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Quand il n’y en a plus… il n’y en a plus

Alors, finalement, le sport est-il bon ou mauvais pour le cartilage ? Faut-il continuer à bouger lorsqu’on souffre d’arthrose, ou cela risque-t-il d’avoir un effet funeste ? Il y a du vrai dans les deux et le diable est ici plus que jamais dans les détails.

Quel âge a notre cartilage articulaire et continue-t-il à se régénérer ou finit-il par dépérir ? Pour ceux que cela taraude, c’est évidemment une question capitale… à laquelle personne n’avait pu apporter une réponse claire jusqu’à ce que la Danoise Katja Heinemeier ait l’idée de s’intéresser à son carbone 14 (1). Un élément extrêmement intéressant, parce que sa concentration dans l’atmosphère a doublé sous l’effet des essais nucléaires de surface réalisés entre 1955 et 1963 par les États-Unis et l’URSS avant de diminuer à nouveau de façon progressive. Mais aussi parce que le carbone (dont le carbone 14 représente une toute petite fraction) figure en 3e place dans la liste des substances les plus présentes dans le corps humain et se retrouve dans chacun de nos tissus. Katja Heinemeier a pu établir que la concentration du carbone 14 dans les fibres de collagène du cartilage articulaire correspond à sa concentration dans l’atmosphère au moment de la puberté ; d’après elle, ces fibres sont donc fabriquées avant l’entrée dans l’âge adulte et restent en fonction la vie entière. Son plus vieux sujet d’étude, né en 1935, était presque adulte lorsque les essais nucléaires ont commencé et son cartilage articulaire ne présentait aucun signe de nouvelles fibres de collagène au cours des 60 dernières années de sa vie. Les glucosamines du cartilage articulaire, par contre, sont beaucoup plus récentes et leur concentration en carbone 14 correspond à celle de l’atmosphère du moment, ce qui signifie que ce produit continue à être produit en permanence.

La faible épaisseur du cartilage n’est pas en soi un signe d’arthrose. Elle peut s’expliquer par une charge articulaire trop limitée.

Un matelas à eau avec armature

Le cartilage articulaire ne comporte que 5 à 10 % de cellules vivantes ou chrondrocytes (du terme grec chondros, cartilage), le reste se composant de fibres de collagène extrêmement solides, entrelacées pour former une armature ferme (2). L’espace restant est occupé par des produits comme la glucosamine qui est aussi fréquemment prescrite aux patients souffrant d’arthrose. Cette substance s’imbibe de liquide pour former en combinaison avec l’armature de collagène, une structure comme celle d’un matelas à eau bien ferme, où la pression est répartie de manière homogène. Les fibres de collagène qui composent la couche superficielle sont en outre organisées d’une façon tellement lisse et horizontale qu’elles résistent sans difficulté à toutes les forces de traction et de friction. Le résultat ? Une structure idéale pour tapisser des surfaces articulaires amenées à glisser sans cesse les unes contre les autres…

Ilse Jonkers (gauche) et Anke Govaerts devant le bioréacteur qui évoque les conditions exercées sur les chondrocytes.
Ilse Jonkers (gauche) et Anke Govaerts devant le bioréacteur qui évoque les conditions exercées sur les chondrocytes.© KU LEUVEN

Comment expliquer, alors, que puisse se développer un problème tel que l’arthrose ? Plusieurs mécanismes ont un rôle à jouer dans ce phénomène, explique Ilse Jonkers, spécialiste en biomécanique des mouvements humains et professeur à la KU Leuven. Nous sommes encore loin de connaître le fin mot de l’histoire, la recherche sur le cartilage étant encore une discipline très jeune… mais il semble qu’un rôle déterminant soit dévolu aux chondrocytes. On a longtemps pensé que ces cellules ne faisaient pas grand-chose, mais nous savons aujourd’hui que c’est faux : elles produisent en permanence des substances comme la glucosamine, et ce à un rythme qui garantit le renouvellement complet des stocks toutes les deux semaines ! La subtilité, c’est qu’elles ne sont actives que lorsqu’elles sont soumises à une certaine pression – comprenez, lorsque nous bougeons suffisamment. Si cette pression disparait (p.ex. lorsqu’une personne a une jambe dans le plâtre), leur production se réduit de façon conséquente, avec à la clé une diminution de la quantité de liquide présente dans le cartilage et un léger affaissement de celui-ci.  » Le cartilage reste en principe parfaitement sain, mais il est un peu moins épais, comme un pneu qui n’est plus gonflé à bloc, précise le Pr Jonkers. Lorsque l’activité reprend, les chondrocytes se réveillent et le cartilage revient à son état normal. Un cartilage moins épais est toutefois plus vulnérable, de la même manière qu’un pneu un peu dégonflé devient plus sensible aux crevaisons : on pense qu’il est un peu plus mou, un peu moins tendu et que le glissement des structures articulaires est donc vraisemblablement un peu moins fluide. C’est un peu comme lorsqu’on essaie de lisser une nappe avec sa paume : si la pression exercée est trop forte, on voit apparaître de petits plis devant la main. Le cartilage connaît probablement un mécanisme comparable, qui défait au passage le réseau des fibres de collagène superficielles. Cette atteinte est malheureusement irréversible, car le cartilage n’a pour ainsi dire aucun moyen de se reconstituer. Il ne sera donc plus jamais comme avant, car le tissu cicatriciel qui pourrait éventuellement se former sur la zone exposée à la friction n’a pas les mêmes propriétés que l’original : il est plus rugueux, plus fibreux et glisse moins bien, de telle sorte qu’il provoque des pressions complètement différentes sur le cartilage sous-jacent.  »

Mais ce n’est pas tout, poursuit la spécialiste. Chez les personnes qui souffrent d’arthrose, les chondrocytes réagissent aussi d’une manière anormale, en ce sens qu’ils se mettent à produire de grandes quantités de substances inflammatoires et en même temps réduisent la production des glucosamines. S’ajoute à cela que leur environnement n’est plus aussi solide et que le cartilage va commencer à se déformer.  » Il est probable que tout soit une question de pression : tant qu’elle ne dépasse pas un certain seuil, elle a un effet positif sur les chondrocytes en les poussant à produire les substances voulues. Lorsque ce niveau est dépassé, par contre, tout le mécanisme sombre dans une spirale négative.  »

Quand il n'y en a plus... il n'y en a plus
© Source : Journal of Physiology. 2019 ; 597 : 1272.

Rester actif, mais prudemment

Cette perturbation du fonctionnement des chondrocytes est-elle irréversible ou est-il possible de normaliser les choses moyennant les stimuli ad hoc ? C’est ce qu’essaie de clarifier Anke Govaerts, kinésithérapeute et membre de l’équipe d’Ilse Jonkers. Elle réalise des expériences avec des chondrocytes sains et malades qu’elle expose dans un bioréacteur à des différences de pression, des forces de torsion ou de friction, des médicaments, etc. Son grand espoir est que ces travaux débouchent, à terme, sur de meilleures recommandations en matière d’activité physique pour les personnes souffrant d’arthrose, mais peut-être aussi sur la découverte de substances capables d’influencer le cartilage de façon positive.

L’arthrose demeure toutefois une maladie complexe, car elle fait intervenir de nombreux facteurs, observe le Pr Jonkers : une prédisposition génétique, un surpoids, une hyperlaxité ou un mauvais alignement des articulations ou des ligaments déchirés sont autant de facteurs de risque. Dans le passé, les conséquences de tous ces problèmes étaient désignées collectivement par le terme de  » charge articulaire « , mais la spécialiste juge aujourd’hui cette notion un peu trop simpliste.  » Nous découvrons peu à peu l’univers du cartilage. Une multitude de recherches extrêmement ciblées sont actuellement en cours et des solutions finiront par être dégagées au départ de différentes perspectives – ou c’est en tout cas ce que nous espérons.  »

Quand il n'y en a plus... il n'y en a plus

Tout en concédant qu’il est encore trop tôt pour formuler des directives spécifiques en matière d’activité physique, elle émet néanmoins quelques conseils. Évitez par exemple de vous lancer soudain dans le sport à corps perdu alors que vous n’en faisiez pas auparavant, comme c’est encore trop souvent le cas après les bonnes résolutions du Nouvel An ou autres.  » Mieux vaut intensifier l’effort progressivement afin de laisser le temps au cartilage de fabriquer des glucosamines et de se gonfler de liquide pour être prêt à encaisser les forces de pression et de friction de cette activité physique supplémentaire. C’est du reste aussi la raison pour laquelle il est important de continuer à bouger jour après jour, arthrose ou pas ! Si vous souffrez d’arthrose et que vous sentez que votre articulation réagit et commence par exemple à ‘chauffer’, n’arrêtez pas complètement, mais allez-y plus doucement. La pression d’un exercice quotidien permet de garder les chondrocytes en activité et de préserver ainsi l’épaisseur normale du cartilage. Bouger suffisamment jour après jour est probablement bien plus sain pour le cartilage qu’une grosse séance d’exercice hebdomadaire.  »

Quand il n'y en a plus... il n'y en a plus
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Une affaire de largeur et d’épaisseur

Le cartilage est-il plus épais chez les personnes de grande taille que chez les petites ? Absolument, et chez les éléphants aussi ! Si tout le monde était ramené à une taille identique, il aurait toutefois à peu près la même épaisseur chez chacun (2). Il semble donc qu’il existe un niveau optimal, ce qui pourrait bien s’expliquer par l’apport de nutriments. Le cartilage articulaire ne contient en effet pas de vaisseaux sanguins, de telle sorte que les chondrocytes sont entièrement tributaires de l’effet de  » pompage  » qui permet aux nutriments d’y pénétrer sous l’effet de nos mouvements. Ce mécanisme ne fonctionne plus au-delà d’une certaine épaisseur.

Il est également intéressant de souligner que les os et articulations des personnes physiquement très actives lorsqu’elles étaient jeunes sont souvent un peu plus gros que ceux des autres… et qui dit articulations plus grandes dit aussi plus de cartilage et plus de surface pour répartir les pressions. On peut supposer (et espérer) que cela protège aussi un peu contre l’arthrose, mais ce n’est pas encore prouvé.

Précisons encore que l’épaisseur du cartilage diminue avec le temps, même chez les personnes qui continuent à bouger régulièrement ; il est possible que cela s’explique par une baisse des taux d’hormones de croissance.

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