Nouvelles idées sur l'exercice et la santé des os
Une étude révèle comment différents exercices affectent les forces articulaires et la solidité des os.
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Table des matières
L'Ostéoporose est un problème de santé qui touche surtout les personnes âgées. Ça affaiblit les os, les rendant fragiles et plus susceptibles de se casser. Une des conséquences graves de l'ostéoporose, c'est les fractures dues à des chutes ou blessures mineures. Environ 137 millions de femmes et 21 millions d'hommes dans le monde sont à plus haut risque de ce genre de fractures, ce qui est un gros souci de santé publique.
Le rôle de l'exercice
Pour réduire le risque de fractures causées par l'ostéoporose, les médecins recommandent souvent de faire des activités physiques. L'exercice régulier peut aider à renforcer les os. Cependant, juste marcher ne suffit pas vraiment pour faire une grosse différence dans la densité osseuse. Des études montrent que des activités plus intenses comme le jogging, la course et le saut sont plus efficaces pour améliorer la santé des os. Malgré ça, on ne sait pas encore trop quels types et intensités d'exercice sont les meilleurs pour la solidité des os.
Comment ça fonctionne la santé des os
La santé des os est étroitement liée à la quantité de charge mécanique qu'on leur impose par les activités. C'est expliqué par la théorie du "mécanostat", qui dit que les os s'adaptent selon les Forces qu'ils subissent. Ces forces viennent à la fois de l'extérieur du corps, comme le sol qui pousse contre l'os, et de l'intérieur, comme les forces des muscles et des Articulations. Quand les forces sur un os dépassent un certain niveau, le corps augmente la formation osseuse, ce qui aide à le renforcer.
Des recherches montrent qu'il faut une force de réaction au sol (la force exercée par le sol quand quelqu'un marche dessus) d'au moins deux fois le poids du corps pour stimuler la croissance osseuse. Cependant, les méthodes actuelles pour mesurer ces forces peuvent parfois nous induire en erreur sur l'impact des différents Exercices sur les os. Pour prévoir avec précision comment différents exercices influent sur la croissance osseuse, il nous faut des données claires sur les forces agissant sur les articulations du bas du corps.
Des études ont trouvé des liens étroits entre les forces au niveau de la hanche et leur influence sur la solidité des os dans la cuisse pendant des activités comme marcher et courir. Bien que les exercices à fort impact offrent de nombreux avantages, ils peuvent aussi comporter des risques, comme mettre trop de stress sur les articulations, ce qui peut causer des blessures. Comprendre les forces en jeu pendant les différents exercices peut aider à créer de meilleurs programmes d'entraînement qui promeuvent la santé des os tout en minimisant les risques de blessures.
Mesurer les forces articulaires
Le meilleur moyen de mesurer les forces articulaires dans la vie réelle, c'est d'utiliser des dispositifs spéciaux appelés implants instrumentés. Cependant, cette méthode a ses limites, comme le fait d'impliquer seulement un petit nombre de personnes et de modifier la structure naturelle de l'articulation pendant la chirurgie. Une meilleure approche pourrait être d'utiliser des modèles informatiques qui analysent des données de mouvement 3D pour prédire les forces articulaires pendant diverses activités physiques.
Des études passées ont utilisé ces modèles informatiques pour voir comment différentes vitesses de marche et de course affectent les forces dans les articulations des membres inférieurs, mais il n'y a pas beaucoup de travaux sur le saut et les bonds. Quand on se penche sur l'intensité des exercices, la plupart des recherches se concentrent sur une seule articulation à la fois, sans tenir compte de l'interaction entre différentes articulations pendant le mouvement.
L'étude actuelle
L'étude actuelle a cherché à examiner comment différents exercices et leurs intensités affectent la charge sur les articulations de la hanche, du genou et de la cheville. Les exercices comprenaient la marche, la course, les sauts en contre-mouvement, les sauts accroupis, le saut sur une jambe et le saut sur les deux jambes. Elle visait à répondre à deux questions principales : Quels exercices créent plus de charge sur les articulations par rapport à la marche normale ? Et comment l'intensité de l'exercice change-t-elle la charge sur ces articulations ?
Participants et méthodes
Les chercheurs ont recruté 40 participants en bonne santé âgés de 18 à 70 ans, en s'assurant qu'ils n'avaient pas de blessures graves ou de prothèses articulaires. Chaque participant a réalisé une série d'exercices pendant que leurs mouvements étaient enregistrés grâce à des marqueurs spéciaux placés sur leur corps. Les chercheurs ont mesuré les forces agissant sur leurs articulations pendant les exercices à l'aide de caméras de capture de mouvement avancées et de plaques de force.
Les participants ont effectué chaque exercice à trois niveaux d'intensité différents : effort maximal, effort moyen et effort minimal. Ils ont été instruits de réaliser les exercices pendant que les chercheurs enregistraient attentivement les forces exercées sur leurs articulations. Les données collectées ont aidé à créer des modèles informatiques détaillés, permettant aux chercheurs de prédire combien de force chaque exercice exerçait sur les articulations de la hanche, du genou et de la cheville.
Résultats
L'étude a révélé que la course, le saut sur une jambe et le saut sur les deux jambes créaient des forces significativement plus élevées sur les articulations par rapport à la marche. Par exemple, courir peut entraîner une augmentation de 134 % des forces au niveau de l'articulation du genou. En revanche, les exercices de saut comme les sauts accroupis et les sauts en contre-mouvement ne produisaient pas autant de force sur les articulations de la hanche et de la cheville, et pourraient même réduire la charge par rapport à la marche.
À travers différentes intensités d'exercice, courir à des vitesses plus élevées entraînait des forces accrues sur les articulations. Cependant, quand les participants sautaient plus vite, les forces sur les articulations avaient tendance à diminuer.
Conclusions générales
L'étude suggère que les exercices à fort impact comme la course et le saut peuvent être plus bénéfiques pour la santé des os que les exercices de saut seuls. Chaque exercice affecte les articulations de manière unique, indiquant qu'une variété d'exercices à fort impact à différentes intensités peut offrir les meilleurs bénéfices pour la Santé osseuse.
Les exercices qui aident à renforcer les os sont spécifiques à chaque partie du corps. Courir pourrait renforcer les os des membres inférieurs dans leur ensemble, tandis que le saut pourrait principalement bénéficier l'articulation du genou et le saut se concentrerait davantage sur l'articulation de la cheville.
Recommandations futures
Les résultats de cette étude offrent des aperçus importants pour créer des programmes d'exercice efficaces pour ceux à risque d'ostéoporose. Elle suggère d'inclure un mélange de course, de saut et de bond tout en tenant compte de l'intensité des exercices. De futures recherches pourraient se concentrer sur la façon dont ces différents exercices influencent les forces articulaires et comment ils peuvent être utilisés pour renforcer la santé des os encore plus.
Les résultats soulignent la nécessité d'équilibrer les types d'exercices pour promouvoir de meilleurs résultats de santé. Différents exercices peuvent avoir des effets uniques sur la charge articulaire, suggérant un besoin de personnaliser les programmes d'exercice selon les besoins individuels et les conditions de santé.
Conclusion
En résumé, l'ostéoporose est un problème de santé sérieux pour beaucoup, surtout chez les personnes âgées. Une activité physique régulière est cruciale pour maintenir la santé osseuse, mais tous les exercices ne sont pas également efficaces. Cette étude éclaire sur la façon dont différents types d'exercices impactent les forces articulaires, nous guidant vers des façons sûres et efficaces de renforcer les os et réduire le risque de fractures.
Titre: Lower limb joint Loading during high-impact activities: implication for bone health
Résumé: Osteoporosis, a significant concern among the elderly, results in low-trauma fractures affecting millions globally. Despite the inclusion of physical activities in strategies to mitigate osteoporosis-related fractures, the optimal exercises for bone health remain uncertain. Determining exercises that enhance bone mass requires an understanding of loading on lower limb joints. This study investigates hip, knee, and ankle joint loading during walking, running, jumping, and hopping exercises, assessing impacts at various intensities (maximal, medium, and minimum efforts). A total of 37 healthy, active participants were recruited, with a mean (SD) age of 40.3 (13.1) years, height of 1.7 (0.08) m, and mass of 68.4 (11.7) kg. Motion capture data were collected for each participant while performing six different exercises: a self-selected level of walking, running, counter-movement jump, squat jump, unilateral hopping, and bilateral hopping. A lower body musculoskeletal model was developed for each participant in OpenSim. The static optimization method was used to calculate muscle forces and hip joint contact forces. The study reveals that running and hopping induce increased joint contact forces compared to walking, with increments of 83% and 21%, respectively, at the hip; 134% and 94%, respectively, at the knee; and 94% and 77%, respectively, at the ankle. Jump exercises exhibit less hip and ankle loading compared to walking, with reductions of 36% and 19%, respectively. Joint loading varies across exercises and intensities, running faster increases forces on all joints, especially the hip. Sprinting raises hip forces but lowers forces on the knee and ankle. Higher jumps intensify forces on the hip, knee, and ankle, whereas hopping faster reduces forces on all joints. The study emphasizes the site-specific impact of exercises on lower limb joint loadings, highlighting the potential of running and hopping for bone formation compared to jumping alone. These findings offer insights for optimizing exercise routines to improve bone health, with potential implications for risk prevention, rehabilitation, and prosthetic development.
Auteurs: Zainab Altai, C. F. Hayford, A. Phillips, J. Moran, X. Zhai, B. X. W. Liew
Dernière mise à jour: 2024-03-13 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.03.11.24303795
Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.03.11.24303795.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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