Quel est l’effet de la modification de la cadence de pas en course à pied sur les blessures, la performance et la biomécanique ? Revue systématique et méta-analyse

Sep 19 / Kinesport

Contexte

Malgré les nombreux avantages que présente la course à pied, on estime que sur une année environ 50% des coureurs subissent une blessure qui les oblige à s’arrêter. La plupart de ces blessures concernent les membres inférieurs, et les diagnostics les plus fréquents sont le syndrome de stress tibial, la tendinopathie d’Achille et le syndrome fémoropatellaire. Les facteurs fréquemment associés aux blessures en course à pied sont la charge d’entrainement, les facteurs biomécaniques, le mode de vie et les facteurs psychologiques.

Compte tenu de l’incidence élevée des blessures dans ce sport, les interventions susceptibles de diminuer le risque de blessure et d’aider à maintenir la charge d’entrainement sans diminuer les performances présentent un intérêt considérable. La stratégie la plus utilisée est le réentrainement à la course (modification de la technique de course) ; il peut comprendre la modification du schéma d’attaque, de la charge d’impact ou encore de la fréquence de course. Selon de précédentes études, l’augmentation de la cadence de pas est la méthode la plus utilisée pour la gestion des blessures en course à pied.
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Avis du Pôle Scientifique Kinesport
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Cette méta-analyse est un article à risque de biais modéré. En effet, les principaux critères méthodologiques sont respectés mais les auteurs ne prennent pas en compte la qualité méthodologique des articles dans leur analyse des résultats et dans leur méta-analyse. Par conséquent, les résultats peuvent être sur ou sous-estimés et ne pas refléter la réalité.
Cependant, il est important de comprendre la relation entre le réentrainement à la course et la performance. En effet, certaines études ont montré que l’augmentation de la cadence augmentait le cout métabolique et pouvait donc réduire les performances des coureurs à court terme. Cela doit être pris en compte par les cliniciens, les entraineurs ou les coureurs eux-mêmes lorsque ce type de stratégie est envisagé à titre préventif.

Selon une revue systématique publiée en 2012, l’augmentation de la cadence de pas diminue l’excursion verticale du centre de masse, les chocs, la force de réaction au sol et donc la charge absorbée par la hanche, le genou et la cheville, ce qui contribue à diminuer le risque de blessure. Cependant, les résultats de cette revue doivent être étudiés en tenant compte du fait qu’il n’y a pas eu de méta-analyse réalisée et que seules les données concernant la cinétique et la cinématique de course ont été relevées (les données relatives à la performance et au risque de blessure n’ont pas été prises en compte). L’objectif de cette revue systématique avec méta-analyse sera donc de synthétiser les preuves relatives aux effets de la modification de la cadence de course sur la performance et le risque de blessure, ainsi que sur les variables spatiotemporelles, cinétiques, cinématiques et musculaires lors de la course à pied.

Méthode

La recherche d’articles a été réalisée sans restriction de date sur les bases de données CINAHL, EMBASE, MedLine et SPORTDiscuss. La première recherche a été effectuée en avril 2020 puis répétée en mai 2021. La stratégie de recherche a délibérément été simplifiée afin d’inclure un maximum d’articles et elle concernait la fréquence de pas et la course à pied. Deux examinateurs ont analysé tous les titres et résumés des articles et ont sélectionné les versions intégrales de ceux qui semblaient pertinents et qui répondaient aux critères de sélection.

 Critères de sélection

La modification de la cadence a été définie comme le fait de demander aux coureurs d’augmenter ou de diminuer leur fréquence de pas tout en courant à la même vitesse. Toutes les études comparant la cadence de course habituelle à une cadence diminuée ou augmentée ont été incluses.
Les critères d’exclusion étaient les suivants :
  • Modification de la longueur de pas sans changement dans la cadence
  • Coureurs ne connaissant pas leur cadence habituelle
  • Utilisation d’autres stratégies de réentrainement à la course, comme la modification de la foulée
  • Études de cas
  • Études non-anglophones
  • Études comptant moins de 10 participants par cohorte ou par groupe
Les variables relatives aux blessures, à la performance et à la biomécanique ont été incluses dans cette étude. Les variables relatives aux blessures comprenaient des mesures de douleur et/ou de fonction auto-rapportées par les participants. Les variables de performance comprenaient des mesures physiologiques telles que la VO2 et des mesures de taux d’effort perçu par les participants (RPE). Enfin, les variables biomécaniques comprenaient des mesures cinétiques, cinématiques et spatiotemporelles.

La qualité des études incluses a été déterminée par deux examinateurs indépendants, avec intervention d’un troisième examinateur s’il y avait un désaccord. Chaque étude a donc été classée en qualité élevée, modérée ou faible. Concernant les variables d’intérêt, les moyennes et écart-types ont été utilisés sur chacune d’entre elles afin de déterminer la différence moyenne standardisée (SMD) avec un intervalle de confiance à 95%. Les valeurs de la SMD ont été classées comme petites (<0,59), moyennes (0,60 – 1,19) ou grandes (>1,20).

Résultats

La recherche initiale a permis de sortir 4602 titres d’articles. Après élimination des doublons et analyse du texte en intégralité, 37 études ont finalement été retenues. Sur ces 37 études, 17 étaient de haute qualité, 19 de qualité moyenne et 1 de qualité faible. 

 Résultats primaires 

 Blessures
Deux études évaluant la douleur et la fonction ont été identifiées. Une étude a fourni des preuves limitées d’amélioration de la distance de course, de la plus longue course sans douleur, de l’EVA et de l’échelle fonctionnelle des membres inférieurs, après une augmentation de 10% de la cadence de pas chez des coureurs avec syndrome fémoropatellaire. Ces résultats ont été mesurés à 4 semaines et à 3 mois. La deuxième étude a trouvé les mêmes résultats sur la douleur chez des coureurs avec syndrome fémoropatellaire mais après une augmentation de 7,5% du nombre de pas. 
 Performance
Cinq études concernant l’analyse de la performance après modification de la cadence de course ont été identifiées. Concernant les mesures subjectives de la performance, deux études ont rapporté des preuves limitées d’augmentation du RPE lors d’une augmentation de 10% de la cadence, mais aucune différence n’a été rapportée pour une diminution de la cadence ou pour une augmentation de seulement 5%. Des preuves très limitées ont aussi mis en avant un lien entre augmentation de la maladresse et de l’effort autodéclaré et augmentation de la cadence de pas de 10%.
Trois études ont relevé les données physiologiques de la performance en course à pied. Des preuves limitées ont indiqué que lorsque la vitesse de course était de 3,13 m/s et de 3,58 m/s, une diminution de 15% de la cadence de pas était corrélée à une augmentation de la VO2. Ces résultats n’ont pas été retrouvé à une vitesse de course de 4,02 m/s ni lorsque que la cadence était augmentée de 15%, et ce à n’importe quelle vitesse de course. Des preuves limitées ont montré une augmentation de l’énergie métabolique lors d’une diminution de cadence de 8% et de 15%, ou d’une augmentation de cadence de 15%. Aucune différence n’a été trouvée lors d’une augmentation de 8%.

 Résultats secondaires 

Ces résultats concernent les données biomécaniques et regroupent plus de 221 variables analysées sur 35 articles ; 22 études ont comparé la course à allure habituelle avec une augmentation de la cadence et 13 études ont comparé la course habituelle avec une diminution de la cadence de pas. 
 Paramètres spatiotemporels
Concernant la longueur de pas, des preuves modérées ont associé une augmentation de 10% de la cadence à une diminution de la longueur de pas et une diminution de 10% de la cadence à une augmentation de la longueur de pas. Concernant le temps de contact au sol, des preuves limitées n’ont pas trouvé de différences entre une augmentation de 10% de la cadence et la course habituelle. En revanche, une diminution de 10% de la cadence semble corrélée à une augmentation du temps de contact au sol
 Forces de réaction au sol, taux de charge et force de freinage
Des preuves limitées n’ont pas trouvé de différences dans les forces verticales de réaction au sol suite à une augmentation de 10% de la cadence. Cette même augmentation n’a pas non plus entraîné de différences dans le taux de charge vertical moyen, ni dans taux de charge vertical instantané. Concernant la force de freinage, il semblerait qu’une diminution de 10% de la cadence soit associée à une augmentation de la force de freinage
 Pied, cheville et jambe
D’un point de vue cinétique, augmenter la cadence de pas de 10% ne semble pas entrainer de différences dans le pic d’accélération tibial ni dans le travail négatif de la cheville. De même, une augmentation de 5% de la cadence n’a pas entrainé plus de pression sur l’arrière-pied ni plus de temps de contact au sol. Une diminution de 10% de la cadence semble associée à une augmentation du travail négatif de la cheville mais n’a pas entrainé d’augmentation dans le pic d’accélération du tibia. Enfin, une diminution de la cadence de pas de 5% n’a pas modifié la cinétique de l’arrière-pied, que ce soit sur le pic de pression, la force maximale ou le temps de contact au sol.
D’un point de vue cinématique, une augmentation de 10% de la cadence semble associée à une réduction de l’angle d’attaque au sol du pied mais n’entraine pas de différence dans la flexion dorsale/plantaire moyenne lors du contact initial au sol. La réduction de l’angle d’attaque au sol du pied a aussi été trouvée lors d’une augmentation de la cadence de pas de seulement 5%.
 Genou
D’un point de vue cinétique, augmenter la cadence de pas de 10% entraine une diminution du moment de force maximale des extenseurs de genou, une diminution du travail négatif du genou ainsi qu’une diminution du pic de stress sur l’articulation fémoropatellaire. La diminution du travail négatif du genou a aussi été trouvée lors d’une diminution de 10% de la cadence de pas, avec des preuves limitées.
D’un point de vue cinématique, de fortes preuves ont montré qu’une augmentation de la cadence de 10% était associée à une diminution du pic de flexion du genou et des preuves modérées n’ont pas trouvé de différence sur la moyenne de flexion de genou lors du contact au sol initial. Une augmentation de la cadence de 5% n’a pas entrainé de changement sur ces variables. Enfin, une réduction de la cadence de 5% et de 10%, n’entraine pas de différence sur la moyenne de flexion de genou lors du contact initial.
 Hanche
D’un point de vue cinétique, l’augmentation de 10% de la cadence de pas est associée à une diminution du travail négatif de la hanche. Ce travail est en revanche augmenté lorsque la cadence de pas diminue de 10%.
D’un point de vue cinématique, augmenter la fréquence de pas de 10% entraine une réduction du pic d’adduction de hanche ainsi que du pic de flexion pendant la phase d’appui, mais n’entraine pas de différences sur la moyenne de flexion de hanche lors du contact initial ni sur le pic de rotation interne lors de la phase d’appui.
 Tronc et bassin
Aucun regroupement de mesures n’a pu être réalisé concernant les données cinétiques. D’un point de vue cinématique, l’augmentation de 10% de la cadence de pas ne semble pas corrélée à un changement dans la moyenne de flexion du tronc pendant la phase d’appui. 

Discussion

Les résultats rapportés lors de cette revue systématique sont insuffisants pour tirer des conclusions fiables sur les effets de la modification de la cadence de course sur le risque de blessures et sur les performances. Cependant, de nombreuses variables biomécaniques ont été identifiées et devraient faire l’objet de futures recherches. La méta-analyse a mis en avant que l’augmentation de la cadence entraine des réductions (ou pas de changements) sur les variables cinétiques, cinématiques et de charges de la cheville, du genou et de la hanche. À l’inverse, une diminution de la cadence entraine une augmentation de ces mêmes variables. 
 Blessures
Malgré le fait que les entraineurs utilisent souvent l’augmentation de la cadence de course dans la gestion des blessures, seulement deux études l’ont analysé et ont montré qu’une augmentation de 7,5% (moyenne à 163 pas/minute) et de 10% (moyenne à 166 pas/minute) était corrélée à une amélioration de la douleur et de la fonction chez des coureurs présentant des tendinopathies patellaires. Cependant, les études n’ont pas utilisé de groupes contrôles ce qui limite l’interprétation des résultats. De plus, une autre étude non incluse dans cette revue a trouvé que l’augmentation de la cadence de course n’améliorait pas plus les symptômes que l’éducation des patients, la gestion des symptômes et de la charge d’entrainement. Des essais cliniques de haute qualité devraient être menés pour permettre d’avancer des conclusions plus solides. 
 Performance
Bien que certains résultats de cette étude montrent que l’augmentation de la cadence de pas peut avoir un effet délétère sur certaines mesures subjectives de la performance, cela ne semble pas être le cas sur les mesures physiologiques prises lors de la course, comme la VO2. Il convient de noter que des preuves très limitées d’une récente étude transversale ont montré que la modification de la cadence préférentielle des coureurs s’accompagnait d’une augmentation de la consommation d’énergie métabolique, supposée provenir de l’augmentation de la puissance de la cheville (lors de la diminution de la cadence) et de la hanche (lors de l’augmentation de la cadence). Enfin, il faut noter que les toutes les études ont porté sur les effets immédiats du réentrainement à la course et non sur les effets à long terme, qui restent donc inconnus.
 Biomécanique
les résultats de cette étude soutiennent l’augmentation de la cadence de course dans le but d’améliorer des variables cinétiques, cinématiques, ainsi que le taux de charge sur les articulations du membre inférieur, en particulier la cheville, le genou et la hanche. Comme prévu, la modification de la cadence de pas a fait varier le temps de contact au sol, ce qui a été retrouvé dans de précédentes études sur la marche où des augmentations de vitesse de 15% et 30% ont diminué le temps de contact au sol. Bien qu’un temps de contact au sol plus court soit associé à des vitesses de course plus élevées, les effets sur la performance et les avantages cliniques de ces modifications ne sont pas encore connus.

La relation entre les risques de blessures et la force de réaction verticale au sol a beaucoup été étudiée, et il semblerait que ce soit le taux de charge verticale qui ait la plus forte association avec les blessures. Or, cette étude n’a pas trouvé de preuves appuyant le fait que l’augmentation de la cadence de pas diminuait le taux de charge verticale et donc le risque de blessure. Une seule étude a obtenu ce résultat, mais elle avait inclus une population de coureurs avec un poids corporel supérieur à 85 kg, qui étaient donc des coureurs soumis à une charge importante avant le début de l’étude. En revanche, plusieurs études ont noté qu’une diminution de 30% de la cadence de pas augmentait la force d’impact au sol et le taux de charge verticale, mais ces résultats n’ont pas été retrouvés pour des diminutions de 5 à 15% de la cadence de course. De futures études devraient être menées sur la force de freinage, en supposant que l’augmentation de la cadence de pas diminue la force de freinage et pourrait donc diminuer le risque de blessure.

Concernant le pied et la cheville, la relation trouvée entre augmentation de la cadence et diminution de l’angle d’attaque au sol du pied devrait intéresser tous les entraineurs, car c’est un objectif fréquent dans le réentrainement à la course. Cette revue systématique confirme que c’est une stratégie de choix car la diminution de l’angle d’attaque du pied est aussi associée à une réduction globale de toutes les variables cinétiques et cinématiques.

Les résultats trouvés suite à une augmentation de la cadence de pas sur les variables biomécaniques du genou justifient cette stratégie dans la prévention des blessures, notamment du syndrome fémoropatellaire. Il est biologiquement probable que réduire le stress sur l’articulation fémoropatellaire ainsi que le moment de force des extenseurs du genou améliorent la douleur et la fonction sur cette articulation. Ces résultats devraient être investigués dans de nouvelles études afin de confirmer l’intérêt de la modification de la cadence de pas chez les coureurs souffrant de douleurs fémoropatellaires.

Concernant la hanche, des preuves modérées ont montré une réduction du pic d’adduction de hanche avec une augmentation de 10% de la cadence. Il semblerait que ces changements se maintiennent dans le temps et seraient donc intéressants dans la gestion des blessures telles que le syndrome de la bandelette iliotibiale ou les tendinopathies fessières. Des preuves limitées ont aussi indiqué que l’augmentation de la vitesse de pas réduit la flexion de hanche pendant la phase d’appui ainsi que le travail négatif de la hanche, ce qui pourrait être bénéfique dans la gestion des blessures car ces variables améliorent l’alignement des membres inférieurs pendant la course.

Concernant le tronc et le bassin, une seule étude a indiqué une diminution de l’inclinaison du bassin après augmentation de la cadence de pas, en revanche tous les autres résultats indiquent que le réentrainement à la course n’a pas d’impact sur les variables biomécaniques du tronc et du bassin.

Cette étude a montré que de nombreuses variables biomécaniques peuvent être modifiées en demandant aux coureurs d’augmenter ou de diminuer leur cadence, mais il est difficile de déterminer si ces variations se produisent pour atteindre l’objectif de la nouvelle vitesse de course ou si elles sont le résultat de ce changement. Il faut aussi tenir compte de la cadence de base du coureur avant de déterminer s’il est approprié de changer le rythme. Les valeurs moyennes rapportées dans cette étude sont de 160 à 172 pas/minute, avec une augmentation jusqu’à 192 pas/minutes lors de la modification de la cadence. Il est probable que chaque coureur est une cadence de pas propre en fonction de son rythme préféré, ce qui n’a pas été investigué dans cette étude. De plus, les études incluses dans cette revue concernent toutes des coureurs de loisir, jeunes et en bonne santé, et les mêmes investigations devraient être menées chez des coureurs élites, ainsi que chez des coureurs blessés et/ou plus âgés. Enfin, il est important de noter que dans un objectif de prévention des blessures, les coureurs peuvent avoir besoin d’une période de transition lorsqu’ils augmentent leur cadence de pas afin de permettre l’adaptation tissulaire et d’éviter le risque de surcharge.

Conclusion

Cette revue systématique a mis en avant le fait qu’augmenter la cadence de pas entraine soit aucun changement, soit réduit les variables cinétiques, cinématiques et de charge de la cheville, du genou et de la hanche, qui sont des sites de blessures fréquents en course à pied. En revanche, aucun changement ni augmentation de ces variables n’a été trouvé lors d’une diminution de la cadence de pas. Bien que les preuves soient encore insuffisantes, elles suggèrent que l’augmentation de la cadence de course pourrait être efficace pour réduire la charge sur les tissus ciblés et serait donc appropriée dans la prise en charge de certaines blessures telles que le syndrome fémoropatellaire. Elles suggèrent aussi que lorsque l’augmentation de la cadence est faite dans un objectif de prévention des blessures, il est peu probable qu’elle est un effet préjudiciable sur les performances.

Référence de l'article

Anderson LM, Martin JF, Barton CJ, Bonanno DR. What is the Effect of Changing Running Step Rate on Injury, Performance and Biomechanics? A Systematic Review and Meta-analysis. Sports Med Open. 2022 Sep 4;8(1):112. doi: 10.1186/s40798-022-00504-0. PMID: 36057913; PMCID: PMC9441414.
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