Ligament Flashcards
Description générale du ligament
Connecte les os et supporte les viscères
Semblable à un câble
Porteur de charge (variable en raison du rôle dans la stabilité articulaire)
Quelles sont les différences du ligament p/r au tendon?
% collagène plus faible
% subs fondamentale plus élevé
distribution + grande de directions de fibres
Quelles sont les composantes de l’ultra-structure du ligament?
eau
matrice extra cellulaire (collagène, protéoglycanes, autres protagonistes matricielles comme l’élastine)
cellules
Quel est le type de cellules prédominant dans le ligament?
Le fibroblasts
Il est disposé en rangées, à l’intérieur de faisceaux // de la matrice extracellulaire
Quel est le constituant majeur du ligament?
Le collagène de type 1 (70% de la masse sèche sans gras)
Quelles sont les composantes fibrillaires de la matrice extra cellulaire du ligament?
Collagène de type 1 et Élastine
Décrit l’élastine dans le ligament
– Concentration variable entre les ligaments
– Composante structurale principale de certains ligaments
• Propriétés mécaniques considérablement différentes des ligaments dominés par la non-élastine
• ex. ligaments jaune (bcp élastine) et nuchal de la colonne
Décrit la substance fondamentale du ligament
Visqueuse, matrice semblable à du gel
- Eau (60-70%)
- Protéoglycanes (1% à 5% du poids sec)
- Autres glycoprotéines
Décrit comment les fibrilles de collagène entourent la substance fondamentale et dans quel but.
L’interaction entre le collagène et la substance fondamentale permet le déplissage des fibrilles sous tension (allègement longitudinal sans dommage, étirement de 1-2%)
L’interaction permet aussi de prévenir la réticulation excessive et de réguler la rigidité (élastique) du tissu
Quel est la fonction des réticulations entre/à l’intérieur des fibrilles de collagène du ligament?
force tensile
résistance à la tension (élastique)
Qu’est-ce qui contribue principalement aux propriétés visqueuses de la fibre de collagène dans le ligament?
la substance fondamentale (principalement de l’eau)
Comment l’interaction entre le collagène et la substance fondamentale résiste aux chargements en tension?
Le chargement en tension cause la déformation
des “poches” de substance fondamentale → résistance visqueuse
Nomme les zones morphologiques de l’insertion directe du ligament à l’os
Insertion directe avec 4 zones:
- Ligament (L)
- Fibrocartilage (F)
- Fibrocartilage minéralisé (F)
- Os (B)
Décrit l’insertion indirecte du ligament à l’os
• Couche superficielle (P) se connecte directement avec le périoste
• Couches profondes (D) s’ancrent à l’os (B) via les fibres de Sharpey
– Fibres collagéniques connectant le périoste à l’os
Décrit la vascularisation des ligaments
– Microvascularisation uniforme tout au long
• Elle origine des sites d’insertion
• Essentielle pour la nutrition cellulaire
• Maintient la synthèse & réparation de la matrice
Décrit l’innervation des ligaments
– Variété de terminaisons nerveuses spécialisées • Rôle dans la proprioception & nociception
– Spécifique au tissu
De quoi les propriétés en tension du complexe os-ligament-os dépendent-elles?
– Charge-déformation (aussi connu sous le nom de charge-élongation pour la tension) • Influencée par: – Propriétés de la substance du ligament – Géométrie du ligament – Propriétés des sites d’insertion
Qu’est-ce qui affecte les propriétés mécanique de la substance des ligaments lorsque mis en tension
– Contrainte-déformation relative • Influencée par: – Composition du collagène – Orientation des fibres – Interaction entre le collagène et la substance fondamentale
À quoi est due le comportement viscoélastique du ligament?
Comportement viscoélastique
– Principalement dû à l’interaction entre le collagène et la substance fondamentale
– Comportement similaire aux tendons
Comment le module élastique varie-t’il dans le corps?
Le module élastique peut être différent pour:
• Différentes régions à l’intérieur du même ligament
• Le faisceau antéro-latéral LCP: module d’élasticité: 294 ± 115 MPa • Le faisceau postéro-médial LCP: module d’élasticité: 150 ± 69 Mpa
• Différents ligaments
• Ligaments méniscofémoraux: module d’élasticité: 355 ± 234 MPa
Comment la déformation relative ultime varie-t’elle selon la région du corps?
Déformation relative=selon l’aire transversale
ultime=rupture
• Facteurs similaires vont affecter la déformation relative ultime • Ex. provenant du modèle de lapin
• LCM:~110Mpa
• LCA : ~ 65 Mpa (portion médiale)
Nommer les 3 facteurs conduisant à une augmentation du module d’élasticité et de la déformation relative ultime
-Fréquence plus faible du patron d’ondulation (des fibres entières et des faisceaux)
-Faisceaux entassés de façon plus dense
• Plus de fibrilles de collagène porteuses de force par
unité de surface
-Diamètre fibrillaire moyen plus élevé
P/r aux ligaments, la maturation du squelette mène à…
→ Changements dans la morphologie du ligament
→ Amélioration des propriétés biomécaniques
→ Amélioration des propriétés structurelles
Quels changements dans la morphologie du ligament arrivent durant la maturation du squelette?
↑ grosseur des fibrilles de collagène
↑ concentration de collagène et de la synthèse
Quelles améliorations des propriétés biomécaniques du ligament arrivent au cours de la maturation du squelette?
↑ déformation relative maximale ↑ module d’élasticité ↓ relaxation de contrainte et fluage
Quelles améliorations des propriétés structurelles du ligament arrivent durant la maturation du squelette
↑ raideur
↑ force maximale
↑ chargement à la défaillance
↑ énergie à la défaillance
Qu’est-ce que le modèle de lapin: fermeture des physes entre 7 & 8 mois nous apprend sur la maturation du ligament?
N.B. l’amélioration structurelle dépasse l’amélioration des matériaux pendant la maturation du squelette
Nomme les 3 changements liés au vieillissement
- Changements dans la morphologie du ligament
- Détérioration des propriétés biomécaniques
- Détérioration des propriétés structurelles
Quels sont les changements dans la morphologie du ligament durant le vieillissement?
↓ concentration du collagène
↑ nombre des fibrilles de collagène de petit diamètre
Quels sont les détériorations des propriétés biomécaniques du ligament liés au vieillissement?
- ↓ déformation relative maximale
* ↓ module d’élasticité
Quels sont les détériorations des propriétés structurelles du ligament lié au viellissement
- ↓ raideur
- ↓ force maximale
- ↓ chargement à la défaillance
- ↓ énergie à la défaillance
Comment le vieillissement affecte le complexe fémur-LCA-tibia humain?
- Glissement antérieur du tibia avec genou en flexion 30° (aussi connu sous le nom de test de Lachman)
Pour une mm charge, le ligament âgé vieilli se déforme plus pour une même charge et rupture à une charge plus faible
Quels sont deux points important à considérer lorsqu’on parle de la sénescence des ligaments?
– Vitesse de déclin n’est pas la même pour tous les ligaments
– Exercice peut minimiser, +/- renverser, les effets de l’âge sur les propriétés mécaniques
Defaçon générale, comment l’immobilisation/l’activité physique influencent-ils le ligament?
- Adaptation spécifique à la demande imposée: Principe (S.A.I.D)
- Remodelage du tissu est affecté par le chargement externe
Au niveau de sa composition, comment le ligament évolue-t’il lors de l’immobilisation de longue durée? (9-12 semaine?, plus de 12 semaines?)
Jusqu’à 9-12 semainesàchangements dans la morphologie du ligament seulement
– ↑ renouvellement de collagène et dégradation
– Désorganisation de l’orientation de la fibre de collagène
– ↑ du nombre de fibrilles de collagène de petit diamètre
Après 12 semainesàchangements dans la structure du ligament
– ↓ masse de collagène (atrophie)
Comment l’immobilisation mène à la détérioration des propriétés biomécaniques du ligament?
- ↓ déformation relative maximale
* ↓ module d’élasticité
Comment l’immobilisation mène-t’elle à la détérioration des propriétés structurelles du ligament?
- ↓ raideur
- ↓ force maximale
- ↓ chargement à la défaillance
- ↓ énergie à la défaillance
Comment l’immobilisation mène-t-elle à la ↓ propriétés structurelles aux enthèses (zone d’insertion) du ligament?
– Perturbation des fibres profondes s’insérant à l’os
– Résorption osseuse sub-périostal (↑ activité ostéoclastique)
– ↑ risque de défaillance par avulsion
Décris les variances p/r à la réversibilité des propriétés du ligament suite à l’immobilisation
Peut prendre plus de temps à renverser qu’à induire
– Varient entre les tissus
– Substance du ligament: temps de récupération ~ temps d’immobilisation
– Enthèse: temps de récupération»_space;> temps d’immobilisation
Comment l’exercice à court terme affecte les ligaments?
↑ propriétés mécaniques et structurales – ↑ force maximale et de la déformation relative maximale – ↑ module d’élasticité et de la raideur
Comment l’exercice tout au long de la vie affecte le ligament?
• Peut masquer l’effet du
vieillissement
Comment la transition thermale de 37-40° C affecte les propriétés viscoélastiques du ligament?
– ↑ relaxation de contrainte: réversible à 37oC; irréversible à 40oC
– ↑ vitesse de fluage: à des chargements constants et cycliques – ↓ charge de rupture et de la déformation relative de rupture
» Déformation relative de rupture: ~3-4% @ 40oC; ~8-14% @ <37oC
» Charge maintenue durant le refroidissement → ↓ déformation relative de rupture
» Peut inhiber le rétablissement des liens structuraux
Cliniquement, que devons nous retenir sur l’effet des changements de température (37-40°C) au niveau du ligament?
– La profondeur de pénétration d’une méthode de chauffage doit être connue
Ø La circulation sanguine va atténuer les effets thermiques
– L’étirement du tissu chauffé doit être effectué avec précaution
Qu’est-ce que les corticostéroïdes et hormone adrénocorticotrope ont comme effets sur la composition du ligament?
– ↓ contenu en glycosaminoglycanes (molécules avec bonne rétention d'eau) (GAG) de la MEC – ↓ synthèse du collagène de type I (diminue raideur et module d'élasticité)
Qu’est-ce que l’hormone relaxine a comme effet sur le ligament?
– Produite pendant la grossesse
– Connue pour assouplir et augmenter l’extensibilité des ligaments • Cible les ligaments pelviens
• Évidences pour des récepteurs sur d’autres ligaments tel que le LCA
Qu’est-ce que l’oestrogène a comme effet sur le ligament?
– Rôle questionnable dans la détermination de la résistance d’un ligament
– Peut réguler négativement la synthèse de collagène de type 1
Comment la tension dans la zone “le pied” du ligament affecte-elle la relation charge-déformation?
Le pied: en tension la partie ou les fibres de collagène s’étirent sans stress à la structure (déplié un cheveu frisé)
– Contrainte initiale → déformation relative ~1.2% - 1.5%
• Raidissement des fibrilles crispées
• Orientation des fibres dans l’axe de chargement
– Plus grande dans le ligament que dans le tendon
• Collagène dans le ligament a un alignement moins uniforme
Comment la tension dans la zone linéaire/élastique du ligament affecte-elle la relation charge-déformation?
Tension linéaire/élastique: une fois passé le pied quand il y a un stress sur la structure
– ↑↑ raideur
– Fibres de collagène glissent relativement les unes aux autres
– S’étire jusqu’à ~ 6%
• déformation physiologique normale généralement < 4%
Comment la tension dans la zone de rupture progressive du ligament affecte-elle la relation charge-déformation?
- Au-delà de la limite élastique
- Micro-rupture progressive
- dommage aux fibres & liens de collagène
- Clinique = 1er degré d’entorse clinique
- Au-delà du point d’écoulement: Rupture structurale partielle
- Clinique = 2e degré d’entorse clinique (passé le pt le plus haut du graphique)
- Au point de défaillance (de rupture): Rupture structurale complète
- Clinique = 3e degré d’entorse clinique (point le plus bas)
Décris une entorse de grade 1
– Histopathologie tissulaire
• Au-delà de la limite élastique
• Rupture minimale de certaines fibres des tissus- mous
– Dommage de l’ultra-structure – Clinique
• Test de mise en tension sélective – Pas de laxité articulaire
– Douleur
• Sensible à la palpation • Bon pronostic
Décris une entorse de grade 2
– Histopathologie tissulaire
• Au-delà du point d’écoulement
• Rupture de certaines, mais pas toutes, les fibres du ligament – Dommage structural partiel
– Clinique
• Douleur plus aiguë et oedème plus important que le grade 1
• Test de mise en tension sélective – Certaine laxité articulaire détectable – Douleur
• Pronostic
– Généralement bon
– Potentiel pour une instabilité clinique et une re-blessure
Décris une entorse de grade 3
– Histopathologie tissulaire
• Atteint le point de rupture
• Rupture complète des fibres du ligament – Rupture structurale complète
– Clinique
• Certaine douleur (typiquement moins que le Grade II) • Hémorragie locale & inflammation significatives
• Test de mise en tension sélective
– Laxité articulaire notable – Douleur minimale
• Pronostic
– Prudent
– Spécifique au ligament
Définition blessure par avulsion
blessure par arrachement entre os et ligament
Décris le pronostique d’une blessure par avulsion
• Perturbation de l’os et du ligament
– Requiert un diagnostic radiographique
– Pronostic
• Meilleur avec une restauration chirurgicale de l’anatomie osseuse
• Une avulsion réparée a un meilleur pronostic qu’une entorse de Grade III
Pourquoi les jeunes enfants sont-ils plus à risque de blessure par avulsion
• Les propriétés tensiles de l’os à l’enthèse augmentent par rapport à celles du ligament pendant la maturation du squelette
La guérison ligamentaire est spécifique à:
– la sévérité de la blessure (grade)
– l’anatomie (spécifique au ligament)
– au patient (âge, genre, etc).
Décris la guérison biomécanique du ligament dans le premier 72h.
Premier 72h (phase inflammatoire) – restoration mécanique négligeable
– Formation d’un caillot de fibrine
– Formation rudimentaire d’une cicatrice
• Matrice de protéoglycanes et de collagène (principalement type III)
Décris la guérison (réparation biomécanique) du ligament dans les 6 semaines suite à la blessure
– Jusqu’à ~ 6 semaines (phase proliferative) – restoration mécanique graduelle
– Au début: Un tissu de granulation vasculaire fragile remplit la brèche
– Progression:
– Synthèse active de collagène
• Faible concentration de collagène
• Organisation tissée
• Collagène type I prédomine maintenant
– Concentration augmentée de glycosaminoglycans
• Corrèle avec une force mécanique augmentée de la cicatrice
– À la fin: apparence histologique normale ( à ~ 6 semaines)
Décris la guérison (réparation biomécanique) du ligament dans les 12 mois suite à la blessure
– Jusqu’à ~ 12 mois (phase de remodelage) – restoration
mécanique graduelle
– Augmentation dans la densité du collagène & organisation
• Alignement graduel le long de l’axe principal • Cross-linking (réticulation) augmenté
• +/-restorationdespropriétésmécaniques
Au niveau clinique, que devons-nous retenir au sujet de la guérison des ligaments?
– La qualité de la cicatrisation ligamentaire dépend de facteurs anatomiques, physiologiques, biomécaniques, etc
– les ligaments déchirés guérissent mieux / plus rapidement que les ligaments coupés
– ligaments avec de bonnes contraintes anatomiques pour mieux se positionner guérissent mieux
– la laxité peut être présente si les extrémités déchirées ne sont pas bien approximées pendant la guérison
– une réparation chirurgicale peut être nécessaire lorsque des contraintes anatomiques ne sont pas présentes (tel que le LCA du genou)
– Les greffes chirurgicales peuvent prendre >1 an pour reprendre leurs propriétés ligamentaires histologiques
– Les ligaments avec des tissus environnants bien vascularisés guérissent mieux
Utilise-t’on l’immobilisation dans le cas de blessure ligamentaire comme partie intégrante du traitement?
– Immobilisation ? Rarement
– +/- pour les endorses de 3e degré … et seulement pour une courte période de temps (i.e. < 10 jours pour les chevilles)
– Protection? Toujours (P.R.I.C.E.)
Quels sont les avantages de la mobilisation précoce dans le cas de blessures ligamentaires?
Une protection prolongée contre les contraintes empêche la restauration des propriétés mécaniques
– N.B. Le ligament cicatrisant doit être protégé des contraintes excessives
Le mouvement dans les limites physiologiques génère:
– Tissu plus fort
– Réparation plus rapide
– Adhésion cicatricielle réduite
