et al., 2011). Il est donc nécessaire d’agir dès maintenant afin de limiter cette augmentation colossale des coûts.
Plusieurs pistes existent pour modifier l’impact financier de cette maladie. Tout d’abord, un point important, bien que non abordé dans cette thèse, se situe au niveau de la prévention des facteurs de risque tels que l’obésité ou les charges et mouvements dans le milieu professionnel afin de diminuer l’incidence. L’autre point majeur concerne l’amélioration des traitements disponibles présentement de manière à diminuer la douleur, améliorer la qualité de vie mais aussi réduire la progression de l’arthrose.
Dans cette thèse, seuls les traitements de l’arthrose du genou seront concernés. Dans la plupart des activités quotidiennes, le genou supporte la majorité du poids, ce qui en fait l’une des articulations les plus touchées par l’arthrose, environ 6% de la population (Felson et al., 2000). L’arthrose entraîne généralement une limitation des mouvements et peut empêcher la réalisation des activités de la vie quotidienne,
2 Les coûts directs prennent en compte les dépenses annuelles en médicaments, les consultations des professionnels de santé, les examens, les hospitalisations et les services communautaires.
3 Les coûts indirects représentent la perte pour l’économie du pays, secteurs privé et public ensemble. Ces pertes sont dues { l’accroissement relatif de l’invalidité (perte de productivité des salaires) dans la population atteinte par la maladie par rapport { l’invalidité observée dans la population générale.
pouvant provoquer par la même occasion une isolation sociale et des états dépressifs (Axford et al., 2008). Le remplacement de l’articulation du genou, qu’il soit partiel ou total, est le moyen le plus efficace pour soulager la douleur et améliorer la qualité de vie des patients (Zhang et al., 2008). Cependant, cette opération est utilisée uniquement en dernier recours en raison de la courte durée de vie des prothèses (12.5 ans en moyenne), des complications qu’amènent un remplacement de la prothèse, de la restriction des activités qui suit l’opération ou encore du coût élevé de l’arthroplastie. Ainsi, pour une prothèse de genou, le système de santé doit débourser environ 14 350$CAD par patient. Les frais déboursés incluent le coût de l’opération, les soins infirmiers, les imageries médicales, le laboratoire ainsi que la médication (Bombardier et al., 2011; Tso et al., 2012).
En attendant la chirurgie, d’autres traitements existent avec pour objectif principal de réduire la douleur. Certains traitements visent également à diminuer la progression de l’arthrose en jouant sur la biomécanique des membres inférieurs (par exemple, alignement du genou, déplacement du centre de pression, etc.). Cependant, ces derniers sont relativement récents et font l’objet de nombreuses critiques concernant le manque de preuves, les biais, l’utilisation irrégulière par les patients ou encore les paramètres d’individualisation. Dans cette thèse, la priorité était donnée à l’aspect clinique afin d’aider au mieux les professionnels de la santé. Nous avons ainsi cherché { comprendre les effets de la réduction de la douleur sur l’activité physique quotidienne. De plus, nous nous sommes appliqués à optimiser le traitement par orthèses plantaires, encore trop largement soumis aux lois de l’empirisme, mais aussi guider les orthésistes dans leur choix d’orthèse de genou à utiliser. Dans ce dernier cas, au contraire de la plupart des études, nous nous sommes attachés à évaluer plusieurs orthèses les unes par rapport aux autres dans une période de temps prolongée. Bien que les orthèses plantaires et les orthèses de genou soient efficaces dans la réduction du chargement du genou, leurs effets peuvent être encore faibles, c’est pourquoi l’utilisation des deux traitements ensemble pourrait être une solution. Plus spécifiquement, la présente thèse a pour objectifs :
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- D’évaluer les effets d’une injection intra-articulaire de corticostéroïdes sur les activités de la vie quotidienne.
- De comprendre l’effet du support d’arche médiale intégré aux orthèses plantaires faites sur mesure sur le moment d’adduction du genou.
- D’améliorer le paramétrage des orthèses plantaires spécifiques { l’arthrose du genou par individualisation de l’intervention.
- D’évaluer l’utilisation d’une nouvelle orthèse de genou qui pourrait améliorer l’observance au traitement sur le long terme.
- D’évaluer l’efficacité du traitement par combinaison d’orthèses plantaires et orthèse de genou par rapport { l’utilisation individuelle de ces instruments. Avant d’entrer dans le vif du sujet, le prochain chapitre propose une recension des écrits. Celle-ci a pour but de mieux comprendre l’arthrose et plus particulièrement celle du genou, ses effets sur la marche, la douleur et le chargement de l’articulation associé ainsi que les traitements par orthèses plantaires et orthèses de genou, et par injection intra-articulaire de corticostéroïdes. Ensuite, les chapitres 3 à 9 exposeront les différentes études réalisées dans le cadre de cette thèse. Finalement, le chapitre 10 sera consacré à la discussion générale et à la conclusion de la thèse.
Chapitre 2.
Revue de la littérature
2.1. Arthrose
2.1.1. Définition
L’arthrite dégénérative, ou arthrose, est la forme la plus courante d’arthrite, trouble inflammatoire articulaire. Il s’agit d’une des causes principales d’incapacité fonctionnelle (R. C. Lawrence et al., 1998; Felson et al., 2000) pour laquelle aucun traitement curatif n’existe à ce jour. Jusqu’en 1990, cette maladie progressive était définie uniquement par l’atteinte du cartilage hyalin. Cependant, en 1994, lors d’une conférence sponsorisée par The American Academy of Orthopaedic Surgeons (AAOS) et the National Institutes of Health, la définition de l’arthrose a été mise à jour de la manière suivante :
« Osteoarthritis (OA) diseases are a result of both mechanical and biologic events that destabilize the normal coupling of degradation and synthesis of articular cartilage chondrocytes and extracellular matrix, and subchondral bone. … Ultimately, OA diseases are manifested by morphologic, biochemical, molecular, and biomechanical changes of both cells and matrix which lead to a softening, fibrillation, ulceration, loss of articular cartilage, sclerosis, and eburnation of subchondral bone, osteophytes, and subchondral cysts. … » (Keuttner and Goldberg, 1995)
Selon cette définition, l’arthrose est donc une maladie articulaire caractérisée par deux éléments importants :
- une étiologie complexe qui implique plusieurs facteurs ;
- une affection qui touche l’ensemble des éléments articulaires et qui n’est pas simplement caractérisée par une dégénérescence cartilagineuse.
2.1.1. Étiologie
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encore bien compris (Felson et al., 2000). Il existe deux types d’arthrose pouvant être identifiés : l’arthrose primaire et l’arthrose secondaire. La première est une arthrose idiopathique, c’est-à-dire qu’elle se développe dans une articulation non précédemment endommagée et en absence de cause apparente à part des facteurs de risque (p. ex., âge, sexe, ethnie, biomécanique de l’articulation, faiblesse des muscles ou ligaments, etc.) (Figure 2-1A et B). Toutefois, le développement de l’arthrose primaire semble être corrélée à trois principaux facteurs de risque : la génétique, le facteur hormonal et l’âge (Herrero-Beaumont et al., 2009). Dans ces cas là, elle est souvent héréditaire. L’arthrose secondaire est le résultat de facteurs prédisposant, tels que des traumatismes articulaires, des anormalités anatomiques (p. ex., déviations de membres), ou encore des troubles infectieux, métaboliques et inflammatoires (Arden and Nevitt, 2006; Altman, 2011). Dans la pratique, il est très courant de retrouver des facteurs de risque s’ajoutant { ces facteurs prédisposant, multipliant encore la probabilité de développer de l’arthrose (Thompson, 2007). Dans cette thèse, n’étant pas l’objectif, nous ne ferons pas de différenciation entre ces deux types d’arthrose et parlerons donc de l’arthrose en général.
Quelque soit le type d’arthrose, l’apparition de la maladie est certainement due à l’une, ou à la combinaison, des deux situations suivantes (Brandt et al., 2006) :
- les différentes structures articulaires sont normales mais le stress mécanique sur l’articulation est excessif, par exemple une personne obèse ; - le chargement sur l’articulation est normal mais les structures articulaires
sont anormales, par exemple une personne ayant subie une entorse du genou.
À ce propos, comme il l’a été précisé auparavant, ce n’est que très récemment que l’ensemble des structures ait été considéré dans la maladie. C’est pourquoi, ces dernières années, la détermination de la contribution des différentes structures articulaires est devenue centrale { l’étude pathophysiologique de l’arthrose du genou (Brandt et al., 2006; Hunter and Felson, 2006; Block and Shakoor, 2010).
2.1.2. Évolution de l’arthrose
L’arthrose est une pathologie complexe qui fait intervenir de multiples processus entraînant une modification de toutes les structures de l’articulation (voir §2.2.2) : cartilage articulaire, os sous-chondral, membrane synoviale, ligaments, tendons et muscles (Keuttner and Goldberg, 1995). Cependant, le rôle précis de chaque structure est encore actuellement discuté dans la littérature, sans qu’il ne soit possible de dissocier précisément ce qui est la cause de ce qui est la conséquence (Tebib, 2003; Aspden, 2008; Cianflocco, 2011). Par exemple, certains ont suggéré que le processus débute au niveau du cartilage et que la modification des autres structures n’est qu’une conséquence pathologique (Figure 2-1A) tandis que, présentement, la nouvelle compréhension de la maladie amène plutôt à penser que les structures seraient toutes affectées par les facteurs de risque conduisant { un dérèglement de l’homéostasie articulaire (Figure 2-1B). Bien que la description des mécanismes d’initiation et de progression de l’arthrose puisse être vue de manière détaillée (Tebib, 2003; Wieland et al., 2005; Kwan Tat et al., 2010; M. B. Goldring and Goldring, 2010a), seule une description simplifiée de cette physiopathologie est ici présentée, l’objet de cette thèse ne concernant pas les mécanismes biochimiques relatifs { l’arthrose.
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Figure 2-1 : Pathophysiologie de l’arthrose (facteurs d’apparition et d’évolution de l’arthrose). A) Ancienne description des facteurs menant à l’apparition et à la progression de l’arthrose avec le cartilage articulaire comme première structure touchée ce qui amène une dégradation des autres structures. B) Description moderne de la pathophysiologie de l’arthrose avec des facteurs de risque ayant une influence sur toutes les structures de l’articulation conduisant à une modification de la physiologie de l’articulation.
Tirée de : (Aspden, 2008)
A
2.1.2.1. Cartilage articulaire
L’arthrose provoque une dégradation progressive du cartilage hyalin jusqu’{ son usure complète, mettant l’os sous-chondral à nu. La fonction principale du cartilage est de faciliter les mouvements segmentaires. Possédant une capacité de déformation, il a également un rôle amortisseur afin de prévenir les dommages causés par des chargements intenses et instantanés. Ce cartilage se compose principalement d’eau (fixé chimiquement { l’acide hyaluronique), de protéoglycanes4, de collagène5 et de
chondrocytes6. La dégradation du cartilage dans l’arthrose peut être vue en quatre
étapes non linéaires (Tebib, 2003). Durant la première étape, le cartilage se ramollit (chondropathie) perdant ainsi sa capacité d’amortissement. Ceci entraine des modifications structurales du cartilage allant de microfissures à de larges zones de ruptures verticales atteignant l’os sous-chondral. Les chondrocytes n’arrivant pas { compenser, du fait de leurs faibles capacités de synthèse des différents composants de la matrice, répondent de deux façons : tentative de réparation et accélération du processus de vieillissement. Lors de la deuxième étape, des modifications structurales du cartilage apparaissent avec des microfissures superficielles qui n’atteignent pas l’os sous-chondral. Les chondrocytes se multiplient et deviennent hypertrophiques, témoignant ainsi d’une tentative de régénération du cartilage. Le cartilage prend un aspect fibrillaire et pelucheux. La troisième étape se caractérise par des ulcérations profondes dont le fond est encore recouvert d’une mince couche de cartilage. Ceci est dû { l’incapacité des chondrocytes d’assurer une nouvelle synthèse suffisante de cartilage. La régénération échoue soit par dédifférenciation des chondrocytes, produisant une matrice mal adaptée, soit par apoptose cellulaire. En dernier lieu, le cartilage est entièrement détruit mettant l’os sous-chondral à nu, apparaissant alors brun et sombre.
4 Macromolécule résultant de la condensation d'une protéine avec un glycosaminoglycane. 5 Protéine la plus abondante du corps humain, responsable de la cohésion des tissus
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2.1.2.2. Os sous-chondral
L’os sous-chondral est une surface osseuse articulée, dans laquelle le cartilage est ancré, jouant la transition entre le cartilage et l’os spongieux. De manière générale, la structure osseuse du corps bénéficie de capacités d’adaptation tout au long de sa vie en fonction des contraintes appliquées aux os (loi de Wolff) (Wolff, 1899; Frost, 1990a; 1990b). Les os sont en constant remodelage grâce à un équilibre entre l’activité des ostéoblastes, responsables de la formation osseuse, et l’activité des ostéoclastes, responsables de la dégradation osseuse. Cet équilibre, sous la dépendance d’hormones et du métabolisme phosphocalcique, s’obtient au cours d’un cycle de remodelage en quatre phases (Kwan Tat et al., 2010; M. B. Goldring and Goldring, 2010a). Ce cycle commence par une activation des ostéoclastes le long de la surface osseuse inactive, puis se poursuit par une résorption du tissu osseux ancien par ces ostéoclastes qui s’effectue en deux étapes. Premièrement, une dissolution de la phase minérale par acidification du compartiment de résorption (lacune de Howship) est observée et deuxièmement, les enzymes protéolytiques lysosomales dégradent la matrice organique. Le cycle de remodelage continue avec une phase d’inversion dans laquelle les ostéoclastes meurent par apoptose et sont remplacés par des macrophages qui lissent le fond de la lacune. Enfin, le cycle se termine par la formation du nouveau tissu osseux par les ostéoblastes. Ce cycle de remodelage permet donc d’adapter les os { des changements mécaniques et de réparer les dommages causés par le chargement de l’articulation (M. B. Goldring and Goldring, 2010a). Au cours du processus arthrosique, l’os sous-chondral est sujet à des modifications architecturales dues à une altération du métabolisme des ostéoblastes. Ainsi, au début de la maladie, le cycle de remodelage voit une augmentation de la résorption de l’os et { un stade très avancé, il favorise la formation d’ostéophytes7,
mais aussi l’augmentation du volume osseux et la densité de l’os sous-chondral
7 Excroissances fibro-cartilagineuses et squelettiques localisées et ayant pour but de contribuer au
provoquant une sclérose de l’os sous-chondral. Toutes ces modifications ont pour effet de diminuer la capacité d’amortissement de l’os sous-chondral et d’entraver le mouvement de l’articulation (Tebib, 2003). Actuellement, la relation entre l’activité anormale de l’os sous-chondral et celle du cartilage articulaire n’est pas très claire. Cependant, les modifications dans l’os sous-chondral pourraient agir sur les chondrocytes du cartilage hyalin et, associé { l’augmentation du chargement du cartilage articulaire, favoriser la destruction de celui-ci (Kwan Tat et al., 2010; S. R. Goldring and Goldring, 2010b; S. R. Goldring, 2012).
2.1.2.3. Membrane et liquide synovial
Bien que les principales lésions arthrosiques affectent le plus souvent le cartilage hyalin et l’os sous-chondral, l’inflammation de la membrane synoviale peut aussi avoir un rôle dans la pathophysiologie de l’arthrose. La membrane synoviale est un tissu mince qui borde les surfaces non cartilagineuses { l’intérieur de l’articulation. Cette fine couche de cellules sert à contrôler le milieu articulaire de deux manières. Premièrement, étant donné que le cartilage articulaire n’est ni vascularisé ni innervé, la membrane synoviale est semi-perméable, sélective de ce qui peut entrer dans le milieu articulaire (nutriments et oxygène) de ce qui doit rester en dehors (agents pathogènes). Deuxièmement, les cellules de la membrane synoviale produisent les substances chimiques du liquide synovial qui contribuent aux propriétés mécaniques des surfaces articulaires et { la modulation de l’activité des chondrocytes. Deux de ces substances sont particulièrement importantes : l’acide hyaluronique, qui assure une fixation chimique de l’eau dans le cartilage, et la lubricine, qui maintient l’intégrité des surfaces articulaires en réduisant la friction de ces surfaces par lubrification. Lors du processus arthrosique, la concentration et le poids moléculaire moyen de l’acide hyaluronique ainsi que la concentration de lubricine dans le liquide synovial diminuent ce qui altère l’intégrité du cartilage. De plus, durant la progression de l’arthrose, la membrane synoviale est une source de produits pro-inflammatoires et cataboliques, qui contribuent à la dégradation de la matrice protéique articulaire. Les modifications dans la membrane synoviale peuvent donc mener à une baisse de la
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augmentation de la production de facteurs dégradant la matrice articulaire (Blom and van den Berg, 2008; Sellam and Berenbaum, 2010; Scanzello and Goldring, 2012).
2.1.2.4. Ligaments
Dans une articulation diarthrodiale8 comme le genou, un ligament est une bande
de tissu fibreux9 résistant qui assure l’union des os autour de l’articulation. Les
ligaments médiaux et latéraux permettent de stabiliser l’articulation contre les stress en valgus et en varus. Lorsque ceux-ci ont subi un traumatisme, ils peuvent induire une arthrose secondaire due à la laxité ligamentaire rendant l’articulation instable et faisant ainsi travailler le cartilage dans un environnement mécanique inapproprié (forces de cisaillement). Ceci se retrouve notamment dans les membres inférieurs, les épaules et les pouces. D’ailleurs, Hunter et coll. (2005b) montrent, { l’aide de radiographie, que l’instabilité de l’articulation trapézo-métacarpienne combinée à un usage répété peut mener à une arthrose de la base du pouce et d’autres études fournissent des exemples similaires d’arthroses subséquentes { des dommages dans les ligaments chez les animaux et chez les humains (Brandt et al., 2006).
Ces descriptions montrent que le stress et le chargement de l’articulation est un point important dans l’apparition ou la progression de l’arthrose. Ainsi, les articulations fortement utilisées ou supportant beaucoup de charges, telles que les articulations des mains et les articulations portantes (colonne vertébrale, hanche et genou) sont dites plus à risques pour l’apparition de l’arthrose.
2.2. Gonarthrose
L’usure chronique du cartilage de l’articulation du genou s’appelle gonarthrose, ou arthrose du genou. Au Canada, peu de statistiques sont disponibles quant à la prévalence de la gonarthrose mais d’autres pays chiffrent la population atteinte. Ainsi,
8 Articulation mobile ayant une cavité articulaire limitée par des extrémités osseuses revêtues d'un
cartilage lisse et par la membrane synoviale.
en France, 5.25% des 50-59 ans, 8.7% des 60-69 ans et 12.5% des 70-79 ans souffriraient de gonarthrose (Guillemin et al., 2011) tandis que 12.1% de la population de 60 ans et plus seraient affectés aux États-Unis (Dillon et al., 2006). Cette prévalence élevée d’arthrose du genou s’explique par un nombre de facteurs de risque plus important que dans la plupart des articulations, notamment par la mise en charge subie dans la plupart des activités physiques quotidiennes et son haut risque de blessure dans les sports et situations de travail impliquant des activités de manutention.
2.2.1. Facteurs de risque
L’apparition de la gonarthrose, que ce soit de manière primitive ou secondaire, nécessite l’exposition { des facteurs de risque. Un seul de ces facteurs n’est pas suffisant pour causer de l’arthrose mais la maladie est souvent le produit de l’interaction de facteurs systémiques et de facteurs biomécaniques (Felson et al., 2000; Ravaud and Dougados, 2000; Chaganti and Lane, 2011). Les facteurs systémiques seraient les déterminants des propriétés des différentes structures de l’articulation, sa morphologie de base, mais ce serait les facteurs biomécaniques qui seraient cruciaux dans le bien-être ou la détérioration des structures (Arokoski et al., 2000).
2.2.1.1. Facteurs systémiques
Des études montrent que certains facteurs systémiques ont plus de poids que d’autres dans l’apparition de l’arthrose du genou. Les premiers facteurs montrés comme discriminant sont l’âge et le sexe. Ainsi, l’incidence et la prévalence de la gonarthrose augmente avec l’âge, surtout après 50 ans (Felson, 1990; McAlindon et al., 1992; Oliveria et al., 1995; R. C. Lawrence et al., 1998), notamment, entre autres, en raison de la fragilité de l’articulation due à la diminution naturelle de la capacité de régénération du cartilage avec l’âge (Loeser and Shakoor, 2003; Arden and Nevitt, 2006). Concernant les différences au niveau du sexe, l’incidence de la gonarthrose est 1.7 fois plus importante chez les femmes que chez les hommes après 50 ans (Felson et al., 1995; Oliveria et al., 1995). La raison de la différence dans l’incidence et la
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prévalence entre hommes et femmes n’est pas encore connue, mais l’augmentation de l’incidence observée au moment de la ménopause mène { l’hypothèse d’une cause hormonale et, particulièrement, à une déficience en œstrogènes. Plusieurs études montrent ainsi qu’il existe une prévalence plus faible, jusqu’{ 60% moins importante, chez les femmes ménopausées prenant des œstrogènes (Hannan et al., 1990; Samanta et al., 1993; Zhang et al., 1998; Hart et al., 1999). Toutefois, cela ne reste qu’une hypothèse étant donné qu’aucune preuve biochimique n’a, jusqu’{ présent, été découverte et que certaines études n’observent pas les mêmes résultats concernant la prise d’œstrogènes (Oliveria et al., 1996; Sowers, 2000; 2001). L’âge et le sexe ne sont pas les seuls facteurs systémiques, les caractéristiques ethniques jouent également un rôle dans l’apparition de l’arthrose. Ainsi, des études remarquent que les femmes noires, chinoises ou japonaises ont une prévalence plus importante de développer de l’arthrose que les femmes blanches (Anderson and Felson, 1988; Zhang et al., 2001; Yoshida et al., 2002; J. M. Jordan et al., 2007). La prévalence de l’arthrose dans une articulation touchée peut aussi être différente selon la population. Par exemple, les afro-américains ont une plus grande prévalence pour la gonarthrose (ratio : 1.65) que les caucasiens (Dillon et al., 2006). Les chinois et les hommes caucasiens ont la même prévalence d’arthrose du genou mais les chinois ont davantage une atteinte latérale alors que celle des caucasiens est plutôt médiale (Felson et al., 2002). Ces différences pourraient s’expliquer par des facteurs génétiques (Kaprio et al., 1996; Spector et al., 1996; Chitnavis et al., 1997; Felson et al., 1998; Lanyon et al., 2000; MacGregor et al., 2000), des styles de vie ou encore du patron de marche qui peut être différent selon la population. Par exemple, l’alimentation peut différer selon les ethnies et procurer des apports nutritionnels différents. Certaines vitamines (C, D et E) ont fait l’objet de quelques études, suggérant qu’elles pourraient avoir des effets protecteurs pour l’arthrose (McAlindon, Felson, et al., 1996a; McAlindon, Jacques, et al., 1996b; Lane et al., 1999; Chaganti and Lane, 2011). Néanmoins, trop peu d’études ont été réalisées sur le sujet pour avoir une preuve formelle de ces effets.
Ces facteurs de risque de type systémique sont donc à prendre en considération dans la prévention et l’apparition de l’arthrose. Cependant, à part dans le cas des
hormones ou de l’alimentation, il semble impossible d’influer sur eux dans la vie quotidienne. D’autres types de facteurs de risque ont une responsabilité dans l’apparition de la maladie mais aussi dans sa progression et dont la prévention est possible : ce sont les facteurs biomécaniques.
2.2.1.2. Facteurs biomécaniques
Les facteurs de risque biomécaniques représentent toutes les contraintes subies au cours de la vie dans les activités quotidiennes, de loisirs ou professionnelles. Il est important de connaître ces facteurs car contrairement à la plupart des facteurs systémiques, il est possible d’agir sur eux.
L’un des plus important facteurs de risque (premier chez la femme et second chez l’homme), et dont l’antériorité par rapport { la maladie est largement prouvée (Spector et al., 1994; Felson et al., 1997; Gelber et al., 1999), est la masse corporelle ou le poids d’une personne (Felson et al., 2000). Ainsi, Toivanen et coll. (2010) montrent une incidence de la gonarthrose croissante avec l’IMC : passant de 1 pour un IMC < 25 kg.m-2 à 1.6 pour un IMC entre 25 et 29.9 kg.m-2 et 6.8 pour un IMC > 30 kg.m-2. Une
personne ayant un poids excessif peut réduire les risques d’apparition de l’arthrose du genou par une perte de poids (Felson et al., 1992; Christensen et al., 2005). Ainsi, une perte de poids diminuant de 2 kg.m-2 ou plus l’IMC chez les femmes avec une IMC
> 25 kg.m-2 peut amener une réduction de 50% du risque d’arthrose du genou.
L’influence de l’obésité dans la gonarthrose se situe à plusieurs niveaux : une altération de la biomécanique de la marche, une inflammation systémique et une augmentation du chargement articulaire et pouvant promouvoir la dégradation du cartilage articulaire (Ravaud and Dougados, 2000; Arden and Nevitt, 2006; Guilak, 2011). En effet, lors de la marche, le poids du corps se transfère sur le genou et chaque kilogramme supplémentaire de la masse corporelle augmente le chargement du genou d’environ 4 kg (Messier, Gutekunst, et al., 2005b).
Les traumatismes articulaires du genou ayant entraîné une incapacité à marcher sans aide pendant au moins une semaine sont également une des causes du développement de la gonarthrose (Felson et al., 2000; Sharma, 2001). Ces
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traumatismes sont, pour la plupart, situés au niveau des ligaments croisés et/ou ménisques entrainant une instabilité et une fragilité de l’articulation, et accroissant alors le risque d’arthrite dégénérative précoce (H. P. Roos et al., 1995; Gillquist and Messner, 1999; Gelber et al., 2000; Englund et al., 2003). Cela est observé indépendamment du sexe (Lohmander et al., 2004; Porat et al., 2004). Ainsi, un traumatisme au niveau de l’articulation augmente de presque quatre fois le risque de développer de l’arthrose du genou (Blagojevic et al., 2010). Par contre, une blessure au ménisque peut augmenter de six fois le risque d’être atteint d’arthrose du genou radiologique (voir §2.2.4) sévère (H. P. Roos et al., 1998b; Englund et al., 2003; Englund, 2010).
Dans toutes les contraintes subies au cours d’une vie, l’activité professionnelle joue un rôle prépondérant. Ceci s’observe, notamment, dans les emplois où il existe la nécessité de fléchir les genoux, s’accroupir ou porter des charges lourdes de façon régulière, mettant un stress articulaire supplémentaire trop important et régulier (p. ex., les manutentionnaires). Ces mouvements entraîneraient une utilisation répétée de l’articulation du genou, augmentant ainsi le risque d’arthrose (Cooper et al., 1994; Coggon et al., 2000; Ravaud and Dougados, 2000; McMillan and Nichols, 2005; Vignon et al., 2006; Seidler et al., 2008; Blagojevic et al., 2010; Toivanen et al., 2010; Chaganti and Lane, 2011; McWilliams et al., 2011). D’ailleurs, le rapport entre les activités professionnelles exposées à un grand nombre de flexions des genoux et l’arthrose du genou est chiffré à une valeur allant de 1.4 à 6 (Maetzel et al., 1997; Coggon et al., 2000; Seidler et al., 2008). Ces risques dépendent également de la difficulté des tâches et du nombre d’heures passées à les réaliser au quotidien. Dans des activités légères (p. ex., rester debout ou marche de loisirs), le temps de travail journalier n’a pas d’influence sur le risque (environ 1.7) mais lorsque des charges lourdes (p.ex., déplacer ou porter des charges > 2.3 kg ou encore couper du bois) doivent être manipulées, le risque peut passer de 2.2 à 7.2 selon que l’activité soit réalisée durant une heure ou quatre heures par jour (McAlindon et al., 1999). De plus, l’activité professionnelle contribuerait à 5% de toutes les arthroses du genou symptomatiques (Cooper et al., 1994). Il est tout de même nécessaire et intéressant de noter que la
majorité de ces résultats ne concernent que les hommes et très peu d’informations sont connues sur les effets de l’activité professionnelle chez les femmes.
Les activités physiques et les sports, par la survenue de traumatismes articulaires et l’usage répété de l’articulation, peuvent aussi être identifiés comme un facteur de risque potentiel pour le développement de la gonarthrose. Cependant, l’effet de ces activités dépend de plusieurs facteurs : intensité, durée d’exposition et antécédents de blessure. Plusieurs études suggèrent que les activités récréatives n’ont aucun effet négatif sur l’apparition de l’arthrose du genou de type radiologique, même chez les personnes âgées (Hannan et al., 1993; Lane et al., 1993; Hart et al., 1999; Felson et al., 2007; Suri et al., 2012). Par contre, l’augmentation du volume et de l’intensité des activités, comme chez les athlètes professionnels, accroîtraient non seulement les risques de développement de gonarthrose (Suri et al., 2012) mais favoriseraient également une apparition précoce de la maladie (Sandmark and Vingård, 1999). Toutefois, cette dernière affirmation est à prendre avec précaution car les athlètes professionnels sont aussi plus sujets aux blessures, qui sont un facteur de risques possiblement plus important. Il est donc difficile de distinguer les effets dus à l’intensité des activités de ceux induits par des blessures. Cela pourrait être une des raisons pour laquelle les preuves concernant l’augmentation du risque avec l’augmentation de l’intensité des activités physiques et sportives sont faibles (McAlindon et al., 1999; Hunter and Eckstein, 2009). En plus de l’intensité, le type de sport ou d’activités physiques joue également sur les risques d’apparition de l’arthrose. Ainsi, les joueurs de soccer ou les haltérophiles seraient plus { risque que les coureurs à pied, dont le risque augmentent avec la vitesse de course (Kujala et al., 1995; Hicks et al., 2011). Par contre, il manque encore de données concernant le rôle protecteur, généralement admis, pour certains sports comme le vélo ou la nage ainsi que sur l’effet plus néfaste de certains sports par rapport { d’autres comme les sports de raquette (Ravaud and Dougados, 2000; Vignon et al., 2006). Par ailleurs, la pratique du sport et de l’activité physique n’est pas à proscrire. Au contraire, lorsque réalisées de manière récréative, les pratiques d’activités telles que l’aérobic, le renforcement musculaire ou encore les exercices de flexibilité sont recommandées dans le
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traitement de l’arthrose du genou afin de favoriser le mouvement des articulations et ainsi favoriser le renforcement musculaire et éviter la raideur de l’articulation (Zhang et al., 2008). De plus, l’activité physique est aussi recommandée par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) pour les bénéfices apportés à la santé en terme de réduction des risques de cardiopathie coronarienne et d’accident vasculaire cérébral, de diabète de type II, d’hypertension, de cancer du côlon, du cancer du sein et de dépression, de diminution des risques d’apparition d’autres maladies ou encore pour la dépense énergétique et le contrôle du poids (World Health Organization, 2010a).
Longtemps considérée comme une conséquence de la gonarthrose et de la réduction du chargement de la jambe touchée, une faiblesse du quadriceps est souvent remarquée chez les personnes atteintes de gonarthrose (Hall et al., 1993; M. V. Hurley et al., 1997; Hassan et al., 2001). Cependant, le quadriceps étant un muscle stabilisateur du genou (Johansson et al., 1991) qui permet également l’absorption des chocs et la protection de l’articulation contre les stress, plusieurs auteurs (Slemenda et al., 1997; 1998; Brandt et al., 1999) se sont interrogés sur la possibilité que cette faiblesse puisse être une des causes du développement de la gonarthrose. Au cours d’une étude longitudinale, les chercheurs rapportent que la force dans le quadriceps étaient 15 { 18% moindre chez des femmes développant de l’arthrose du genou dans les 2 à 3 ans suivant cette mesure de force que chez celles n’en développant pas (Slemenda et al., 1998). De plus, Mikesky et coll. (2004) mettent en évidence que des femmes faisant du renforcement musculaire des membres inférieurs ont une force de réaction au sol moins importante au moment du contact du pied au sol lors de la marche. Ceci suggère que lorsque le quadriceps est trop faible relativement au poids du corps, sa capacité à absorber les chocs et à diminuer le stress sur l’articulation serait fortement réduite, ce qui aurait pour conséquence d’augmenter le chargement du genou lors de la marche. Notons que la relation entre la faiblesse du quadriceps et le développement d’arthrose du genou est uniquement démontrée chez les femmes (Slemenda et al., 1998). Enfin, deux études s’intéressent aux effets du renforcement musculaire du quadriceps dans la progression de la gonarthrose. La première étude ne démontre aucun effet (Brandt et al., 1999). Par contre, la deuxième observe qu’un
