INNERVATION DES MUSCLES ISCHIO-JAMBIERS

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1 UNIVERSITE DE NANTES FACULTE DE MEDECINE MAITRISE EN SCIENCES BIOLOGIQUES ET MEDICALES M.S.B.M MEMOIRE POUR LE CERTIFICAT D ANATOMIE, D IMAGERIE ET DE MORPHOGENESE UNIVERSITE DE NANTES INNERVATION DES MUSCLES ISCHIO-JAMBIERS Par ARSEGUEL Valérie LABORATOIRE D ANATOMIE DE LA FACULTE DE MEDECINE DE NANTES Président du jury : Vice-Président : Enseignants : Pr. J. LEBORGNE Pr. J.M. ROGEZ Pr. O. ARMSTRONG Pr. P. COSTIOU Pr. D. CROCHET Pr. A. DE KERSAINT-GILLY Pr. B. DUPAS Pr. Y. HELOURY Pr. J.P. MOISAN Pr. N. PASSUTI Pr. R. ROBERT Pr. O. RODAT 1

2 UNIVERSITE DE NANTES FACULTE DE MEDECINE MAITRISE EN SCIENCES BIOLOGIQUES ET MEDICALES M.S.B.M MEMOIRE POUR LE CERTIFICAT D ANATOMIE, D IMAGERIE ET DE MORPHOGENESE UNIVERSITE DE NANTES INNERVATION DES MUSCLES ISCHIO-JAMBIERS Par ARSEGUEL Valérie LABORATOIRE D ANATOMIE DE LA FACULTE DE MEDECINE DE NANTES Président du jury : Vice-Président : Enseignants : Pr. J. LEBORGNE Pr. J.M. ROGEZ Pr. O. ARMSTRONG Pr. P. COSTIOU Pr. D. CROCHET Pr. A. DE KERSAINT-GILLY Pr. B. DUPAS Pr. Y. HELOURY Pr. J.P. MOISAN Pr. N. PASSUTI Pr. R. ROBERT Pr. O. RODAT 2

3 PLAN DU MEMOIRE : 1. Introduction 2. Matériels et méthodes 3. Les muscles ischio-jambiers 4. Innervation et Vascularisation 5. Discussion 6. Remerciements 7. Bibliographie 3

4 1. Introduction Les muscles ischio-jambiers sont dénomés ainsi grâce à leurs insertions et actions communes. En effet, ce sont de puissants fléchisseurs de la jambe sur la cuisse et également des extenseurs de la cuisse sur le bassin. Ils assurent le déroulement normal du pas lors de la marche et participent aussi, en tant que rétroverseurs, au maintien de la statique pelvienne en station debout. L étude de leur innervation, et plus précisément de la morphologie de cette innervation, entre dans le cadre des recherches permettant aux para ou tétraplégiques de retrouver une station érigée et de remarcher. 2. Matériels et méthodes Cinq dissections de pièces anatomiques ont été réalisées à partir de trois sujets différents. Le premier sujet est de sexe féminin, âgé de 87 ans et 9 mois, formolé. Dans un premier temps, l abord des muscles ischio-jambiers est effectué par une incision postérieure, longitudinale et médiane de la cuisse partant sous le pli fessier et allant jusqu au creux poplité, associée à une incision suivant le pli fessier, à l aide d un scalpel (lame 23). La peau et la graisse sous-cutanée sont réséquées jusqu à l aponévrose postérieure de la cuisse. Cette aponévrose, incisée longitudinalement et médialement, est réséquée pour découvrir les muscles ischio-jambiers. Ceux-ci sont disséqués ainsi que leurs contingents vasculaires et nerveux. Dans un deuxième temps, une incision longitudinale et paramédiane au pli interfessier permet de découvrir le muscle gluteus maximus. Celui-ci est incisé au niveau de son insertion sur le sacrum et l aile iliaque, puis réséqué, laissant apparaître le nerf sciatique à la sortie du pelvis. Dans un troisième temps, une laminectomie des vetèbres lombaires L3 L4 L5 est effectuée avec ostéotomie de la corticale postérieure du sacrum et de la partie postérieure de l aile iliaque, afin de disséquer les racines lombo-sacrées L4 L5 S1 S2 S3 du nerf sciatique. Sur ce sujet, seul le côté droit est étudié. Le deuxième sujet est de sexe féminin, âgé de 101 ans et 3 mois, frais. Pour le conserver, il est éviscéré à l aide de la technique de la double ligature en ce qui concerne la section de l aorte, de la veine cave inférieure, du rectum et de la vessie. Puis, il est sectionné à eur des ailes iliaques et amputé des deux jambes afin de le formoler dans un bac. Pour des questions d encombrement, l amputation des jambes s est faite au-dessus des genoux. Les dissections de la jambe puis de la jambe gauche sont réalisées à l identique. Le procédé d abord des muscles ischio-jambiers est le même que pour la première pièce et le nerf sciatique est disséqué jusqu au canal infra-piriforme, c est-à-dire avec résection du muscle gluteus maximus. Le troisième sujet est de sexe masculin, âgé de 75 ans et 5 mois, frais. La dissection des muscles ischio-jambiers débute sur pièce fraîche, puis le sujet est éviscéré et sectionné comme précédemment. L amputation des jambes au-dessous des genoux nécéssite, pour des questions d encombrement et de conservation dans le formol, une section médiane de la pièce passant par la symphyse pubienne. L abord des muscles ischio-jambiers est effectué à puis à gauche selon la même technique que précédemment. 4

5 3. Les muscles ischio-jambiers Les muscles ischio-jambiers appartiennent au groupe postérieur, extenseur, de la cuisse. Ils comprennent les muscles biceps fémoral, semi-tendineux et semi-membraneux. Le biceps fémoral est composé de deux chefs, long et court ; il est situé dans le même plan que le semi-tendineux et latéralement par rapport à celui-ci. Le semi-tendineux, partiellement interrompu par un tedon intermédiaire, se situe médialement et recouvre le semi-membraneux. Ce dernier est plus profond et s étend transversalement de part et d autre du semi-tendineux. Comme leur dénomination l indique, ils s insèrent proximalement sur la tubérosité sciatique, sauf le chef court du biceps fémoral qui lui s insère sur la moitié distale de la lèvre latérale de la ligne âpre. Le chef long du biceps fémoral et le semi-tendineux ont un tendon d insertion commun. Le tendon d insertion du semi-membraneux est plus large et situé plus profodément et médialement par rapport aux deux précédents. Les ischio-jambiers sont en rapport étroit avec le muscle gluteus maximus qui vient recouvrir par ses fibres musculaires leur insertion proximale. Sous le gluteus maximus, les rapports supérieurs se font avec le ligament sacro-tubéral, l obturateur interne accompagné par ses deux jumeaux supérieur et inférieur, le piriforme avec dans le foramen supra-piriforme l artère et le nerf glutéal supérieur et dans le foramen infra-piriforme l artère et le nerf glutéal inférieur. Le muscle carré fémoral, avec sa forme quadrangulaire, est situé latéralement et profondément. Enfin, le rapport profond de cette insertion proximale est représenté par le muscle grand adducteur. Dans la loge postérieure de la cuisse, les ischio-jambiers sont reconnaissables par leurs positions repectives et aussi par leurs morphologies. Le biceps fémoral est le plus latéral ; son chef long est oblique en bas et en dehors, et il est rejoint au niveau du tiers inférieur de la cuisse par son chef court. Il présente un tendon terminal qui débute dès le milieu de la cuisse. Le semi-tendineux descend médialement et son corps allongé présente une intersection tendineuse. Il se prolonge au tiers inférieur de la cuisse par un tendon grêle et superficiel. Le semi-membraneux, profond et médial, est caractérisé par une lame tendineuse proximale large et longue, par un corps musculaire fin et s étalant transversalement, et par un tendon terminal débutant au niveau du tiers inférieur de la cuisse. Les ischio-jambiers sont, à ce niveau, en rapport avec le muscle grand adducteur profondément, qui s insère sur tout le long du fémur délimitant la loge des adducteurs. Médialement, le muscle gracile longe le grand adducteur et le semi-tendineux ; et, latéralement, ce sont le muscle vaste latéral et le fascia lata qui bordent le biceps fémoral. Le nerf sciatique et les artères perforantes, issues de l artère fémorale profonde, forment des rapports intrinsèques puisqu ils assurent innervation et vascularisation des ischio-jambiers. Les insertions distales des muscles ischio-jambiers s opposent à leurs insertions proximales par le fait qu elles sont localisées sur des points anatomiquement différents. Le tendon terminal du biceps fémoral, commun aux deux chefs et relativement fort, s insère sur l apex de la fibula et par des expansions sur le condyle latéral du tibia et sur le fascia lata. Le muscle semi-tendineux, par son tendon grêle et superficiel, se termine sur le condyle médial du tibia. Il appartient ainsi aux muscles de la patte d oie avec les muscles sartorius et gracile. 5

6 Le tendon du muscle semi-membraneux s insère sur le condyle tibial médial par un tendon direct et deux expansions : une pour la face médiale du condyle et l autre pour le ligament poplité oblique. schéma Netter Muscle Gluteus Maximus Muscle Obturateur interne Nerf Sciatique Muscle semimembraneux Muscle Grand Adducteur Muscle semitendineux Chef long du muscle biceps fémoral Artère et Veine poplitées Chef court du muscle biceps fémoral Nerf tibial 6

7 Muscles ischio-jambiers droits en vue postérieure muscle gluteus maximus long chef du muscle biceps fémoral muscle semitendineux muscle semimembraneux nerf sciatique court chef du muscle biceps fémoral 7

8 Le creux poplité est limité en par le biceps fémoral (latéralement) et le grand adducteur et le semi-tendineux (médialement). Il est limité en bas par les deux muscles gastrocnémiens appartenant au triceps sural. Dans le creux poplité passent, du plus profond au plus superficiel : o L artère poplitée ; elle fait suite à l artère fémorale en passant dans l hiatus de l adducteur et elle se prolonge sous l arcade tendineuse du muscle soléaire par l artère tibiale postérieure o La veine poplitée ; elle accompagne l artère poplitée dans l hiatus de l adducteur o Le nerf tibial ; il naît de la division du nerf sciatique en nerf tibial et nerf fibulaire commun ; cette division se situe plus ou moins sur le trajet du nerf sciatique. L artère poplitée émet de façon perpendiculaire des branches courtes à destinée du muscle semi-membraneux dans sa portion distale. Ces branches sont accompagnées de veines allant se jeter dans la veine poplitée. Cela constitue ainsi la vascularisation distale du muscle semi-membraneux. La petite veine saphène, qui est montée verticalement dans le mollet, arrive entre les deux chefs du muscle gastrocnémien dans la fosse poplitée. Elle dessine une crosse avant de se jeter dans la veine poplitée. 8

9 Creux poplité gauche artère poplitée muscle biceps fémoral veine poplitée veine saphène externe (écartée) muscle gastrocnémien (chef latéral) tendon du muscle semitendineux tendon du muscle semimembraneux nerf tibial 9

10 5. Innervation des muscles ischio-jambiers Les muscles ischio-jambiers sont innervés par le nerf sciatique, issu des racines lombaires L4 L5 et sacrées S1 S2 S3. Les racines lombaires L4 L5 s unissent pour former le tronc lombo-sacral. Le tronc lombo-sacral appartient au plexus lombaire, il descend en avant de l aile du sacrum et de l articulation sacro-iliaque pour se diriger vers la grande échancrure sciatique. A ce niveau, il va être rejoint par les racines sacrées S1 S2 S3, issues des foramens sacrés antérieurs, pour former le nerf sciatique. Par ailleurs, le tronc lombo-sacral abandonne le nerf glutéal supérieur et le nerf du jumeau inférieur et du carré fémoral. Le nerf glutéal inférieur est issu des racines L5 S1 S2, et le nerf cutané postérieur de la cuisse naît des racines S1 S2 S3. Le nerf pudendal interne, composé des racines S2 S3 S4, plonge à la face antérieure de la tubérosité sciatique. L4 L5 tronc lombosacral S1 S2 nerf glutéal supérieur S3 départ du nerf glutéal inférieur (réséqué) formation du nerf sciatique nerf cutané postérieur de la cuisse 10

11 Le nerf sciatique s étant constitué en avant du muscle piriforme, il sort du pelvis par le foramen infra-piriforme, accompagné du nerf glutéal inférieur, du nerf cutané postérieur de la cuisse et de l artère glutéale inférieure. Dans la région glutéale, il se situe ensuite entre : En avant : le muscle obturateur interne, les deux muscles jumeaux supérieur et inférieur, le muscle carré fémoral En arrière : le muscle glutéus maximus Médialement : la tubérosité sciatique et le ligament sacro-tubéral Latéralement : le grand trochanter du fémur. Il arrive dans la loge postérieure de la cuisse avec le nerf cutané postérieur de la cuisse et une branche fémorale issue de l artère glutéale inférieure; cette branche fémorale donne l artère du nerf sciatique. Le nerf cutané postérieur de la cuisse abandonne le nerf périnéal passant en dessous de la tubérosité sciatique. Par rapport aux muscles ischio-jambiers, le nerf sciatique est situé entre médialement les muscles semi-membraneux et semi-tendineux et latéralement le biceps fémoral. Dans cette loge, il est toujours postérieur au muscle grand adducteur. Région fessière en vue postérieure (M. gluteus maximus réséqué) muscle piriforme nerf cutané postérieur de la cuisse branche fémorale de l artère glutéale inférieure nerf périnéal muscle carré fémoral 11

12 La distribution du nerf sciatique aux muscles ischio-jambiers est décrite ensuite par pièce anatomique, étant donné que chacune se montre différente. La première pièce anatomique a révélé une distribution très particulière puisque l innervation des muscles ischio-jambiers se fait de façon commune à partir d une seule branche. schéma récapitulatif (les branches d innervation des muscles ischio-jambiers sont colorées en rouge) nerf sciatique branche commune se divisant en 4 rameaux muscle semitendineux chef long du muscle biceps fémoral muscle semimembraneux chef court du muscle biceps fémoral 12

13 Cette branche naît du nerf sciatique juste en desous de la tubérosité sciatique. Elle se distribue en quatre rameaux différents. Le rameau 1 (le plus proximal) innerve la partie proximale des muscles semi-tendineux et biceps fémoral (qui sont confondus à ce niveau). Le rameau 2 innerve le muscle biceps fémoral à l union du tiers supérieur et des deux tiers inférieurs du muscle. Le rameau 3 se destine à la portion médiane du muscle semi-tendineux et le rameau 4 innerve le muscle semi-membraneux dans sa partie supérieure et moyenne. branche d innervation commune branche fémorale de l artère glutéale inférieure muscle semitendineux muscle biceps fémoral écarté 13

14 Cette branche d innervation commune a été repérée par une ligne reliant le coccyx au grand trochanter du fémur et par la perpendiculaire à cette ligne passant par la branche. Les mesures ont donné : ( le point de croisement de la fémur-coccyx et de la perpendiculaire est appelé P) distance coccyx-fémur : 135 mm distance coccyx-point P : 95 mm distance point P-branche division : 56mm coccyx 95 mm P fémur 56 mm naissance branche P coccyx fémur (grand trochanter) naissance division La mesure de la position de cette racine a été effectuée dans un but de comparaison avec la position d autre branche unique. Or, les autres pièces disséquées n ont pas montré une telle distribution et les mesures ont été abandonnées. 14

15 La deuxième pièce anatomique est étudiée symétriquement à puis à gauche et le système d innervation des muscles ischio-jambiers est différent : il n existe pas de branche de division unique. Une première branche naît du nerf sciatique au niveau du bord inférieur de la tubérosité sciatique. Elle se divise en deux pour aller, d une part innerver le muscle biceps fémoral (à l union du tiers supérieur et des deux tiers inférieurs), et d autre part se jeter dans la partie moyenne du muscle semi-tendineux (à eur de son tendon intermédiaire). Vue postérieure de la 2ème pièce 1 ère branche artère circonflexe médiale de la cuisse 1 ère artère perforante 2 ème artère perforante 15

16 La vascularisation artérielle des muscles ischio-jambiers est assurée par l artère fémorale profonde via les artères perforantes. La première artère perforante transperce le muscle grand adducteur très proximalement, juste en dessous du muscle carré fémoral et médialement par rapport à l insertion fémorale du muscle gluteus maximus. La 2 ème artère perforante apparaît en dessous de la première, en dedans de l insertion proximale du chef court du biceps fémoral. Elles se dirigent parallèlement vers le bas et le dedans, et sont accompagnées par leur veine satellite. Elles se distribuent aux muscles par des rameaux formant un réseau complexe où viennent s intriquer les branches nerveuses. Les rameaux nerveux pénètrent dans les muscles avec les contingents vasculaires, mais ces derniers sont plus nombreux. L artère circonflexe médiale de la cuisse apparaît sous le muscle carré fémoral et est en communication avec la première artère perforante. Une deuxième branche naît du nerf sciatique à environ 2-3 cm en aval de la première division. Elle se dirige presque perpendiculairement au nerf sciatique pour plonger dans la partie proximale commune des muscles biceps fémoral et semi-tendineux. Une troisième branche part du nerf sciatique plus distalement et va se jeter dans la partie proximale et moyenne du muscle semi-membraneux. Enfin l innervation du court chef du biceps fémoral dépend d une branche née indépendamment des autres et la plus distalement sur le nerf sciatique. Schéma récapitulatif de la 2 ème pièce : 16

17 Vue postérieure de la 2ème pièce 2 ème branche 1 ère artère perforante 2 ème artère perforante 3 ème branche nerveuse 17

18 La deuxième pièce gauche montre que le nerf sciatique laisse trois branches d innervation. Schéma récapitulatif : Une première naît à eur de la tubérosité sciatique, elle se divise rapidement en deux : une division innerve le muscle biceps fémoral, et l autre passe devant le muscle semitendineux pour innerver le muscle semi-membraneux. La deuxième branche, qui se divise dès sa naissance, part presque perpendiculairement en direction de la partie commune biceps fémoral et semi-tendineux. La troisième branche, qui part plus en aval du nerf sciatique, se divise aussi dès sa naissance pour aller s implanter à la même eur dans la partie moyenne des muscles biceps fémoral et semi-tendineux. 18

19 La première artère perforante se distribue en deux rameaux : l un ascendant longe la face interne du gluteus maximus pour s anastomoser avec l artère glutéale inférieure, l autre descendant se distribue aux muscles ischio-jambiers. Vue postérieure de la 2 ème pièce gauche( m. gluteus maximus réséqué) nerf cutané postérieur de la cuisse 1 ère branche 1 ère artère perforante chef long du muscle biceps fémoral écarté 19

20 La troisième pièce anatomique est étudiée de la même façon : à puis à gauche. Du côté droit, le nerf scitaque, en contournant la tubérosité sciatique, abandonne deux branches. La première donne des divisions pour la partie commune biceps fémoral et semitendineux, pour la partie toute proximale du biceps fémoral, et pour la partie proximale du semi-tendineux. La deuxième branche longe le bord antérieur des muscles biceps fémoral et semi-tendineux et se jette de façon déployée dans le muscle semi-membraneux. Une troisième branche issue du nerf sciatique apparaît plus distalement. Elle se divise pour aller innerver le chef court et le chef long du biceps fémoral. schéma récapitulatif : 1 ère branche 2 ème branche 3 ème branche 20

21 Du côté gauche, au niveau de la tubérosité sciatique, deux branches courtes vont innerver par de multiples ramifications la partie commune biceps fémoral et semi-tendineux et la partie proximale du muscle biceps fémoral. A quelques centimètres dessous, une troisième branche naît et plonge plus bas en passant à la face antérieure du muscle biceps fémoral. Vue postérieure de la 3 ème pièce gauche deux 1 ères branches 3 ème branche muscle grand adducteur 21

22 On retrouve cette troisième branche qui se jette dans le biceps fémoral. Du côté médial du nerf sciatique, naît une double branche qui se divise dès son origine et qui se dirige vers vers le muscle semi-tendineux et de façon éclatée vers le muscle semi-membraneux. Une dernière branche, naissant plus distalement, se divise également à son origine pour se jeter ensuite vers le chef court et le chef long du biceps fémoral. schéma récapitulatif : 4 ème branche divisée deux 1 ères branches 5 ème branche Sur ce schéma, la troisième branche innervant le biceps fémoral n est pas visible car elle est cachée par le muscle biceps fémoral. 22

23 Vue postérieure de la 3 ème pièce gauche 3 ème branche innervant le biceps fémoral division de la 4 ème branche pour le m. semimembraneux division de la 4 ème branche pour le muscle semi-tendineux 5 ème branche 23

24 5. Discussion Les cinq pièces anatomiques que j ai disséquées m ont permis de conclure que l innervation des muscles ischio-jambiers ne répond pas à une systématisation bien précise, mais néanmoins on peut noter quelques caractéristiques. En ce qui concerne les muscles, on remarque tout d abord que leur innervation est très proximale. La partie proximale des muscles biceps fémoral et semi-tendineux est commune et reçoit une ou plusieurs branches d innervation qui prennent leur origine sur le nerf sciatique au niveau du bord inférieur de la tubérosité sciatique. Le chef long du muscle biceps fémoral est innervé par un deuxième contingent s implantant à l union du tiers supérieur et des deux tiers inférieurs de son corps musculaire. Le muscle semi-tendineux reçoit aussi un deuxième contingent nerveux qui se termine dans sa portion supéro-moyenne. Le muscle semi-membraneux est innervé par une seule branche, qui arrive soit directement soit indirectement du nerf sciatique, et qui se déploie en deux, trois ou quatre rameaux pour aller s implanter dans sa partie supéro-moyenne, là où débute son corps musculaire proprement dit et où se termine son large tendon d insertion proximale. En ce qui concerne le nerf sciatique, on note que les toutes premières branches d innervation des ischio-jambiers sont situées à eur de la tubérosité sciatique, sous le muscle gluteus maximus. En effet, le repérage de ces branches a nécessité la résection ou l écartement du muscle gluteus maximus. Bien que l innervation des muscles ischio-jambiers se fasse via une, deux, trois, quatre, cinq branches différentes, la branche la plus e se situe à eur de la tubérosité sciatique. Et c est cette branche qui, sur la première pièce disséquée, est commune à l innervation des trois muscles ischio-jambiers. On retrouve ensuite une ou deux branches naissant sur le nerf sciatique à quelques centimètres en aval de la première. Enfin, les dernières branches se situent plus en aval sur le nerf sciatique, ne dépassant pas la moitié inférieure de la cuisse. Les dissections des pièces s et gauches d un même sujet ont permis de noter une équivalence dans le nombre de branches d innervation et une relative symétrie de leur naissance sur le nerf sciatique. La vascularisation artérielle et veineuse pour ces muscles est très riche puisqu elle réalise un réseau complexe où se mêlent les ramifications nerveuses. D ailleurs, ces dernières sont accompagnées jusqu aux muscles par des contingents vasculaires. Cette vascularisation s étale sur toute la longueur des muscles mais prédomine en proximal. Le corps musculaire du muscle semi-membraneux, situé plus distalement, à eur du creux poplité, reçoit des artères et veines issues des vaisseaux poplités. Les dissections de ces cinq pièces, ne me permettent pas bien sûr de généraliser. Cela nécessiterait des dissections plus nombreuses, et aussi une étude métrique que j avais commencée à entreprendre, sans prétendre que les repères que j avais choisis soient exemplaires, concernant les naissances respectives des branches d innervation à destinée des muscles ischio-jambiers. Ainsi, on pourrait avoir une approche plus précise pour permettre 24

25 d aller stimuler directement ces branches chez des sujets para ou tétraplégiques. Cette stimulation directement appliquée sur les nerfs aboutirait à la contraction homogène et uniforme du groupe des muscles ischio-jambiers participant avec d autres muscles, comme les muscles psoas iliaque et gluteus maximus, à la réacquisition de la marche chez ces sujets. 6. Remeciements Je remercie les professeurs J.M. Rogez et R. Robert, le personnel du laboratoire d anatomie : Stéphane Lagier et Yvan Blin, les étudiants de cette MSBM, mes parents. 7. Bibliographie - Maillot C. : Anatomie topographique, cavité pelvienne, membre inférieur, édition Ellipses. - Netter Frank H : Atlas d anatomie humaine, édition. Maloine, Kamina P, Di Marino V : Anatomie, introduction à la clinique, vaisseaux des membres, édition Maloine, & Kamina P, Santini J-J : Anatomie, introduction à la clinique, nerfs des membres, édition Maloine., Kamina P, Rideau Y : Myologie des membres, bilans musculaires, 2 ème édition, édition Maloine. 25