L’ultra traileur est exposé aux lésions cartilagineuses du membre inférieur du fait de traumatismes direct (chutes, entorses du genou) et indirect (impact de la course à pied longue distance). En cas de gêne fonctionnelle, le traitement médical doit absolument être proposé. Ce n’est qu’en cas d’échec de celui-ci qu’un traitement chirurgical est envisagé.
Le type de geste chirurgical dépend de nombreux facteurs : âge, taille de la lésion, axe du membre inférieur, lésions associées, topographie de la lésion…
Le type de traitement est soit conservateur soit prothétique. Le traitement conservateur est de deux types : réparation tissulaire (par perforations multiples et stimulation de cellules médullaires issues de l’os sous chondral) ou greffes cartilagineuses. En France, ces greffes sont le plus souvent issues d’autogreffes prélevées en zone non portante de la même articulation ou quelquefois d’allogreffes cryo conservées.
Le traitement prothétique au niveau du genou ne permet malheureusement pas la reprise de l’ultra trail et autorise uniquement la reprise de pratique de sports de type portés (vélo, nage, golf…). En revanche, au niveau de la hanche, il existe actuellement une alternative à la prothèse de hanche qui permet la reprise de tous les sports. Il s’agit du resurfaçage de hanche qui permet un respect de la biomécanique articulaire, une absence de luxation, une préservation osseuse fémorale et l’absence d’introduction d’une tige dans le fût. L’élasticité de l’os fémoral est ainsi respectée avec un resurfaçage permettant la reprise de la course à pied même en version ultra tout comme les autres sports à impact.
Le cartilage, composé de matrice de collagène et de protéoglycanes associée aux chondrocytes, est l’élément indispensable au bon fonctionnement articulaire. En effet, ses propriétés de réduction de force de friction, d’absorption des charges et de répartition des contraintes au niveau de l’os sont indispensables à la pratique de la course à pied. Chez l’ultra traileur, l’impact répété en compression et les forces de frictions latérales sont autant de de facteurs susceptibles d’entrainer une délamination (ou une micro-fracture) cartilagineuse. Chez les ultra traileurs, plusieurs autres facteurs que l’hyper utilisation articulaire peuvent entrainer une dégénérescence précoce du cartilage : des traumatismes directs ou indirects (entorses…), des lésions associées (rupture LCA, ménisques) et le traitement chirurgical (ménisectomies…). Pour exemple, lors d’un marathon, un coureur de 70 kilos s’imposera une charge de 7000 tonnes sur ses membres inférieurs ! Chez l’ultra traileur, l’effet local en compression de l’impact « longue durée » induit une apoptose des chondrocytes qui perdent alors leur faculté de régénérer le cartilage (1).
L’arthrose du membre supérieur chez l’ultra trailer est rarissime et ne comporte aucune spécificité. Elle ne sera donc pas abordée. En revanche, l’arthrose du membre inférieur est fréquente et de façon plus importante au genou qu’à la hanche du fait de l’incidence plus élevée d’entorse du genou. Ainsi, chez les sportifs, le risque relatif de gonarthrose chez les joueuses de tennis de haut niveau est de 3,5 par rapport à la population générale sédentaire et de 2,5 pour la coxarthrose.
La mesure IRM du cartilage fémoro-tibial avant et après marathon retrouve une perte d’épaisseur de 1,7 mm dans certaines zones (fémoro-tibial latéral). Il est cependant à souligner que certaines zones n’étaient pas impactées par la pratique sportive et que dans tous les cas il n’y a pas eu de traduction clinique (2). Une étude, menée par Schütz et al. (4) lors de l’ultra marathon Trans Europe Foot Race a aussi évalué l’épaisseur du cartilage par IRM au niveau du membre inférieur sur 44 coureurs (3). Lors des 2000 premiers kilomètres, l’épaisseur cartilagineuse globale diminue puis augmente par la suite sans jamais atteindre le niveau initial traduisant donc un mécanisme d’adaptation incomplet.
Girard et al. (4) ont analysé l’impact de l’ultra trail sur la survenue de lésions cartilagineuses chez 921 coureurs de l’Ultra Trail du Mont Blanc (UTMB). La prévalence de l’arthrose radiographique était de 8,6 %. Après ajustement, la prévalence de l’arthrose n’était pas liée significativement à l’ancienneté de pratique de la course à pied, au kilométrage hebdomadaire ou au volume horaire hebdomadaire. Les facteurs prédictifs d’arthrose étaient l’âge (> 60 ans), la présence de douleurs articulaires pendant la course à pied ou de gonflement articulaire. Ces différentes études expliquent ainsi l’incidence accrue de l’arthrose des membres inférieurs chez les sportifs : 5,6% dans une population de 286 footballeurs (55 ans de moyenne d’âge) vs 2,8% chez des sédentaires (5). Ce chiffre monte à 14% chez les joueurs élites. Chez des hommes opérés d’une prothèse de hanche âgé de 55 ans, le risque relatif de coxarthrose était de 4 pour les sportifs à haut niveau de pratique par rapport à la population générale (6).
En cas d’échec du traitement médical (repos, AINS, kinésithérapie, orthèse, PRP…), le traitement chirurgical peut être proposé. Dans ce cadre, il faut savoir que les lésions profondes du cartilage sont toujours évolutives et que les lésions superficielles ne cicatrisent jamais même chez les jeunes. Seules les lésions très petites (inférieures à 3mm) peuvent cicatrisent totalement. Au final plus la taille de la lésion augmente, plus le taux de cicatrisation diminue.
Les indications thérapeutiques dépendent de l’importance de la lésion. Celle-ci est gradée selon une classification IRM proposée par l’International Cartilage Repair Society (ICRS) en 4 grades (7) :
Pour la gonarthrose évoluée, le traitement est prothétique (prothèse tri-compartimentale de genou) et ne sera pas abordé ici car il ne permet pas une reprise de l’ultra trail. Ainsi une enquête a été menée auprès des chirurgiens orthopédistes de la Mayo Clinic sur les sports qu'ils autorisaient à leurs patients porteurs de prothèse de genou (8). Dans la catégorie des sports recommandables apparaissent le vélo, la voile, le bowling, la natation et le golf. La course à pied est jugée trop contraignante et devait être évitée. Les autres sports impliquant la course, des impacts répétés comme les sauts, les pivots rotatoires ou des risques de contacts direct étaient également proscrits.
Pour la coxarthrose en revanche, des techniques sont actuellement très séduisantes chez l’ultra traileur. Ainsi le resurfaçage de hanche permet de reprendre tous les sports sans restriction (même l’ultra trail) à l’opposé des prothèses de hanche qui limitent la reprise sportive aux sport à impact léger et modéré.
Pour exemple, lors de l’édition 2015 de l’UTMB tous les traileurs porteurs d’un resurfaçage de hanche ont fini la course alors qu’aucun de ceux porteurs d’une prothèse n’ont réussi (9).
Pour les lésions cartilagineuses de taille modérée (sans arthrose globale), plusieurs techniques chirurgicales sont possibles (au genou et à la hanche).
Cette réparation est indiquée en cas de lésions de grade ICRS 2, 3 et 4. Pour le genou, l’articulation doit être stable (absence de rupture du LCA) et axée (pas de déviation en varus ou valgus de plus de 5°). Le ménisque doit être sain ou présenter une lésion minime. Les cas de lésions en miroir (fémur et tibia) sont des contre-indications relatives.
Cette technique a pour principe de stimuler les cellules médullaires et sanguines progénitrices (Figure 1). Ce geste va ainsi stimuler les cellules souches de l’os sous chondral. Le saignement local en superficie va induire une stimulation des cellules progénitrices présente dans la moelle osseuse sous-jacente. Les gestes peuvent être des abrasions, des perforations ou des microfractures. Le premier temps correspond à une préparation de la lésion en régularisant les bords de la lésion (Figure 1). On effectue ainsi des perforations toutes les 3-4mm en commençant en périphérie de la lésion. En lieu de cette zone de réparation va se développer une métaplasie cartilagineuse qui va remplacer l’ancienne zone de défect. Cette métaplasie n’est pas du cartilage sain mais permet cependant d’obtenir une « cicatrice fibreuse ». Il existe une limite en terme de taille car les lésions de plusieurs centimètres ne pourront être traitées avec cette technique.
Il s’agit de remplacer l’intégralité de la zone lésée en apportant du cartilage sain (auto ou allogreffe) ou des cellules précurseuses (chondrocytes).
Les greffes ostéocartilagineuses en mosaïque consiste à remplacer le défect cartilagineux par du cartilage hyalin sain prélevé sur le patient au niveau d’une zone non portante du cartilage de la même articulation (Figure 2). La greffe est constituée d’un cylindre coiffé du cartilage sain et reposant sur de l’os sous-chondral. Ces cylindres ont une longueur de 20-25mm et un diamètre variant de 2,7 à 9mm afin de s’adapter de façon le plus anatomique à la lésion par une greffe « en mosaïque ». Le premier temps consiste à évaluer la zone lésionnelle et en mesurer sa taille. Il est ainsi estimé le nombre de cylindres à prélever. Ceci explique ainsi la principale limite de cette technique : la taille de la lésion. Une lésion de plus de 3-4 cm représente la limite supérieure. En effet, au-delà il est impossible de trouver assez de cylindres sur un cartilage sain non portant. Le deuxième temps consiste à effectuer le prélèvement des cylindres sur la zone saine. Ensuite les cylindres sont impactés sur le site lésionnel et adaptés à la forme de celle-ci.
Les allogreffes ostéocartilagineuses s’adressent à des lésions de tailles importantes inaccessibles à une greffe en mosaïque. On utilise alors une allogreffe massive cryoconservée qui remplace la zone lésée qui est réséquée en mono bloc. Ce geste est peu pratiqué en France en raison de plusieurs facteurs : difficulté d’obtention de l’allogreffe adaptée, coût élevé, technique psychologiquement peu apprécié par les patients…
Les greffes de chondrocytes reposent sur deux temps opératoire. Le premier consiste à une biopsie du cartilage en zone non portante (condyle interne et externe du genou) pour un volume d’environ 200-300 mg. Puis une mise en culture mono couche de ces chondrocytes durant 4 semaines permet d’obtenir environ 20 millions de cellules dédifférentiées (« fibroblast like ») placées dans une solution prête à être injectée. Les cellules ont alors ré-implantées au niveau de la lésion et maintenu soit par un patch de périoste soit par une membrane de collagène. Cette technique très séduisante est malheureusement très onéreuse et ne peut corriger de lésions majeures (supérieures à 7-8mm de profondeur).
Les arthroplasties de hanche sont composées soit des PTH (prothèse de hanche) soit des RTH (resurfaçage de hanche (Figure 3)). Le RTH est proposé à une catégorie de patients très spécifique à savoir les jeunes patients coxarthrosiques actifs et sportifs. En effet, le RTH tente de remplir toutes les conditions extrêmes imposées à un implant par un sportif (préservation osseuse fémorale maximale, absence de luxation, couple de friction résistant, préservation de la proprioception, absence de douleur de cuisse… (10)).
Le retour aux activités sportives après un RTH est une réalité même pour des sports à haut impact comme le tennis, le rugby, la course à pied, le triathlon en format extrême de type IronMan… [11-12]. Sandiford et al. (13) retrouvaient un retour au sport (dont la course à pied et le tennis) 3 mois après l’intervention au même niveau de pratique. Surtout, ils ne notaient aucune différence significative de reprise chirurgicale en comparaison d’une population sédentaire. La pratique de la course à pied a été analysée dans une population de marathoniens avec RTH (11). Le temps hebdomadaire dévolu à la reprise de la course à pied était identique avant les douleurs arthrosiques et après la chirurgie. Au recul de 4 ans, aucune révision n’était déplorée. La reprise du triathlon longue distance (IronMan) après RTH a été analysé sur une série de 48 patients. Aucune luxation ou révision d’implant n’a été déploré à 5 ans de recul. Le retour global aux activités sportives a été effectif pour 45/48 patients (94%) (12). Les performances moyennes en compétition étaient identiques avant la survenue des douleurs arthrosiques et après la chirurgie. Le délai de retour aux activités sportives a été plus rapide pour les sports portés (nage, cyclisme) respectivement à 6,2 semaines (3-12) et 5,4 semaines (3-11) que pour la course à pied (reprise à 16,1 semaines (4-22)).
Après RTH, la reprise de sport à haut impact (course à pied, football, karaté) est possible pour 94% des patients à une moyenne de 4 mois post-opératoire (10-14). Afin de comparer la possibilité de retour aux activités sportives après RTH et PTH de façon la plus précise et avec la méthodologie la plus aboutie, une étude prospective randomisée a été menée comparant les PTH en diamètre 28mm et les RTH (14). Il était retrouvé une différence significative de retour aux sports à impact élevé et modéré en faveur du RTH. Aucune différence n’était en revanche retrouvée pour les sports à faible impact. Il n’y avait pas de différence de taux de révision entre ces 2 groupes.
La possibilité de retour aux activités sportives après une arthroplastie de hanche est secondaire à de nombreux facteurs. L’absence d’instabilité observée avec des têtes fémorales prothétiques identique au diamètre fémoral natif du patient induit une absence de limitation fonctionnelle (15). Les amplitudes articulaires peuvent ainsi être retrouvées sans limitation et sans appréhension de la luxation. Or le réapprentissage du geste technique sportif est directement corrélé aux différents arcs de mobilité de l’articulation concernée. De même, la préservation de la proprioception articulaire est un élément décisif dans la gestuelle sportive. Les propriocepteurs de la hanche étant majoritairement présents sur le col fémoral, il apparaît ainsi de facto que seul le RTH conserve ces éléments anatomiques. C’est ainsi que l’analyse stabilométrique et de la fonction motrice dynamique des patients avec un RTH apparaît comme identique à des patients contrôles non opérés alors que les patients avec une PTH ont des résultats significativement inférieurs (16). L’analyse au laboratoire de marche confirme ces données avec des patients porteurs de RTH présentant des données spatio-temporelles (vitesse de marche, cadence…) identiques au groupe contrôle alors que là encore les patients avec une PTH présentaient des résultats inférieurs (17). Les absences de trépanation du fût fémoral et d’introduction d’une tige rendue possible avec un RTH permettent de s’affranchir du risque de douleur de cuisse observée avec certains dessins de tiges (11-17).
De plus, l’absence de rigidification du fût fémoral permet la conservation de l’élasticité osseuse de la diaphyse et un meilleur transfert des contraintes (12). Ce point semble crucial lors de la reprise de sport à impact comme pour la course à pied. Enfin, la restauration de la biomécanique articulaire apparaît comme un élément capital dont les deux facteurs principaux sont le respect de l’offset fémoral (bras de levier de l’appareil abducteur) et de la longueur du membre (15). Lors d’une étude prospective randomisée, il était retrouvé que le RTH restaurait de façon plus précise ces paramètres que la PTH (85% de restauration à 5mm pour les RTH contre 60% pour les PTH) (15). Cette restauration quasi automatique des paramètres biomécaniques découle du fait que l’épaisseur de l’os réséqué correspond à l’épaisseur du composant métallique (10).
Les traumatismes en charge répétés induits par l’ultra trail apparaissent comme néfastes sur cartilage. Cet effet délétère est potentialisé par un défaut axe, des lésions ménisques, une malformation de l’épiphyse, un conflit fémoro-acétabulaire… qu’il faut corriger en premier lieu. A ce jour, il n’y a pas de traitement médical efficace pour les lésions cartilagineuses.
La chirurgie conservatrice est possible devant des lésions focales et symptomatiques. En cas de lésion plus avancée ou plus globale, une chirurgie prothétique est envisagée en dernier recours. Les prothèses de genou sont incompatibles avec une reprise de sport à impact tel que l’ultra trail. Au niveau coxo-fémoral, la prothèse de hanche est seulement compatible avec des sports à impact faible. En revanche, le resurfaçage de hanche permet la reprise de toutes les activités même les plus impactantes comme l’ultra trail.
1) Malliaropoulos N, Mertyri P, Tsaklis P. Prevalence of injury in ultra trail running. Human Movement 2015;16:52-9.
2) Hinterwimmer S, Feucht MJ, Steinbrech C, Graichen H, Von Eisenhart-Rothe R. The effect of a six-month training program followed
by a marathon run on knee joint cartilage volume and thickness in marathon beginners. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 2014 ;22:1353-9.
3) Girard J, Lejeune B, Putman S, Migaud H, Pasquier G, Basst P. What the orthopedist should know. Ortho Traum Surg Res 2016;102:186.
4) Lindberg H, Roos H, Gardsell P. Prevalence of coxarthrosis in former soccer players. 286 players compared with matched controls. Acta Orthop. Scand, 1993, 64, 165-7.
5) Vingard E, Alfredsson L, Goldie I, Hogstedt C. Occupation and osteoarthrosis of the hip and knee: a register-based cohort study. Internat J Epidemiol 1991;20:1025-31.
6) Van Den Borne J, Raijmakers NJH, Victor M, De Jong S, Vanlauwe J, Bellemans J, Saris DBF. International Cartilage Repair Society (ICRS) and Oswestry macroscopic cartilage evaluation scores validated for use in Autologous Chondrocyte Implantation (ACI) and microfracture. Osteoarthritis and Cartilage 2007;15:1397-1402.
7) Mc Grory BJ, Suart MJ, Sim FH. Participation in sports after hip and knee arthroplasty : Review of literature and survey of surgeon preferences. Mayo Clin Proc 1995;70:342-8.
8) Six J. Pratique de l'ultra-trail après un remplacement articulaire de hanche et/ou de genou : étude chez des participants à l'Ultra-Trail du Mont Blanc® de 2015 à 2017. Thèse Médecine Lille 2 soutenue le 16/05/2018. http://pepite.univ-lille2.fr/notice/view/UDSL2-workflow-10193
9) Girard J, Miletic B, Deny A, Migaud H, Fouilleron N. Can patients return to high-impact physical activities after hip resurfacing? A prospective study. Int Orthop 2013;37:1019-24.
10) Fouilleron N, Wavreille G, Endjah N, Girard J. Running activity after hip resurfacing arthroplasty: a prospective study. Am J Sports Med 2012;40:889-94.
11) Girard J, Lons A, Pommepuy T, Isida R, Benad K, Putman S. High-impact sport after hip resurfacing: The Ironman triathlon. Orthop Traumatol Surg Res 2017;103:675-8.
12) Sandiford N, Muirhead-Allwood SK,Skinner JA. Return to sporting activity after Birmingham hip resurfacing arthroplasty: Midterm results. Indian J Orthop 2015;49:595-601.
13) Lavigne M, Masse V, Girard J, Roy AG, Vendittoli PA. Return to sport after hip resurfacing or total hip arthroplasty: a randomized study. Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot 2008;94:361-7.
14) Girard J, Lavigne M, Vendittoli PA, Roy AG. Biomechanical reconstruction of the hip: a randomised study comparing total hip resurfacing and total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg Br 2006;88: 721-6.
15) Szymanski C, Thouvarecq R, Dujardin F, Migaud H, Maynou C, Girard J. Functional performance after hip resurfacing or total hip replacement: a comparative assessment with non-operated subjects. Orthop Traumatol Surg Res 2012;98:1-7.
16) Nantel J, Termoz N, Vendittoli PA, Lavigne M, Prince F. Gait patterns after total hip arthroplasty and surface replacement arthroplasty. Arch Phys med Rehab 2009;90:463-9.
