Fiche de révision : Anatomie et biomécanique du genou

📋 Plan du Cours

1. Organisation générale du genou
2. Os et repères articulaires
3. Articulations et surfaces articulaires
4. Ménisques et moyens d’union
5. Muscles moteurs du genou
6. Stabilité statique et contraintes
7. Cinématique du genou
8. Appareil extenseur et patella

📖 1. Organisation générale du genou

📝 Points essentiels

• Le genou est l’articulation intermédiaire du membre inférieur, entre la hanche et la cheville, et la plus grosse articulation du corps humain.

📌 Le genou réunit dans une même capsule les articulations fémoro-patellaire et fémoro-tibiale.

📌 Le genou associe une grande mobilité, avec flexion ample et rotation, à une grande stabilité nécessaire pour supporter le poids du corps en porte-à-faux.

💡 Astuce mémo

Le genou doit concilier mobilité et stabilité sous le poids du corps.

📖 2. Os et repères articulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Patella : Le plus gros os sésamoïde du corps, situé en avant de la trochlée fémorale.

★ À maîtriser

• Le genou met en présence l’extrémité inférieure du fémur, les extrémités supérieures du tibia et de la fibula, ainsi que la patella.

📌 La fibula est un os non porteur qui ne transmet pas le poids du corps et contribue aux insertions musculaires, à la stabilité latérale et à la malléole latérale.

Compléments

• Le tibia est un os long, pair et asymétrique dont l’extrémité supérieure porte les cavités glénoïdales médiale et latérale, séparées par l’éminence intercondylaire, ainsi que la tubérosité tibiale en avant.

• La tubérosité tibiale reçoit l’insertion du ligament patellaire.

📖 3. Articulations et surfaces articulaires

★ À maîtriser

📌 L’articulation fémoro-patellaire est trochléenne et possède un degré de liberté, tandis que l’articulation fémoro-tibiale est bicondylaire et possède deux degrés de liberté.

• Les mouvements du genou sont commandés par un axe transversal de flexion-extension et un axe longitudinal de rotation, les rotations étant possibles genou fléchi.

📌 La cavité glénoïdale tibiale médiale est concave, tandis que la cavité latérale est convexe, ce qui crée une discordance avec les condyles fémoraux.

• L’axe fémoral et l’axe tibial forment un angle ouvert en dehors, appelé valgus physiologique, d’environ 170 à 175°.

Compléments

• La trochlée fémorale présente deux joues convexes séparées par une gorge, et sa joue latérale est plus haute et plus saillante.

• Les condyles fémoraux sont convexes, divergent vers l’arrière et présentent un rayon de courbure décroissant ; le condyle latéral roule davantage et le condyle médial est plus étroit.

📖 4. Ménisques et moyens d’union

🔑 Notions clés & Définitions

• Ménisques : Deux fibro-cartilages interposés entre le fémur et le tibia qui rétablissent la concordance des surfaces articulaires et répartissent les charges.

★ À maîtriser

• Le ménisque médial a une forme de C, tandis que le ménisque latéral a une forme de O.

• Le collatéral tibial adhère au ménisque médial, tandis que le collatéral fibulaire en est séparé par le tendon du poplité.

• Les ligaments croisés sont extra-capsulaires mais intra-articulaires.

Compléments

• Chaque ménisque présente trois faces :

  • une face supérieure en rapport avec le condyle
  • une face inférieure en rapport avec la glène
  • une face périphérique en rapport avec la capsule

• Le ligament transverse du genou unit les cornes antérieures des deux ménisques.

• La capsule du genou est un manchon fibreux tendu du fémur au tibia, adhère aux ménisques et est interrompue en avant par la patella.

• Le ligament collatéral tibial relie le condyle médial au tibia, adhère au ménisque médial et est le plus volumineux des ligaments collatéraux.

• Le ligament collatéral fibulaire relie le condyle latéral à la tête de la fibula et est séparé du ménisque latéral par le tendon du poplité.

📖 5. Muscles moteurs du genou

★ À maîtriser

• Le quadriceps fémoral comprend quatre chefs :

  • le droit fémoral
  • le vaste médial
  • le vaste latéral
  • le vaste intermédiaire

• Le quadriceps est innervé par le nerf fémoral, de L2 à L4, et étend la jambe sur la cuisse.

• Les ischio-jambiers comprennent :

  • le semi-tendineux
  • le semi-membraneux
  • le biceps fémoral

📌 Le biceps fémoral est rotateur latéral du genou, tandis que les semi-tendineux et semi-membraneux en sont les rotateurs médiaux.

• Le poplité amorce la flexion en déverrouillant le genou par une rotation médiale du tibia et rétracte le ménisque latéral.

Compléments

📌 Le droit fémoral est bi-articulaire et fléchit aussi la hanche, contrairement aux autres chefs du quadriceps décrits ici comme extenseurs du genou.

• La patte d’oie réunit trois tendons :

  • le sartorius
  • le gracile
  • le semi-tendineux

• La patte d’oie fléchit et effectue la rotation interne du genou, et stabilise le bord médial en freinant le valgus et la rotation latérale.

• Les gastrocnémiens sont des fléchisseurs accessoires du genou et des fléchisseurs plantaires de la cheville.

📖 6. Stabilité statique et contraintes

★ À maîtriser

📌 En extension, les ligaments collatéraux assurent la stabilité frontale du genou ; le collatéral tibial est davantage sollicité par la tendance naturelle au valgus.

📌 En légère flexion, le quadriceps stabilise le genou antéro-postérieurement, tandis qu’en hyperextension la stabilité dépend des éléments capsulo-ligamentaires et de certains muscles.

• Le pivot central formé par les ligaments croisés est le principal frein antéro-postérieur du genou, et sa défaillance produit un tiroir en cas de rupture du LCA ou du LCP.

📌 En extension, la rotation latérale tend les ligaments collatéraux et la rotation médiale tend les ligaments croisés, ce qui verrouille le genou en rotation.

📌 Le genu valgum surcharge le compartiment latéral, tandis que le genu varum surcharge le compartiment médial.

Compléments

• La patte d’oie aide le collatéral tibial, le tractus ilio-tibial aide le collatéral fibulaire et les expansions directes et croisées du quadriceps s’opposent au bâillement de l’interligne des deux côtés.

• En hyperextension, les principaux stabilisateurs sont :

  • la capsule postérieure
  • les coques condyliennes
  • les ligaments poplités
  • les ligaments collatéraux
  • les ligaments croisés
  • la patte d’oie
  • le biceps fémoral
  • les gastrocnémiens

• Les forces de cisaillement antéro-postérieur appliquées au tibia atteignent environ 0,4 fois le poids du corps et sont reprises par le ligament croisé concerné, le ménisque médial et en partie le collatéral tibial. - Nordin & Frankel

• L’angle fémoro-tibial physiologique est d’environ 170 à 175°, soit un valgus de 5 à 10°, et son déséquilibre concentre les contraintes sur un compartiment et favorise la gonarthrose.

📖 7. Cinématique du genou

★ À maîtriser

• La flexion du genou atteint environ 140°, et 150° lorsque la hanche est fléchie lors du mouvement talon-fesse.

• Lors de la flexion, les condyles roulent d’abord sans glisser, puis le glissement devient prédominant et, en fin de flexion, le condyle glisse sans rouler.

• Genou fléchi, la rotation axiale atteint environ 40° en rotation latérale et 30° en rotation médiale.

• En fin d’extension, le genou se verrouille par environ 5° de rotation latérale automatique ; la flexion débute par environ 20° de rotation médiale automatique, ou déverrouillage amorcé par le poplité.

Compléments

• Le pivot central guide le roulement-glissement : le LCA rappelle le glissement du condyle vers l’avant et le LCP vers l’arrière.

• En flexion, les ménisques sont repoussés et tirés en arrière par le semi-membraneux et le poplité ; en extension, les ailerons ménisco-patellaires et le ligament ménisco-fémoral les ramènent en avant.

• Le genu recurvatum correspond à une hyperextension de 5 à 10° du genou.

📌 Le compartiment latéral est le compartiment mobile du genou, tandis que le compartiment médial en est le compartiment stable. - Neumann ; Nordin & Frankel

💡 Astuce mémo

En flexion : roulement d’abord, glissement ensuite, puis glissement seul.

📖 8. Appareil extenseur et patella

★ À maîtriser

• La patella agit comme une poulie de réflexion en écartant le tendon de l’axe articulaire, ce qui augmente le bras de levier du quadriceps et l’efficacité de l’extension.

📌 Le quadriceps plaque la patella dans la trochlée d’autant plus fortement que le genou est fléchi, ce qui augmente la pression fémoro-patellaire avec la flexion.

Compléments

• La patella décrit sur le fémur une translation circonférentielle associant un déplacement vertical et une bascule autour d’un axe transversal d’environ 35°.

• La joue latérale, plus haute, de la trochlée s’oppose à la luxation latérale de la patella.

• Les pressions fémoro-patellaires varient selon l’activité : (Neumann) : environ 1,3 fois le poids du corps à la marche sur terrain plat, 2,6 fois lors d’un lever de jambe tendue, 3,3 fois à la montée d’escalier, jusqu’à 7,8 fois lors d’un accroupissement profond

• La contrainte fémoro-patellaire reste maximale vers 60 à 90° de flexion, malgré l’augmentation de la surface de contact avec la flexion. - Neumann

• La stabilité médiale de la patella dépend de la joue latérale de la trochlée, du vaste médial et du ligament fémoro-patellaire médial ; la section de ce ligament fait perdre environ 27 % de stabilité médiale, et jusqu’à 50 % près de l’extension complète. - Neumann

💡 Astuce mémo

La patella agit comme une poulie qui écarte le tendon de l’axe articulaire.

📊 Tableaux de synthèse

Contraintes selon l’axe du genou