# Impact de la microgravité sur l'atrophie du multifide lombaire chez les astronautes : implication pour les lombalgies et hernies discales

Manon Perrot

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## To cite this version:

Manon Perrot. Impact de la microgravité sur l'atrophie du multifide lombaire chez les astronautes: implication pour les lombalgies et hernies discales. Sciences du Vivant [q-bio]. 2025. dumas-05292848

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AIX-MARSEILLE UNIVERSITÉ
ÉCOLE DES SCIENCES DE LA RÉADAPTATION
FORMATION EN MASSO-KINÉSITHÉRAPIE

# IMPACT DE LA MICROGRAVITE SUR L'ATROPHIE DU MULTIFIDE LOMBAIRE
## CHEZ LES ASTRONAUTES : IMPLICATION POUR LES LOMBALGIES ET HERNIES
### DISCALES

PERROT Manon

Directeur de mémoire : Mme EIGLIER Maelys
REMERCIEMENTS

A l'issu de ce mémoire, marquant la fin de mon parcours d'étudiante, je souhaiterais remercier
toutes les personnes qui m'ont accompagné et épaulée pendant ce cursus.

Je remercie tout d'abord madirectrice de mémoire, EGLIER Maelys, pour son
accompagnement précieux, sa disponibilité et ses conseils tout au long de la rédaction de ce
mémoire.

Je tiens également à remercier l'ensemble de l'équipe pédagogique de l'IFMK de Marseille pour les connaissances transmises durant ces 4 années de formation.

Un grand merci également à tous les professionnels de santé qu'ai purencontrer au cours de
mes stages. Leur partage d'expérience ainsi que leurs conseils me serviront tout au long de
mon exercice professionnel.

Merci à mes amis et camardes de promotion pour ces 4 belles années au groupe 6 et tout
particulièrement à ma binôme et à mes< *Totally kiné*» qui se reconnaitront.

Et enfin, je remercie tout particulièrement ma famille et mes proches pour leur soutien,
encouragement, patience et amour sans faille durant toutes ces années.
# Listes d'abréviations

ISS: Station Spatiale Internationale

NASA: National Aeronautics and Space Administration

CV: Colonne vertébrale

DIV: Disque intervertébral

MF: Multifide

HD: Hernie discale

LBP: Low back pain= lombalgie

TTT: Traitement

CSA: Cross Sectional Area= section transversale

FCSA: Functional Cross Sectional Area= section transversale fonctionnelle

IRM: Imagerie par résonnance magnétique

CT scan: Scanner

ANTCD: Antécédent

HAS: Haute autorité de santé

NOS: Newcastle-Ottawa Scale

JBI: Echelle Joanna Briggs Institute

IC: Intervalle de confiance

P: p-value

MK: Masso-Kinésithérapeute

CM: Contre-mesures
Table des matières :

<table><tr><td>1 INTRODUCTION</td><td>1</td></tr><tr><td>1.1 Contexte</td><td>1</td></tr><tr><td>1.1.1 Enjeux scientifiques et économiques</td><td>3</td></tr><tr><td>1.1.2 Enjeux médicaux</td><td>3</td></tr><tr><td>1.2 Généralité sur la colonne vertébrale</td><td>4</td></tr><tr><td>1.2.1 La colonne vertébrale</td><td>4</td></tr><tr><td>1.2.2 Le disque intervertébral</td><td>6</td></tr><tr><td>1.2.3 Le multifide lombaire</td><td>8</td></tr><tr><td>1.3 Les pathologies de la colonne vertébrale</td><td>12</td></tr><tr><td>1.3.1 La lombalgie</td><td>12</td></tr><tr><td>1.3.2 Hernies discales lombaires</td><td>15</td></tr><tr><td>1.4 La microgravité et ses effets musculosquelettiques</td><td>17</td></tr><tr><td>1.4.1 La microgravité</td><td>17</td></tr><tr><td>1.4.2 Ses conséquences musculosquelettiques</td><td>18</td></tr><tr><td>1.5 Pathologies touchant les astronautes et lien a vec les populations terrestres sédentaires</td><td>25</td></tr><tr><td>1.5.1 Les pathologies communes</td><td>25</td></tr><tr><td>1.5.2 Santé terrestre et spatiale, des comportements similaires</td><td>26</td></tr><tr><td>1.6 Les traitements pour les astronautes</td><td>27</td></tr><tr><td>1.6.1 Avant le vol</td><td>27</td></tr><tr><td>1.6.2 Pendant le vol</td><td>28</td></tr><tr><td>1.6.3 L'étape postvol</td><td>28</td></tr><tr><td>1.6.4 Les contre-mesures principales pendant le vol</td><td>29</td></tr><tr><td>1.6.5 Problématiques rencontrées, nouvelles exigences et challenges futurs</td><td>32</td></tr><tr><td>1.7 Le but de cette revue</td><td>33</td></tr><tr><td>2 METHODE</td><td>35</td></tr><tr><td>2.1 Critère d'éligibilité des études</td><td>35</td></tr><tr><td>2.1.1 Schéma d'étude</td><td>35</td></tr><tr><td>2.1.2 Population</td><td>37</td></tr></table>
<table>
  <tbody>
    <tr>
      <td>2.1.3 Intervention</td>
      <td>37</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2.1.4 Comparateur</td>
      <td>37</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2.1.5 Outcome / critère de jugement</td>
      <td>37</td>
    </tr>
    <tr>
      <td><strong>2.2 Méthodologie de recherche des études</strong></td>
      <td><strong>39</strong></td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2.2.1 Sources documentaires investiguées</td>
      <td>39</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2.2.2 Equation de rechercheutilisée</td>
      <td>39</td>
    </tr>
    <tr>
      <td><strong>2.3 Méthode de sélection des études</strong></td>
      <td><strong>40</strong></td>
    </tr>
    <tr>
      <td><strong>2.4 Méthode d'extraction et d'analyse des données</strong></td>
      <td><strong>40</strong></td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2.4.1 Evaluation de la qualité méthodologique des études sélectionnées</td>
      <td>41</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2.4.2 Méthode de synthèse des résultats</td>
      <td>41</td>
    </tr>
    <tr>
      <td><strong>3 Résultats</strong></td>
      <td><strong>42</strong></td>
    </tr>
    <tr>
      <td><strong>3.1 Description des études</strong></td>
      <td><strong>42</strong></td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3.1.1 Processus de sélection des études et diagramme de flux</td>
      <td>42</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3.1.2 Etudes exclues par lecture complète</td>
      <td>44</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3.1.3 Description des études incluses</td>
      <td>44</td>
    </tr>
    <tr>
      <td><strong>3.2 Etude du risque de biais</strong></td>
      <td><strong>53</strong></td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3.2.1 Echelle d'analyse des biais</td>
      <td>53</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3.2.2 Synthèse des biais</td>
      <td>55</td>
    </tr>
    <tr>
      <td><strong>3.3 Effets du facteur de risque sur le critère de jugement</strong></td>
      <td><strong>55</strong></td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3.3.1 Etude Bailey JF et al. 2018</td>
      <td>56</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3.3.2 Etude Bailey JF et al. 2022</td>
      <td>57</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3.3.3 Etude Hides JA et al. 2021</td>
      <td>60</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3.3.4 Etude Burkhart K et al. 2019</td>
      <td>62</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3.3.5 Etude Hides JA et al. 2016</td>
      <td>63</td>
    </tr>
    <tr>
      <td><strong>4 Discussion</strong></td>
      <td><strong>65</strong></td>
    </tr>
    <tr>
      <td><strong>4.1 Analyse des principaux résultats et hypothèses</strong></td>
      <td><strong>65</strong></td>
    </tr>
    <tr>
      <td>4.1.1 Population</td>
      <td>67</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>4.1.2 Intervention / facteur de risque</td>
      <td>70</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>4.1.3 Comparateur</td>
      <td>71</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>4.1.4 Analyse du critère de jugement</td>
      <td>71</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>4.1.5 Conclusion générale des 5 études et applicabilité des résultats</td>
      <td>73</td>
    </tr>
    <tr>
      <td><strong>4.2 Approfondissements apportés par la littérature</strong></td>
      <td><strong>75</strong></td>
    </tr>
  </tbody>
</table>
<table><tr><td>4.3 Source de financement et conflits d'intérêt des études incluses</td><td>76</td></tr><tr><td>4.4 Qualité des preuves</td><td>76</td></tr><tr><td>4.5 Limites et biais potentiels de la revue</td><td>77</td></tr><tr><td>4.5.1 Limites de la revue</td><td>77</td></tr><tr><td>4.5.2 Evaluation des risques de biais</td><td>79</td></tr><tr><td>5 Conclusion</td><td>81</td></tr><tr><td>5.1 Implication pour la pratique clinique</td><td>81</td></tr><tr><td>5.2 Implication pour la recherche</td><td>82</td></tr><tr><td>Bibliographie</td><td>84</td></tr><tr><td>Annexes</td><td>93</td></tr></table>
# 1 INTRODUCTION

## 1.1 Contexte

L'histoire de l'exploration spatiale prend ses racines durant la seconde guerre mondiale. C'est pendant la guerre froide, en 1957 que commence véritablement la "course à l'espace", « engagées dans la guerre froide, les deux superpuissances, Etats-Unis et URSS, avaient choisi l'espace comme lieu d'affrontement »<fnref n="1" />. Les Hommes ont toujours voulu en savoir plus sur l'espace et en connaître ses limites <fnref n="2" />. C'est en 1961 que le premier vol dans l'espace a eu lieu avec Youri Gagarine, un cosmonaute soviétique. Et c'est en 1969, que le premier homme, Neil A. Amstrong, est allé sur la Lune<fnref n="3" />. De 1961 à 2024, on recense environ 600 astronautes à être allés dans l'espace(1).

Pendant ces 10 dernières années, les recherches et investissements spatiaux n'ont cessé d'augmenter. L'exploration spatiale s'est développée notamment avec la création de plateformes de sciences spatiales comme l'ISS (la station spatiale internationale) servant de vrai laboratoire. Cette station, créée en 1998, a été le siège de plus de 3 000 expériences ces 20 dernières années. L'ISS a permis à plus de 2 000 publications scientifiques de voir le jour depuis 1998. Les investissements privés dans l'espace ont explosé, passant de 300 millions de dollars aux Etats-Unis en 2012 à plus de 10 milliards de dollars en 2022. En effet, cet engouement a favorisé l'émergence de nouvelles ambitions à des fins commerciales comme l'ouverture de stations spatiales commerciales ou à la mise en place de vols "touristiques" dans l'espace (tourisme spatial). L'espace n'est donc maintenant plus réservé qu'aux astronautes (2). Par exemple, selon Le Monde en septembre 2021, SpaceX a lancé la mission Inspiration4, où 4 touristes spatiaux ont été envoyés dans l'espace pour un vol de trois jours, sans astronautes professionnels à bord. « *Le but affiché de la mission est d'ouvrir les portes de l'espace à un plus grand nombre, bien que celles-ci ne restent pour le moment qu' entrouvertes pour quelques privilégiés* »<fnref n="4" />

Les astronautes représentent une population restreinte mais la microgravité à laquelle ils sont exposés entraine d'importants effets néfastes sur leur corps et fait d'eux de futurs potentiels patients (3), aussi bien sur leur préparation, leur réadaptation. Mais également, nous supposons que ce que nous pouvons apprendre d'eux pourrait servir à nos pratiques médicales sur Terre, ou du moins, à la compréhension de certains mécanismes liés à la sédentarité. « *La physiothérapie est inextricablement liée aux effets de la gravité sur le corps humain* (4). Cette population partage de nombreuses similitudes avec les populations terrestres sédentaires ou

<footnote n="1">¹ STATIONS ORBITALES - Encyclopædia Universalis [Internet]. [cited 2024 Oct 27]. Available from: https://www.universalis.fr/encyclopedie/stations-orbitales/</footnote>

<footnote n="2">² ESPACE (CONQUÊTE DE L') - Le droit de l'espace - Encyclopædia Universalis [Internet]. [cited 2024 Oct 27]. Available from: https://www.universalis.fr/encyclopedie/espace-conquete-de-l-le-droit-de-l-espace/</footnote>

<footnote n="3">³ PREMIERS HOMMES SUR LA LUNE - Encyclopædia Universalis [Internet]. [cited 2024 Oct 27]. Available from: https://www.universalis.fr/encyclopedie/premiers-hommes-sur-la-lune/</footnote>

<footnote n="4">⁴ SpaceX lance sa première mission de tourisme spatial [Internet]. [cited 2024 Oct 29]. Available from: https://www.lemonde.fr/sciences/article/2021/09/13/spacex-lance-sa-premiere-mission-de-tourisme-spatial_6094482_1650684.html</footnote>
alitées. Plusieurs études, dont certaines menées par la NASA ont étudié les effets de l'alitement ainsi que de la microgravité sur le corps humain (5) (6) (7) (8) (9). Nous reviendrons sur ces notions tout au long de ce mémoire. Par conséquent, à kinésithérapie s'applique aussi bien aux astronautes qu'aux personnes sur Terre, étant donné les similitudes supposées.

Néanmoins, mener des études sur des astronautes est difficile au vue de l'environnement hostile auquel ils sont confrontés. Selon le CNRS, selon Olivier Blin (directeur du Centre d'excellence pour les maladies neurodégénératives et le vieillissement), ⁵l'espace met à disposition un "environnement de test extrême" lié à la microgravité, l'isolement et la durée des missions. Certaines études mettent donc en place des essais avec des modèles par immersion sèche ou bien des essais dans lesquels les participants sont alités tête en bas (HDTBR head down tilt bed rest studies). Elles représentent des alternatives afin de mimer les effets de la microgravité et d'en étudier les effets. "L'alitement prolongé est un modèle utilisé par les agences spatiales pour simuler les effets des vols spatiaux sur le corps humain, études sur l'alitement ont fourni des informations sur les effets de l'immobilisation et de l'inactivité (...) les sujets doivent suivre un protocole strict de s'allonger dans le lit à une inclinaison de 6° tête vers le baspendant des jours et des mois" (4); "les études sur l'alitement ont traditionnellement été utilisées par les agences spatiales internationales pour comprendre les effets physiologiques de la microgravité (10)

Ne plus être soumis à la gravité entraine donc des maux, et ces maux ont tendance à être retrouvés chez les personnes sédentaires ou alités. (11)

Selon la HAS, la sédentarité se définie comme «une situation d'éveil caractérisée par une dépense énergétique inférieure ou égale à 1,5 MET. Elle correspond au temps passé assis ou allongé entre le lever et le couchier<fnref n="6" />»

Ce type de comportements, souvent associé à un manque d'activité physique, entraine des effets néfastes sur la santé comme des troubles cardiovasculaires, métaboliques, d'obésité, de problèmes musculosquelettiques et augmente ainsi le risque de mortalité (12). Selon Santé Publique France, les comportements sédentaires sont de plus en plus fréquents notamment à cause des écrans. « 8 adultes sur 10 déclarent un temps d'écran de loisirs supérieur à 3 heures par jour et plus de 20% passent plus de 7 heures assis par jour leur corps subit des changements qui s'apparentent à des problèmes de santé liés au vieillissement ou à un mode de vie sédentaire.

Aujourd'hui l'exploration spatiale connait donc des enjeux scientifiques, médicaux économiques, et politiques.

<footnote n="5">⁵ L'espace au quotidien | CNRS [Internet]. [cited 2024 Nov 13]. Available from: https://www.cnrs.fr/fr/actualite/lespace-au-quotidien</footnote>

<footnote n="6">⁶ Haute autorité de santé : guide des connaissances sur l'activité physique et la sédentarité. Available from: https://www.has-sante.fr/upload/docs/application/pdf/2022-08/guide_connaissance_ap_sedentarite_vf.pdf</footnote>

<footnote n="7">⁷ Activité physique et sédentarité dans la population en France. Synthèse des données disponibles en 2024 [Internet]. [cited 2024 Dec 13]. Available from: https://www.santepubliquefrance.fr/determinants-de-sante/nutrition-et-activite-physique/documents/enquetes-etudes/activite-physique-et-sedentarite-dans-la-population-en-france.-synthese-des-donnees-disponibles-en-2024</footnote>
### 1.1.1 Enjeux scientifiques et économiques

Lesmissions spatiales ne font qu'augmenter, en nombre, fréquence et durée de plus en plus d'astronautes partent en mission de plus en plus longtemps et de plus en plus loin. Des vols de plus longues durées en direction de Mars sont prévus. Des nouvelles expéditions spatiales à des fins "touristiques" sont également lancées. Selon le CNRS<fnref n="8" /> Elon Musk, patron de l'entreprise spatiale SpaceX déclare être capable d'envoyer une première mission habitée vers mars dès 2026. Face à ces grandes ambitions, des défis restent cependant non relevés à ce jour et des interrogations subsistent notamment sur l'effet de la microgravité sur les corps humains non adaptés.

### 1.1.2 Enjeux médicaux

En effet, les avancées et trouvailles scientifiques concernant la santé des astronautes, permettraient de faire des avancées considérables pour la santé des populations sur Terre. Ce qui est observable sur du long terme sur Terre est plus rapidement observable dans l'espace.

"Les expériences scientifiques réalisées sur les astronautes dans l'espace, améliorent notre compréhension des troubles médicaux sur Terre. Elles ont permis de faire des découvertes qui peuvent aider les personnes souffrant de troubles cardiovasculaires, de diabète de type 2, d'ostéoporose et de problème d'équilibre"<fnref n="9" /> ; «Les effets sur le corps humain en micropesanteur sont similaires à ceux du vieillissement, mais accélérés”<fnref n="10" />

C'est à cause de la microgravité qui impacte les astronautes, que découle une cascade d'effets indésirables et de conséquences sur les corps humains exposés. S'intéresser aux problèmes auxquels sont confrontés les astronautes peut être important pour comprendre certains mécanismes de pathologies touchant aussi des populations terrestres. De plus, mieux comprendre ces mécanismes permettrait de trouver des solutions efficaces et durables pour les astronautes lors de leur vols spatiaux de longues durées. De nombreux parallèles existent entre les changements physiologiques observés chez les astronautes et ceux régulièrement observés par les kinésithérapeutes sur Terre, notamment chez des patients « souffrant de lombalgie, de maladies de fonte musculaire, d'exposition pr olongée au lit, d'athlètes d'élite et de patients gravement malades en soins intensifs». Il existe des similitudes entre certains changements dus à la décharge en microgravité et les changements observés chez les populations terrestres comme «les patients atteints de la moelle épinière, les patients gériatriques ou les patients alités déconditionnés» (4). Nous développerons nos détails ces aspects par la suite.

Nous commencerons donc par décrire les généralités autour de la colonne vertébrale (CV) ainsi que les pathologies auxquelles elle peut être confrontée, notamment la lombalgie (LBP) ainsi que les hernies discales lombaires (HDL).

<footnote n="8">⁸ Peut-on supporter de longs vols spatiaux ? | CNRS Le journal [Internet]. [cited 2024 Dec 20]. Available from: https://lejournal.cnrs.fr/articles/peut-supporter-de-long-vols-spatiaux</footnote>

<footnote n="9">⁹ Améliorer les soins de santé avec l'exploration spatiale | Agence spatiale canadienne [Internet]. [cited 2024 Nov 15]. Available from: https://www.asc-csa.gc.ca/fra/a-propos/retombees-de-l-exploration-spatiale-au-quotidien/ameliorer-les-soins-de-sante.asp</footnote>

<footnote n="10">¹⁰ ESA - Top 5 : l'espace pour votre santé [Internet]. [cited 2024 Nov 15]. Available from: https://www.esa.int/Space_in_Member_States/France/Top_5_l_espace_pour_votre_sante</footnote>
Ensuite, nous nous intéresserons plus particulièrement au phénomène de microgravité et aux conséquences qu'elle entraine sur les corps des astronautes. Puis, nous terminerons les traitements, appelés « *contre-mesures* », actuellement mis en place pour pallier ce déconditionnement touchant les astronautes.

Enfin, nous dégagerons un objectif à cette revue en déterminant un PICQ. Nous décrirons ensuite la méthode employée pour sélectionner les articles. Articles étudiant l'impact de la microgravité sur l'atrophie du multifide lombaire chez l'astronaute.

D'abord, afin de mieux comprendre les mécanismes autour de la colonne vertébrale chez les astronautes et de l'impact de la microgravité sur ce déconditionnement, intéressons-nous aux populations terrestres.

# 1.2 Généralité sur la colonne vertébrale

## 1.2.1 La colonne vertébrale

La colonne vertébrale (CV) est un ensemble de composants osseux et de tissus mous situé dans le dos. Elle permet de relier la tête avec le bassin. Elle est divisée en plusieurs régions : Elle comprend un empilement de 7 vertèbres cervicales, 12 vertèbres thoraciques, 5 vertèbres lombaires pour ensuite laisser place au sacrum et pour finir par la région coccygienne. Ces composants permettent un soutien mais donnent aussi une mobilité au corps. Elle protège la moelle épinière (ME), le système nerveux central.(13)

La colonne vertébrale présente des courbures physiologiques dans le plan sagittal, alternant lordose et cyphose. Ces courbures sont indispensables et témoignent de l'adaptation du corps à la gravité. Elles permettent une meilleure répartition des charges. La CV sert aussi d'ancrage à certains muscles du tronc. Elle doit donc être à la fois souple et solide. Pour la colonne cervicale, son but est à la fois de permettre la mobilité de la tête mais aussi de la soutenir (14). Pour la colonne lombaire, son but est de soutenir le thorax et les membres supérieurs, elle doit retransmettre les forces appliquées sur ces derniers membres inférieurs et au bassin. Elle est néanmoins moins mobile (14).

Les fonctions principales de la CV comprennent la protection de la ME, le soutien du poids du corps au-dessus du bassin, et le mouvement. Elle a un rôle dans la posture et le mouvement. Elle forme l'axe central du corps.<fnref n="11" /> La CV est aussi recouverte par un ensemble de muscle repartie en plusieurs couches.

<footnote n="11">¹¹ TeachMe Anatomy - Learn Anatomy Online - Question Bank [Internet]. [cited 2024 Nov 15]. Available from: https://teachmeanatomy.info/?doingigation_cron=1731658722.7951860427856445312500</footnote>
<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Schéma de la colonne vertébrale en vue dorsale et vue sagittale, provenant de «TeachMeAnatomy»<fnref n="12" /></figcaption></figure>

Les vertèbres comportent quelques différences d'une vertèbre à l'autre et d'un étage à l'autre. Néanmoins, elles comprennent des similitudes quant à leur structure : elles sont toutes composées d'un corps, de deux lames, de deux pédicules, de 4 facettes articulaires et enfin d'un processus épineux. Les foramens sont des ouvertures entre chaque vertèbre qui laissent passer le nerf spinal ainsi que les nerfs sinuvertebraux et des vaisseaux sanguins. En avant des foramens se trouve le disque intervertébral et les surfaces adjacentes des corps vertébraux. En arrière du foramen se trouve l'articulation facetteira. Le canal rachidien est situé au centre de la vertèbre. Les vertèbres sont articulées entre elles par des articulations cartilagineuses entre leurs corps et leurs facettes articulaires. Ces articulations permettent de supporter le poids, elles sont recouvertes de cartilage hyalin. Les disques intervertébraux permettent de relier les surfaces articulaires, d'articuler les corps vertébraux entre eux. Certains mouvements de glissement entre les vertèbres sont permis par les articulations zygapophysaires.

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Schéma d'une vertèbre, (vu transversale) provenant de «TeachMeAnatomy»<fnref n="13" /></figcaption></figure>

<footnote n="12">¹² TeachMeAnatomy - Learn Anatomy Online - Question Bank [Internet]. [cited 2024 Nov 15]. Available from: https://teachmeanatomy.info/?doing wp cron=1731658722.7951860427856445312500</footnote>

<footnote n="13">¹³ Atlas D'anatomie Humaine : Free Download, Borrow, and Streaming : Internet Archive [Internet]. [cited 2024 Nov 15]. Available from: https://archive.org/details/atlas-danatomie-humaine/page/150/mode/1up</footnote>
### 1.2.2 Le disque intervertébral

Les disques intervertébraux (DIV) sont situés entre chaque vertèbres du rachis. Ils représentent un cylindre fibrocartilagineux reliant les vertèbres entre elles<fnref n="14" />. Il y a donc 25 disques qui permettent d'articuler la surface inférieure du corps vertébral supérieur avec la surface supérieure du corps vertébral inférieur. Ces disques, structures cartilagineuses et articulaires, participent à la longueur de la CV. Ils «représentent 25 à 33% de la longueur de la colonne vertébrale» (15).

Leur rôle est d'empêcher le tassement des vertèbres, empêcher qu'elles s'écrasent les unes sur les autres. Ces disques, de leur composition, permettent d'absorber les chocs que subis la CV en jouant un rôle d'amortisseur. Ils «permettent à la CV d'être flexible sans sacrifier beaucoup de force» (15).

Ces disques sont composés d'un noyau pulpeux interne, d'un noyau fibreux externe ou anneau fibreux) et de plaques d'extrémités cartilagineuses, plaques terminales. Ces plaques d'extrémités permettent aux disques d'être ancrer aux vertèbres adjacentes (15). La forme des DIV (en forme de coin), permet de soutenir les courbures du rachis, notamment en régions lombaires et thoraciques.

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Figure d'une section de DIV (16)</figcaption></figure>

Au centre du disque se trouve le noyau pulpeux interne (NPI), une structure gélatineuse donnant force et flexibilité à la CV. Cette structurée gélatineuse, flexible et autonome correspond à une zone de rétention d'eau, elle comprend entre 66 et 86% d'eau (15). Malgré cette

<footnote n="14">¹⁴ TeachMeAnatomy- Learn Anatomy Online - Question Bank [Internet]. [cited 2024 Nov 15]. Available from: https://teach.meanatomy.info/?doingigation_cron=1731658722.7951860427856445312500</footnote>
composition majoritaire en eau (17), d'autres éléments sont présents comme du collagène de type 2 essentiellement et des protéoglycanes (agregatane et versicane). Une faible quantité de cellules fabricant les produits de la matrice extra-cellulaire (MEC) est présente. Ces cellules permettent de maintenir l'intégrité du noyau pulpeux (15).

L'anneaux fibreux (AF) correspond à un disque, un anneau de tissu conjonctif fibreux, entourant le noyau pulpeux central. Il est principalement formé de collagène. On retrouve aussi des protéoglycanes, de glycoprotéines, des fibres élastiques et de cellules du tissu conjonctif secrétant les produits de la MEC. Cet anneau fibreux est organisé en lamelles orientées spécifiquement les unes par rapport aux autres (15 à 25 feuilles).« Chaque lamelle contient du collagène uniformément orienté dans un plan dont l'orientation diffère d'environ 60 degrés par rapport à la lamelle adjacente » (15). Les fibres de collagène relient les disques à chaque corrévébral et aux tissus adjacents. Il y a aussi une interconnexion entre ces lamelles par des ponts translamellaires. Cette structure très organisée permet un équilibre entre résistances aux forces de compression du disque et flexibilité (15).

La plaque terminale est composée de cartilage hyalin avec une prédominance de collagène de type II. Elle est située au niveau des faces supérieures et inférieures du corps vértébral.

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Vuelatérale et supérieure du disque intervertébrale (15)</figcaption></figure>

Le disque intervertébral est essentiel concernant la locomotion et notamment par son rôle dans les domaines du soutien structurel. Il permet à la CV d'être flexible mais aussi d'être une structure de soutien (17). Il permet aussi de protéger les vertèbres. Ses différentes parties ont des rôles importants. Le noyau fibreux permet une répartition de la pression hydrostatique dans tout le disque. Il fonctionne comme un système hydraulique en soutenant et séparant les vertèbres. Sa forte composition en eau permet de disperser les forces exercées à l'ensemble de la structure, réduisant ainsi le risque de traumatisme. « Cette fonction d'absorption des chocs répartit les forces dans toute la colonne vertébrale, réduisant ainsi la charge sur une vertèbre, réduisant ainsi le risque de fracture et de changements dégénératifs » (15). Cette structure joue un rôle de soutien pour la CV mais possède aussi un rôle dans la mobilité de la CV. L'anneau fibreux a quant à lui, un rôle de structure autour du noyau gélatineux. Il offre une résistance importante aux forces de compressions exercées par le noyau et résiste aussi aux mouvements de torsion, flexion, extension du rachis. Ces disques assurent séparation et connectivité des vertèbres entres elles, ils permettent aussi aux nerfs rachidiens de passer et de sortir des foramen intervertébraux en séparant suffisamment les vertèbres entre elles (15).
Le noyau pulp eux ne possède pas d'innervation. Mais des terminaisons nerveuses dérivées des nerfs sinuvertebraux (nerf récurrente Luschka) sont présentes dans les lamelles externes de l'annulus fibrosus(17).

Les disques effectuent des mouvements discaux pendant les mouvements du rachis, ces mouvements sont complexes et ne se limitent pas à un simple mouvement vers l'avant ou vers l'arrière. Ces mouvements prennent en compte différents facteurs, une interaction entre charges mécaniques, structures environnantes et santé des disques. Le caractère viscoélastique duDIVinfluence aussi ces mouvementsAutrement dit, les mouvements discaux sont complexes. Par exemple, en extension du rachis, les mouvements ne se limitent pas au simple déplacement du noyau pulpeux vers l'avant ou bien vers l'arrière en flexion de rachis(18). Les mouvements du rachis provoquent une série mouvements complexes au sein des DIV et pas seulement un mouvement du noyau pulpeux. Les autres structures comme l'AF ou encore les ligaments sont aussi impliqués.

Avec le vieillissement et d'autres conséquences traumatiques, sa structure peut se détériorer et ses fonctions peuvent ainsi s'affaiblire(17). Le processus de vieillissement et de dégénérescence discale entraine une perturbation de l'harmonie entre toutes les structures du DIV altérant ainsi leur fonction dans la stabilité et mobilité disque. Chez les personnes âgées, une déshydratation du disque est fréquente, pouvant être due à la dégradation des protéoglycanes réduisant ainsi les propriétés de rétention d'eau du noyau pulpeux.

Cette structure peut donc être soumise à des pathologies discales où la «circonférence du disque s'étend au-delà des corps vertébraux» (15). Le disque peut subir une hernie discale impliquant le noyau pulpeux. Cette hernie peut entrainer une compression nerveuse touchant les nerfs adjacents. «Le site les plus fréquents de hernie discale est en L5-S1»; «lors de l'extrusion discale, l'anneau fibreux est endommagé, ce qui permet au noyau pulpeux de faire une hemie au-delà des limites normale du disque» (19). Nous reviendrons en détails sur cette pathologie.

Les contraintes induites par des mouvements répétés ou bien combinés de flexion, de torsion ou de compressions exercées par des forces verticales sur la CV peuvent entrainer des conséquences discalessi les parties du disques intervertébrales sont altérées(15).

La CV est aussi recouverte par un ensemble de muscle reparts en plusieurs couches dont le multifide.

### 1.2.3 Le multifide lombaire

Le multifide (MF) est un des muscles profonds du dos. Il a plusieurs insertions proximales notamment sur le sacrum, l'ilium, les processus transverses des vertèbres de T1-T12, les processus mamillaires des vertèbres lombales, et les processus articulaires de C4-C7. Il se termine aussi par plusieurs insertion s distales, sur le processus épineux de la vertèbre sus jacente « en enjambant 2 à 4 segments vertébraux ». Son innervation est effectuée par les rameaux dorsaux des nerfs spinaux de chaque région. Il fait partie du groupe musculaire
traverso-epineux<fnref n="15" /> « *transversospinales*». C'est un muscle court situé sous le muscle semi épineux. Il est davantage développé en région lombaire. Sa fonction principale repose sur la stabilité de la CV⁶.

Le MF a des fonctions importantes sur la colonne lombaire. C'est le muscle paraspinal le plus médial. Il se situe au dessus des articulations zygapophysaires et est latéralement situé par rapport aux apophyses épineuses de la colonne lombaire. Il a plusieurs actions selon si sa contraction est unilatérale ou bilatérale : la stabilisation intervertébrale ainsi que l'extension du rachis en cas de contraction bilatérale. La rotation controlatérale ainsi qu'une inclinaison homolatérale en cas de contraction unilatérale. Le MF participe aussi à la stabilisation de l'articulation sacro-iliacque<fnref n="17" />. Il détient un rôle clé dans le contrôle et la **stabilisation** de la colonne lombaire, y compris les mouvements rotatifs ainsi que la rotation postériore (extension) dans le plan sagittal. Il est considéré comme "*le plus grand muscle paraspinal à traverser la jonction lombo-sacrée*"(20).

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Schéma localisant la muscle multifide sur une vue postérieure du rachis</figcaption></figure>

Les muscles du dos environnants comme les multifides jouent un rôle important dans la stabilité de la colonne vertébrale (21). La stabilité de la CV réside dans le fait que cette CV est capable de maintenir une posture, d'exercer des mouvements ou bien de supporter une charge tout en étant stable, équilibrée. Le maintien de cette stabilité permet donc de protéger la moelle.

<footnote n="15">¹⁵ Atlas D'anatomie Humaine : Free Download, Borrow, and Streaming Internet Archive [Internet]. [cited 2024 Nov 15]. Available from https://archive.org/details/atlas-danatomie-humaine/page/150/mode/1up</footnote>

<footnote n="16">¹⁶ TeachMeAnatomy- Learn Anatomy Online - Question Bank [Internet]. [cited 2024 Nov 15]. Available from: https://teachmeanatomy.info/?doingigation_cron=1731658722.7951860427856445312500</footnote>

<footnote n="17">¹⁷ Muscle multifides (transversaires -épineux) - PhysioStudent [Internet]. [cited 2024 Nov 15]. Available from: https://www.physiostudent.fr/cours/themes/myologie-du-tronc-6/muscle-multifides-transversaires-epineux-126</footnote>

<footnote n="18">¹⁸ TeachMeAnatomy- Learn Anatomy Online - Question Bank [Internet]. [cited 2024 Nov 15]. Available from: https://teachmeanatomy.info/?doingigation_cron=1731658722.7951860427856445312500</footnote>
épinière et de protéger la CV malgré toutes ces possibles contraintes. Cela est rendu possible par un équilibre entre tous les éléments décrits précédemment, musculosquelettiques et ligamentaires, notamment pendant des efforts intenses. Cela permet de protéger le dos contre d'éventuelles blessures. Cette stabilité repose donc sur une harmonie, une interaction entre les structures actives et passives. Cela permet à la CV d'être flexible, solide et protectrice à la fois.

Le MF permet donc, de par sa localisation, d'avoir un contrôle précis sur la posture vertébrale. Il permet de limiter les déplacements segmentaires excessifs ou en core des mouvements non prévus en contrôlant les petits mouvements possibles entre les vertèbres. Il n'agit pas seul mais souvent en synergie avec d'autres muscles comme le traüsverse de l'abdomen par exemple. On considère que le multifide transverse de l'abdomen constituent les muscles les plus importants formant le cœur de la notion d'équilibre. Ce MF a un rôle important puisqu'il permet de repartir les forces sur les disques intervertébraux. Il permet donc d'augmenter la stabilité durachis lors des charges et des compressions (22). Une atrophie de ce muscle pourrait donc être susceptible de perturber la stabilité durachis.

Puisque le multifide est connu pour jouer un rôle important dans la fonction de la colonne lombaire, une implication de ce muscle dans le développement de certaines pathologies de la CV et troubles lombaires pourrait être probable. "Un dysfonctionnement du multifide a été constaté chez des patients souffrant de lombalgie ou de discopathie" (20).

De ce fait, plusieurs études ont démontré l'implication du multifide dans l'apparition de lombalgie, « une dégénérescence graisseuse du muscle multifidus est également observée chez la majorité (>80%) des patients atteints de lombalgie » (22).

Une étude cohortelongitudinale (23) a cherché à montrer si une atrophie des muscles multifides lombaires était associée à la lombalgie en se basant sur l'infiltration de graisse du MF lombaire, « l'infiltration de graisse semble être un stade tardif de la défervescence musculaire et peut être mesurée de manière non invasive à l'aide de l'IRM. Cette étude a noté une infiltration de graisse chez 81% des adultes. Il a été démontré, chez les adultes « l'infiltration de graisse était fortement associée au fait d'avoir déjà eu une lombalgie (RC 9,2 IC à 95% 2,0/3,2) et à une lombalgie au cours de l'année précédente (RC 4,1; 1,5-11,2) » concluant ainsi une forte association entre l'infiltration de graisse du MF lombaire et de la lombalgie chez les adultes. Ce lien n'a cependant pas permis de déterminer sur cette atrophie était responsable de lombalgie (LBP) ou bien vice-versa.

Suite à de nombreuses divergences dans différentes études concernant cette association, une méta-analyse (24) a conclu que l'atrophie du MF était significativement associée aux LBP. Les changements induits sur ces muscles lombaires participaient à la réduction de la stabilité du rachis et au maintien des douleurs. « Les personnes atteintes de lombalgie avaient des muscles multifidus un peu plus petits avec une quantité importante d'infiltration de graisse intramusculaire » (24).

Plusieurs autres études ont soutenu cette théorie d'association entre atrophie du MF et LBP : "La dégénérescence musculaire dans la lombalgie est caractérisée par une diminution de la section transversale (CSA) et une augmentation de l'infiltration de graisse dans les muscles paraspinaux lombaires"; Cette atrophie musculaire pourrait être associée à des lombalgies
chroniques (25)." Une relation étiologique entre l'atrophie du multifidus et l'apparition de la lombalgie ne peut être exclue comme explication possible. Alternativement, l'atrophie peut être la conséquence de la lombalgie (...étant donné que ce muscle est considéré comme important pour la stabilité segmentaire lombaire, le phénomène d'atrophie peut être une raison du taux élevé de récidive de la lombalgie (26). Des patients souffrant de lombalgie chronique ont eu une diminution d e la CSA ainsi qu'une infiltration de graisse élevée concernant les muscles multifides (27).

L'association ne concerne pas seulement la lombalgie mais aussi les hernies discales lombaires (HDL).

Concernant l'association entre l'atrophie du MF et les HDL, une méta-analyse (28) a conclu que des modifications asymétriques dans le multifide étaient présentes s chez des personnes atteintes de HDL, l'atrophie étant plus marquée du côté où se situe la hernie discale. L'atrophie est donc une potentielle conséquence de HDL.

Plusieurs autres études (29) ont démontré qu'il était retrouvé, chez les personnes atteintes de HDL, une augmentation de la composition graisseuse du MF homolatérale à la lésion en comparaison au côté sain controlatéral, "la composition graisseuse du muscle multifidus au même niveau et du même côté que la hernie lombaire était considérablement plus élevée que du côté controlatéral".

Malgré cette association prouvée entre LBP/HDL, let atrophie du multifide, il reste tout de même complexe de démontrer si cette association est bidirectionnelle. C'est-à-dire de savoir si l'atrophie est seulement une conséquence, une cause de LBP/HDL ou bien les deux. « *Sa fonction anormale pourrait réduire l'étable de la colonne lombaire, et la maladie lombaire chronique pourrait également entraîner une atrophie musculaire du multifidus.* » (21)

L'atrophie du multifide peut donc être associée à une instabilité du rachis, aux LBP ainsi qu'aux HDL. L'atrophie musculaire, par diminution de la stabilité du rachis, peut être responsable d'une persistance de douleur, une aggravation de LBP pouvant entraîner un cercle vicieux. Cette atrophie peut entraîner un risque plus important de récidive de douleur lombaire.

Une sous-utilisation musculaire et une immobilité, comme par exemple en raison de LBP ou de hernies discales, peut entraîner une atrophie du muscle multifide. D'un autre côté, cette atrophie du multifide peut-elle même participer à l'apparition ce genre de pathologie padéfaut de stabilité de la CV. Le risque de développer des HD ou des LBP peut être auggré ou bien le risque de récidive peut être augment é. Cela peut entraîner un cercle vicieux entre atrophie musculaire du MF et troubles lombaires. En effet, la CV est donc plus vulnérable aux blessures lorsque la musculature qui l'entoure est affaiblie.

Le MF est donc un muscle important pour la stabilité lombaire. Une atrophie pourrait être susceptible d'engendrer des douleurs lombaires et rendre la CV instable, vulnérable et sujette à des mouvements qui seront incontrôlés. L'atrophie des muscles multifides peut potentiellement participer à la perte de courbures de la CV entrainant instabilité et dysfonction du disque intervertébral, « *Des preuves récentes suggèrent que l'atrophie de la musculature du tronc, en particulier le multifidus, peut précipiter la perte de la courbure lombaire (et donc*
l'augmentation de la taille) et entrainer une instabilité de la colonne vertébrale et un dysfonctionnement de l'IVD»(30); "Dans l'ensemble, la faiblesse et le dysfonctionnement des muscles lombaires peuvent bien contribuer au risque initial et peuvent présenter un risque accru de blessure pendant des semaines ou des mois(31).

Une atrophie de ce muscle serait donc susceptible d'entrainer des pathologies autour de la CV.

## 1.3 Les pathologies de la colonne vertébrale

La colonne vertébrale se retrouve être le siège de différentes pathologies :

### 1.3.1 La lombalgie

L'une des plaintes les plus courantes et rependues dans le mondenommée comme étant la "maladie du siècle", est la lombalgie (LBP)

Selon *Sante Publique France*, la lombalgie se définit comme "une douleur localisée entre T12 et le pli inter fessier"<fnref n="19" />. Elle correspond à une douleur sur la face postérieure du corps, allant du bord inferieur de la 12e cotes jusqu'aux plis fessiers inferieurs. La lombalgie est une "affection douloureuse liée au système musculosquelettique" (32). Elle appartient aux troubles musculosquelettiques (TMS) pouvant apparaitre dans le cadre professionnel ou de loisir. La lombalgie correspond à une douleur. C'est donc un symptôme dont l'intensité peut varier mais cette intensité ne témoigne pas du niveau de gravité de l'atteinte.

C'est un réel problème de santé publique (33), un symptôme fréquent pouvant toucher toute la population. 80% de la population subit un épisode une fois dans sa vie. Selon Ameli, « 4 personnes sur 5 souffriront de lombalgie commune au cours de leur vie<fnref n="20" />. Elle est invalidante et coute plus de 100 milliards de dollars par ans aux Etats-Unis. Elle a une prévenance élevée dans la population générale. "La prévalence des personnes souffrant de LBP était estimée à 377,5 millions en 1990, et ce chiffre est passé à 577,0 millions en 2017(32). Les plus courants diagnostics différents de la lombalgie sont les hernies discales lombaires et les discopathies dégénératives (33). En plus d'avoir un réel impact économique et social, cela entraine aussi un vrai problème de santé au travail qui peut mener à une désinsertion professionnelle<fnref n="21" />.

La lombalgie entraine donc des conséquences sur la santé et le bien être des personnes mais entraine également des conséquences au travail en « portant atteinte à la performance des entreprises ». Selon Ameli, « on évalue à 12,2 millions le nombres dépurnées de travail perdues en raison d'une lombalgie, soit 57 000 emplois à temps plein<fnref n="22" />.

<footnote n="19">¹⁹ Lombalgie et hernie discale [Internet]. [cited 2024 Nov 16]. Available from: https://www.santepubliquefrance.fr/maladies-et-traumatismes/maladies-liees-au-travail/troubles-musculo-squelettiques/donnees/lombalgie-et-hernie-discale</footnote>

<footnote n="20">²⁰ Lombalgie : Un enjeu de santé publique | ameli.fr | Médecin [Internet]. [cited 2024 Nov 16]. Available from: https://www.ameli.fr/medecin/sante-prevention/pathologies/lombalgies/enjeu-sante-publique</footnote>

<footnote n="21">²¹ Haute Autorité de Santé - Prise en charge du patient présentant une lombalgie commune [Internet]. [cited 2024 Nov 16]. Available from: https://www.has-sante.fr/jcms/c_2961499/fr/prise-en-charge-du-patient-presentant-une-lombalgie-commune</footnote>

<footnote n="22">²² Mal de dos : Les conséquences financières | ameli.fr | Entreprise [Internet]. [cited 2024 Nov 16]. Available from: https://www.ameli.fr/entreprise/sante-travail/risques/mal-dos/en-entreprise</footnote>
<figure><img src="image_8.png" /></figure>

Source: Ameli<fnref n="23" />

Cette pathologie peut survenir et disparaître spontanément en quelques jours ou bien perdurer et devenir une pathologie chronique(32)

Il existe donc plusieurs formes de lombalgie :

La « poussée aigue de lombalgie » avec apparition d'un épisode de douleur lombaire ne durant que quelques jours voire semaines Cela englobe les douleurs aigues avec ou sans douleur de fond préexistante. La LBP peut donc être aigue.

Ensuite, la lombalgie «à risque de chronicité» où la douleur persiste et s'installe dans le temps sur plusieurs semaines voire mois, avec un taux de récidive important. La durée d'évolution est inférieure à 3 mois mais le risque « d'absence de résolution de la lombalgie » est élevé. Autrement dit, il y a la présence de « drapeaux jaunes » c'est-à-dire de facteurs psychosociaux, pouvant entraîner un risque de chronicisation.

Et enfin, la « lombalgie récidivante » où l'épisode de LBP se répète dans les 12 mois<fnref n="23" />.

Une autre classification selon la durée : la LBP aigue avec persistance de la douleur pendant moins de 4/6 semaines. La subaiguë où la douleur dure entre 4/6 et 12 semaines. Et enfin, la douleur chronique où la douleur persiste plus de 12 semaines<fnref n="24" /> « La LBP chronique est défini par une lombalgie de plus de 3 mois<fnref n="24" />

L'évolution, la durée de la douleur dans le temps, fait la différence entre une LBP aigue et chronique. La prise en charge (PEC) ainsi que l'impact sur la qualité de vie du patient ne seront pas les mêmes<fnref n="24" />.

Il existe une multitude d'étiologie de lombalgie rendant sa vision globale complexe.

La lombalgie peut être commune (non spécifique) ou bien spécifique, c'est à dire liée à une pathologie sous-jacente ou altération de structure. Selon l' OMS « la lombalgie est commune

<footnote n="23">²³ Haute Autorité de Santé - Prise en charge du patient présentant une lombalgie commune [Internet]. [cited 2024 Nov 16]. Available from: https://www.has-sante.fr/jcms/c_2961499/fr/prise-en-charge-du-patient-presentant-une-lombalgie-commune</footnote>

<footnote n="24">²⁴ Mal de dos, comment éviter les douleurs chroniques | ameli.fr | Assuré [Internet]. [cited 2024 Nov 16]. Available from: https://www.ameli.fr/assure/sante/themes/lombalgie-aigue/lombalgie-subaigue-chronique</footnote>
dans 90 % des cas environr$^{25}$. Selon la HAS le pronostic est, en général, favorable puisque dans 90% des cas elle évolue positivement et ce en moins de 4/6 semaines$^{24}$.

1.3.1.1 La lombalgie commune

"La lombalgie commune « non spécifique » est la plus reprendue. Elle est non attribuable à une cause connue. Elle correspond à 90 à 95 % des cas de lombalgie (34). Dans le cas d'une lombalgie commune, on ne peut pas l'expliquer par une maladie ou altération, lésion sous-jacente. Elle est souvent d'ordre mécanique. Elle peut être entrainée à la suite de mouvements répétitifs violents, trop intenses ou bien d'une mauvaise posture tenue trop longtemps.

Plusieurs facteurs de risques rentrent en compte comme l'obésité, le tabac et le stress
mais c'est aussi et surtout le manque d'activité physique, la sédentarité qui favorise son
apparition. Le stress peut aussi favoriser la survenue de lombalgie. En effet, les facteurs psycho-
sociaux ont un impact sur le risque de passage à la chronicité d'une lombalgie (aigue à
chronique)$^{24}$.

Le traitement repose principalement sur le mouvement²⁴. Le dos nous permet de tenir
debout, il est puissant mais doit être entretenu grâce à une activité physique afin de renforcer la
musculature. Un épisode aigue de lombalgie survient et disparait en général rapidement. La
guérison peut être spontanée en quelques jours. La kinésithérapie peut ici être utile pour limiter
le risque de récidive. Une activité physique avec une récupération de force musculaire et de
mobilité est recommandée visant à forger la musculature afin de rendre le dos moins vulnérable
aux blessures. Dans certains cas, pour les lombalgies chroniques, le kinésithérapeute joue un
rôle important notamment concernant l'éducation thérapeutique du patient (ETP). Un
changement de mode de vie doit être entrepris, notamment sur la gestion du stress et autres
facteurs psycho-sociaux comme le sommeil, ainsi qu'un changement sur la vision du patient sur
sa douleur. Une éducation thérapeutique du patient atteint de lombalgie est donc primordiale
afin d'adopter les bons gestes, d'éviter certains comportements et favoriser une activité
physique régulière. Une adaptation de l'environnement professionnel, du poste de travail
(ergonomie) est aussi importante en parallèle d'une bonne hygiène de vie avec une activité
physique régulière. Le but est de prendre en charge la douleur et d'éviter que celle-ci ne
s'installe, éviter le risque de récidive. De la kinésithérapie peut être prescrite en cas de LBP
chronique mais les aigues se résorbent naturellement et ne nécessitent souvent pas de PEC
kinésithérapique. Cependant, il existe des formes de lombalgies spécifiques.

1.3.1.2 La lombalgie spécifique

La lombalgie spécifique est quant à elle liée à la présence d'un trouble, d'une lésion, ou
d'une pathologie sous-jacente. Les étiologies sont nombreuses. On peut y retrouver la lombalgie
disco génique liée à l'altération du disque intervertébral ; la lombalgie radiculaire dû à une
compression ou irritation d'un nerf. Une atteinte viscérale peut aussi être la cause de lombalgie
par douleur "référée". Les étiologies sont donc variées comme la présence d'une hernie discale,
un canal lombaire étroit, un spondylolisthésis, ou encore une radiculopathie. Tous peuvent

<footnote n="25">25 Lombalgie [Internet]. [cited 2024 Nov 16]. Available from: https://www.who.int/fr/news-room/fact-sheets/detail/low-back-pain</footnote>
entrainer l'apparition de ce symptôme qui n'en ai qu'une conséquence. Les lombalgies spécifiques découlent donc d'autres pathologies sous-jacentes comme la scoliose, les fractures, tumeur, spondylarthrite ankylosante<fnref n="26" />.

La dégénérescence du DIV représente l'une des principales causes de lombalgie (35). Elle représente 26% à 42% des patients atteints de lombalgie (32). Une hernie discale peut engendrer une lombalgie mais il n'existe pas de lien de cause à effet direct. Des hernies peuvent être asymptomatiques. Nous le verrons plus tard. Avoir une hernie discale n'entraine pas automatiquement une lombalgie et inversement.

Le traitement (TTT) de la lombalgie spécifique consiste dans un premier temps à diagnostiquer et traiter directement la cause de la douleur, la pathologie ou l'atteinte sous-jacente.

### 1.3.1.3 Le diagnostic

Avant de diagnostiquer un LBP, il est important d'effectuer un diagnostic différentiel ainsi que d'éliminer les « Red flags» (drapeaux rouges). Il est primordial d'exclure des pathologies graves, c'est à dire, de faire un diagnostic d'exclusion. Le but étant de ne pas passer à côté de pathologie grave nécessitant un effort en charge PEO immédiate, notamment en cas de fièvre pouvant faire penser à une infection, d'une perte de poids rapide et inexplicée pouvant faire penser à un cancer, ou bien d'un traumatisme violent pouvant faire penser à une fracture. Ce diagnostic repose donc principalement sur l'imagerie médicale (scanner, IRM, radio..) en core des examens biologiques (prise de sang).

Le diagnostic de la lombalgie en lui-même repose principalement sur la clinique. L'imagerie vient-elle confirmer ou écarter le diagnostic d'une pathologie, d'une atteinte sous-jacente. Cependant, il n'y a pas toujours de concordance entre la clinique et l'imageriesurtout concernant la LPB commune, souvent d'ordre mécanique, qui n'est rattachée à aucune pathologie sous-jacente. Son diagnostic repose donc principalement sur l'évaluation clinique, sur les symptômes décris par le patient.

### 1.3.2 Hernies discales lombaires

Les herniesdiscales (HD) sont des pathologies courantes touchant la CV. Cette atteinte peut être reconnue comme une maladie professionnelle. Cette pathologie représente une des principales causes d'apparition de lombalgie spécifique. Un des facteurs majeurs participant à la lombalgie disco-génique est la dégénérescence du disque intervertébral. Elle entraine une invalidité mondiale importante. Ces modifications peuvent entrainer un dysfonctionnement et une instabilité de la colonne(32).

Dans cette pathologie, l'anneau fibreux se retrouve endommagé. Le noyau pulpeux normalement présent entre deux corps vertébraux (au centre d'DIV) est déplacé en dehors de l'espace intervertébral. Cela peut entrainer une compression des nerfs ou de la moelle épinière (ME). Cette pathologie peut faire suite à un processus dégénératif ou à un traumatisme. Lors

<footnote n="26">²⁶ Lombalgie ou mal de dos, de quoi parker ? | ameli.fr | Assuré [Internet]. [cited 2024 Nov 16]. Available from: https://www.ameli.fr/assure/sante/themes/lombalgie-aigue/comprendre-lombalgie</footnote>
d'une hernie discale, « une partie ou la totalité du noyau pulpeux fait saillie à travers l'anneau fibreux » (19). L'anneau fibreux est endommagé, le noyau pulpeux n'est plus retenu est peut donc se déplacer et sortir de l'espace intervertébral. Cela peut entrainer des maux de dos ou bien comprimer des nerfs entrainant des symptômes au niveau des membres inférieurs également (19). Une HD apparait souvent à cause de processus dégénératif. Le vieillissement entraine une déshydratation du noyau pulpeux qui s'affaiblit (19). Un traumatisme peut aussi entrainer des hernies discales. Lors d'une HD, il y a libération de cyt okines inflammatoires locale s et possiblement une compression mécanique d'un nerf par le noyau pulpeux bombé (19). Les hernies discales peuvent davantage se produire postéro latéralement. L'anneau fibreux y est plus mince, manquant de soutien structurel des ligaments (19). Les HD peuvent être liées à des contraintes mécaniques excessives répétées sur le rachis altérant l'anneau fibreux et permettant la migration du noyau pulpeux.

Les HD touchent préférentiellement et majoritairement le rachis lombaire puis le rachis cervical. Son incidence est de 5 à 20 cas pour 1000 personnes par an. Selon *Santé Publique France*, le taux d'incidence est le plus élevé chez les 35-44 ans mais tout le monde peut être touché par cette pathologie<fnref n="27" />. La prévalence des HD symptomatiques de la colonne lombaire est de 1% à 3% des patients.

Ces hernies discales peuvent donc être responsables de maux de dos (LBP) et peuvent être à l'origine de sensations de brulures, d'engourdissement, picotements, ou de faiblesse. Les patients touchés peuvent souvent être asymptomatiques.

L'imagerie ainsi que la clinique permet d'établir un diagnostic chez un patient symptomatique. L'IRM est l'imagerie la plus sensible. Notons que même chez un sujet asymptomatique, la présence de hernies discales peut être visible à l'IRM. La tomodensitométrie peut aussi être envisagée afin d'observer les structures osseuses de la CV. Cela permet de montrer des HD calcifiées par exemple.

Une dégénérescence du disque intervertébral peut donc causer des HD et donc des LBP. Plusieurs facteurs peuvent participer à l'apparition de ces dégénérescences comme l'alitement, la sédentarité, l'obésité, les morphotypes statiques de la CV, les charges mécaniques avec port de charges lourdes, les traumatismes ou blessures pouvant endommager le disque, l'hérédité avec des antécédents de HD familiaux, et même le tabac. L'usure normale due au vieillissement participe aussi à cette dégénérescence. L'âge impact fortement le risque de dégénérescence du disque intervertébral, « environ 10% de la population de 50 ans souffre de dégénérescence du disque et chez les personnes de 70 ans ce nombre passera à environ 60% ».

En général, la guérison est spontanée en quelques semaines. Plus de 85% des patients, ayant des symptômes associés à une HD aigue, guériront en 8 à 12 semaines sans aucun TTT spécifique. Les traitements souvent appliqués en première intention sont la prise d'anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) et la kinésithérapie. Des injections de corticoïdes peuvent

<footnote n="27">²⁷ Lombalie et hernie discale [Internet]. [cited 2024 Nov 16]. Available from: https://www.santepubliquefrance.fr/maladies-et-traumatismes/maladies-liees-au-travail/troubles-musculo-squelettiques/donnees/lombalie-et-hernie-discale</footnote>
contribuer à la réduction des douleurs sur le court terme. Les TTT conservateurs suffisent dans la majorité des cas mais si les TTT conservateurs échouent ou si des déficits neurologiques se présentent, des consultations chirurgicales sont effectuées. C'est donc en cas de persistance, en dernier recours, que des interventions chirurgicales peuvent être utilisées. Les effets de ces chirurgies sont modérés et l'efficacité a tendance à diminuer à mesure que le temps après l'intervention augmente. Il existe plusieurs diagnostics différentiels notamment les maux dorsaux mécaniques, le kyste discal, la sténose spinale dégénérative, le syndrome de la queue de cheval...

Le pronostic varie. Ces HD peuvent se compliquer et devenir des maux de dos chroniques. Elles peuvent entrainer une invalidité importante et altérer la qualité de vie du patient. Ce n'est que rarement que les cas non traités de HD peuvent entrainer des lésions nerveuses durables, en cas de compression sévère des racines nerveuses. Rarement aussi les décès ou les cas de paralysie après chirurgie mais lorsque 0 n'existe pas. (19)

Maintenant que nous avons en tête ces notions importantes relatives à la santé terrestre, intéressons-nous au cas des astronautes.

## 1.4 La microgravité et ses effets musculosquelettiques

### 1.4.1 La microgravité

Tout d'abord, commençons par définir ce qu'est réellement la gravité et son importance sur Terre. La gravité a permis à la vie, et plus particulièrement à l'Homme, de se développer sur Terre. Sous son influence, les organismes sont soumis à des forces de charges qui génèrent des stimuli mécaniques indispensables au fonctionnement des systèmes physiologiques. Sans pesanteur, ses stimulations mécaniques n'interviennent pas (37). Selon *Futura Science* : la gravité se présente comme un vecteur force dirigé vers le centre de la Terre<fnref n="28" />. C'est un phénomène physique, une attraction universelle, auquel sont soumis des corps possédant une masse ou de l'énergie. Le corps humain entier s'est façonné en fonction de cette gravité, que cela soit dans la forme de notre CV, la musculature, le système cardiovasculaire, et cela afin de nous permettre de nous mouvoir sur terre et de s'adapter correctement à cette force. Notre corps est soumis en permanence à la gravité. Celle-ci offre ainsi une résistance aux os, aux muscles, à notre corps tout entier sans oublier notre système cardio-vasculaire qui fournit un effort permanent. De ce fait, nous luttons contre cette gravité pour nous mouvoir sur terre. Chez l'être humain, le corps s'est donc progressivement adapté à la gravité pour rendre la vie sur Terre possible.

Dans l'espace, la gravité n'est plus. Les astronautes, qui sont envoyés pour de longues missions spatiales dans l'espace, doivent s'adapter à ce nouvel environnement soumis à la microgravité. La microgravité, c'est lorsque les effets de la pesanteur sont presque annihilés mais pas totalement<fnref n="29" />. Les astronautes se retrouvent dans cette situation lorsqu'ils sont dans

<footnote n="28">²⁸ Définition | Gravité [Internet]. [cited 2024 Dec 20]. Available from: https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/physique-gravite-1014/</footnote>

<footnote n="29">²⁹ Définitions : apesanteur - Dictionnaire de français Larousse [Internet]. [cited 2024 Dec 20]. Available from: https://www.larousse.fr/dictionnaires/francais/apesanteur/4434</footnote>
les vaisseaux spatiaux en mouvement orbital. Il demeure toujours une faible pesanteur résiduelle. Selon le *CNRS* l'absence de gravité ou la diminution de celle-ci représente un facteur limitant<fnref n="30" />. Le corps humain est exposé depuis toujours à cette gravité et a besoin de cette gravité pour son bon fonctionnement. Il doit y être exposé en permanence sous peine d'être menacé par un déconditionnement touchant l'ensemble des grandes fonctions et des organes. Cette microgravité correspond donc à une diminution voire disparition de la gravité. Elle entraine des modifications sur le corps humain qui n'est pas habitué, et surtout fait, pour vivre sous cette condition. Ce dernier est habitué à avoir une pression constante de la gravité sur son corps. L'astronaute doit donc évoluer dans un environnement différent pendant de longues périodes. Il est donc contraint de passer d'un environnement où la gravité est présente, à des environnements où, non seulement les radiations sont importantes, mais où la gravité est absente. Le corps subit donc des chocs importants que ça soit pendant le décollage lié à l'accélération (aspects non traités dans ce devoir) au vol en lui-même soumis à la microgravité, et au retour sur Terre qui représente encore une fois un changement considérable pour le corps.

Pendant les vols spatiaux, il n'y a plus de charge appliquée sur le corps et notamment sur la CV. Le vol en lui-même a des impacts néfastes causés par la microgravité mais c'est aussi et surtout le retour sur Terre qui importe. C'est la transition brutale, cette réadaptation soudaine et imposée, entre microgravité et gravité terrestre qui engendre des conséquences désastreuses. Le corps doit se réadapter à la gravité après avoir été exposé à une microgravité pendant de longues périodes. Les missions ont une durée d'en général 6 mois sur l' ISS Pendant de longues périodes, le corps évolue dans un environnement hostile, totalement différent, où la microgravité dispense le corps de cette résistance. Les os et les muscles ainsi que le système cardio-vasculaire n'ont plus à supporter le poids du corps et de ce fait peuvent s'affaiblir par sous-utilisation. Cela entraine des altérations physiologiques. A leur retour, la gravité joue de nouveau son rôle sur des corps déjà fragilisés, qui ne sont donc pas totalement réadaptés, entrainant un risque potentiel de LBP ou de HDL.

### 1.4.2 Ses conséquences musculosquelettiques

Les vols spatiaux de longues durées soumis à cette microgravité ont donc des effets néfastes sur le corps humain. Ces vols spatiaux induisent une grande variété de stress physiologiques.

La microgravité affecte les cellules exposées induisant des changements physiques. Ces changements au niveau des cellules et des tissus ont lieu puisque les processus enzymatiques, épigénétiques et génétiques sont modifiés. Ces modifications sont à l'origine d'une perte au niveau osseux, musculaire avec une « faiblesse musculaire, en particulier les muscles posturaux » et une « réduction de la masse musculaire » (38). L'apparition aussi d'une « altération du contrôle moteur et de l'équilibre » (38), un déconditionnement cardiovasculaire, une altération des processus de cicatrisation et de réparations des plaies ainsi qu'une altération de réponse immunitaire et de consolidation de fracture par exemple. On note aussi une perte de calcium osseux, d'azote musculaire et de phosphore, ainsi que la formation de calculs rénaux, l'apparition de syndrome neuro-oculaire, une perte de masse érythrocytaire, des troubles

<footnote n="30">³⁰ Peut-on supporter de longs vols spatiaux ? | CNRS Le journal [Internet]. [cited 2024 Dec 20]. Available from: https://lejournal.cnrs.fr/articles/peut-supporter-de-longsvols-spatiaux</footnote>
orthostatiques et une altération de la capacité d'exercice après un vol (37). Les vols spatiaux entrainent également la présence de symptômes vestibulaires et sensoriels comme des déficits proprioceptifs, des troubles de l'orientation spatiale et ataxie posturale.

Les astronautes doivent s'adapter à différents environnements et d'un retour à la gravi en post-vol ce qui peut donc causer des troubles du système sensoriel et neurovestibulaire. On peut aussi noter la présence de vertiges, malaises, nausées ainsi que des difficultés de concentration régulièrement rencontrées. La microgravité n'est pas la seule à avoir des effets néfastes sur les corps humains. Les astronautes sont également soumis aux radiations dans l'espace. Des conséquences nombreuses et dangereuses telles que *formation de cataractes, des dysfonctionnements du système immunitaire, la stérilité, des dommages au système nerveux central, des mutations génétiques et des cancers* sont fortement présentes. Ces aspects, encore mal connus, ne seront pas traitéici. Des effets sont évidemment présents sur le système cardiovasculaire. Les astronautes sont, dans la majorité des cas, soumis aux troubles orthostatiques, en post-vol. Le système cardiovasculaire est affaibli et est soumis à un déconditionnement. La capacité d'effort se retrouve réduite. Des palpitations, ta chycardies, vertiges peuvent être retrouvés. Et une *diminution du volume sanguin circulant, de la pression artérielle diastolique, de la masse ventriculaire gauche et du volume d'éjection ventriculaire* sont observés(11).

Ces conséquences peuvent plus ou moins persister après le vol et ont des répercussions plus ou moins importantes sur la qualité de vie et l'efficacité du travail des astronautes. Nous pouvons donc dire que les astronautes sont subject à un déconditionnement général du corps.

La microgravité a donc des effets sur plusieurs systèmes dont les systèmes cardiovasculaire, musculosquelettique et neuro vestibulaire (38). On ne traitera ici qu'de son impact marqué sur la santé musculosquelettique (37).
<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Schéma des effets musculosquelettiques de la microgravité sur l'astronaute (37)</figcaption></figure>

La microgravité comprend donc des effets délétères notamment sur les os.

### 1.4.2.1 Sur la densité osseuse

La densité minérale osseuse (DMO) correspond à une mesure de la quantité de minéraux dans l'os, elle permet d'évaluer l'état squelettique et le risque de fracture d'une personne (39). La tomodensitométrie est une imagerie permettant de la mesurer (39).

Sur Terre, il existe une homéostasie, un équilibre entre résorption effectuée par les ostéoclastes et formation osseuse effectuée par les ostéoblastes. Elle est essentielle pour assurer une bonne santé osseuse.

En microgravité, les corps ne sont soumis ni à la gravité niaux contraintes des impacts lors des mouvements par exemple. La microgravité entraine une décharge mécanique. La composition et la structure osseuse sont donc altérées par manque de stimulation entravant la solidité et densité des os. Pendant les vols spatiaux, les astronautes subissent une perte de masse osseuse importante liée au déchargement. Elle est accélérée d'un facteur 10 par rapport à la Terre. "La densité minérale osseuse diminue d'environ 1,0% par mois". Ces effets sont assimilés au vieillissement et à l'ostéoporose accélérée liée à l'âge qui est observé sur Terre ou bien encore à l'alimentation prolongée, "malgré un programme rigoureux d'exercice, ils perdent en
moyenne 1% de leur densité osseuse par mois passés dans l'espace. Sur terre une personne âgée perd 1% de sa densité osseuse par année¹

La microgravité a donc un effet similaire au vieillissement sur la santé osseuse. Les astronautes sont eux aussi touchés par l'ostéoporose. L'ostéoporose est une pathologie qui correspond à une diminution de la DMO ainsi qu'une altération de la structure de l'os. Une diminution de la charge mécanique entraine une diminution de la densité minérale osseuse (déminéralisation) (DMO) rendant l'os plus fragile. Les densités de l'os trabéculaire et de l'os cortical diminuent de façon différente. Celle de l'os trabéculaire diminue plus tôt et de manière plus importante que l'os cortical. Bien que la perte de masse minérale absolue de l'os cortical soit plus importante. Cet appauvrissement minéral et ce changement de structure peut rendre les corps humains plus vulnérables aux risques de fracture. Cette dégradation progressive du système squelettique constitue donc un facteur limitant les voyages dans l'espace. (11)

La perte osseuse se traduit par une augmentation de la résorption osseuse et d'une diminution de la formation osseuse par altération de la fonction des ostéoblastes et augmentation de l'apoptose des ostéocytes. De plus, la microgravité entraine une augmentation de la libération du calcium des os, l'absorption du calcium est diminuée (40). L'équilibre entre résorption osseuse et formation est altéré. L'absence de gravité peut diminuer la différenciation et le nombre d'ostéoblastes, cellules responsables de la formation de nouveau tissu osseux. Cela perturbe l'homéostasie et favorise ainsi l'apparition d'ostéoporose, maladie osseuse métabolique (ostéopénie des vols spatiaux). Il y a une réduction du potentiel ostéogénique des cellules souches mésenchymateuses (CSM) ainsi qu'une augmentation de l'ostéoclastogenèse. Le processus de résorption est accéléré entrainant une diminution importante de masse osseuse. L'os devient donc plus vulnérable au risque de fracture (37). La résistance globale de l'os est entravée par les modifications ayant lieu au niveau de sa structure.

L'exposition à la microgravité, affectant le métabolisme osseux, entraine une cascade réactionnelle. Le potentiel de différenciation ostéogénique des cellules souches mésenchymateuses (CSM) est réduit. L'expression de biomarqueurs osseux comme la phosphatase alcaline (ALP), l'ostéocalcine (OCN), la pentraxine 3 (PTX3), le collagène de type I (COL 1), le facteur de transcription 2 lié à l'avorton (RUNX2) et la β-caténine se retrouvent réduites (37).

La voie de signalisation « Wnt/β-caténine » est impactée par la microgravité. Cette voie possède un rôle crucial dans le maintien et la régénération du tissus osseux. Elle permet de réguler l'ostéoblastogenèse. Elle permet de contrôler l'équilibre entre formation osseuse par les ostéoblastes et résorption osseuse par les ostéoclastes. La microgravité induit une réduction de l'activation de cette voie. Cela entraine une diminution de différenciation des cellules souches mésenchymateuses en ostéoblastes et réduit aussi l'expression de gènes pro-ostéogéniques comme l'ostéocalcine (OCN). La formation osseuse est donc réduite. Elle prévient aussi

<footnote n="31">³¹ L'activité physique dans l'espace | Agence spatiale canadienne [Internet]. [cited 2024 Dec 20]. Available from:https://www.asc-csa.gc.ca/fra/astronautes/vivre-dans-l-espace/activite-physique-dans-l-espace.asp</footnote>
l'apoptose des ostéoblastes et ostéocytes. La microgravité augmente l'expression de glycoprotéines (sclérotine et de Dkk1) responsables de l'inhibition de cette voie Wnt(41).

La voie RANK-L/ostéoprotégérine « influence le renouvellement osseux en régulant la formation et maturation des ostéoclastes » (42). Ce système RANKL/RANK permet de réguler l'activité de la résorption osseuse, il stimule l'activité des ostéoclastes. En microgravité, on retrouve uneaugmentation de ce systèmece qui augmente la résorption osseuse.

La phosphatase alcaline (ALP), produite principalement par les ostéoblastes, est une
enzyme impliquée dans la formation et minéralisation osseuse. C'est un marqueur de
différenciation des ostéoblastes. Son rôle est affectéen condition de microgravité, contribuant
à la perte osseuse.

Le facteur de transcription RUNX2, jouant un rôle dans la différenciation des cellules souches mésenchymateuses en ostéoblastes, est aussi affecté. Il permet n ormalement de réguler l'expression d'ostéocalcine (OCN), de collagène de type I et de ALP. Il est activé par la voie Wnt/β-caténine. Il permet de réguler l'équilibre entre formation et résorption osseuse. En microgravité, l'expression de RUNX2 est réduite entrainant une faible expression d'OCN, collagène type I et ALP entrainant ainsi une altération de formation et la minéralisation osseuse au profil d'une résorption accrue (41).

On retrouve donc une perte de masse osseuse associée à une augmentation de la résorption osseuse ainsi qu'une réduction de la minéralisation. Tout cela participe à l'apparition d'ostéoporose.

1.4.2.2 Sur la colonne vertébrale

La microgravité a des effets non négligeables sur le rachis. En effet, l'absence de charge, de contrainte, de compression exercée sur le rachis entraine de nombreuses conséquences sur la CVet sur les DIV.

On retrouve une modification au niveau de la teneur en protéine à l'intérieur du noyau pulpeux. Un taux plus élevé de protéoglycane est retrouvé dans les disques intervertébraux touchés par la microgravité, cela augmente les capacités de rétention d'eau du DIVmenant ainsi à une hyperhydratation.

On retrouve une modification dans la teneur en eau des DIV. Le coefficient de diffusion apparent permet d'estimer cette teneur en eau. Celle-ci a « augmenté de manière significative dans tous les disques lombaires, avec une augmentation moyenne de 34% ± 2,23% »(6). « The ADC and IVD proteoglycan content both increased significantly with DI (7.34 ± 2.23% and 10.09 ± 1.39%, respectively; mean ± standard deviation), p < 0.05 »(6)
## Apparent Diffusion Coefficient in Lumbar IVD

<figure><img src="image_10.png" /></figure>

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

### Graphique témoignant de l'augmentation du coefficient de diffusion apparent (ACD) par niveau du DIV bmbaire chez les participants d'une étude(6) avant et après simulation de microgravité

Le volume du DIV, impacté par l'a microgravité, augmente significativement « augmentation significative du volume de DIV de +8 ± 9% à T12/L1 et +11 ± 9% à L5/6 ». Les DIV participant à la hauteur de la CV, cela a donc un impact sur l'allongement de la CV.

Ces éléments entrainent alors un allongement de la CV avec une disparition des courbures physiologiques. De nombreuse études ont montré les effets de la microgravité sur les courbures du rachis (6). Cela nous a permis de noter un allongement significatif de la CV. « La hauteur du dos est passée de 59,81 à 61,06 ». Il a été démontré un aplatissement de la CV avec effacement des courbures lombaires, « augmentation de la hauteur de la colonne vertébrale de 1,5 ± 0,4 cm et une diminution de la courbure, en particulier pour la région lombaire avec une diminution de -4 ± 2,5% (43).

La microgravité, en induisant une décharge sur le corps entraine donc une diminution de la lordose lombaire et des courbures en général du rachis.

### 1.4.2.3 Sur les muscles

La sarcopénie correspond à une « défaillance musculaire enracinée dans des changements musculaires défavorables qui s'accumulent tout au long de la vie », elle correspond à une perte de masse et de force musculaire (44). Elle peut survenir à cause du vieillissement mais aussi d'autres causes dont l'inactivité physique.

La sous-utilisation induite par la microgravité affecte de façon importante les muscles du corps, plus particulièrement les muscles posturaux antigravitaires. Il y a une atrophie musculaire, une altération du contrôle sensorimoteur, une diminution de la force musculaire, ainsi qu'une modification des fibres I et II. "Pendant les vols spatiaux ou dans un environnement de microgravité, les humains n'ont pas besoin de soutenir leur corps ; Ainsi, les muscles
antigravitaires s'atrophient" (45). On retrouve des altérations musculaires liées à l'apparition de sarcopénie» (37).

On retrouve donc une «perte significative de masse musculaire et de force, entrainant une atrophie musculaire, des modifications de la composition et de l'expression génique des fibres musculaires et une réduction de la capacité de régénération des cellules satellites» (37)
Les cellules satellites représentent des cellules souches musculaires. Elles permettent une régénération des muscles.

Les muscles sont moins sollicités lors de la mise en microgravité, ils ne sont plus soumis au poids de la gravité et donc s'affaiblissent par sous-utilisation. Ils subissent donc un déconditionnement lié au déchargement. On observe une fatigue musculaire, une perte de force, de masse et de puissance du muscle. On retrouve donc une altération des propriétés biomécaniques du muscle.

Les muscles les plus sensibles à ces changements sont les muscles posturaux. Ils n'effectuent plus, ou moins, leur fonction de lutte contre la gravité puisque celle-ci est réduite (46) ; « lors d'un vol spatial ou dans un environnement de microgravité, les muscles antigravitaires sont sujets à l'atrophie car, en l'absence de champ gravitationnel, le besoin de soutenir le corps est perdu »(37). Les effets de cette microgravité semblent donc davantage impacter les muscles posturaux qui sont de ce fait plus sujets à l'atrophie.

On rappelle qu'il existe 2 types de fibres : les fibres de type I, lentes, aérobiques et résistantes à la fatigue (peu fatigable) ainsi que les fibres de type IIa (intermédiaires) rapides et peu résistantes à la fatigue (fatigable) et le type IIb, rapides, très fatigables et plutôt de la filière anaérobie. La proportion de ces types de fibres différents d'un muscle à un autre. La transformation d'un type de fibre à un autre est possible selon l'entrainement musculaire par exemple. Le passage le plus simple » est celui passant de fibres de type II à des fibres de type I. Cependant, dans le cas de la sédentarité, les fibres de type I deviennent des fibres de type II par sous stimulation.

Les muscles posturaux possèdent un pourcentage plus élevé de fibres de type I, lentes et résistantes à la fatigue. En l'absence de gravité le corps n'a plus besoin d'être soutenu et donc les muscles responsables de ce maintien postural s'atrophientIl y a une atrophie des fibres de type I et de type II " cette atrophie a été attribuée à un déséquilibre entre une augmentation de la dégradation des protéines myofilamentaires et une diminution de leur synthèse lors de l'exposition à la microgravité » (11); " les astronautes se déplacent dans une position principalement fléchie (...) avec un recrutement accru des muscles fléchisseurs et une perte d'extenseurs. Il se produit un changement des types de fibres musculaires toniques (type1) à phasiques (typell) »(47).

La composition et l'expression génique des fibres musculaires subit des changements à cause de cette exposition. Les cellules satellites subissent une réduction de leur capacité de régénération. On retrouve une diminution d'un facteur de transcription jouant un rôle dans la myogenèse, le facteur Pax7(37).
On retrouve une activation des systèmes protéolytiques engendrant une dégradation des protéines et ainsi favorisant la fonte musculaire. Concomitant à ce phénomène, on retrouve une réduction de la synthèse des protéines, une altération du renouvellement des protéines, une augmentation du stress oxydatif avec une augmentation des espèces réactives de l'oxygène (ROS). Cela participe au déséquilibre entre synthèse et dégradation de protéine. Il y a une augmentation de « l'expression des protéines impliquées dans les voies protéolytiques (protéases carpaïne et caspase3) favorisant la dégradation des protéines et l'apoptose» (37).

On retrouve des changements dans «l'expression de la myostatine, concomitants à la dégénérescence des cellules satellites et des myotubes». Il y a une altération du rapport BPM 2/myostatine ce qui peut être responsable de l'atrophie ainsi que de l'altération du potentiel régénération. Il y a une activation des systèmes protéolytiques provoquant une dégradation des protéines (37).

Ces phénomènes participent à une atrophie musculaire (37). La microgravité induit donc une grande variabilité de modifications surtout au niveau musculosquelettique. Cela peut entrainer une certaine vulnérabilité du corps devant certains pathologies.

# 1.5 Pathologies touchant les astronautes et lien avec les populations terrestres sédentaires

## 1.5.1 Les pathologies communes

Nous constatons que l'absence d'exposition à la gravité chez les astronautes entraine un nombre important de conséquences pathologiques semblables à celles retrouvées sur terre. La santé spatiale et la santé terrestre sont extrêmement liées. Ces conséquences participent à l'affaiblissement général du corps et rendent la CV et ses alentours vulnérables aux blessures.

Les astronautes sont particulièrement vulnérables au risque de développer des hernies discales lombaires et des LBP. Il a été relevé de nombreuse fois, chez les populations d'astronautes, une prévalence de HD et de LPB élevée : "les changements induits par les vols spatiaux dans la morphologie des muscles paraspinaux peuvent contribuer aux maux de dos signalés chez les astronautes" (48). Ces atteintes sont susceptibles de réduire les capacités de l'astronaute à réaliser les tâches qu'il doit accomplir pendant sa mission et entraver sa qualité de vie pendant et après le vol.

En effet, un taux de LBP élevé chez les astronautes a été reporté dans plusieurs études. « 68% ont signalé des douleurs lombaires pendant des vols spatiaux courte durée, variant de 14 à 100% du vol, et 28% d'entre eux ont décrit la qualité de la douleur dorsale comme modérée à sévère en intensité» (49). "La prévalence de la lombalgie chez les astronautes dans l'espace (68 %) est plus élevée que la prévalenceensuelle pour la population générale sur Terre (39 %) (50)

On retrouve aussi chez cette population un risque accrue de pathologie discale lombaire par rapport à la population générale (31) (38). L'incidence de hernie discale lombaire est 4,3 fois plus élevée que dans la population générale (51) (52). Cette population est soumise à des LBP et des HDL communément rencontrées sur Terre, "40 % des astronautes souffrent de douleurs
lombaires à leur retour sur Terre (...) 10 % des astronautes américains souffrent d'une hernie discale à leur retour, la plupart au cours de la première année (53).

C'est souvent pendant la période suivant leur retour sur terre, pendant la période de transition entre ces deux environnements, que le corps est plus vulnérable aux blessures et au risque de HD (51).

### 1.5.2 Santé terrestre et spatiale, d'es comportements similaires

La sédentarité (ou comportement sédentaire) est définie par la HAS comme une "situation d'éveil caractérisée par une dépense énergétique inférieure ou égale à 1,5 MET "<fnref n="32" />. Elle correspond au «temps passé assis ou allongé entre le lever et le coucher (...) Le comportement sédentaire est un déterminant majeur de l'état de santé et agit aussi sur l'apnéo-pondéral"<fnref n="33" />. Ce comportement entraine des effets néfastes sur la santé en augmentant le risque de mortalité et de pathologies chroniques avec une augmentation de la surcharge pondérale. Une ostéoporose, atrophie musculaire, perte de force et autres conséquences sur le corps sont induites. Selon le CNRS "la sédentarité et l'inactivité physique présentent de nombreux risques pour la santé, affectant divers aspects du bien-être physique et mental"<fnref n="34" />

L'alitement prolongé correspond à une mise au repos, un état où le corps reste en position couchée pendant plusieurs jours et ou les mouvements sont réduits. Il rencontre des similitudes dans ses effets sur le corps avec la microgravité, si bien que des études utilisent cet alitement prolongé sur des volontaires afin de simuler les effets de la microgravité. Le but est d'ainsi observer les modifications physiologiques que subissent les astronautes dues à l'apesanteur. «Ces expériences dites de bedrest (...) simulent les effets de l'apesanteur sur le corps"<fnref n="35" />. Cela peut entrainer perte de masse musculaire, une fragilisé osseuse et une raideur articulaire pour cause d'inactivité.

Ces conséquences retrouvées chez les astronautes ne sont donc pas propres à cette population, elles font écho à celles retrouvées sur Terre, chez certaines populations sédentaires ou alitées. En effet, les personnes sédentaires ou alitées ont des similitudes avec les astronautes quant aux problématiques auxquelles ils sont confrontés. Ces deux modes de vie correspondent à un mode de vie sédentaire où la pesanteur ne fait plus son effet sur le corps. Que cela soit lié à une pathologie sous-jacente ou à simplement un mode de vie, les personnes alitées ou sédentaires ont des conséquences similaires aux astronautes. Ces astronautes sont soumis à

<footnote n="32">³² Haute Autorité de Santé : guide des connaissances sur l'activité physique et la sédentarité. Available from: https://www.has-sante.fr/upload/docs/application/pdf/2022-08/guide_connaissance_ap_sedentarite_vf.pdf</footnote>

<footnote n="33">³³ Haute Autorité de Santé - Prescrire l'activité physique : un guide pratique pour les médecins [Internet]. [cited 2024 Nov 17]. Available from: https://www.has-sante.fr/jcms/c_2875944/fr/prescrire-l-activite-physique-un-guide-pratique-pour-les-medecins</footnote>

<footnote n="34">³⁴ Les Risques de la Sédentarité et de l'Inactivité Physique sur la Santé - GDR Sport & Activités Physiques. https://sport.cnrs.fr/ [Internet]. [cited 2024 Nov 17]; Available from: https://sport.cnrs.fr/les-risques-de-la-sedentarite-et-de-l-inactivité-physique-sur-la-sante/</footnote>

<footnote n="35">³⁵ L'alitement, une idée de l'apesanteur [Internet]. [cited 2024 Nov 17]. Available from: https://www.lemonde.fr/sciences/article/2013/01/10/l-alitement-une-idee-de-l-apesanteur_1815108_1650684.html</footnote>
un déconditionnement similaire malgré l'activité sportive menée pendant les vols spatiaux. Nous y reviendrons. Ils sont soumis à un déchargement du poids du corps menant à une sous-utilisation. « Alors que l'exposition à la microgravité est confinée à une population relativement petite, au retour sur Terre, les changements physiologiques observés chez les astronautes sont parallèles à de nombreux changements régulièrement observés par les physiothérapeutes sur Terre chez les personnes souffrant de lombalgie, de maladies de fonte musculaire, d'exposition prolongée au lit, d'athlètes d'élite et de patients gravement malades en soins intensifs»(54).

Selon uneméta-analyse, la sédentarité est associée à un risque de développer des LBP «Chez les adultes, la sédentarité était un facteur de risque considérable de lombalgie (RC = 1,24, 1,02-1,5) ; le temps passé assis prolongé (RC = 1,42, 1,09 à 1,85) et le temps de conduite (RC = 2,03 ; 1,22 à 3,36) étaient les facteurs de risque significatifs»(54). D'autres facteurs de risque existent aussi comme l'obésité ou bien le tabac

La sédentarité ou l'alitement prolongé peut aussi présenter un facteur de risque de développer des HDLSelon une autre étude,«les occupations sédentaires augmentent le risque de HDL, en particulier chez les personnes âgées de 35 ans et plus qui ont eu des emplois sédentaires pendant plusieurs années.»(55) Cependant, le niveau de preuve modéré cette étude et la présence de biais ne permet pas de le certifier. D'autres études ont aussi démontré un niveau de HDL élevé chez les athlètes d'élite avec activité sportive intensive «la prévalence de HDL symptomatiques chez les athlètes peut atteindre 75%»(56).

Les astronautes et les populations terrestres ont donc des aspects similaires d'un point de vue déconditionnement et reconditionnement, "les deux sont confrontés aux défis de gérer les effets de la nonutilisation". La recherche spatiale a donc, par extension, des défis similaires à la recherche terrestre en terme de santé(38).

Aborder la santé spatiale peut ainsi présenter des avantages pour la PEC de la santé terrestre et de ses pathologies. Maintenant que nous avons vu les conséquences catastrophiques qui peuvent altérer la qualité de vie et la santé des astronautes, concentrons -nous sur les traitements déjà existants afin de pallier ce déconditionnement.

## 1.6 Les traitements pour les astronautes

Le reconditionnement des astronautes a pour objectif de lutter contre les effets délétères de la microgravité et les effets du retour sur terre.

Les exercices physiques de reconditionnement, appelés “*contre-mesures*” (CM), représentent une notion essentielle et indispensable dans le parcours des astronautes lorsque l’on sait les effets néfastes que ces vols ont sur leur corps. Les astronautes passent environ 6 mois sur l’*ISS* lors de leur mission (38). Ils passent généralement 2,5 heures par jour à faire de l’activité physique. Ces CM leur permettent, en partie, de contrer les effets néfastes du vol spatial et du changement lors du retour à la vie terrestre. Elles sont reparties sur 3 étapes :

### 1.6.1 Avant le vol

A ce moment, la préparation physique est importante. Les astronautes sont entrainés pour se familiariser avec les dispositifs présents pendant le vol. Leurs capacités physiques sont
évaluées et maximisées. Cette phase permet aux astronautes de maintenir un niveau de forme physique général "L'objectif principal de l'entraînement physique avant le vol (et général) est d'aider les astronautes à maintenir un niveau de forme physique général supérieur à la moyenne pour leur âge" (57). Le but est qu'ils soient le plus préparés possible sur tous les plans afin de maximiser leur compétence, améliorer leur vie à bord de l'ISS et faciliter leur transition vers un environnement hostile.

### 1.6.2 Pendant le vol

Durant cette phase, ils sont livrés à eu même. Mais cela ne signifie pas qu'il n'y a pas d'entraînement physique ou bien de suivi à distance. Ils doivent être acteur de leur entraînement. Le but étant de minimiser la perte fonctionnelle liée à la microgravité. Les effets néfastes sont inévitables mais ces exercices permettent de limiter au maximum ce déconditionnement. Les données sont retransmises aux équipes médicales sur terre.

### 1.6.3 L'étape post-vol

Lorsqu'ils sont de retour sur Terre, après de longs périodes passées dans l'espace, le corps doit se réadapter à la gravité et retrouver ses capacités, ses performances d'avant vol. Cette PEC primordiale est donc pluridisciplinaire avec une équipe d'experts spécialistes dans tous les domaines : médecins, préparateurs physiques, kinésithérapeutes, nutritionniste s, psychologues... Les astronautes doivent réapprendre à s'adapter aux conditions terrestres tout en maximisant leur gain fonctionnel. "Il est plus difficile de revenir à la gravité que de s'adapter aux conditions de microgravité" (47).

De plus, la PEC après l'atterrissage exige un protocole rigoureux. A leur retour, des précautions sont à prendre Après des mois passés en microgravité, ils n'ont plus l'habitude de ressentir la gravité et le poids de leur corps. Il faut laisser le temps à leur corps de se réhabiter à la gravité. Directement en post-vol, et ce pendant quelques semaines, les activités en flexion et compression de la CV sont à éviter. Il est aussi recommandé de passer un certain temps allongé dans les jours suivant le vol. La position de l'astronaute, l'ergonomie, etc est importante et suit des recommandations particulières. Directement après l'atterrissage, l'astronaute ne doit pas se tenir debout ou bien marcher directement à sa sortie du véhicule spatiale, il doit être sortie de la capsule en étanporté par des assistants ou bien transporté en fauteuil roulant Il ne doit pas générerde force : "Extraction d'un astronaute du véhicule Soyouz 2012. Un astronaute est en train d'être sorti de la capsule Soyouz il est en position complètement fléchie. Ce n'est pas idéal pour la colonne vertébrale, mais compte tenu de la configuration precise du véhicule, cette position peut être inévitable ; "les assistants supportent la majeure partie de la charge et l'astronaute lui-même ne génère pas de forces musculaires internes élevées ". Ces recommandations ont vu jour après qu'on se soit rendu compte que le risque de hernie discale était, en partie, augmenté en fonction de comment sortaient les astronautes de leur navette. "Les astronautes qui effectuaient des activités debout immédiatement après le vol spatial couraient un risque plus élevé d'hernie IVD; "les facteurs ergonomiques jouent probablement un rôle très important dans le risque d'hernie lombaire IVD. Plus précisément, charger la colonne vertébrale, comme dans la marche et effectuer des mouvements risqués tels que des activités
de flexion de la colonne vertébrale lorsque les IVD sont les plus vulnérables augmentera très probablement le risque de hernies IVD (31).

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Image de la différence de sortie des astronautes mission Apollo (en haut) VS mission Soyouz (en bas) (31)</figcaption></figure>

### 1.6.4 Les contre-mesures principales pendant le vol

Aujourd'hui des CM existent déjà ou bien sont enperfectionnement, afin de lutter contre le déconditionnement des astronautes à tous les moments du processus de reconditionnement.

Ces contre-mesures, mises en place pendant le vol, nécessitent de nombreux paramètres pour être optimales. Une forte alliance thérapeutique avec l'astronaute doit être mise en place pour permettre une autonomisation du patient à 100% lorsqu'il sera tout seul dans l'espace. De plus, la charge de travail des astronautes est importante à bord de ISS les astronautes doivent donc garder une partie de leur temps à consacrer à l'exercice sensibilisation sur l'intérêt de l'entrainement est donc primordiale pour en faire une étape indispensable dans leur emploi du temps. Aussi, des exigences notamment liées au peu de matériel transportable lors des vols limitent la diversité des exercices proposésDe plus, la microgravité est un facteur à prendre en compte lors de l'élaboration de ces CM en vol . Les astronautes effectuent environ 2h d'entrainement physique par jour comprenant des exercices musculaires et cardiovasculaires

Un programme individualisé et complet utilisant un dispositif nommé CEVIS (ergomètre de cyclisme avec système d'isolation des vibrations), un tapis roulant (TVIS) et l'ARE. Est mis en place pour les astronautes. (45)

#### 1.6.4.1 Contre-mesures aérobiques et cardiovasculaires

Les contres mesures principales actuelles comprennent des exercices aérobiques, disposant principalement sur le « CEVIS», un vélo ergomètre avec système d'isolation et de stabilisation des vibrations ainsi que le « TVIS», un tapis roulant, « TV2» (2e génération).
Le *CEVIS* « Cycle Ergometer with Vibration Isolation and Stabilization System cycling machine », développé par la *NASA* a été créé en 2001³⁶. C'est un vélo ergomètre doté d'un système d'isolation des vibrations utilisé à bord de l'*ISS* Il permet aux astronautes de faire de l'activité physique tout en étant en microgravité. Ce dispositif ne nécessite donc d'aucune gravité, il offre des charges de travail de 25 à 350 watts (57). Il ne possède ni de dossier ni de siège, seules des sangles, attaches pour les pieds et poignées sont présentes. Différents niveaux de résistance et d'intensité sont présents selon les besoins de l'astronaute. Il permet un travail du système cardiovasculaire et musculaire limitant ainsi le déconditionnement.

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Photo de l'appareil *CEVIS* de la *NASA*⁷</figcaption></figure>

Le *TVIS* « a second generation-treadmill »³⁷ devenu par la suite *COLBERT* du *T2* (tapis roulant de 2ᵉ génération) correspond à un tapis de marche, lui aussi isolé en vibration de l'ensemble de la station, c'est-à-dire « *avec système d'isolation et de stabilisation des vibrations* » (57) et ayant une vitesse de pointe de 19,3 km h⁻¹ (58). Un harnais, relié au tapis, maintient les astronautes de l'*ISS* lorsqu'ils courent sur le tapis. Il permet lui aussi de limiter le déconditionnement cardiovasculaire et limiter la perte musculaire et osseuse.

Ces dispositifs visent à lutter contre le déconditionnement, maintenir une forme physique chez les astronautes et de préparer leur retour sur Terre.

Les données de performance des astronautes sont retranscrites sur un ordinateur et envoyées directement aux équipes au sol.

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Photo du tapis roulant *T2* de la *NASA*⁷</figcaption></figure>

<footnote n="36">³⁶ Astronaut Exercise - NASA [Internet]. [cited 2024 Nov 19]. Available from: https://www.nasa.gov/missions/station/iss-research/astronaut-exercise/</footnote>
### 1.6.4.2 Les exercices de résistance

L'appareil le plus important est l'ARED« Dispositif d'Exercice Résistif Avancé (59)

<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Photo de l'appareil ARED de la NASA⁷</figcaption></figure>

C'est un appareil conçu en 2008 par la NASA il remplace le IRED jugé inefficace. Il a une charge de pointe de 272 kg. Cet appareil, un dispositif phare dans la lutte contre le déconditionnement musculaire des astronautes, permet de s'entrainer en résistance malgré l'absence de gravité, proposant une variété d'exercice et utilisable pour tous les groupes musculaires du corps. « L'ARED utilise des cylindres à vide et des volants d'inertie pour simuler, en l'absence de gravité, la masse constante et l'inertie, associées aux exercices avec poids libres » (60).

Selon l'ESA cet appareil « imite les caractéristiques des exercices résistifs traditionnels (barres lestées, haltères) en fournissant une force plus constante dans toute l'amplitude de mouvement. Il propose des exercices traditionnels pour le haut et le bas du corps, tels que les squats, le soulevé de terre, les élévations de talons, les flexions de biceps et le développé couché »<fnref n="38" />. Cet appareil fourni des charges de travail concentriques (jusqu'à 270kg) avec une « charge excentrique allant jusqu'à 90% de la force concentrique » en utilisant des cylindres à vide. Il permet aussi aux professionnels de santé de la NASA d'avoir un retour concernant les données relatives à l'exercice de l'astronaute. L'astronaute peut aussi avoir un retour d'information pendant l'utilisation.

<footnote n="37">³⁷ Astronaut Strength, Conditioning and Rehabilitation - NASA [Internet]. [cited 2024 Nov 19]. Available from: https://www.nasa.gov/directorates/esdmd/hhp/astronaut-strength-conditioning-and-rehabilitation/</footnote>

<footnote n="38">³⁸ ESA - advanced Resistive Exercise Device [Internet]. [cited 2024 Nov 19]. Available from: https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Node-3_Cupola/advanced_Resistive_Exercise Device</footnote>
Il utilise un "système de piston et de voîant d'inertie pour fournir une charge qui imite l'haltérophilie en apesanteur»<fnref n="39" />. Même si la gravité ne joue pas son rôle habituel, cet exercice de résistance permet donc aux astronautes de maintenir leur force musculaire en prévenant les pertes musculosquelettiques (60).

Ces 3 appareils présentés sont les principaux utilisés à bord de l'ISS Ils visent à pallier l'absence de gravité et ainsi rendre possible la pratique d'activité physique, essentielle dans la lutte contre le déconditionnement multi-systémique. Les appareils sont adaptés pour simuler cette force sur le corps des astronautes.

Cependant, ces dispositifs ne semblent pas éradiquer totalement l'effet des vols spatiaux de longue durée sur le déconditionnement.

### 1.6.5 Problématique s rencontrées, nouvelles exigences et challenges futurs

Les dispositifs actuels semblent insuffisants. «Les CM d'exercice telles que représentées par l'ARED n'empêchent pas complètement le déconditionnement musculaire et cardiaque » (45). On remarque ainsi que malgré ces mesures, des déficiences demeurent (61), «(...) 17% des astronautes pourraient subir une perte de performance musculaire, de santé osseuse et de forme cardiorespiratoire si les futures missions continuent d'utiliser les CM actuelles»<fnref n="39" />. Il a été constater que « 600 min/semaine d'exercices d'aérobie et de résistance pendant les missions de l'ISS n'étaient pas entièrement protecteurs contre le déconditionnement multi-système»(61).

En plus de cette efficacité partielle, des vols de plus en plus éloignés de la Terre sont envisagés à l'avenir, notamment des vols vers Mars. Les missions vers la Lune ou vers Mars pourraient durer jusqu'à 3 ans (72). Ces nouvelles destinations, plus éloignées de la Terre, entrainent des vols de plus longues durées. Ces changements en terme de durée entrainent également des changements en terme de capsule de vol et de matériel. Ces nouvelles destinations éloignées nécessitent des capsules de vols plus adaptées, plus petites avec moins d'espace. Ce qui implique donc moins de matériel à disposition. De plus, qui dit moins de matériel dit moins de temps individuel mis à disposition pour utiliser les dispositifs. Face à de nouvelles exigences en matière de vols spatiaux, et face à l'efficacité partielle des CM actuelles, des progrès doivent donc être effectués en matière de CM.

Ces exigences en terme de temps mis à disposition, d'espace et d'efficacité impliquent la recherche de nouvelles contre-mesures de plus en plus efficaces, rapides à mettre en place et ne nécessitant pas trop d'espace ni trop de matériel.

Selon les chercheurs, il est donc nécessaire d'affiner les dispositifs actuels, d'en ajouter d'autres ou d'améliorer le conditionnement avant le vol. Il est nécessaire de personnaliser les CM aux besoins individuels de chaque astronaute (61). Devant ces nouvelles exigences et demandes, le développement de nouvelles CM semblent s'imposer. D'autres dispositifs existent ou sont en développement comme les sauts pliométriques. «Les CM actuelles (...) semblent atténuer mais pas empêcher le déconditionnement de l'espace. Cependant, les exercices pliométriques (sauts et vibrations globales du corps) se sont révélés prometteurs » (62),

<footnote n="39">³⁹ Astronaut Exercise - NASA [Internet]. [cited 2024 Nov 19]. Available from: https://www.nasa.gov/missions/station/iss-research/astronaut-exercise/</footnote>
notamment dans des endroits où les ressources sont limitées (61). La position « genoux à la
poitrine (repli fœtal) combinée à des étirements » a aussi été utilisée comme CM chez les
astronautes afin de lutter contre la lombalgie (50). Des programmes nutritionnels et
pharmaceutiques existent aussi. « La recherche continue de se concentrer sur la combinaison
d'alimentation, d'exercice et de médicaments qui pourrait maintenir les astronautes en bonne
santé pendant les vols spatiaux, lorsqu'ils poseront le pied sur le Lune ou Mars, et lorsqu'ils
retourneront sur Terre»³⁹

Des recherches restent donc à mener pour perfectionner ces CM. Contremesures qui s'avèrent être indispensables aux astronautes quand on sait les répercussions qu'entraine la pratique de ce métier sur leur corps.

En somme, il est important de maitriser, d e connaitre les conséquences de la microgravité liées aux vols spatiaux et de la sous -utilisation du corps humain liée à la sédentarité, plus particulièrement sur le système musculosquelettique afin de mieux répondre aux besoins. «Une meilleure compréhension des changements dans la fonction musculaire nous aidera à mieux guider les processus de rééducation (31)

1.7 Le but de cette revue

L'intérêt de cette revue est de s'intéresser aux mécanismes de la microgravité et d'en
analyser les conséquences musculosquelettiques. On suppose que c'est l'alternance
d'environnement entre gravité, microgravité puis retour à la gravité qui cause des problèmes sur
le corps des astronautes. Les effets de la microgravité sur des corps qui vont de nouveau être
soumis à la gravité terrestre peuvent entrainer l'émergence de pathologies déjà connues par les
populations terrestres. Ces altérations musculosquelettiques pourraient potentiellement
participer aux taux plus élevés de pathologies comme les LPB et les HDL chez les astronautes.
Les similitudes rencontrées entre la santé spatiale et la santé terrestre serviraient donc aux
astronautes mais aussi aux populations terrestres.

Aussi, mieux comprendre ces mécanismes dans l'espace permettraient de développer
des CM plus adaptées en vue des besoins des astronautes. Cela permettrait aussi d'affiner les
PEC terrestres en améliorant nos connaissances. Ces avancées bénéficieraient ainsi aux
populations terrestres ayant des similitudes avec ces populations d'astronautes, notamment
les personnes alitées pour cause de maladies soucentes ou bien les personnes sédentaires.
«Etant donné que le vieillissement, les modes de vie sédentaires, les maladies provoquent une
perte osseuse et musculaire sur Terre, ces recherches peuvent également bénéficier aux
personnes restées au sol»³⁹. C'est en partie à cause de cette transition, lors du retour sur Terre,
que de nouvelles modifications sur le corps sont entrainées. On suppose que les effets
engendrés par la microgravité et ses liens possibles avec le risque de LBP et de HDL sont
similaires aux mécanismes de l'alitement ou de la sédentarité dans les populations terrestres.

On suppose donc que la décharge du corps , de la CV , le déconditionnement musculosquelettique induit par la microgravité, puis le retour d'une compression au retour sur Terre, entraineraient des modifications musculosquelettiques importantes qui pourraient participer à l'apparition de LBP et HDL chez les astronautes
Ce questionnement autour des effets de la microgravité sur le corps humain entraine l'émergence d'une question étiologique: l'impact de la **microgravité** sur l'état musculaire, plus particulièrement sur l'**atrophie** du **multifide lombaire**, chez les **astronautes**. Nous chercherons àexplorer le lien entre exposition àla microgravité etatrophie du MFlombaire chez des astronautes ayant été exposés aux vols spatiaux de longues durées, et àévaluer les **implications potentielles** pour le risque deLBP et deHD.

Le modèle PICO« Population Intervention Comparaison Outcome permet de structurer l'objectif de cette revue en ciblant une population, un facteur de risque, un comparateur ainsi que des critères de jugements

<table><caption>Tableau I: Eléments du PICO</caption><thead><tr><th>Modèle PICO</th><th>Eléments</th></tr></thead><tbody><tr><td>Population</td><td>Astronautes effectuant des vols spatiaux</td></tr><tr><td>Intervention</td><td>Exposition de longue durée àun facteur de risque: la microgravité</td></tr><tr><td>Comparateur</td><td>Absence d'exposition au facteur de risque</td></tr><tr><td>Outcome s / critères de jugement.</td><td>Atrophie du multifide lombaire :<br>Principal : CSA<br>Complémentaire : FCSA mesure de l'atténuation, de la qualité, capacité de contraction, composition musculaire, et fonctions musculaires dumultifide lombaire</td></tr></tbody></table>
# 2 METHODE

## 2.1 Critère d'éligibilité des études

### 2.1.1 Schéma d'étude

Nous chercherons à savoir si la microgravité a un impact sur l'atrophie d'Flombaire chez les astronautes. Les articles sectionnés devront donc répondre à cette question étiologique en respectant les éléments du PICO

Les études observationnelles sont les plus adaptées pour répondre à une question de type étiologique. Ces études observées, sans intervenir, l'association ou un lien de cause à effet entre plusieurs variables chez urindividu. Les études observationnelles peuvent être

- Prospectives : les patients sont suivi sur un temps déterminé

- Rétrospectives : on va mesurer une variable sur un instant « t » puis revenir faire une rétrospective dans le passé des patients.

- Instantanées

Les études prospectives semblent être les plus adaptées dans notre cas.

Au sein de ces études observationnelles, il y a les études descriptives et les études analytiques. Les études descriptives permettent de mesurer, à un instant « t » ou bien de manière prospective, la fréquence d'un phénomène dans une population. Elles permettent de connaitre l'ampleur d'un phénomène ou de surveiller l'apparition d'un phénomène. Elles utilisent des études transversales, ses séries de cas et des cohortes longitudinales. Elles permettent d'émettre des hypothèses mais ne permettent pas d'établir une relation causale avec certitude. Les études analytiques visent à comparer des groupes de sujets pour mettre en évidence une association entre différentes variables, d'identifier un facteur de risque d'apparition d'un problème de santé. Elles utilisent des études transversales, cas témoins, et de cohorte. Elles permettent de tester les hypothèses émises par des études descriptives

Le « National Health and Medical Research Council » (NHMRC) a établi une hiérarchie afin d'attribuer aux études des niveaux de preuve selon le type de question clinique considéré. Pour une question étiologique voici le tableau des recommandations

<table><thead><tr><td>Niveau de preuve</td><td>Type d'étude dans le domaine étiologique</td></tr></thead><tbody><tr><td>Niveau I</td><td>Une revue systématique d'études de niveau II</td></tr><tr><td>Niveau II</td><td>Etude de cohorteprospective</td></tr><tr><td>Niveau III</td><td>1- Tous ou aucun des sujets ayant le facteur de risque présentent la maladie<br>2- Etude de cohorteprospective<br>3- Etude cas-témoins</td></tr><tr><td>Niveau IV</td><td>Etude transversale ou série de cas</td></tr></tbody></table>

Tableau II: Tableau de hiérarchie des niveaux de preuves pour une question étiologique selon la NHMRC<fnref n="40" />

<footnote n="40">⁴⁰ Haute Autorité de Santé : Niveau de preuve et gradation des recommandations de bonne pratique. Available:https://www.has-sante.fr/upload/docs/application/pdf/2013-06/etat_des_lieux_niveau_preuve Gradation.pdf</footnote>
Pour répondre à notre question, nous serons donc dans le cas d'études observationnelles analytiques. Nous chercherons à déterminer une association entre exposition à la microgravité et atrophie du MF lombaire chez les astronautes. Nous pourrons utiliser les critères de *Bradford Hill* pour évaluer la preuve ou non d'une relation causale entre l'exposition et l'atrophie musculaire. Si les critères ne sont pas respectés, nous pourrons seulement démontrer une association mais pas une causalité.

Les études de cohorte prospectives semblent donc être les plus pertinentes pour répondre à cette question. Néanmoins, la population d'astronaute choisie limite considérablement les possibilités concernant le type d'étude réalisable. En effet, la population est très restreinte et les études de cas-témoins ou de réelle cohorte exposé-non exposé sont actuellement impossibles à réaliser puisqu'en général, tous les astronautes, par définition, effectuent des vols spatiaux et sont donc généralement tous exposés à la microgravité. Les études analytiques sont extrêmement difficiles à mettre en place dans le cas de notre sujet surtout concernant notre population qui est très spécifique et très restreinte. Malgré un niveau de preuve supérieur certains types d'études ne pourront donc pas être sélectionnés puisque les études se font rare voire inexistantes sur ce sujet en vue des particularités dues aux contraintes scientifiques de l'environnement spatial. Les astronautes, représentant une faible population, ne permettent pas une large possibilité de choix d'étude.

Les études de cas longitudinales ou bien les études de cohorte auto-contrôlées représentent actuellement le type d'étude le plus souvent effectué.

Des études de cas, utilisées dans le cas d'études descriptives, pourraient être utiles pour documenter les cas d'atrophie chez les astronautes exposés à la microgravité. Ce type d'étude permettrait de générer des hypothèses. Malgré le faible niveau de preuve de ce type d'étude décrit par la HAS « *une recommandation de grade C est fondée sur des études de moindre niveau de preuve par exemple les études séries de cas*¹, les séries de cas semblent donc être l'approche accessible la plus appropriée et faisable pour étudier les effets de la microgravité (condition rare) sur l'atrophie musculaire de chaque astronaute. L'objectif serait donc de générer des hypothèses pour des études analytiques ou expérimentales futures. Cela permettrait d'ouvrir la voie à des études de meilleure qualité.

Les études de cohorte autocontrôlées représentent des études où il y a une comparaison avant-après au sein d'un même groupe à différents moments, selon son exposition. Chaque individu sert de son propre groupe témoin. Les mêmes individus sont comparés mais à des moments différents. Ce type d'étude correspond à un niveau de preuve intermédiaire, ayant un plus haut niveau de preuve que de simple séries de cas.

En somme, nous utiliserons des études prospectives/rétrospectives longitudinales, des études de cas ou bien des études de cohorte autocontrôlées. Un groupe d'astronaute sera suivi dans le temps, avant et après son exposition au facteur de risque. Ici, il n'y aura pas de véritable groupe témoin différent, chaque individu représentera son propre témoin.

<footnote n="41">⁴¹ Haute Autorité de Santé : Niveau de preuve et gradation des recommandations de bonne pratique.
Available:https://www.has-sante.fr/upload/docs/application/pdf/2013-06/etat_des_lieux_niveau_preuve_gradation.pdf</footnote>
## 2.1.2 Population

Les astronautes humains ayant effectué des missions spatiales en microgravité représenteront la population de notre étude. Devant la faible proportion d'astronaute, nous ne tiendrons compte ni dell'âge ni du sexenier le niveau d'activité sportive dans la sélection de notre population. Cependant, ce métier d'astronaute nécessite des années d'expériences et de connaissances, de ce fait les astronautes effectuant ce genre de mission seront dans la majorité des cas, âgés entre 40 et 55 ans. Tous les astronautes de missions spatiales différentes et de toutes nationalités confondues seront inclus. Nous ne prendrons pas en compte le type de CM ou encore la fréquence à laquelle ils ont effectué des exercices physiques avant et pendant le vol. Les astronautes sont censés consacrer environ 2h par jour à la préparation physique et ce 6 jours par semaine en variant exercices aérobiques et de résistances. De plus, une sélection propre à laformation d'astronaute est déjà effectuée avant participation aux vols spatiaux.

## 2.1.3 Intervention

Le facteur de risque correspondra ici à l'exposition à la microgravité. Nous analyserons l'impact des vols spatiaux sur la santé musculaire des astronautes. Les astronautes devront avoir été exposés à la microgravité dans les études.

Les études menées sur des astronautes avant et après vol spatial seront inclus, nous ne prendrons pas en compte les études menées sur des volontaires sur Terre. Des études mimant les effets de la microgravité grâce à des conditions simulées comme des « bed rest studies » (immobilisation prolongée) ou des études par «immersion sèche» ne seront pas inclus. L'intervention et les effets sont similaires mais le mécanisme n'est pas tout à fait le même et la population n'est pas comparable aux réels astronautes. La durée de vol doit aussi être prise en compte, nous chercherons à mesurer l'impact d'une exposition de longue durée à notre facteur de risque, la microgravité minimum 4 mois). La plupart des missions spatiales ont une durée d'environ 6 mois.

## 2.1.4 Comparateur

Le comparateur correspondra à l'absence du facteur de risque, c'est-à-dire l'absence d'exposition à la microgravité. Nous allons comparer dans cette étude, les astronautes avant et après exposition à la microgravité. Le facteur de risque sera, dans un cas, absent et dans l'autre cas présent. Des comparaisons avant et après vol spatial permettront de voir l'impact de l'exposition à ce facteur sur le corps humain.

## 2.1.5 Outcome / critère de jugement

Nous nous intéresserons à l'atrophie du MFlombaire comme critère de jugement. Nous rappelons que l'atrophie correspond à une perte de masse et de fonction musculaire. « l'atrophie musculaire est un symptôme caractérisé par la perte d'une masse musculaire normale. Elle est causée par un déclin du nombre total de cellules musculaires, ou par un déclin substantiel de la substance de cellules musculaires individuelles» (63), « Cette atrophie est le résultat d'une diminution de la taille des fibres musculaires, par opposition à une diminution du nombre de fibres musculaires» Elle peut entrainer sur le plan fonctionnel, une « diminution de
la génération de force maximale (...), une fatigabilité accrue, une vitesse réduite, un seuil d'activation plus élevé et une capacité de régénération réduite (64)

Des mesures de « Cross-Sectional Area» (CSA) ainsi quede « Functional Cross Sectional Area» (FCSA) et/ou de mesures de FSCA/CSA du multifide permettrons d'objectiver, de quantifier l'atrophie musculaire à la suite d'une exposition à la microgravité. On pourra également retrouver desmesures de l'atténuation(densité) en Hounsfield, permettant d'évaluer l'infiltration graisseuse(plus l'atténuation est faible plus le niveau de d'infiltration graisseuse est élevée); des mesures linéaires pour évaluer la contraction isométrique volontaire; des mesures de la masse musculaire maigre ainsi que la qualité/composition musculaire.Les valeurs seront relevées avant puis aprèsvol spatial pour chaque individu.

La CSA correspond à la surface d'aire transversale du muscle, reflétant la taille, masse du muscle dans sa globalité.C'estun outil clinique permettant d'objectiver cette atrophie. Si elle augmente, la force et la masse musculaire sont élevées alors que si celle-ci est faible, cela signifie une atrophie musculaire avec perte de force et de masse.

La FCSA correspond à l'aire transversale fonctionnelle, c'est une mesure représentant la section perpendiculaire à la direction des fibres musculaires

Nous analyserons ainsi les changements de taille, qualité, composition musculaire, et fonctions musculaires du MF lombaire. Ces mesures sont effectuées soit par tomodensitométrie (image CT ou TDM) de la colonne lombaire par échographie par IRM 3 ou bien encore par biopsie musculaire. La présence d'un ou plusieurs de ses critères de jugements suffira à l'inclusion dans cet Study.

**Critères d' inclusion** : Les études incluent comprendront comme population des astronautes toutes nationalités confondues, tous sexes confondus, toutes capacités physiques confondues du moment qu'ils ont passé la formation d'astronauteCette population devra donc avoir été exposée au facteur de risque, la microgravité, de part des missions spatiales de longues durées, toutes missions confondues de plus de 4 moisLes études devront comprendre une non exposition au facteur de risque et ainsi comparer le avant/après exposition soit avant/après le vol spatial. Elles devront comprendre une analyse et une comparaison des caractéristiques musculaires pré-vol à celles récoltées après exposition à la microgravité en post-vol. Les études étant assez rares sur le sujet, nous inclurons toute date de parution d'étude. De plus, la recherche spatiale étant mondiale nous incluron toutes les nationalités d'étude.

**Critères d'exclusion** : Seront exclues les études portant sur des animaux ou sur des individus issus de la population générale terrestre, hors astronautes. Nous exclurons les études portant sur une exposition à la microgravité sur des courtes durées.Cependant, aucun critère d'exclusion ne sera appliqué sur la population au-delà des critères généraux de santé et de forme physique de la NASA pour les vols spatiaux. Notre population étant déjà assez restreinte, nous ne tiendrons pas compte des comorbidités ou de l'âge des participants. Les études d'alitement prolongé ou d'immersion sèche menées sur Terre, «mimant» seulement les effets de la microgravité sur des volontaires seront exclus. Les conditions et conséquences sont similaires mais pas équivalentes et les population s ne sont pas semblables en tous points avec les astronautes. Nous exclurons les études comparant les effets de la microgravité avec l'hypergravité ou autres conditions simulées. Nous exclurons les articles qui comparent,
exclusivement, les effets de la microgravité en présence ou non de contre-mesures. Nous exclurons les études portant exclusivement sur les conséquences osseuses, cardiovasculaires ou cognitives. Nous exclurons également les articles centrés exclusivement sur le rachis cervical.

## 2.2 Méthodologie de recherche des études

### 2.2.1 Sources documentaires investiguées

Plusieurs bases numériques seront investiguées comme PubMed, Cochrane Library et Google Scholar Des recherches dans la littérature grise seront effectuées. Une prise de contact avec un expert astronaute Monsieur Thomas PESQUÈFera initiée. Des recherches en boule de neige seront également entreprises en se référant aux références bibliographiques présentes dans des articles déjà sélectionnéssur la base PubMed ou bien sur des articles présentssur des sites experts comme la NASA ou encore le CNRS La recherche basera aussi sur les auteurs experts en cherchant des articles provenant du même auteur.

### 2.2.2 Équation de recherche utilisée

Une équation de recherche, relative au PICO et à la question de recherche basera sur des mots clés. Cette équation de recherche pourra être rentrée dans la base numérique PubMed dans la section «*advenced*» afin d'obtenir des résultatsainsi que dans la barre de recherche de Google Scholar. Des mots clés seront rentrés dans la section «*Advanced*» de Cochrane Library. L'équation de recherche comprendra une série de mot synonyme, en anglais, liée à chaque élément du PICO afin d'englober un maximum d'étude pertinente et en lien avec notre problématique. Plusieurs mots clés retrouvés dans des articles pertinents seront relevés afin de les comparer entre eux. Le but étant de ne garder que les mots clés répétitifs de ne maintenir que les plus représentatifs. Concernant la structuration de l'équation de recherche, c'haque synonyme d'un même élément du PICO sera séparé par le critère booléen «OR». Le «AND» séparera les 4 catégories d'éléments du PICO

**Concernant l'Population du PICO:** Les astronautes humains ayant effectué des vols spatiaux représenteront la population de l'étude. Plusieurs synonymes sont présents mais les plus pertinents retrouvés sont «astronauts*», «cosmonauts*», «human in space», «space travelers». Cela permettra d'exclure les populations animales où les individus non soumis aux vols spatiaux.

**Concernant l'Intervention du PICO:** L'exposition au facteur de risque correspondra à l'exposition à la microgravité. Des synonymes pertinents seront relevés : «microgravity» «weightlessness». Nous ajouterons également le mot «spaceflight». Des mots comme « unloading », «lunar», «immobilization» ne seront pas intégrés à l'équation de recherche puisqu'ils font référence à des études menées sur des individus volontaires sur Terre. L'intégration de ces mots pourrait entrainer un nombre trop élevé de résultats qui ne serait pas forcement pertinent par rapport à notre problématique et notre PICO

**Concernant le Comparateur du PICO:** L'absence du facteur de risque (microgravité), représentera notre comparateur, donc par extension, l'exposition à la gravité représentera notre
comparateur direct. Les mots comme « gravity », « Earth », « before spaceflight » n'entraînant pas de résultat pertinent voir même créant un silence, ne seront pas intégrés à l'équation de recherche. Nous choisirons donc de ne pas intégrer les mots clés liés au comparateur dans l'équation de recherche.

Concernant l' *Outcome/critère de jugement* du PICO: L'atrophie du MF lombaire sera notre critère de jugement. Nous inclurons donc les mots « *multifidus atrophy* », « *atrophy* », « *muscle volume* », « *muscle atrophy* ». Les mots « CSA » et « FCSA » re seront pas inclus, créant un silence. Si le nombre de résultats n'est pas suffisant nous l'élargirons en ajoutant « « *trunk muscles* » », « *muscle fat infiltration* » », « *paraspinal muscles* » »

L'équation de recherche finalesur PubMed et Google scholasera ainsi : (((astronaut*) OR (cosmonaut*) OR (human in space) OR (space travelers)) AND ((microgravity) OR (spaceflight) OR (weightlessness)) AND ((multifidus atrophy) OR (trunk muscles*) OR (muscle fat infiltration) OR (muscle volume) OR (muscle atrop hy) OR (paraspinal muscles*)))

Les mots clés rentrés dans Cochrane Library seront les mots : « astronaut », « microgravity » ; « space flights » « atrophia » et « multifidus muscle »

## 2.3 Méthode de sélection des études

La sélection des étudessera adoptée par une seule et même personne.

Il ne sera pas nécessaire de faire une sélection concernant la langue ni la date des études puisque la recherche spatiale impose une collaboration étroite entre différentes nations, pays différents. D'autant plus queles études sur ce sujet sont déjà assezrestreintes.

Après avoir obtenu un certain nombre de résultat dans les 3 bases de données précédemment citées, un tri sera effectué pour ne garder que les études pertinents et en lien avec notre problématique. Nousdevrons doncpremièrement enlever les doublonsensuite trier les études grâce à leur titre puisaffiner la sélection grâce àla lecture de l'abstract. Seules les études menées sur des astronautesseront retenues. Les études, dont le contenu respecte les éléments du PICQ les critères d'inclusion et les critères d'exclusion, seront intégrées.

## 2.4 Méthode d'extraction et d'analyse des données

La lecture des études sélectionnées permettra d'extraire des données importantes. Tous les éléments de notre PICQ permettant d'extraire les données de chaque articles et de ne sélectionner que les plus pertinents,seront relevés pour chaque étude.

Des données concernant la population investiguéeseront extraites. Nous veillerons à tenir comptes des caractéristiques des populations pour chaque étudeLe nombre de participant, le sexe ratioet les tranches d'âges seront relevés. Le type, la durée et la date de chaque étude seront aussi analysés. Le type d'intervention, c'est-à-dire le type de facteur de risque étudié ainsi que sa temporalité sera égalementinvestigué. Le comparateur, c'est-à-dire l'absence de facteur de risque sera relevé. Enfin, les citères de jugementsde chaque étudeseront analyséstout comme les outils de mesurepermettant de les objectiver.
### 2.4.1 Evaluation de la qualité méthodologique des études sélectionnées

Plusieurs échelles existent afin d'évaluer la qualité méthodologique d'une étude.

L'outil développé par JBI<sup>42</sup> (Joanna Briggs Institute) permet d'évaluer la qualité méthodologique des études de cas. La Joanna Briggs Institute (JBI) est une organisation internationale de recherche reconnue dans le domaine des soins de santé fondés sur des preuves. Elle permet l'amélioration des pratiques de soins de santé et des résultats pour les patients grâce à une approche donnée sur les preuves. Set outil adonc été développé par JBI lui même et ses collaborateurs puis approuvés par le Comité scientifique du JBI. L'outil comprend un ensemble de 8 questions auxquels il est possible de répondre paroi», «non», «pas clair» ou «non applicable ». L'évaluation est plutôt qualitative.

L'échelle Newcastle-Ottawa Scale (NOS) (65) permet d'étudier la qualité méthodologique des études de cohorte en évaluant le risque de biais des études observationnelles. Il y a 3 catégories «sélection », «comparability » et «outcome» avec 8 items au total. Si un item est validé, une étoile est attribuée. Le score est représenté en nombre d'étoile. Plus il y a un nombre élevé d'étoile, plus l'étude est considérée comme étant de bonne qualité. Un maximum de 9 étoiles peut être attribuée pour les études de cohorte.

### 2.4.2 Méthode de synthèse des résultats

Des diagrammes, tableaux et graphiques permettront d'entтаiller nos propos. Les données de chaque étude seront analysées et retranscrites à l'aide de tableaux récapitulatifs, ou de graphiques. L'analyse sera qualitative mais également quantitative.

<footnote n="42"><sup>42</sup> JBI Critical Appraisal Tools | JBI [Internet]. [cited 2024 Nov 26]. Available from: https://jbi.global/critical appraisal-tools</footnote>
# 3 Résultats

## 3.1 Description des études

### 3.1.1 Processus de sélection des études et diagramme de flux

Les recherches ont été effectuées sur les 3 bases de données PubMed, Cochrane Library et Google Scholar. A l'aide de notre équation de recherche(Cf. *Méthode*), nous avons obtenu 305 résultats sur la base de données PubMed, 356 résultats sur Cochrane et enfin, 90 résultats sur Google Scholar.

Nous avons obtenu 751 résultats au total. Après avoir supprimé les doublons, une première sélection a été faite par lecture des titres et des articles, menant à 92 résultats Puis, par lecture des abstracts et en suivant nos critères d'inclusion et d'exclusion nous avons davantage affiner nos recherches en obtenant 12 résultats. Certains articles ont été exclus s'ils ne respectaient pas les éléments de notre PICO. Certains études n'ont pas été incluses soit parce qu'elles avaient été menées sur des rats ou sur des populations humaines non astronautes ou bien parce que les populations n'avaient pas été soumises aux conditions des vols spatiaux de longues durées mais à des conditions de microgravité simulée. Si le critère de jugement ne reposait pas (ou au moins en partie) sur l'atrophie d'Flombaire, l'article n'était pas inclus. Et enfin, la lecture complète des articles restants nous a permis n'inclure que 5 articles au total pour notre revue. En effet, certains articles, ne traitant pas des conséquences musculaires de la microgravité mais sur d'autres aspects ou sur d'autres muscles, n'ont pas été inclus.

Le processus de sélection des articles à partir des bases de données a représenté dans le diagramme de flux ci-dessous.
<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>Figure 1 : Diagramme de flux</figcaption></figure>
### 3.1.2 Etudes exclues par lecture complète

7 études ont été exclues par lecture complète. Le motif d'exclusion principal étant que les articles ne ciblent pas le MFlombaire dans leur mesure mais l'associe à d'autres muscles.

<table><caption>Tableau III : Etudes exclues par lecture complète</caption><thead><tr><td>Etudes exclues</td><td>Motif d'exclusion</td></tr></thead><tbody><tr><td>Trunk Skeletal Muscle Changes on CT with Long-Duration Spaceflight<br>Greene KA et al, 2021 (66)</td><td>Analyse les changements des muscles du tronc en général et non spécifiquement du multifide</td></tr><tr><td>Muscle volume, MRI relaxation times (T2), and body composition after spaceflight<br>LeBlanc A et Al, 2000 (67)</td><td>N'isole pas les résultats du multifide</td></tr><tr><td>Changes in Vertebral Bone Density and Paraspinal Muscle Morphology Following Spaceflight and 1 Year Readaptation on Earth<br>Coulombe JC et Al., 2023 (68)</td><td>N'analyse pas spécifiquement le multifide. Mesure globale des muscles paraspinaux</td></tr><tr><td>Lumbar spine paraspinal muscle and intervertebral disc height changes in astronauts after long-duration spaceflight on the international space station<br>Chang D. G. et Al., 2016 (69)</td><td>N'analyse pas spécifiquement le multifide. Mesure globale des muscles paraspinaux</td></tr><tr><td>Lumbopelvic Muscle Changes Following Long-Duration Spaceflight<br>McNamara KP et Al., 2019 (70)</td><td>N'analyse pas spécifiquement le multifide</td></tr><tr><td>Change in Lumbar Muscle Size and Composition on MRI with Long-Duration Spaceflight<br>Greene KA et Al., 2022 (71)</td><td>Les mesures de l'érecteur du rachis et du MF sont combinées, l'analyse ne porte pas spécifiquement sur le multifide</td></tr><tr><td>Thoracolumbar spine muscle size and composition changes in long-duration space missions<br>Poveda Let Al., 2025 (72)</td><td>PDF non disponible</td></tr></tbody></table>

### 3.1.3 Description des études incluses

Les 5 études incluses dans notre revue sont des études longitudinales prospectives et rétrospectives, comprenant 1 étude de cas et 4 études decohorte autocontrôlées.
## Etudes incluses

- From the international space station to the clinic: how prolonged unloading may disrupt lumbar spine stability
  Bailey JF et al., 2018(52)

- Biomechanical changes in the lumbar spine following spaceflight and factors associated with postspaceflight disc herniation
  Bailey JF et al., 2021(73)

- The effects of exposure to microgravity and reconditioning of the lumbar multifidus and anterolateral abdominal muscles: implications for people with LBP
  Hides JA et al., 2021(74)

- Negative effects of long-duration spaceflight on paraspinal muscle morphology
  Burkhart K et al., 2019(48)

- Changes in multifidus and abdominal muscle size in response to microgravity: possible implications for low back pain research
  Hides JA et al., 2016(75)

## Tableau IV: Etudes incluses

Les mécanismes autour de la microgravité et de ses conséquences musculaires sur la stabilité lombaire ne sont pas clairs, ces 5 études ont donc été menées afin de comprendre ces mécanismes.

### Bailey JF et al. 2018 (52):

Cette étude cohorte autocontrôlée longitudinale prospective, publiée en janvier 2018 porte sur 6 astronautes de la NASA (5 hommes, 1 femme âgés de 46 à 55 ans) exposés 6 mois à la microgravité à bord de l'ISS. L'objectif de cette étude est d'analyser la réaction de la colonne lombaire et les mécanismes de lombalgie liés à une exposition prolongée à la microgravité. Des mesures quantitatives de la colonne lombaire ont été récoltées avant et après le vol pour évaluer l'impact de la microgravité. Chaque astronaute constitue son propre groupe témoin dans le temps. Les mesures portent sur les multifides et érecteurs du chisau niveau L3/L4.

Plusieurs mesures du MF lombaire ont été effectuées portant sur:

- l'aire transversale (CSA) enmm²

- l'aire transversale fonctionnelle (FCSA) en mm²

- la FCSA/CSA en %, comme mesure de l'infiltration graisseuse

D'autres mesures ont aussi été effectuées comme la mesure de la lordose lombaire en position couchée (L1-S1); la mesure, pour chaque segment discal lombaire, de l'amplitude de mouvement active (debout) et passive (couchée) en flexion/extension (RE ROM). La mesure de la teneur en eau du disque, le grade Pfirrmann (évaluant la dégénérescence du DIV), les pathologies de la plaque vertébrale et enfin l'incidence de lombalgie chronique ou de lésions discales signalées par les astronautes lors du suivi 1 an après le vol.

Les données sont recueillies par RM 3 Tet par fluoroscopie dynamique, 30 jours avant le vol et 1 jour après 6 mois en microgravité. Un suivi est réalisé un an après le retour pour recenser d'éventuels maux de dos ou autres symptômes apparues durant cette année.
<figure><img src="image_17.png" /></figure>

Image adaptée à partir de la méthodologie de l'étude Bailey JF et al. 2018

Bailey JF et al. 2022(73):

Cette étude de cohorte autocontrôlée longitudinale prospective, publiée en février 2022 cherche à identifier les facteurs liés au risque élevé de développés hernies discales après un vol spatial, en analysant les changements biomécaniques de la CV lombaire et les mécanismes de LBP.

Cette étude suit la santé de la colonne vertébrale de **12 astronautes** (2 femmes et 10 hommes, moyenne d'âge de 51,3 ans, ecrutés entre 2011 et 2018, ayant effectué un vol spatial d'environ 168 jours. Seuls les critères généraux de santé et de forme physique de l'ASA pour les vols spatiaux ont été appliqué. Aucun autre critère d'exclusion n'a été appliqué comme par exemple la dégénérescence de la CV liée à l'âge, l'étude évalue leseffets du vol spatialet d'un programme de récupération post-vol sur la CV mais seuls les effets du vol sont analysésdans cette revue. Il a aussi été évalué la différence entre les participants ayant développé des HD symptomatiques en post-vol et ceux qui n'en ont pas eu.

Des mesures portant sur la teneur en eau du disque, la dégénérescence discale grâce au grade Pfirrmann, les irrégularités de la plaque d'extrémité vertébrale, l'arthropathie et/ou le liquide facettaire, les zones de haute intensité, et sur la hernie discale ont été effectuées. Les plages maximales de mouvement en flexion-extension (°), flexion latérale et translation maximale ont aussi été quantifiées. Les mesureseffectuées des niveaux L2 à L5 concernant le **multifide lombaire** sont les mesures qui nous intéressent ici. Ces mesures ont permis d'analyser :

- la taille totale avec la section transversale totale (CSA en cm²),

- la proportion de masse maigre avec la section transversale du muscle maigre (mCSA en cm²),

- et la qualité/composition musculaire (%m).

Des IRM 3Ten décubitus dorsal et des fluoroscopies quantitatives ont permis de mesurer ces données à 3 moments différents, 1 an avant le vol, 1 semaine après 6 mois de volspatial et
enfin entre 1 et 2 mois suivant le retour sur Terre. Seules les données récoltées avant le vol et directement après le vol nous intéressent ici. Le MF lombaire a été segmenté, pour sa mesure, manuellement, avec une fiabilité inter-évaluateur élevée. La moyenne des deux côtés a été évaluée ainsi que l'asymétrie pour chaque niveau. Un autre model IRM de Dixon a été utilisé et a montré une forte association avec les résultats obtenus.

Notons que les dossiers médicaux des participants, provenant des consultation s entre médecins de la NASA et astronautes, ont été accessibles. Ainsi, un suivi des astronautes a pu être établie en contrôlant l'apparition d'hernie discale.

<figure><img src="image_18.png" /></figure>

Image adaptée à partir de la méthodologie de l'étude Bailey JF et al. 2022

### Hides JA et al. 2021 (74):

Dans le cadre de recherches sur l'alombalgie, cette cohorte autocontrôlée longitudinale prospective publiée en 2021, analyse la réponse des muscles abdominaux antéro-latéraux et multifide lombaire de 5 astronautes après une exposition de 6 mois à la microgravité ainsi que l'effet d'un programme de réentrainement de 15 jours post -vol. Seuls les changements musculaires (fonction et taille) du multifide lombaire liés à la microgravité sont étudiés dans cette revue. L'objectif est de connaitre les adaptations des muscles du tronc en réponse à 6 mois d' exposition à la microgravité afin de pouvoir développer des contre-mesures efficaces. Cela pourrait aussi avoir une implication pour les personnes lombalgiques sur terre.

Ces mesures, effectuées en décubitus ventral par ultrason (échographie), sont récoltées à 4 moments différents pour chaque astronaute avant le vol, un jour après le vol, puis 8 jours et enfin 15 jours après le retour sur terre. Seules les mesures avant et directement après le vol du muscle MF lombaire nous intéressent dans cette revue.

Les mesures effectuées sur le MF lombaire des niveaux L2 à L5 portent sur :

- la mesure de la surface de section transversale (CSA)

- les mesures linéaires évaluant les contractions isométriques volontaires du muscle.

Pour le multifide lombaire, des images transversales bilatérales ont été prises. Ensuite, la capacité de contraction du MF a été évaluée en coupe parasagittale, au repos puis pendant la
contraction isométrique qui devait être lente, douce et soutenue. Les participants devaient prendre une inspiration calme, retenir leur souffle puis gonfler le ventre ou essayer de contracter le muscle. Tout cela en évitant de bouger le bassin et la CV. L'activité du muscle a été mesurée ensuite par électromyographie pour comparer avec les valeurs mesurées par échographie. Une forte corrélation a été retrouvée entre l'activité EMG du MF lombaire et le changement d'épaisseur du muscle mesuré par échographie lors de contraction isométrique volontaire de faible intensité. Grâce aux imageries CSA a pu être mesurée en traçant d'abord les contours du muscle grâce à des repères anatomiques. Les mesures de l'épaisseur du MF ont été réalisées en condition de repos et de contraction.

Pour l'analyse des images, c'est un investigateur aveugle, qui ne connaissait ni l'identité du participant ni le moment de la mesure, qui les a réalisé es. Il y a une fiabilité inter et intra évaluateur élevée pour les mesures. Les mesures prises pour le MF sontées comme fiables et reproductibles avec un coefficient de corrélation interclasse compris entre 0,84 et 0,99.

<figure><img src="image_19.png" /></figure>

Image adaptée à partir de la méthodologie de l'étude Etude Hides JA et al. 2021 :

Burkhart K et al. 2019 (48):

Cette cohorte autocontrôlée historique longitudinale, publiée en 2019 a été menée sur **17 astronautes** âgés de 45 ans en moyenne. Elle étudie les effets d'un vol spatial de **6 mois** sur la morphologie des muscles paraspinaux (multifide lombaire, érecteur du rachis, carré des lombes et psoas) ainsi que ceux d'un programme de écupération post-vol. Elle explore aussi le lien entre l'exercice en vol et l'atrophie musculaire. Seules les données liées à l'exposition à la microgravité sur le **MF lombaire** nous intéressent ici.

Notons que, bien que cette étude soit qualifiée de série de cas prospective par les auteurs, elle peut être considérée comme un étude de cohorte historique longitudinale autocontrôlée. Elle utilise des imageries médicales préexistantes issues d'une étude menée par la NASA sur la santé osseuse entre 2000 et 2006, pour comparer l'évolution de la santé
musculaire des astronautes à différents moments. Chaque sujet correspond à son propre
témoin.

Les mesures ont été recueilli es à différents moments à partir d'image de
**tomodensitométr ie** (CT-scan) et grâce au logiciel «**Analyze**» : **30 à 60 jours** avant le volpuis 7
à **10 jours** après l'atterrissage. Ensuite, pour 15 d'entre eux, un autre scan a été effectué 1 an
après l'atterrissage, et pour 8 autres, un autre scan 2 à 4 ans après leur retour sur terre. Les
mesures effectuées sur le MF lombaire au niveau**L1/L2** portent sur :

- la CSA (en cm²)

- et l'atténuation (unité de Hounsfield), indicateur de l'infiltration graisseuse du muscle

Après qu'un opérateur ait délimité les contours musculaires, des moyennes des cotés droits et gauches ont été données et ce pour chaque niveau vertébral. Ces différences avant/après vol ont été divisées par le nombre de mois passé en microgravité afin d'obtenir un taux de changement mensuel. Les valeurs directement obtenues en post-vol ont aussi été comparées à celles obtenues après un programme de récupération au retour sur terre grâce à un test t apparié, analysant ainsi la possibilité de récupération post-vol. Ils ont ensuite utilisé le coefficient de Pearson afin d'analyser le lien entre activité physique musculaire et perte musculaire. Nous nous intéresserons ici seulement aux valeurs pré-vol et directement post-vol afin de mesurer l'impact de la microgravité sur l'état du MF lombaire.

<figure><img src="image_20.png" /></figure>

Image adaptée à partir de la méthodologie de l'étudeBurkhart K et al. 2019

Hides JA et al. 2016(75):

Cette étude de cas, publiée en 2016, analyse les changements dans la taille des **MF lombaires** et des abdominaux antéro-latéraux chez **un astronaute** âgé de 38 ans exposé à **6 mois** de microgravité et leurs implications sur la LPB. Elle analyse également les effets de l'exercice en vol et de la réhabilitation post-vol mais nous nous concentrerons sur les effets liés à la microgravité.
Les mesures, effectuées à partir d'imagerie paultrason en décubitus ventral, reposent
sur la section transversale CSA du MF des niveaux L2 à L5. Elles ont été récoltées à 4 moments
différents : avant le vol, à J+1, puis à J+8 et enfin à J+14, suivant le retour sur Terre. Des repères
anatomiques ont été marqués et palpés pour abord identifier les rebords des muscles II y a une
grande fiabilité intra (ICC 0,83-0,99) et inter-évaluateur (ICC 0,88-0,99). Ensuite, cette
technique a été comparée avec l' IRM. Un investigateur en aveugle a effectué ses mesures, il ne
connaissait pas la date à laquelle l'imagerie avait été prise.

<figure><img src="image_21.png" /></figure>

Image adaptée à partir de la méthodologie de l'étude Hides JA et al 2016
<table><thead><tr><th>ETUDE</th><th>Bailey JF et al.<br>2018(52)</th><th>Bailey JF et al.<br>2022(73)</th><th>Hides JA et al.<br>2021(74)</th><th>Burkhart K et al.<br>2019(48)</th><th>Hides JA et al.<br>2016(75)</th></tr></thead><tbody><tr><th>Auteur(s)</th><td>Bailey JF, Miller SL, Khieu K, O'Neill CW, Healey RM, Coughlin DG, Sayson JV, Chang DG, Hargens AR, Lotz JC</td><td>Bailey JF, Nyayapati P, Johnson GTA, Dziesinski L, Scheffler AW, Crawford R, Scheuring R, O'Neill CW, Chang D, Hargens AR, Lotz JC</td><td>Hides JA, Lambrecht G, Sexton CT, Pruett C, Petersen N, Jaekel P, Rosenberger A, Weerts G</td><td>BURKHART K, ALLAIRE B, BOUXSEIN ML</td><td>Hides JA, Lambrecht G, Stanton WR, Damann V</td></tr><tr><th>Type d'étude<br>Observationnelle</th><td>Cohorte<br>longitudinale<br>prospective</td><td>Cohorte<br>longitudinale<br>prospective</td><td>Cohorte<br>longitudinale<br>prospective</td><td>Cohorte<br>longitudinale<br>historique</td><td>Etude de cas<br>longitudinale</td></tr><tr><th>Echantillon (n)</th><td>n = 6 astronautes</td><td>n = 12 astronautes</td><td>n = 5 astronautes</td><td>n = 17 astronautes</td><td>n = 1 astronaute</td></tr><tr><th>Sexe</th><td>1 F, 5 H</td><td>2 F, 10 H</td><td>/</td><td>/</td><td>1 H</td></tr><tr><th>Age moyen</th><td>46 à 55 ans</td><td>51,3 ans</td><td>/</td><td>45 ans ± 4ans</td><td>38 ans</td></tr><tr><th>Taille (cm) et poids (kg)</th><td>/</td><td>/</td><td>/</td><td>168,7 ± 15,6cm; 68,3 ± 2,2kg</td><td>1m85 ; 83kg</td></tr><tr><th>Exposition à la<br>microgravité</th><td>6 mois</td><td>6 mois. 168 jours en<br>moyenne</td><td>6 mois</td><td>6 mois. En moyenne<br>5,9 ± 1,0mois</td><td>6 mois</td></tr><tr><th>Critère (s) de jugement<br>retenu (s)</th><td>CSA, FCSA(mm²) et<br>FCSA/CSA(%) en L3<br>/L4 du MF</td><td>CSA totale (cm²),<br>section transversale<br>du muscle maigre<br>mCSA (en cm²) et la<br>qualité/composition<br>musculaire (%) de<br>L1/ L2 à L5/S1</td><td>CSA (en cm²) et<br>mesures linéaires de<br>contraction<br>isométriques<br>volontaires de L2 à<br>L5 des MF</td><td>CSA moyenne (en<br>cm²) et de l'<br>atténuation (densité)<br>(en Hounsfield), en<br>L1/L2 des MF</td><td>CSA (en cm²) de L2 à<br>L5, du MF lombaire</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><th>Outils de mesure</th><th>IRM 3T. Logiciels de mesure OsiriX DICOM Viewet ImageJ</th><th>IRM 3T</th><th>Ultrason, échographie</th><th>CT scans Tomodensitométrie Logiciel analyze</th><th>Ultrason, échographie</th></tr></thead><tbody><tr><th>Protocole / collecte des données</th><td>- 30 jours avant la mission spatiale -1 jour après le retour sur Terre</td><td>- 1 an avant le vol, - 1 semaine après le retour sur Terre</td><td>- avant le vol, - 1 jour après le vol</td><td>-30 à 60 jours avant le vol, -7 à 10 jours après le retour sur terre</td><td>- avant vol - 1 jour après le vol</td></tr><tr><th>Résultats du critère de jugement principal</th><td>CSA (mm²): L3/L4: Différence de moyenne: -77,7 % de différence de moyenne: -6,2% Avec p = 0,16</td><td>CSA (cm²): Différence de moyenne de: L1/L2: -14,43% L2/L3: 2,09% L3/L4: -1,93% L4/L5: -7,67%avec p =0,01 L5/S1: -3,14%</td><td>CSA(cm²): L3: -12,6% de différence entre avant et après vol L4: -6,1% de différence de moyenne L5: -10,3%avec p&lt;0,001</td><td>CSA(cm²): L1/L2: Changement pré-post vol de -6,1 ± 5, 1%. Soit une diminution de 1,1 ± 0,9% par mois Avec p &lt;0,05</td><td>CSA (cm²): L2/L3: Augmentation de 7% L4: variation de 1% L5: Diminution de 29%</td></tr><tr><th>Conclusion des auteurs</th><td>Diminution non statistiquement significative des valeurs en postvol.</td><td>Diminution statistiquement significative des valeurs de la CSAet de la mCSA en L4/L5 et aussi en L5/S1 pour la mCSA</td><td>Diminution statistiquement significative des valeurs de CSA de L3 à L5et de la contraction en L2 et en L3</td><td>Diminution statistiquement significative des valeurs après vol de CSAet d'atténuation en L1/L2</td><td>Diminution prédominante de la CSA au niveau de la jonction lombo-sacrée.</td></tr></tbody></table>

Abréviations: F: femme; H: homme; /: données non disponibles IRM: Imagerie par Résonance Magnétique; MF: multifide; CSA: Cross-Sectional Area; FCSA: Functional Cross-Sectional Area; mCSA muscle Cross-Sectional Area; %m: qualité/composition musculaire en%.

NB: Les valeurs suivant ± » représentent les écarts types.

<caption>Tableau V: Récapitulatif des caractéristiques principales des études incluses</caption>
## 3.2 Etude du risque de biais

### 3.2.1 Echelle d'analyse des biais

L'échelle **Newcastle-Ottawa Scale (NOS)**, (Cf. Annexe 1) permet de déterminer la qualité méthodologique des études observationnelles comme les études de **cohorte**. 4 de nos études, *Bailey JFet al. 2018*, *Bailey JFet al. 2022*, *Hides JAet al. 2021* et *Burkhart Ket al. 2019*, sont des études de cohorte auto contrôlées avec un suivi longitudinal. Il n'y a pas de groupe contrôle différent. Chaque individu constitue son propre groupe témoin

<table><caption>Tableau VI: Echelle NOS</caption><thead><tr><th>Echelle NOS</th><th>Bailey JF<br>et al. 2018</th><th>Bailey JFet<br>al. 2022</th><th>Hides JAet<br>al. 2021</th><th>Burkhart K<br>et al. 2019</th></tr></thead><tbody><tr><td><strong>Sélection</strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1) «Representativeness of<br>the exposed cohort»</td><td>★</td><td>★</td><td>★</td><td>★</td></tr><tr><td>2) «Selection of the non<br>exposed cohort»</td><td>★</td><td>★</td><td>★</td><td>★</td></tr><tr><td>3) «Ascertainment of<br>exposure»</td><td>★</td><td>★</td><td>★</td><td>★</td></tr><tr><td>4) «Demonstration that<br>outcome of interest was<br>not present at start of the<br>study”</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><strong>Comparability</strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>“Comparability of cohorts on the<br>basis of the design or analysis”</td><td>★</td><td>★</td><td>★</td><td>★</td></tr><tr><td><strong>Outcome</strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1) «Assessment of<br>outcome »</td><td></td><td></td><td>★</td><td>★</td></tr><tr><td>2) «Was follow up long<br>enough for outcome to<br>occur »</td><td>★</td><td>★</td><td>★</td><td>★</td></tr><tr><td>3) “Adequacy of follow up of<br>cohorts”</td><td>★</td><td>★</td><td>★</td><td>★</td></tr><tr><td><strong>Score : /9</strong></td><td>6</td><td>6</td><td>7</td><td>7</td></tr></tbody></table>

Les études *Bailey JFet al. 2018* et *Bailey JFet al. 2022* ont obtenu un score de 6/9 à l'échelle NOS et les études de *Hides JAet al. 2021* et *Burkhart Ket al. 2019* obtiennent un score de 7/9. Ce qui correspond à une qualité méthodologique allant de modérée à bonne avec tout de même quelques limitations.

Concernant le **sous item 4** de l'item **Sélection**, nous n'avons pas d'information s supplémentaires quant à l'état pré-vol des astronautes. Nous ne disposons pas de données individuelles mais de moyenne globale pour un échantillon. Même si il est peu probable que le critère de jugement soit anormalement bas avant le vol en vue de la sélection stricte des astronautes de la NASA il est malgré tout difficile de répondre à ce sous item de manière fiable.

Concernant le **sous item 1** de l'item **Outcome**, l'étude *Hides JAet al. 2021* indique une évaluation en aveugle ce qui n'est pas signalé dans les 3 autres études *Bailey JFet al. 2018*, *Bailey*
JFet al. 2022 et Burkhart Ket al. 2019. Cependant, l'étude *Burkhart Ket al. 2019* indique que ce sont des CTscans précédemment collectés dans le cadre de l'étude de la NASA QC sur la santé osseuse qui ont été examinés. Ce qui explique l'attribution d'une étoile.

Dans l'item *Comparability*, certaines variables ne semblent pas avoir été prises en compte. D'autres facteurs, pouvant interférer, ne semblent pas avoir été contrôlés comme les comorbidités, les antécédents personnels, le sexe ou l'âge ainsi que l'intensité et l'assiduité des activités sportives individuelles antérieures et pendant le vol spatial ainsi que d'autres paramètres pendant le vol.

Cependant, certains biais ne semblent pas avoir été évalués directement dans cette échelle NOS comme par exemple la taille de l'échantillon des études qui est trop faible. De plus, les échantillons d'astronaute, de par leur sélection par les critères hautement sélectifs de la NASA sont représentatifs des astronautes en général mais ne sont pas représentatifs de la population générale. Ce qui limite la généralisation. Cette population a des formations sportives particulières. Nous y reviendrons. De plus, certaines données statistiques sont manquantes ou erronées dans certains articles notamment dans l'étude *Bailey JF et al. 2022*. Enfin, les comparaisons avant/après exposition correspondent à une comparaison avant/après au sein d'un seul même groupe il n'y adonc pas deréel groupe contrôlenon-exposé. Nous discuterons plus en détail de ces possibles biais non traités par l'échelle NOS dans la partie *Discussion*.

L'échelle Joanna Briggs Institute (JBI), (Cf. *Annexe 2*) permet d'évaluer la qualité méthodologique des études de cas. Nous pouvons répondre aux différents items seulement par « yes », « no », « unclear » ou « not applicable ». Il n'y a donc pas de score attribué. Nous considérons que plus il y a de réponses « yes » aux items, plus l'étude répond positivement aux critères méthodologiques de cette échelle.

<table><caption>Tableau VI: Echelle JBI</caption><thead><tr><td>Echelle JBI</td><td>Item 1</td><td>Item 2</td><td>Item 3</td><td>Item 4</td><td>Item 5</td><td>Item 6</td><td>Item 7</td><td>Item 8</td></tr></thead><tbody><tr><td>Hides JA et al. 2016</td><td>unclear</td><td>unclear</td><td>unclear</td><td>yes</td><td>yes</td><td>yes</td><td>unclear</td><td>yes</td></tr></tbody></table>

Le principal biais de l'étude *Hides JA et al. 2016* réside dans le schéma d'étude en lui-même comprenant un échantillon faible mais réside également dans les caractéristiques démographiques du participant. La taille d'échantillon est très faible, se résumant à un seul individu, limitant la généralisation des résultats. Nous pouvons analyser seulement l'évolution avant/après vol spatial d'un participant. De plus, nous n'avons pas d'indication quant aux comorbidités ou autres facteurs de confusion pouvant interférer avec les résultats. Nous avons seulement les données sur la taille et le poids du sujet. Les données personnelles du sujet ne sont pas clairement définies tout comme ces antécédents ou comorbidités. Cette étude a donc une qualité méthodologique faible à modérée. Le schéma d'étude, étant une étude de cas, entraîne un niveau de preuve plus faible.

Cependant, les échelles NOS et Blont leurs limites. Elles permettent l'étude de certains biais mais d'autres biais peuvent être observés. Elles prennent pas en compte tous les biais potentiels de l'étude. Nous en discuterons plus en détail dans la partie *Discussion*.
### 3.2.2 Synthèse des biais

On retrouve **urbiais de sélection**. Un faible échantillon est analysédans l'ensemble des 5 étudesavec une population majoritairement masculine ce qui était attendu tenant compte de la population et de l'environnementétudiés. Certaines études comprennent exclusivement des hommes comme l'étude de cas *Hides JAet al. 1016*. L'étude *Burkhart Ket al. 2019*ne spécifie pas la répartition homme/femme. On retrouve un **biais lié au s chéma d'étude** en lui-même. Certaines sont des cohortes auto contrôlées et une autre est une étude de cas.Il n'y a donc pas de véritable groupe témoin.

On retrouve également **urbiais de confusion**. Plusieurs autres facteurs de confusion ne sont pas pris en compte. Les 5 études ne semblent pas prendre en compte certaines variables comme l'expériencepré-vol, l'âge et le sexe Malgré les critères d'élection de la *NASA* et le fait que les astronautes soient donc probablement en bonne santé pré-vol, les comorbidités potentielles ainsi que les dégénérescences liés à l'âgeont pas été prises en compteEn raison de l'environnement unique des vols spatiaux, d'autres facteurs non pris en compte pourraient avoir influencé les résultats, limitant ainsi l'interprétation des changements observés comme étant exclusivement dus à l'absence de charge gravitationnelle.

On rencontre également des **biais** au niveau des **résultats**. Ce ne sont pas les valeurs individuelles qui sont fournies mais seulement des moyennesavant/après vol pour l'ensemble du groupe. De plus, les données pendant le vol sont manquantes. De ce fait, on ne peut pas explicitement déchiffrer l'ordre de cause à effets entre les chan gements de la CV, l'atrophie musculaire et les hernies discales. Des **biais liés à l' auto déclaration** des comportements pendant le volsontes présents. Certaines études commel'étude *Burkhart Ket al. 1019*, se basent sur des auto déclarations concernant les exercices effectués pendant le vol. Ils ne disposent donc pas de mesure objective de l'intensité de ces exercicesDe plus, pour l'étude *Hides JAet al. 2021*, l'infiltration graisseuse n'a pas été prise en compte dans la mesure de taille de s muscles.

Un **biais de mesure** est également présent dans les études dû à un délai entre le vol spatial et l'acquisition de données pré et post-vol. Certaines premières mesures post-vol sont prises à distance du retour sur Terre, allant de 1 jour à 10 jours. Ce délai induit la possibilité que les changements observés ne soient pas uniquement dus à la microgravité

Ces biais sont donc principalement liés aux conditions environnementales spécifiques et aux contraintes logistiques qu'ils entraînent mais aussi aux contraintes liées à la population étudiée qui est unique. De plus, pour la plupart d'entre eux, ils sont involontaires et difficiles à éviter. Enfin, aucunedonnée n'a été fournie concernant les conflits d'intérêts dans l'étude *Hides JAet al. 2021*.

## 3.3 Effets du facteur de risque sur le critère de jugement

Nous cherchonsici à savoir si l'exposition à la microgravité a un impact sur l'atrophie du MF lombaire chez les astronautes. Nous nous sommes appuyés sur les résultats de 5 études effectuées sur des astronautes.Des valeurs avant et après vol sur le MF lombaire sont fournies
pour un seul même groupe d'astronaute Des données telles que des différences de moyennes, des % de différence de moyenne ainsi qu'elles p-value sont fournies.

Les différences de moyennes correspondent à l'écart entre la moyenne des valeurs observées chez les individus avant vol et celle mesurée après vol. Plus cette différence est marquée, plus cela suggère un impact du facteur de risque sur notre critère de jugement.

La p-value, avec un seuil de signification fixé à 0,05, indique si un résultat est statistiquement significatif. Un p-value<0,05 signifie qu'il y a moins de 5% de chance que le résultat observé soit dû au hasard, donc que l'intervention (facteur de risque) a probablement eu un effet.

L'écart type, indiqué par la valeur suivant le symbole « ± », mesure la dispersion des valeurs autour de la moyenne.

L' intervalles de confiance (IC) à 95% exprime la précision d'une estimation ainsi que l'incertitude autour d'une valeur estimée. Cela donne également une estimation de la taille d'effet. La taille d'effet permet de quantifier la force de la différence observée dans une étude. Un IC étroit, indique une estimation précise tandis qu'un IC plus large eflète plus d'incertitude. Dans le cas d'un IC d'une différence de moyenne, il IC contient 0, cela suggère qu'effet réel peut être nul. Il n'y a pas de preuve statistiquement significative. Si l'IC ne contient pas 0, une preuve statistiquement significative est suggérée. Ils renseignent sur la précision et sur la significativité du résultat.

Les odds ratio (OR) et les risques relatifs (RR) ne sont pas applicables dans notre revue puisque nos études portent sur un même groupe avant-après, avec des moyennes continues avant et après vol.

### 3.3.1 Etude Bailey JFet al. 2018

Dans cette étude, les CSA, FCSA et FCSA/CSA ont été mesurés au niveau L3/L4 chez 6 astronautes. Les moyennes de ces valeurs ont été reportées dans ce tableau.

<table><thead><tr><th>n=6</th><th>Moyenne pré-vol</th><th>Moyenne post-vol</th><th>Diff. de Moyenne et IC à 95%</th><th>% diff. de Moyenne</th><th>p-value</th></tr></thead><tbody><tr><td>CSA (mm²)</td><td>1235,7±252,2</td><td>1158,1±231,4</td><td>-77,7 [-388,94 ; 233,74]</td><td>-6,2%</td><td>0,16</td></tr><tr><td>FCSA (mm²)</td><td>1002,5±319,9</td><td>847,3±253,1</td><td>-155,2 [-526,25 ; 215,85]</td><td>-14,2%</td><td>0,06</td></tr><tr><td>FCSA/CSA (%)</td><td>80,0±13,1</td><td>72,6±15,3</td><td>-7,4 [-25,72 ; 10,92]</td><td>-9,3%</td><td>0,07</td></tr></tbody></table>

Abréviations: CSA : Cross Sectional Area ; FCSA : Functional Cross Sectional Area ; Diff. : différence ; IC : intervalle de confiance

NB : les valeurs suivant le symbole « ± » correspondent aux valeurs de l'écart type

Tableau VIII : Résultats des valeurs du MF lombaire avant et après vol de 6 mois chez 6 astronautes en L3/L4 (Cf. Annexe 3)
Dans cette étude, plusieurs tests statistiques ont été utilisés pour analyser les données un test de normalité avec le test de Shapiro Wilk, un test t apparié ainsi qu'une analyse de régression simple.

Premièrement, nous pouvons observer que les moyennes post-vol sont plus faibles que les moyennes pré-vol. On observe donc une tendance à une diminution dans les valeurs de CSA, FCSA et FCSA/CSA après un vol spatial. Les différences de moyennes sont négatives, cela démontre bien la diminution des valeurs par rapport aux valeurs pré-vol.

Cependant, même siles données semblent diminuer par rapport aux valeurs pré-vol, les résultats ne sont pas statistiquement significatifs avec des p-value >0,05. De plus, les IC à 95% des différences de moyenne contiennent 0 et sont très larges. Cela signifie qu'il n'y a pas de preuve statistiquement significative sur la différence avant/après. Il existe une incertitude autour de l'estimation de la différence de moyenne. La précision est faible.

Les résultats de cette étude ne permettent donc pas de conclure significativement de l'effet de 6 mois d'exposition à la microgravité sur l'atrophie du MF lombaire en L3/L4. Les résultats ne sont pas concluants concernant l'atrophie du MF lombaire en L3/L4.

Cependant, il semble y avoir une association forte et statistiquement significative entre l'atrophie du MF et la diminution de la lordose lombaire ainsi qu'une diminution des amplitudes de mouvements intersegmentaires en post-vol. Les variations de la FCSA du MF sont étroitement liées aux modifications de la lordose lombaire avec un r² démontrant une forte association : r²=0,86 et une p value=0,008. Elles sont également liées à la diminution de mouvement en flexionextension au niveau L4-5 avec un r²=0,93 et une p value = 0,007 De plus, les changements de la FCSA/CSA du MF présenteraient également une corrélation significative avec la lordose lombaire avec un r²= 0,69 et une p value=0,03. (Cf. Annexe4)

### 3.3.2 Etude Bailey JFet al. 2022

Cette étude mesure chez 12 astronautes la surface transversale totale (CSA), la surface transversale musculaire maigre du muscle (mCSA) ainsi quela composition musculaire, c'est-à-dire la proportion de muscle par rapport à la surface totale, indicateur de qualité musculaire (%m) du MF lombaire avant/après vol des niveaux L1/L2 à L5/S1. L'article étudie aussi le lien possible entre l'apparition de hernie discale et une qualité compromise du MF lombaire.

Les tableaux statistiques récapitulatifs des données et figures présents dans cette étude sont disponibles en Annexe (Cf. Annexe 5 à 9). Notons que les valeurs de pvalue ne sont pas toutes indiquées dans le tableau statistiqué de l'étude.
<table><thead><tr><th>n=12<br>CSA (cm²)</th><th>Moyenne<br>pré-vol</th><th>Moyenne<br>post-vol</th><th>Diff. de moyenne<br>et IC à 95%</th><th>% de diff.<br>de<br>moyenne</th><th>P-value</th></tr></thead><tbody><tr><td>L1/L2</td><td>2,98 ±1,07</td><td>2,55 ±0,59</td><td>-0,43 [-1,16 ; 0,30]</td><td>-14,43%</td><td>/</td></tr><tr><td>L2/L3</td><td>4,30 ±1,32</td><td>4,39 ±1,28</td><td>0,09 [-1,01 ; 1,19]</td><td>2,09%</td><td>/</td></tr><tr><td>L3/L4</td><td>6,72 ±2,00</td><td>6,59 ±1,49</td><td>-0,13 [-1,62 ; 1,36]</td><td>-1,93%</td><td>/</td></tr><tr><td>L4/L5</td><td>9,94 ±1,87</td><td>9,18 ±1,14</td><td>-0,76 [-2,07 ; 0,55]</td><td>-7,67%</td><td>0,01</td></tr><tr><td>L5/S1</td><td>11,47 ±<br>1,97</td><td>11,11 ±<br>1,10</td><td>-0,36 [-1,71 ; 0,99]</td><td>-3,14%</td><td>/</td></tr></tbody></table>

Abréviations : CSA : Cross-Sectional Area; Diff : différence ; IC : intervalle de confiance ; / : données manquantes

NB : Les valeurs suivant le symbole « ± » correspondent aux valeurs de l' écart type

Tableau X : Données statistiques des valeurs CSA avant/après vol chez 12 astronautes

Nous observons ici une diminution entre les moyennes de la CSA avant et après vol à tous les niveaux de L1/L2 à L5/S1, excepté au niveau L2/L3. Les différences de moyenne sont négatives pour ces niveaux ce qui démontre que les valeurs de la CSA ont diminué en post-vol. La diminution de la CSA au niveau L4/L5 est de -7,67% avec une p = 0,01. Les résultats pour la CSA semblent statistiquement significatifs en L4/L5. Cependant, les IC comprennent 0 et sont assez larges témoignant d'un imprécision des résultats.

<table><thead><tr><th>N=12<br>mCSA (cm²)</th><th>Moyenne<br>pré-vol</th><th>Moyenne<br>post-vol</th><th>Diff. de<br>moyenne et<br>IC à 95%</th><th>% de diff. de<br>moyenne</th><th>P-value</th></tr></thead><tbody><tr><td>L1/L2</td><td>2,28 ±0,69</td><td>1,97±0,55</td><td>-0,31 [-0,84 ;<br>0,22]</td><td>-13,60%</td><td>/</td></tr><tr><td>L2/L3</td><td>3,30±1,07</td><td>3,27±1,07</td><td>-0,03 [-0,94 ;<br>0,88]</td><td>-0,91%</td><td>/</td></tr><tr><td>L3/L4</td><td>5,04±1,93</td><td>4,66±1,35</td><td>-0,38 [-1,79 ;<br>1,03]</td><td>-7,54%</td><td>/</td></tr><tr><td>L4/L5</td><td>7,32±1,80</td><td>6,51±1,28</td><td>-0,81 [-2,13 ;<br>0,51]</td><td>-11,0%</td><td>0,004</td></tr><tr><td>L5/S1</td><td>7,52±2,11</td><td>6,78±1,80</td><td>-0,74 [-2,40 ;<br>0,92]</td><td>-9,86%</td><td>0,007</td></tr></tbody></table>

Abréviations : mCSA : muscle Cross-Sectional Area ; Diff : différence ; IC : intervalle de confiance ; / : données manquantes

NB : les valeurs suivant le symbole « ± » correspondent aux valeurs de l' écart type

Tableau X : Données statistiques des valeurs mCSA avant/après vol chez 12 astronautes.

Les valeurs de la mCSA semblent diminuer pour tous les niveaux lombaires après le vol spatial. Les différences de moyenne sont négatives témoignant de cette réductibilité. La diminution est de -11,0% avec une p = 0,004 en L4/L5 et de -9,86% avec une p = 0,007 en L5/S1, témoignant d'une significativité statistique. Cependant, les IC comprennent 0 indiquant que l'effet n'est statistiquement pas significatif. Ces IC semblent aussi assez larges, témoignant d'une
incertitude et imprécision autour de ces estimations. Cela ne nous permet ainsi pas de prouver avec certitude la significativité statistique de ces résultats.

<table><thead><tr><th>N=12<br>%m</th><th>Moyenne<br>pré-vol</th><th>Moyenne<br>post-vol</th><th>Diff. de<br>moyenne et<br>IC à 95%</th><th>% de diff.<br>De<br>moyenne</th><th>P-value</th></tr></thead><tbody><tr><td>L1/L2</td><td>0,78±1,10</td><td>0,77±1,14</td><td>-0,01 [-0,96 ;<br>0,94]</td><td>-1,28%</td><td>/</td></tr><tr><td>L2/L3</td><td>0,77±1,14</td><td>0,74±1,14</td><td>-0,03 [-1,00 ;<br>0,94]</td><td>-3,90%</td><td>/</td></tr><tr><td>L3/L4</td><td>0,74±1,14</td><td>0,70±1,10</td><td>-0,04 [-0,99 ;<br>0,91]</td><td>-5,41%</td><td>0,025</td></tr><tr><td>L4/L5</td><td>0,73±1,10</td><td>0,71±1,10</td><td>-0,02 [-0,95 ;<br>0,91]</td><td>-2,74%</td><td>/</td></tr><tr><td>L5/S1</td><td>0,65±1,10</td><td>0,60±1,14</td><td>-0,05 [-1,00 ;<br>0,90]</td><td>-7,69%</td><td>0,007</td></tr></tbody></table>

Abréviations :%m : composition musculaire en %; Diff : différence; IC : intervalle de confiance; / : données manquantes

NB : les valeurs suivant le symbole « ± » correspondent aux valeurs de l'écart type

Tableau X1: Données statistiques des valeurs %m avant/après vol chez 12 astronautes.

(Notons que les valeurs des % de différence de moyennes L3/L4 et en L5/S1 ne sont pas telles indiquées dans le texte de l'étude, on peut supposer que cette différence de résultat est liée à une absence de données précises car peut être trop arrondies dans le tableau disponible en annexe de l'article)

Les valeurs de la%m semblent diminuer pour tous les niveaux après le vol spatial. On peut observer que les différences de moyennes sont négatives ce qui démontrera les valeurs de m%ont diminué en post-vol par rapport aux valeurs pré-vol. Selon les auteurs, il semblerait y avoir une diminution significative des valeurs post-vol par rapport aux valeurs pré-vol de -3,8% en L3/L4 avec une p=0,025 ainsi qu'une diminution en L5/S1 de -4,6% avec une p=0,007. Cependant, les IC comprennent 0 significant que l'effet n'est pas statistiquement significatif. Nous devons donc faire preuve de prudence dans l'interprétation.

D'autres informations intéressantes ont été apportées

Il semblera it que ces changements pré/post-vol de %m (indicateur de la qualité musculaire) soient associés à l'incidence de hernie discale (HD) avec une p=0,035. On note une réduction statistique ment significative des valeurs de %m chez les individus présentant une HD en postvol par rapport à ceux qui n'en ont pas développé L4/L5 : -6,2%, avec p=0,009 et en L5/S1 : -7,0% avec p=0,006). De plus, le s valeurs de %m pré-vol étai ent statistiquement plus bas ses de 12,3% (avec p=0,001) chez ceux ayant développé une HD en post-vol que ceux qui n'en ont pas développé (Cf. Annexe 9). Autrement dit, les individus n'ayant pas développé de HD en postvol avaient un % de muscle plus élevé avant le vol que les individus ayant eu des HD en postvol.

Notons cependant que les changements de CSA et de mCSA ne semblent pas être associés à l'incidence de hernie discale post-vol avec des p-value respectivement égales à p=
0,18 et p=0,92. Il n'y avait pas d'association significative entre la taille en prél (CSA et mCSA) et les HD en post vol.

On note également que l' asymétrie du pourcentage de muscle maigre ( %m) a significativement augmenté 8,9% avec p <0,001) entre la période pré et postvol au niveau L4/L5 chez ceux ayant développé une HD. Il a été retrouvé une association significative entre une asymétrie bilatérale et l'incidence de HD ( p=0,043). Pour ce qui est de l'ensemble de l'échantillon, aucun changement longitudinal significatif n'a été relevé concernant l'asymétrie bilatérale avant/après vol

L'étude conclue que l'exposition à 6 mois de microgravité est associée à une diminution des valeurs de CSA, mCSA et %m du MF lombaire pour ces niveaux lombaires

Les autres p-values pour les autres niveaux ne sont pas fournis dans l'article, limitant l'interprétation des résultats

### 3.3.3 Etude Hides JAet al. 2021

Dans cette étude, les CSA et les différences de contraction avant/après vol spatiale du MF lombaire ont été mesurées des niveaux L2 à L5 chez 6 astronautes

Le tableau statistique des valeurs pré et post vol de cette étude est disponible en Annexe (Cf. Annexe10 et 11)

<table><thead><tr><th>n=6<br>CSA<br>(cm²)</th><th>Moyenne<br>pré-vol</th><th>Moyenne<br>post-vol</th><th>Diff. de<br>moyenne et<br>IC à 95%</th><th>% de diff.<br>de<br>moyenne</th><th>P-value</th></tr></thead><tbody><tr><td>L2</td><td>3,26 ± 0,72</td><td>3,47 ± 0,96</td><td>0,21 [-0,02 ;<br>0,44]</td><td>6,44%</td><td>0,07</td></tr><tr><td>L3</td><td>5,22 ± 1,02</td><td>4,56 ± 1,07</td><td>-0,67 [-0,98 ;<br>-0,35]</td><td>-12,64%</td><td>&lt;0,001</td></tr><tr><td>L4</td><td>8,00 ± 1,12</td><td>7,51 ± 0,87</td><td>-0,49 [-0,73 ;<br>-0,24]</td><td>-6,13%</td><td>&lt;0,001</td></tr><tr><td>L5</td><td>10,07 ±<br>1,41</td><td>9,03 ± 1,68</td><td>-1,04 [-1,22 ;<br>-0,85]</td><td>-10,33%</td><td>&lt;0,001</td></tr></tbody></table>

Abréviations : CSA : Cross Sectional Area, Diff : différence, IC : intervalle de confiance

NB : les valeurs suivant le symbole « ± » correspondent aux valeurs de l' écart type

<caption>Tableau XII: Récapitulatif des valeurs de CSA du MF lombaire des niveaux L2 à L5.</caption>

Premièrement, nous observons que les moyennes post vol ont diminué par rapport aux valeurs pré-vol pour tous les niveaux excepté le niveau L2 Concernant les valeurs de la CSA i est indiqué une diminution statistiquement significative de la CSA avec une p value<0,001 pour tous les niveaux excepté au niveau L2 On note une diminution de la CSA entre les valeurs pré et post-vol de -10,3% au niveau L5, de -6,1% en L4, et de -12,6% en L3. Contrairement aux autres niveaux, il y a eu une augmentation de 0,21 soit 6,4% au niveau L2. Cependant, cette augmentation n'est pas statistiquement significative (p=0,07). L'IC pour le niveau L2 contient 0 signifiant que le résultat n'est pas statistiquement significatif Nous pouvons observer à partir du niveau L3, des différences de moyenne négatives témoignant de la réduction de la CSA entre l'avant vol et l'après vol.Les IC à 95% des niveaux L3 à L5 sont négatifs et ne contiennent pas la valeur 0 témoignant de cette diminution mais également de la significativité du résultat.Ces IC
sont étroits ce qui signifie que les estimations sont précisesurtout au niveau L5La taille d'effet est donc importante et fiable.

On peut aussi noter des diminutions dans les valeurs de contraction du MF lombaire(Cf. Annexes 10, 11, 12 et 13).

<table><thead><tr><th>n=6</th><th>Moyenne pré-vol</th><th>Moyenne post-vol</th><th>Diff. de moyenne et IC à 95%</th><th>% de diff. de moyenne</th><th>P-value</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="6">Au repos</td></tr><tr><td>L2</td><td>2,81±0,45</td><td>2,92±0,40</td><td>0,11 [-0,08 ; 0,30]</td><td>3,91%</td><td>0,27</td></tr><tr><td>L3</td><td>3,26±0,45</td><td>3,20±0,43</td><td>-0,06 [-0,28 ; 0,16]</td><td>-1,84%</td><td>0,59</td></tr><tr><td>L4</td><td>3,47±0,35</td><td>3,35±0,54</td><td>-0,11 [-0,33 ; 0,11]</td><td>-3,46%</td><td>0,31</td></tr><tr><td>L5</td><td>3,53±0,52</td><td>3,41±0,62</td><td>-0,12 [-0,42 ; 0,18]</td><td>-3,40%</td><td>0,44</td></tr><tr><td colspan="6">A la contraction (cm)</td></tr><tr><td>L2</td><td>0,36±0,23</td><td>0,10±0,09</td><td>-0,25 [-0,42 ; -0,07]</td><td>-72,22%</td><td>0,007</td></tr><tr><td>L3</td><td>0,40±0,26</td><td>0,17±0,19</td><td>-0,25 [-0,47 ; -0,02]</td><td>-57,5%</td><td>0,032</td></tr><tr><td>L4</td><td>0,41±0,14</td><td>0,46±0,33</td><td>0,05 [-0,14 ; 0,25]</td><td>12,20%</td><td>0,60</td></tr><tr><td>L5</td><td>0,40±0,2</td><td>0,46±0,23</td><td>0,05 [-0,17 ; 0,27]</td><td>15%</td><td>0,67</td></tr></tbody></table>

Abréviations: Diff: Différence; IC: intervalle de confiance

NB: les valeurs suivant le symbole « ± » correspondent aux valeurs de l'écart type

<caption>Tableau XIII: Récapitulatif des valeurs de contraction isométrique volontaire du MF lombaire des niveaux L2 à L5.</caption>

Notons que les valeurs de contraction musculaire ont été calculées en soustrayant l'épaisseur du muscle au repos de celle du muscle en contraction

On peut observer une diminution statistiquement significative des valeurs de contraction post-vol par rapport aux valeurs pré-vol en L2 (-72,22%) avec p =0,007 et en L3 (-57,5%) avec p =0,032. Les autres résultats ne semblent pas être significatifs. Concernant les IC à 95% en L2 et en L3, ils ne contiennent pas 0 et sont étroits, ce qui est en accord avec les valeurs de p-value, témoignant de la significativité et précision du résultat pour ces niveaux lombaires. Les autres IC à 95% pour les autres niveaux incluent 0 et sont souvent assez larges, traduisant un effet incertain.

Nous pouvons donc conclure d'une diminution statistiquement significative de la taille du MF après vol des niveaux L3 à L5 avec une réduction prédominante dans la région lombaire inférieure (L5). Ainsi qu'une diminution de la capacité à contracter le MF lombaire au niveau lombaire supérieur (L2/L3). Il y a donc eu des changements significatifs dans la taille et la contraction du MF lombaire pour ces niveaux lombaires. Ces résultats sont tout de même à interpréter avec prudence devant le faible échantillon disponible.
### 3.3.4 Etude Burkhart K et al. 2019

Cette étude mesure l'atténuation (densité), reflétant l'infiltration graisseuse, et la CSA du MF lombaire en L1/L2 chez 17 astronautesavant et après un vol spatial de 6 mois.

Les graphiques présentant le pourcentage de changement de la CSA et de l'atténuation du MF ainsi que le tableau statistique de ces valeurs avant/après vol, sont disponibles en annexe(Cf. Annexe14).

<table><thead><tr><th>n=17<br>CSA<br>(mm²)</th><th>Moyenne<br>pré-vol</th><th>Moyenne<br>post-vol</th><th>Diff. de<br>moyenne et IC<br>à 95%</th><th>% de diff.<br>de<br>moyenne</th><th>P-value</th></tr></thead><tbody><tr><td>L1/L2</td><td>395,6 ±<br>64</td><td>370,2 ±<br>61</td><td>-25,4 [-68,08;<br>18,28]</td><td>-6,1% ±<br>5,1%</td><td><0,05</td></tr></tbody></table>

Abréviations : CSA: Cross-Sectional Area; Diff : Différence; IC : intervalle de confiance

NB : les valeurs suivant le symbole « ± » correspondent aux valeurs de l' écart type

TableauXIV: Récapitulatif des valeurs de CSA du multifide en L1/L2 chez 17 astronautes ayant effectué un vol spatial de 6 mois.

Premièrement, nous observons que les valeurs moyennes de CSA en post-vol sont inférieures aux valeurs pré-vol au niveau L1/L2. Il y a une diminution de -6,1%. La différence de moyenne est négativetémoignant de cette réduction. Nous notons que le changement de la CSA du multifide est de 1,1 ± 0,9% par mois(Cf. Annexes 15 et 17).

La valeur du p-value est <0,05, signifiant des résultats statistiquement significatifs. Cependant, l' IC à 95% croise 0 et est très large, signifiant une imprécision des résultats. Ces résultats sont encore une fois à interpréter avec prudence d'autant plus que l'échantillon analysé est faible.

<table><thead><tr><th>n=17<br>Atténuation<br>(en HU)</th><th>Moyenne<br>pré-vol</th><th>Moyenne<br>post-vol</th><th>Diff. de<br>moyenne et<br>IC à 95%</th><th>% de diff.<br>de<br>moyenne</th><th>P-value</th></tr></thead><tbody><tr><td>L1/L2</td><td>59,5 ± 6</td><td>54,3 ± 7</td><td>-5,2 [-9,75;<br>-0,65]</td><td>-8,8% ±<br>5,4%</td><td><0,05</td></tr></tbody></table>

Abréviations : HU : unité Hounsfield; Diff : différence; IC : intervalle de confiance

NB : les valeurs suivant le symbole « ± » correspondent aux valeurs de l' écart type

TableauXV: Récapitulatif des valeurs de l'atténuation du multifide en L1/L2 chez 17 astronautes ayant effectué un vol spatial de 6 mois.

Concernant les valeurs de l' atténuation en L1/L2, on peut voir une diminution des moyennes post-vol par rapport aux moyennes pré-vol. Il y a une diminution de -8,8% avec un p<0,05 signifiant un résultat statistiquement significatif. La différence de moyenne est négative témoignant de cette diminution. Nous notons que le changement pour la densité/ atténuation du multifide est de 1,6 ± 1,0% par mois(Cf. Annexes 16 et 17). L'IC à 95% est négatif et ne contient pas 0. On peut dire qu'il existe une différence statistiquement significative. Cependant, l'IC est assez large, signifiant une imprécision et ainsi une incertitude dans ces résultats.
Nous pouvons conclure d'une diminution statistiquement significative de la taille (CSA) ainsi quede l'atténuation (augmentation de l'infiltration graisseuse) du MF lombaire après le vol pour le niveauL1/L2. Ces résultats sont tout de même à interpréter avec prudence en raison de la faiblesse de l'échantillon.

### 3.3.5 Etude Hides JAet al. 2016

Cette étude mesure les changements pré/post-vol dans les valeurs de la CSA du MF des niveaux L2 à L5 chez unseul astronaute.

Les valeurs en L2/L3 et L4 sont restées assez stables entre l'avant et l'après vol. On note une faible augmentation de 7% en L2/L3 ainsi qu'une très faible modification en L4 de 1%. Cependant, on retrouve une importante diminution des valeurs de la CSA après vol spatial au niveau L5. Des variabilités selon les niveaux de la CV ont donc été rapportées. Les valeurs de la CSA passent de 9,86 cm² avant le vol à 6,99 cm² après le vol. Ce qui correspond à une réduction d'environ 29% au niveau de la jonction lombo-sacrée.

<figure><img src="image_22.png" /><figcaption>Fig. 6 Change in cross-sectional area (CSA) of lumbar multifidus muscle at L5 over time. PF pre-flight, R1 Day 1 post-return to Earth, R8 Day 8 post-return to Earth, R14 Day 14 post-return to Earth</figcaption></figure>

Figure2: Changements de la CSA du MF lombaire en L5 avant/après le vol chez un astronaute (75).

Les autres figures représentant les changements de la CSA du MF lombaires pour les niveaux L2 à L4 sont disponibles en Annexe (Cf. Annexe B).

On peut constater une importante diminution de la CSA du MF en L5 après le vol chez cet astronaute.

<table><thead><tr><th>n=1<br>CSA (en cm²)</th><th>Pré-vol</th><th>Post-vol</th><th>Différence</th><th>% de<br>différence</th></tr></thead><tbody><tr><td>L5</td><td>9,86</td><td>6,99</td><td>-2,87</td><td>-29%</td></tr></tbody></table>

Tableau XVI: Données de la CSA du multifide d'un astronaute avant et après vol spatial au niveau L5.
Le type de schéma d'étude ne nous permet pas de retrouver des valeurs d'IDécart type ou de p-value car nous sommes dans une étude de cas/etant sur un seul individu.

Nous observons dans cette étude de cas, une tendance. Les valeurs de la CSA ont diminué de -29% entre l'avant et l'après vol. Cette étude ne nous permet pas de conclure statistiquement de l'effet de la microgravité sur l'atrophie du MF lombaire mais seulement d'observer une **tendance à la diminution** dans la valeur de CSApost-vol par rapport à la valeur pré-vol au niveau L5 chez cet astronaute. Nous observons une forte diminution dans la taille du MF lombaire au niveau de la **jionction lombo-sacrée** chez cet astronaute après le vol spatial.
# 4 Discussion

L'objectif de cette revue était de déterminer l'effet des vols spatiaux de longue durée, c'est-à-dire de l'exposition à la microgravité, sur la musculature, plus particulièrement sur l'atrophie du MF lombaire chez les astronautes et ainsi d'en déterminer une possible association. 5 études ont été incluses et analysée es afin de tenter de répondre à cette problématique.

Dans cette partie, l'es résultats présentés précédemment seront plus détaillés et nuancés avec les possibles biais. Nous allons d'abord émettre des hypothèses qui permettront d'expliquer potentiellement les résultats obtenus. Nous discuterons ensuite des limites de s'études incluses ainsi que décette revue et de notre travail

## 4.1 Analyse des principaux résultats et hypothèses

Concernant les résultats des 5 études, ils convergent pour démontrer une tendance sur le fait que l'exposition prolongée à la microgravité entraînerait des altérations structurelles et fonctionnelles plus ou moins significatives du MF lombaire. L'absence de charges gravitationnelles réduit la sollicitation des muscles posturaux y compris le multifide entrainant ainsi une atrophie.

Après les vols spatiaux, une baisse de la qualité du MF a été observée avec une réduction du pourcentage de muscle maigre (%m) au niveau L4/L5 et L5/S1 et ce étant associée à l'apparition de nouvelles hernies discales. Cette %m reflète la dégradation qualitative du muscle. Elle indique la proportion de muscle par rapport à la surface totale. Cette association, avec la %m, semble indiquer que la qualité musculaire compte dans l'incidence de HD. Si l'infiltration graisseuse est importante, entrainant une part plus importante de graisse dans le muscle, le muscle devient moins fonctionnel et donc la CV lombaire a moins de soutien actif. Ainsi le risque de HD pourrait augmenter. De leur côté, la mCSA et la CSAsont des mesures de quantité. La CSAne distingue pas muscle et graisse, ce qui peut expliquer le fait qu'il n'y ait pas de lien clair prouvé entre HD et CSA.

La microgravité semble aussi réduire significativement la taille du MF lombaire, particulièrement au niveauses segmentslombaires inferieurs. La capacité du MF lombaire à se contracter semble également être diminuée mais plutôt au niveau lombaire supérieur. La fonction ainsi que la taille du MF sont doncaussi impactées.

Des changements en faveur d'une diminution dans l'atténuation/densité du MF lombaire sont également observés. Ces diminutions de l'atténuation musculaire par rapport à la période pré-vol c'est-à-dire cette augmentation d'infiltration graisseuse, pourrait en partie expliquer les diminutions de force musculaire. Bien que la CSA puisse se normaliser plusieurs années après le retour sur Terre, la densité musculaire reste inférieure à son niveau pré-vol, témoignant d'une infiltration graisseuse persistante. Cela pourrait contribuer à une diminution durable de la force musculaire.

En somme, ces changements se traduisent donc par une tendance à la réduction de la taille (CSA) et une diminution de l'atténuation ou densité musculaire, particulièrement marquée
au niveau des segments lombaires inférieurs. On observe également une altération du contrôle moteur, une perte de fonction globale, une diminution de la capacité de contraction du muscle

Rappelons que le MF est un muscle profond **postural** essentiel à la **stabilisation** segmentaire de la CV(Cf. *Introduction*). Son activation est normalement maintenue lorsque des contraintes gravitationnelles sont présentes, afin de stabiliser le tronc contre la gravité. Sans charge gravitationnelle, son activation musculaire est réduite, participant ainsi à son affaiblissement et ainsi entrainant son atrophie. Les modifications précédemment citées pourraient compromettre sa capacité à stabiliser les segments vertébraux lombaires. Cette instabilité pourrait être responsable d'une augmentation des contraintes sur les DIV favorisant ainsi l'apparition de HD. Ces modifications, localisées dans les segments lombaires bas, pourraient constituer un facteur de risque pour le développement de l'DH lombaire d'autant plus que les HD sont généralement plus fréquentes à ce niveau.

Il a également été mis en évidence une association significative entre la qualité compromise du MF lombaire, l'aplatissement de la CV et une diminution de l'amplitude de mouvement intersegmentaire. L'atrophie du MF en microgravité ne semblerait donc pas être qu'un simple changement musculaire local mais pourrait aussi c-ontribuer à des troubles posturaux et fonctionnels observés au retour sur Terre. La réduction de la taille du MF entrainerait une perte de sa capacité à stabiliser la colonne, affectant ainsi la posture et la fonction de la CV.L'aplatissement de la CV semble donc être davantage liée au MF plutôt qu'au gonflement des DIV contrairement aux hypothèses précédemment formulées dans certaines études.

Le fait que la taille du MF soit davantage touchée au niveau lombaire inferieur fait écho d'autres études réalisées sur Terre chez des patients lombalgiques ou encore des études d'alitement prolongée (bed-rest studies). Les modifications observées dans ces contextes, sont similaires à celles observées en microgravité telles que l'atrophie et l'infiltration graisseuse du MF, toutes deux fréquemment associées aux LBPCes résultats sont donc cohérents avec les études menées sur Terre. Les mécanismes d'alitement/sédentarité et microgravité reposent sur des principes de sous-utilisation. Les charges gravitationnelles sont réduites entrainant une sous-utilisation musculaire (Cf. *Introduction*)

Par ailleurs, notons que la courbure lombaire joue un rôle clé dans la distribution des charges sur la colonne. Le rôle des muscles environnants comme le MF est de stabiliser cette CV. Elle peut donc être compromise par ces altérations musculaires. Toutes ces modifications pourraient ainsi contribuer à la survenue de blessures et de LBP et pourraient donc expliquer cette prévalence d'HD et de LBP auxquelles sont confrontées les astronautes après un vol spatial.

La lordose lombaire ainsi que la mobilité de la CV peuvent être compromises par ces altérations du MF lombaire entrainant ainsi une perte de la courbure lombaire et une rigidité intersegmentaire. Ces phénomènes combinés peuvent entrainer une charge accrue sur les DIV en augmentant le risque de pressions anormales sur les DIV. La perte de lordose pourrait être associée à un allongement de la colonne et à une augmentation des charges compressives sur les DIV et ainsi entrainer l'apparition d'un risque accru d'hernies discales.
De ce fait, d e nombreux changements ont lieu et semblent être liés à la stabilité musculaire du MF. Des changements biomécaniques importants sont donc corrélés à cette atrophie témoignant du rôle clé du MF dans la stabilisation lombaire. Une perte de ce soutien actif entraine rait donc une perte de lordose lombaire. Cette atrophie semble avoir des répercussions directes sur la posture et la mobilité. Au -delà d'une simple présence ou non d'atrophie musculaire, il existe un lien fonctionnel avec des conséquences biomécaniques et physiologiques pouvant poser problème après un retour sur Terre. Perte de stabilité, modifications dans la posture et réduction de flexibilité et ainsi augmentation de raideur entraineraient donc potentiellement plus de stress sur les DIV.

De plus, le risque de symptômes postvol peut également être lié à des pathologies pré existantes de la plaque terminale (irrégularités des plateaux pré vertébraux et modification de MODIC). C'est l'association combinée de ces facteurs qui pourrait être responsable d'un risque plus élevé de blessure, d'autant plus si des pathologies de la CV sont préexistantes comme des insuffisances des plateaux vertébraux. Ces pathologies préexistantes de la CV sont aussi à prendre compte puisque ces altérations structurelles sont souvent associées à des lombalgies. Ces altérations pourraient aussi être aggravées par les modifications indu ites par la microgravité, rendant les astronautes touchés par ces altérations plus vulnérables.

En somme, il semblerait y avoir une atrophie du MF lombaire induite par la microgravité et cela pourrait jouer un rôle central dans les troubles musculosquelettiques observés chez les astronautes, en affectant à la fois la stabilité, la posture, et la biomécanique lombaire. Ces résultats sont cohérents avec les données précédemment rapportées dana partie *Introduction* concernant la perte musculaire chez les astronautes exposés à la microgravité. Cependant, les effets sur le MF vont bien au-delà d'une simple atrophie musculaire. C'est un ensemble de perturbations biomécaniques, posturales et fonctionnelles qui pourrait ainsi jouer un rôle central dans la prévalence élevée de LBP et d'*D* observées chez les astronautes.

Cependant, l'ensemble des données de ces étudessuggèreque ces modifications sont spécifiques à certains niveaux lombaires et qu'elles peuvent varier d'un individu à l'autre. Cela reflète une réponse musculosquelettique individualisée à la microgravité. Ces modifications entraineraient un risque de blessure d'autant plus si elles sont combinées à des pathologies préexistantes de la plaque terminale. Tous ces facteurs combinés donnerait une certaine vulnérabilité de la CV face aux blessures.

4.1.1 Population

4.1.1.1 Taille des échantillons

Concernant la taille de nos échantillon s, nos 5 études longitudinales sélectionnées ont une taille d'échantillon assez faible, chaque étude comprend entre 1 et 17 astronautes'étude Bailey JF et al. 2018, comprend 6 astronautes, l'étude Bailey JF et al. 2022 possède un échantillon de 12 astronautes, l'étude Hides JAet al. 2021 un échantillon de 5 astronautes et l'étude Burkhart K et al. 2019, représente l'étude ayant l'échantillon le plus grand, soit 17 astronautes. Enfin, la dernière étudeHides JAet al. 2016, comprend une analyse d'un seul cas Au total, nous obtenons une taille d'échantillon globale de 41 astronautes ayant effectué des vols spatiaux.
Notre analyse repose donc sur une taille d'échantillon relativement faible, limitant la **généralisation absolue** de nos résultats à l'ensemble des astronautes. Cependant, cette population d'astronaute est généralement assez rare et restreinte, il est d'astronaute allant dans l'espace est très limité à l'échelle mondiale, réduisant ainsi naturellement la taille de l'échantillon disponible. Cela peut avoir plusieurs impacts notamment une **puissance statistique limitée**. Les faibles échantillons peuvent justifier les **IC plus larges** obtenus (Cf. Résultats).

### 4.1.1.2 Agedes participants

Concernant l'âge de participants, elle est généralement comprise entre 38 et 55 ans. Pour l'étude *Bailey JFet al. 2018*, l'âge estcompris entre 46 et 55 ans. Pour l'étude *Bailey JFet al. 2022*, seul l'âge moyen de 51,3 ans, est mentionné. Pour l'étude *Hides JAet al. 2021*, la tranche d'âge des participants n'a pas été fournie. Pour l'étude *Burkhart K et al. 2019*, l'âge moyen est de 45 ans et enfin pour l'étude *Hides JAet al. 2016*, l'astronaute a 38 ans. Cette tranche d'âge restreintepeut se justifier par les critères desélection des agence spatiales. Les astronautes doivent répondre à des exigences strictes concernant leur formation, carrière, expérience et capacité physique ce qui implique d'avoir une certaine expérience et donc un certain âge. Généralement, les astronautes effectuant des vols spatiaux sont situés dans cette même tranche d'âge, ce qui reflète donc assez bien la réalité. De plus, cette tranche d'âge permet d'avoir une certaine homogénéité dans nos échantillons. Cette homogénéité dans l'âge des participants permet de limiter les variations individuelles ce qui pourrait interférer avec les résultats.

Cependant, cette tranche d'âge laisse apparaitred' autres facteurs pouvant influencer les résultats comme le vieillissement naturel. De ce fait, il y a un manque de généralisation des résultats à d'autres tranches d'âgeCela restreint la possibilité de généraliser nos résultats à des astronautes plus jeunes ou bien encore plus âgés.

### 4.1.1.3 Sexe des participants

Concernant le sexe des participants, nos études comprennent majoritairement des hommes avec seulement 3 femmes au total. Pour l'étude *Bailey JFet al. 2018*, il n'y a qu'une seule femme sur les 6 astronautes, pour l'étude *Bailey JFet al. 2022*seulement 2 femmes sur 12 astronautes. Pour l'étude *Hides JAet al. 2021*et l'étude *Burkhart K et al. 2019*la répartition homme/femme n'a pas été indiquéeEnfin,l'étude *Hides JAet al. 2016*ne comprend qu'un seul homme astronaute. Cependant, cette forte prévalence de population masculine au sein de nos échantillons est assez représentatif de la population d'astronaute en général. Historiquement, la présence des femmes reste minoritaire dans les effectifs des agences spatiales, même si elle tente à augmenter ces dernières années.La proportion des femmes parmi les astronautes reste relativement faible. Selon la NASA 360 candidats ont été sélectionnés dont 299 hommes et 61 femmes. Devant cette faible proportion de femme astronaute, les opportunités d'inclure un échantillon équilibré sont réduites.

De ce fait, l'est risqué d'extrapoler ces résultats à des populations mixtes ou féminines.
4.1.1.4 Taille et poids des participants

Les données concernant le poids et la taille des participants ainsi que de leur IMC ne sont pas spécifiées, excepté dans 2 études : L' étude *Burkhart K et al. 2019* où seules des moyennes sont disponibles et où les participants présentent une taille moyenne de 168,7 ± 15,6 cm et un poids moyen de 68,3±2,2kg. L'étude *Hides J et al. 2016* indique que le participant mesure 185cm pour 83kg Ces variables pourraient constituer des biais de confusion et modifier les réponses individuelles. Elles doivent être prises en compte lorsque l'on parle d'atrophie musculaire car elles sont susceptibles d'interférer avec les résultats de l'absence de ces données individuelles dans certaines études ne permettond pas de les contrôler.

4.1.1.5 Condition physique générale et facteurs de confusion

Concernant la condition physique générale, les astronautes présents dans les 5 études sont des astronautes ayant été recrutés par la NASA selon des critères de sélection et de préparations spécifiques assez homogènes et représentatives des astronautes en général. Cependant, pour les 5 études, les critères de sélection des participants ne vont pas plus loin que ceux établis par la NASA c'est-à-dire que les participants n'ont pas été plus contrôlés en matière de comorbidité et de pathologies que par le contrôle effectué lors de la sélection par la NASA L'étude *Bailey JF et al. 2018* spécifie : « Aucun critère d'exclusion n'a été appliqué en dehors des critères généraux de santé et de condition physique de la NASA pour les voies spatiales. Ainsi, notre échantillon n'a pas été contrôlé pour d'éventuelles comorbidités telles que la dégénérescence spinale liée à l'âge (52)

On sait que les premiers critères de sélection de la NASA pour intégrer la formation d'astronaute sont très sélectifs, laissant penser que les participants ont une bonne condition physique. Cependant, d'ans les articles inclus, nous ne connaissons pas spécifiquement certaines informations personnelles comme les antécédents individuels de chacun des participants, le type de carrière effectuée (certains astronautes pouvaient êtreavant des pilotes) les comorbidités, la fréquence réelle d'entrainement avant et pendant le vol ni même l'assiduité à la pratiquesportive. Nous ne connaissons également pas les régimes alimentaires spécifiques, les possibles prises de médicaments, le niveau de stress, la qualité du sommeil, ainsi que d'autres facteurs psychologiques. Ces autres facteurs peuvent eux aussi interférer avec pas contrôlés et peuvent avoir un impact sur la musculature et l'apparition de blessure ou de LBP.

Cependant, cette population reste relativement bien entrainée et préparée à supporter des conditions extrêmes. Elle reste donc assez représentative de la population globale d'astronaute mais les résultats sont moins généralisables à d'autres populations terrestres bien moins préparées.

Nous pouvons donc conclure sur notre population que notre revue s' intéresse à un faible échantillon de 41 astronautes avec un taux majorité d'hommes, âgés de 38 à 55 ans et ayant été recrutés selon les critères très sélectifs de la NASA. Même si cette population n'est pas représentative au regard de la population générale, cette échantillon d'astronaute peut être assez représentatif de la population d'astronaute réelle mais avec prudence. Les faibles échantillons au sein des études sont assez homogènes et comparables correspondant ainsi à