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Le fascia est capable de se contracter activement et d'influencer ainsi la dynamique musculo-squelettique: Une enquête histochimique et mécanographique




Introduction

Les fascias forment un réseau omniprésent dans tout le corps, généralement considéré comme un contributeur passif au comportement biomécanique. Comparés à des éléments plus discrets du système locomoteur, tels que les muscles, les os, les disques ou les ligaments, les structures du tissu conjonctif collagénique, communément appelées fascia, ont fait l’objet d’une attention mineure dans la recherche sur les troubles musculo-squelettiques. Des études récentes ont élaboré le rôle du fascia musculaire en tant que transmetteur de force essentiel dans la dynamique musculaire. Cependant, le fascia est généralement considéré comme un tissu relativement inerte censé jouer un rôle passif uniquement dans la biomécanique de l'appareil locomoteur.

Contrairement à cette hypothèse commune, il existe des indications sporadiques d'un rôle plus actif du fascia en raison d'une capacité inhérente à se contracter activement. Il existe des preuves suffisantes de la capacité des tissus fasciaux à se raccourcir au fil du temps dans certaines pathologies telles que la fibromatose palmaire, la maladie de Morbus Ledderhose, les cicatrices hypertrophiques et les états fibreux similaires du fascia. Il est généralement admis que le raccourcissement et le raidissement des tissus observés dans ces circonstances pathologiques sont dus aux myofibroblastes (MFB), et que la contracture tissulaire résultante est obtenue par une combinaison progressive de contraction cellulaire, de réticulation du collagène et de remodelage de la matrice. Il n’est donc pas surprenant que des contractions tissulaires actives - observées plusieurs minutes après la stimulation - aient été enregistrées avec succès in vitro avec plusieurs de ces tissus pathologiques en réponse à une stimulation pharmacologique.

Alors que la présence de ces cellules étaient principalement considérées comme un indicateur de conditions pathologiques au cours des premières années suivant la découverte des MFB, des études ultérieures ont révélé leur présence également dans les ligaments normaux, les tendons, le tissu conjonctif bronchique, les capsules d'organe et plusieurs autres tissus conjonctifs collagènique. Néanmoins, il n’y a eu que peu d’explorations des propriétés contractiles dans les fascias normaux. Les recherches préliminaires effectuées par Hinz sur un petit échantillon de fascias de rat suggèrent une absence de MFB et une incapacité à induire des contractions in vitro dans ce tissu ; tandis que d'autres études ont décrit la présence de MFB dans le fascia profond humain et des contractions tissulaires mesurables du fascia de rat en réponse à une stimulation pharmacologique de MFB in vitro.

Objectif 
 
Cette étude avait trois objectifs. Premièrement, réaliser une étude plus approfondie de la présence de MFB dans différents tissus fasciaux. Deuxièmement, une évaluation de leur réactivité active potentielle à la stimulation pharmacologique. Troisièmement, une estimation de l’impact des forces résultantes sur la dynamique musculo-squelettique.
 
 

Méthode

•    Analyse de la densité des MFB dans le fascia humain : Des échantillons de fascia sont collectés sur différents sites chez des cadavres « sains » chez 28 individus. Pour la comparaison immunohistochimique entre les fascias de rongeurs et humains, 20 morceaux de fascias lombaires de rat ont été choisis au hasard dans la collection de tissus de rat décrite dans les méthodes mécanographiques. La présence de myofibroblastes chez des spécimens de fascias humains et de rats provenant de différents sites corporels a été étudiée à l'aide d'une coloration immunohistochimique pour l'actine du muscle lisse α (n = 31 donneurs, n = 20 animaux), et immunofluorescence.

•    Investigation mécanographique des réponses contractiles sur le fascia de rats (photo) : Des échantillons de tissus de fascia thoraco-lombaire ont été prélevés sur 40 rats « sacrifiés ». L'extrémité supérieure du tissu était reliée au bras libre d'un transducteur isométrique force-tension relié à un ordinateur via un amplificateur en pont et une carte analogique-numérique. Tous les changements de contrainte ont été effectués à une vitesse de 0,33% / s. Tous les agents pharmacologiques (L'angiotensine II, la caféine, la mépyramine, le U46619, le SQ-29548, le Y-27632 et la cytochalasine-D, le TGF-ßl, le sérum fœtal bovin (FBS), de la toxine botulique de type C3 et de la solution de Krebs-Ringer (KR)) ont été ajustés à un pH neutre avant addition. 


•    Calcul hypothétique de l’influence de la contraction du fascia sur la biodynamique humaine : Sur la base des examens mécanographiques et immunohistochimiques, un calcul hypothétique de la force de contraction potentielle des fascias intramusculaires et extramusculaires de la musculature paraspinale à travers le niveau de L3 chez l'homme a été réalisé. Premièrement, les densités de force potentielles liées à la surface en coupe transversale (CSA) ont été calculées en fonction de la densité de force contractile maximale observée dans les expériences mécanographiques sur des rats de notre étude. Deuxièmement, les forces connexes ont été appliquées sur le CSA du fascia pertinent selon une section transversale horizontale au niveau de L3. Troisièmement, les forces de contraction potentielles ont ensuite été comparées aux valeurs de seuil pertinentes rapportées dans la littérature pour la stabilité du bas du dos.
 

 

Le fascia est capable de se contracter activement et d'influencer ainsi la dynamique musculo-squelettique: Une enquête histochimique et mécanographique

Résultat

•    La présence de MFB, a été trouvée dans tous les tissus humains examinés. La densité cellulaire diffère significativement entre les sites corporels. Dans le fascia lombaire humain, elle était considérablement plus élevée que dans le fascia plantaire humain et le fascia lata (photo).




 

•    Les mesures mécanographiques ont révélé des contractions en réponse à une stimulation par le sérum de fœtus bovin, l'analogue du thromboxane A2 U46619, le TGF-β1 et la mépyramine, alors que la toxine botulique de type C3 était utilisée comme relaxation provoquée par un inhibiteur de la Rho kinase (p <0,05). En revanche, les tissus fasciaux étaient insensibles à l'angiotensine II et à la caféine (p <0,05). En général, la stimulation mécanographique a révélé une forte corrélation positive entre la densité cellulaire et la réponse contractile (figure) : 

•    L'application hypothétique des forces enregistrées sur les tissus lombaires humains prédit un impact potentiel inférieur au seuil de stabilité mécanique de la colonne vertébrale, mais suffisamment puissant pour éventuellement altérer la coordination motoneuronale dans la région lombaire.

Conclusion

Des modifications actives de la rigidité du fascia pourraient jouer un rôle contributif dans la coordination motoneuronale de la stabilité lombaire et d'autres paramètres musculo-squelettiques lorsqu'elles sont visualisées dans une fenêtre temporelle de plusieurs minutes et plus. Les auteurs suggèrent qu'une augmentation locale et / ou temporelle de la contractilité du fascia pourrait également contribuer à la contracture tissulaire à long terme, qui comprend le remodelage de la matrice. Certains troubles chroniques se développant de manière asymptomatique sur une longue période et se caractérisant par une rigidité accrue des tissus, la contribution potentielle de l'activité des MFB des fascias mérite un complément d'enquête.

Mots clé : myofibroblastes, tissu conjonctif, contractilité, contractures, raideur. 

Article original : Robert Schleip, Giulio Gabbiani, Jan Wilke, Ian Naylor, Boris Hinz, Adjo Zorn, Heike Jäger, Rainer Breul, Stephanie Schreiner and Werner Klingler. Fascia Is Able to Actively Contract and May Thereby Influence Musculoskeletal Dynamics: A Histochemical and Mechanographic Investigation. Front. Physiol. 10:336. doi: 10.3389/fphys.2019.00336

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