Vieillissement de la proprioception

Professeur Philippe THOUMIE

Service de Rééducation Orthopédique, Hôpital Rothschild

Le maintien de l’équilibre en position bipodale et l’organisation des réponses motrices à un déséquilibre sont sous tendus par un dispositif complexe faisant intervenir des afférences variées ( au premier plan : neuro-musculaire, labyrinthiques et visuelles) et une régulation centrale automatique .

La fréquence des chutes chez les personnes âgées témoigne du vieillissement de ce système de contrôle de l’équilibre qui intéresse chacun des éléments de régulation précités dans une proportion variable. Il est cependant difficile de caractériser la part spécifique du vieillissement de la proprioception dans les troubles de l’équilibre sans s’appuyer sur des données expérimentales de déafférentation

Nous aborderons ici, à partir de travaux cliniques ou expérimentaux, le vieillissement de la proprioception et ses conséquences en terme de modification des stratégies de contrôle de l’équilibre et de la chute dont l’existence témoigne, même chez le sujet âgé de la préservation des capacités d’adaptation.

NOTION DE STRATEGIES D’EQUILIBRATION

En position d’équilibre statique, il est habituel de considérer que le corps se comporte comme un segment rigide oscillant comme un pendule inversé dont on peut caractériser plusieurs paramètres à l’aide d’une plate-forme de force. Le contrôle de cet équilibre fait intervenir de façon prédominante les afférences neuro-musculaires et visuelles et ne recours pas aux afférences labyrinthiques.

En position d’équilibre dynamique, le comportement du sujet échappe à cette simplification. Les travaux de Nashner (6)ont montré qu’ en fonction de la nature du support, plusieurs type de réaction au déséquilibre pouvaient être mises en jeu suivant la séquence de mise en jeu des groupes musculaires, en distinguant en premier lieu dans le plan sagittal des stratégies de hanche et de cheville. A partir de l’utilisation de dispositifs optoélectroniques permettant l’analyse cinématique des différents segments corporels, le concept de régulation modulaire de la posture et de l’équilibre a par la suite été généralisée à l’ensemble du corps (5) non seulement dans le plan sagittal mais également dans le plan frontal.

Des travaux ultérieurs ont précisé que ces différentes stratégies de contrôle de l’équilibre mettaient en jeu des afférences différentes (3) et étaient susceptibles de varier au cours de la vie en particulier lors du vieillissement

LE VIELLISSEMENT DE LA PROPRIOCEPTION

Le vieillissement de la proprioception est avant tout celui des nerfs périphériques véhiculant l’information de récepteurs vers les centres intégrateurs.
Les études morphologiques (2,4) ont montré que les anomalies les plus représentatives de ce vieillissement sont les suivantes :
Irrégularités des distances internodales, dont l’origine serait le résultat conjugué de démyélinisation et remyélinisation segmentaires.
Lésions axonales chroniques intéressant les fibres myélinisées et amyéliniques
Lésions de démyélinisation segmentaires prédominant sur les fibres de gros calibre.
L’origine de ces lésions de vieillissement reste discutée mais plusieurs arguments plaident en faveur de modifications d’origine vasculaire, en particulier la corrélation entre la diminution des fibres myélinisées de gros calibre et l’importance de la sténose des vasa-vasorum (12).
Au niveau clinique, ces modifications vont se traduire chez le sujet âgé, en l’absence de neuropathie caractérisée, par une diminution de la sensibilité vibratoire et discriminative tandis que les explorations neurophysiologiques montrent une diminution des vitesses de conduction nerveuse après 60 ans.
Plusieurs protocoles ont été proposés afin de caractériser le vieillissement du contrôle postural, faisant appel suivant les cas à la posturographie statique, dynamique ou à des paradigmes expérimentaux plus sophistiqués.

EQUILIBRE STATIQUE

L’étude stabilométrique explore l’équilibre statique sur une plate-forme de force dans des conditions de recueil et d’entourage normalisé.
Le vieillissement se caractérise par une augmentation des oscillations posturales que l’on peut rapprocher de la perte de la sensibilité discriminative au niveau des pieds sans que cette relation soit exclusive de tout autre paramètre.
L’élément le plus caractéristique est l’importance prise au cours du vieillissement par les afférences visuelles, qui se caractérise par une augmentation du coefficient de Romberg (rapport des oscillations yeux fermés/yeux ouverts). Dans ces conditions, le sujet âgé « s’accroche » à ses afférences visuelles, plus qu’aux autres afférences, proprioceptives ou vestibulaires (9)

EQUILIBRE DYNAMIQUE

L’équilibre dynamique peut être exploré sur une plate-forme mobile qui permet de soumettre le sujet à un déplacement antéropostérieur ou à une rotation du support et d’enregistrer les stratégies mises en jeu lors du maintient de l’équilibre à partir de données électromyographiques ou cinématiques.

Les travaux de Nashner ont permis de mettre en évidence qu’un choix limité de stratégies posturales est mis en jeu en réponse à un déséquilibre. Dans le plan sagittal, il s’agit en particulier d’une stratégie de cheville lors de la rotation de la plate-forme et d’une stratégie de hanche lors d’une translation.

Les études réalisées chez les personnes âgées ont montré l’utilisation plus fréquente des stratégies de hanches. Cependant, le choix d’utiliser telle ou telle stratégie dépend non seulement des caractéristiques du support et de la déstabilisation mais également de la nature des afférences périphériques disponibles. Horak et coll (3) ont ainsi montré au cours d’épreuves de déprivation sensorielle que le blocage des afférences plantaires entraînait une disparition de la stratégie de cheville en faveur de la stratégie de hanche, et qu’inversement les patients présentant une lésion vestibulaire bilatérale continuaient à privilégier la stratégie de cheville.

Privilégier la stratégie de hanche chez la personne âgée apparaît donc comme une réponse à la perte des afférences périphériques des membres inférieures, bien que l’on ne puisse exclure la participation d’autres paramètres biomécaniques (diminution de la force des tibialis et rétraction d’Achille communément observés lors du vieillissement diminuent également la capacité de réaliser une flexion dorsale de cheville, donc d’utiliser la stratégie de cheville).

Cette diminution de la capacité d’utiliser la stratégie de cheville a par ailleurs été utilisée sur plate-forme statique en demandant aux sujets de réaliser des inclinaisons volontaires d’amplitude maximale (7). On observe avec le vieillissement une diminution de ces capacités d’inclinaison volontaire en particulier en arrière.

RATTRAPAGE DE L’EQUILIBRE LORS DE LA CHUTE AVANT

Le contrôle de l’équilibre ne suppose pas seulement celui de la stabilité mais également la capacité d’initialiser le pas lorsque le déséquilibre ne peut être corrigé en appui bipodal. Ces dernières années ont vu se développer des protocoles originaux pour étudier ces capacités posturo-locomotrices.

Le rattrapage de l’équilibre au cours de la chute avant est un protocole original développé par M.C. Do (1) au cours duquel le patient est initialement retenu en position incliné puis lâché à son insu avec pour consigne de rattraper l’équilibre en quelques pas. L’évaluation fait appel à l’analyse électromyographique de l’activation des muscles des jambes et l’analyse de la dynamique du centre de gravité et du centre des pressions à l’aide d’une plate-forme de forces.

Dans une étude récente (11), nous nous sommes proposés de préciser le rôle des afférences périphériques des membres inférieurs dans le rattrapage de l’équilibre par une double évaluation, portant sur des sujets sains ayant fait l’objet d’une déafférentation aiguë expérimentale et des patients présentant une déafférentation chronique.

Dans ce protocole expérimental, le sujet, pieds nus parallèles et bras le long du corps, est maintenu incliné vers l’avant par un dispositif électromécanique. L’angle d’inclinaison du corps par rapport à la verticale est de l’ordre de 15 à 20 degrés; il est maintenu constant au cours d’une même série d’essais à l’aide de repères fixés au sol. Le sujet est retenu au niveau abdominal par une coque moulée en matériau thermoformable et relié au dispositif par un câble. Le lâcher se fait à l’insu du sujet qui a pour consigne de marcher pour rattraper l’équilibre.

L’étude expérimentale a consisté en une analyse du rattrapage de l’équilibre chez des sujets chez lesquels avait été réalisée une ischémie du mollet pour réaliser un blocage des afférences neuro-musculaires authentifiée par une disparition du réflexe achilléen.

L’étude clinique a consisté en une étude du rattrapage de l’équilibre chez des sujets présentant une abolition isolée d’un réflexe achilléen dans les suites d’une radiculalgie sciatique, en l’absence de tout déficit .

Dans les deux cas s’observait une diminution de l’activation des muscles extenseurs de cheville et une diminution de la poussée verticale correspondante qui freine la chute du centre de gravité après le lâcher du sujet.

La différence principale entre les deux études portait sur les caractéristiques biomécaniques de la chute et permettait ainsi de caractériser deux stratégies de rattrapage :

Dans la condition de déafférentation aiguë, une chute du centre de gravité était observée à la reprise de l’appui qui se faisait à longueur du pas identique

Chez les patients, on n’observait pas de chute du centre de gravité mais une réduction de la longueur du pas par rapport à la population témoin.

Ceci suggère l’existence de deux stratégies de rattrapage de l’équilibre, les patients présentant une déafférentation chronique privilégiant la dynamique verticale du centre de gravité à la progression antéro-postérieure: la diminution de la longueur du pas à inclinaison constante diminue la chute du centre de gravité.

Ce protocole a par ailleurs été repris par Thelen et coll chez les personnes âgées (10) qui ont montré que cette stratégie n’était envisageable que jusqu’ à un degré d’inclinaison du corps en avant, au delà duquel le rattrapage n’était pas possible. Cet angle limite d’inclinaison diminue chez la personne âgée, plus par en rapport avec la diminution des capacités motrices (incapacité d’augmenter la vitesse d’exécution du pas) qu’avec la diminution des afférences sensorielles.

La plasticité de l’équilibration est donc une faculté qui autorise l’adaptation à la diminution des afférences périphériques, dans la limite permise par les conditions biomécaniques d’exécution du mouvement qui elles mêmes peuvent diminuer avec le vieillissement.

SYNTHESE ET PERSPECTIVES

Les personnes âgées développent lors du vieillissement des afférences proprioceptives participant à la régulation de l’équilibre des stratégies visant à une prise en charge privilégiée à partir d’autres afférences, en particulier visuelles et vestibulaires.

Il s’agit là d’un mécanisme d’adaptation à un vieillissement physiologique qui sera encore plus contributif dans le cas de pathologies neurologiques caractérisées telles que les neuropathies périphériques.

Deux conséquences doivent être bien perçues quant à l’implication de cette plasticité de la régulation de l’équilibre sur un processus de rééducation

D’une part il convient de maintenir le plus longtemps les conditions neuro-orthopédiques nécessaires à l’utilisation des différentes stratégies : rééduquer l’équilibre à partir d’une stratégie de cheville n’a de sens qu’en l’absence de déficiences neuro-orthopédiques qui interdiraient ou limiteraient la correction posturale distale.

D’autre part il convient de s’assurer de la qualité des afférences qui vont intervenir au cours des stratégies de substitution : correction des troubles visuels et rééducation de l’équilibre à partir de suppléances visuelles et vestibulaires constituent la base de la prise en charge du vieillissement du système d’équilibration.

Cette prise en charge ne se conçoit qu’en présence d’un système d’intégration intact, ce qui renvoie à la difficulté des personnes âgées à réaliser une tâche de contrôle postural élaborée en étant soumis à une charge mentale concomitante (8).

Bibliographie…

 

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