La loi de Hueter-Volkmann est utilisée pour décrire le mécanisme de la scoliose. La colonne thoracique typique présente une courbe physiologique qui provoque une force de traction sur la colonne vertébrale placée en position dorsale et une force de compression sur la colonne vertébrale placée en position ventrale.
La rotation des corps vertébraux dans le plan axial, qui entraîne une différence de charge axiale entre les sections ventrales et dorsales des vertèbres concernées, est considérée comme la première étape du processus conduisant à une courbure inappropriée de la colonne. L’écart se manifeste par un décalage de l’orientation de la courbe vertébrale, provoquant une scoliose. La colonne vertébrale située au niveau ventral devient alors le côté concave et la colonne vertébrale située au dos devient le côté convexe.
Par conséquent, la croissance ralentit lorsqu’une compression est appliquée aux plaques de croissance vertébrales du côté concave prédéfini de la courbure. Alors que la croissance s’accélère lorsqu’une traction est exercée sur les plaques de croissance au niveau du côté convexe prédéfini de la courbure.
En termes simples, la loi de Hueter Volkmann stipule que la flexion de la colonne vertébrale augmente la croissance du côté convexe, ce qui entraîne la déformation de la posture corporelle connue sous le nom de scoliose. Cette loi a été énoncée par deux orthopédistes allemands, Carl Hueter et Richard von Volkmann. Poursuivez donc la lecture de cet article pour comprendre les différents principes de la loi de Hueter Volkmann et sa théorie.
Croissance du système musculo-squelettique pré-adulte
Le système musculo-squelettique pré-adulte ressemble à une structure de tenségrité. La tenségrité est la capacité de la structure squelettique à produire une forme rigide en ayant des éléments de tension continus et des éléments de compression discontinus. Les os et le cartilage allongent les muscles, les ligaments et les fascias de l’enfant, ce qui entraîne un remodelage et une croissance. Les muscles doivent non seulement s’allonger mais aussi se renforcer pour tolérer la croissance de la masse corporelle et des bras de levier. Lorsque cet équilibre entre la croissance du squelette et celle des muscles est perturbé, la scoliose idiopathique de l’adolescent (SIA), également connue sous le nom de premier stade de la scoliose, commence.
L’âge de l’adolescence se caractérise par une poussée de croissance dans les domaines physiologique et psychologique. Cependant, le retard de maturation musculaire dû à une tenségrité réduite peut entraîner des déformations de la posture.
La loi de Hueter-Volkmann nous aide à comprendre le processus de perturbation du système de tenségrité. La compression axiale affectée conduit à la croissance des plaques causant une scoliose et diminuant également la densité osseuse vertébrale. Dans cette situation, la tension sur les ligaments longitudinaux et la fibrose de l’annulus augmentent, entraînant une limitation du processus de remodelage des ligaments. Enfin, l’augmentation de la pression sur la fibrose annulaire et le blocage du remodelage des ligaments donnent lieu au processus de croissance différentielle de la colonne vertébrale humaine.
Croissance différentielle de la colonne vertébrale humaine
La croissance différentielle est une progression lente et graduelle de la déformation permanente de la colonne vertébrale. Ce phénomène mécanique se produit en raison du décalage de l’élongation de deux tissus reliés l’un à l’autre. Différentes expériences menées par des experts médicaux montrent que si la croissance différentielle commence lentement, elle s’étend de manière exponentielle. Une expérience menée par Crijins et ses collègues met l’accent sur l’effet du décalage des tissus de raccordement et de la croissance de la plaque plutôt que sur le flambement d’Euler pour la croissance différentielle menant à la scoliose.
Une tige élastique droite comprimée à ses extrémités subit une instabilité mécanique instantanée connue sous le nom de flambement selon la théorie d’Euler. En revanche, la SIA est un processus de déformation progressive de la colonne vertébrale qui peut prendre des mois, voire des années, pour se manifester. Deuxièmement, une colonne vertébrale saine comprend une séquence de vertèbres. Celles-ci sont articulées par des disques intervertébraux plutôt que par une tige élastique. L’amplitude de mouvement de chaque segment vertébral comprend une zone neutre de plusieurs degrés où il peut se plier sans rencontrer de résistance significative.
Croissance du squelette et des hormones
Les hormones de croissance comme l’insuline et l’œstradiol régulent la croissance du squelette du corps humain. Mais la croissance peut aussi être une force mécanique. La loi de Hueter-Volkmann tourne autour de la modération de la croissance du squelette en tant que phénomène mécanique. Une compression accrue agissant sur une plaque de croissance ralentit la formation osseuse ; à l’inverse, une compression ou une tension moindre l’accélère. Ce phénomène est évident dans le cas de la SIA. On pense donc que la distorsion cunéiforme des vertèbres aux stades avancés de la SIA est due à la loi de Hueter-Volkmann.
Les patients atteints de scoliose idiopathique de l’adolescent sont généralement grands, avec une faible densité osseuse et un faible indice de masse corporelle. La densité osseuse joue un rôle crucial dans la croissance du squelette ; elle est donc également liée à la loi de Hueter-Volkmann. Les facteurs génétiques, endocriniens, hormonaux et alimentaires ont tous été liés à la densité osseuse, mais d’un point de vue mécanique, l’observation que les patients atteints de SIA
. ont une densité osseuse plus faible que les témoins appariés à l’âge montre qu’ils subissent une charge mécanique moindre.
La réduction de la masse et de la force musculaires, causée par une modification des concentrations hormonales ou d’autres mécanismes, peut en être la cause. Il est intéressant d’observer que la croissance accrue du squelette affecte les bras ainsi que la colonne vertébrale : longueur du bras, longueur du cubitus et longueur du radius.
Par conséquent, la masse musculaire est généralement plus faible ou retardée chez les patients atteints de scoliose. En d’autres termes, il existe un déséquilibre entre la croissance du squelette et la maturation musculaire-ligamentaire. Selon la loi de Hueter-Volkmann, la diminution de la force musculaire entraîne une réduction de la charge du squelette, ce qui accélère la formation des os et du cartilage.
Régulation mécanique de l’activité de la plaque de croissance
Les variables génétiques, vasculaires, hormonales et biomécaniques jouent toutes un rôle dans la régulation complexe de la croissance. Les différents degrés d’hypertrophie des chondrocytes dans les plaques de croissance expliquent la majorité (40-50%) de la variabilité de la vitesse de croissance, la synthèse de la matrice et le taux de prolifération des chondrocytes représentant la majorité du reste de la variabilité. Le taux de formation des chondrocytes dans la zone proliférative et le taux d’expansion des chondrocytes et de synthèse de la matrice dans la zone hypertrophique semblent donc être les deux principaux facteurs influençant la vitesse de croissance.
La croissance est finalement stoppée dans les conditions de la SIA, où la déformation produit des contraintes qui sont contenues par les agrafes de la plaque de croissance. Les plaques de croissance qui ont été fermement agrafées subissent des perturbations considérables et finalement irréparables. Il semble donc que l’effet de la charge mécanique sur la croissance soit en corrélation avec le niveau de contrainte exercée.
Techniques de prévention de la croissance différentielle de la colonne vertébrale
Selon l’hypothèse de la croissance différentielle et la loi de Hueter Volkmann, les SIA sont provoquées et se développent à la suite d’une pression intra-discale excessive. Cette hypothèse ne peut être explorée que dans le cadre d’études cliniques, car les SIA ne touchent que les personnes et il n’existe pas de modèles animaux appropriés. La libération de la pression osmotique dans les disques intervertébraux gravement gonflés serait l’intervention la plus immédiate.
Les jeunes adolescents peuvent également soulager la pression intra-discale par d’autres moyens. Selon une théorie, une force musculaire insuffisante pourrait être le catalyseur du développement de la colonne vertébrale. L’entraînement de la stabilité du tronc pourrait donc être une stratégie thérapeutique bénéfique pour la SIA. Une meilleure stabilité centrale rendrait également la colonne vertébrale plus résistante et réduirait le risque d’anomalies scoliotiques. Des études sur la stabilité du tronc ont été menées, et elles se sont avérées très efficaces, du moins chez les jeunes femmes atteintes de scoliose.
Une autre approche consisterait à étirer les ligaments verrouillés pour diminuer la pression intra-discale. Plusieurs traitements conservateurs ciblent la flexibilité et l’amplitude des mouvements de la colonne vertébrale, mais aucun d’entre eux ne concerne la santé des disques intervertébraux. Cependant, les exercices peuvent être utiles à la fois pour le relâchement des ligaments et la charge dynamique du disque intervertébral.
Limitation de la loi de Hueter Volkmann
La croissance différentielle est le mécanisme physique de l’apparition et de la progression du stade précoce de la scoliose. La loi de Hueter-Volkmann identifie la pression intra-discale comme le principal déterminant du processus, ainsi que l’expansion limitée des ligaments longitudinaux de la colonne. La diminution de l’activité musculaire peut contribuer à la croissance des disques intervertébraux.
Les causes sous-jacentes de la faiblesse musculaire, qui peuvent être liées aux niveaux d’hormones, à l’exercice physique ou aux ménarches tardives, ne sont pas expliquées par les principes.
De plus, la croissance différentielle ignore les effets étrangers de la SIA comme le calage vertébral et l’asymétrie musculaire. Par ailleurs, il est évident que la scoliose se manifeste par des courbures variées.
Une colonne vertébrale avec des disques intervertébraux gonflés pourrait se raidir et prendre les caractéristiques d’une tige élastique courbée. Cela offre une alternative convaincante au concept de croissance différentielle pour comprendre les divers modèles de courbes.
Conclusion
Divers groupes de scientifiques et de physiologistes ont étudié la loi de Heuter-Volkmann pour la modulation de la croissance osseuse. Cependant, le débat reste peu concluant. Il s’agit d’une corrélation plutôt que d’un mécanisme physique de la scoliose. La croissance différentielle, la croissance du squelette, les hormones, la densité osseuse, l’indice de masse corporelle, la nutrition et la hauteur des disques sont d’autres facteurs qui affectent également la posture de la colonne vertébrale. Ainsi, pour conclure, nous pouvons dire que la loi de Heuter-Volksmann est une perspective mécanobiologique efficace qui fournit des indices pour le développement des plaques de croissance qui causent la scoliose.
La loi orthopédique de Hueter et Volkmann affirme qu’une compression mécanique élevée ralentit la croissance osseuse et qu’une charge plus faible l’accélère. Cette règle, à première vue, semble être une justification directe du développement de la scoliose. Mais, comme indiqué dans les limitations, la loi ne permet pas d’expliquer les divers modèles de courbes de la scoliose. Les lois de Hueter et Volkmann, lorsqu’elles sont juxtaposées aux études et expériences récentes, peuvent permettre une compréhension plus globale des plaques de croissance.
