Cartilage du genou : ce que l’exercice fait vraiment à son usure

Le cartilage du genou ne s’use pas comme une semelle de chaussure : chez l’adulte sans blessure, l’exercice modéré le nourrit au lieu de l’abîmer. La question concerne tous ceux qui marchent, courent, pédalent ou font du renforcement après 40 ans, avec la crainte d’« user » leurs articulations. Les études d’IRM et les grandes cohortes de coureurs, publiées entre 1992 et 2019, montrent que le risque vient surtout de l’inactivité, des blessures, du surpoids et des volumes extrêmes. Voici ce que l’effort fait vraiment à ce tissu, chiffres à l’appui.

Cartilage du genou : définition et rôle

Le cartilage articulaire est une couche lisse de quelques millimètres qui recouvre l’extrémité du fémur, le plateau du tibia et l’arrière de la rotule. Son rôle est double : répartir les charges sur une grande surface et permettre aux os de glisser presque sans frottement. Il ne contient ni vaisseaux sanguins, ni nerfs, ni vaisseaux lymphatiques, ce qui explique à la fois son indolence et sa faible capacité de réparation.

Ce tissu est fabriqué et entretenu par des cellules peu nombreuses, les chondrocytes, dispersées dans une matrice qu’elles produisent elles-mêmes. Cette matrice associe un réseau de fibres de collagène de type II, qui donne la résistance à la traction, et de grosses molécules appelées protéoglycanes (dont l’agrécane), qui retiennent l’eau et donnent l’élasticité. L’ensemble est majoritairement composé d’eau : c’est cette eau, piégée par les protéoglycanes, qui encaisse la pression.

Une donnée a changé la façon de voir l’usure. En 2016, une équipe danoise a daté au carbone 14 le collagène du cartilage de 23 personnes nées entre 1935 et 1997. Résultat : le réseau de collagène ne se renouvelle pratiquement plus après la fin de la croissance, que le genou soit sain ou arthrosique (Heinemeier et al., 2016). La charpente que vous avez à 20 ans est, pour l’essentiel, celle que vous garderez. Les protéoglycanes, eux, se renouvellent et réagissent à la charge.

Comment l’exercice agit sur le cartilage : la pompe mécanique

Le cartilage se nourrit par compression et relâchement, un peu comme une éponge. Faute de vaisseaux, l’oxygène et les nutriments lui parviennent depuis le liquide synovial, qui pénètre la matrice quand la charge se relâche. L’immobilité prive donc ce tissu de son principal mode d’alimentation.

L’équipe de Felix Eckstein a mesuré par IRM la déformation du cartilage de la rotule juste après différents efforts chez 12 volontaires (Eckstein et al., 2005). Le volume diminuait de 2,8 % après la marche, de 4,5 % après le vélo, de 5,0 % après la course et de 5,9 % après des flexions de genoux. Sur le plateau tibial, seule la réception de sauts (impacts) atteignait 7 %. Cette compression est transitoire : l’eau revient ensuite dans la matrice.

Plusieurs phénomènes expliquent qu’une charge régulière entretienne le tissu :

• la compression cyclique fait circuler le liquide synovial dans la matrice et apporte glucose et oxygène aux chondrocytes ;
• les chondrocytes captent la déformation mécanique (mécanotransduction) et ajustent leur production de protéoglycanes ;
• le renforcement des quadriceps améliore l’amortissement et réduit les pics de pression sur la surface articulaire ;
• le mouvement entretient la souplesse de la capsule et des ménisques, qui répartissent la charge.

À l’inverse, une charge excessive ou anormale (genou instable, ménisque retiré, surpoids important) concentre la pression sur une petite zone. Les chondrocytes basculent alors vers la production d’enzymes qui dégradent la matrice. Avec l’âge, une part de ces cellules entre en sénescence : elles cessent de se diviser et libèrent des signaux inflammatoires qui entretiennent cette dégradation. C’est ce lien entre vieillissement cellulaire et arthrose que décrit notre pilier consacré à la sénescence cellulaire.

Ce que dit la science sur le sport et l’usure du cartilage

Les données convergent : une activité modérée et régulière n’abîme pas le cartilage d’un genou sain, et elle semble même l’entretenir. Le risque augmente aux deux extrêmes, la sédentarité et les volumes d’entraînement très élevés, ainsi qu’après une blessure.

Le cartilage s’adapte à une charge modérée

Le premier signal fort vient d’un essai randomisé suédois. Ewa Roos et Leif Dahlberg ont suivi 45 adultes de 46 ans en moyenne, opérés d’un ménisque 3 à 5 ans plus tôt et donc à risque d’arthrose (Roos et Dahlberg, 2005). Après 4 mois d’exercice supervisé 3 fois par semaine, l’IRM spécialisée (dGEMRIC) montrait une teneur en glycosaminoglycanes améliorée : +15 ms contre -15 ms dans le groupe témoin. Plus les participants avaient augmenté leur activité, plus ce tissu s’enrichissait.

Une cohorte australienne de 297 adultes de 50 à 79 ans, sans blessure du genou, va dans le même sens. Ceux qui pratiquaient une activité vigoureuse (au point de transpirer ou d’être essoufflé) avaient un volume de cartilage tibial plus important et moins de défauts à l’IRM (Racunica et al., 2007). La marche régulière était associée à moins de lésions de l’os sous le cartilage. Il s’agit d’une association, pas d’une preuve de cause.

Chez l’animal, la relation semble suivre une courbe en U. Une synthèse de 29 essais randomisés montre qu’aux doses modérées, les 12 comparaisons rapportent un effet nul ou positif sur la matrice, alors qu’aux doses élevées, 19 comparaisons sur 27 rapportent une dégradation (Bricca et al., 2017). Chez l’humain déjà arthrosique, une revue de 9 essais conclut que l’exercice en charge ne semble pas nocif pour le cartilage, avec des preuves de faible qualité (Bricca et al., 2019).

Course à pied : moins d’arthrose chez les coureurs loisirs

La course est le sport le plus soupçonné d’user les genoux, et c’est aussi le mieux étudié. La méta-analyse d’Alentorn-Geli regroupe 25 études et 125 810 personnes (Alentorn-Geli et al., 2017). La prévalence de l’arthrose de hanche ou de genou atteignait 3,5 % chez les coureurs loisirs, 10,2 % chez les sédentaires et 13,3 % chez les coureurs de compétition. Les auteurs soulignent qu’ils ne peuvent pas exclure des biais, notamment les blessures antérieures.

Dans l’Osteoarthritis Initiative américaine, 2 637 adultes de 64 ans en moyenne ont détaillé leur passé sportif. Avoir couru n’augmentait pas le risque d’arthrose symptomatique du genou ; chez les coureurs actuels, le rapport de cotes brut était de 0,64 (Lo et al., 2017). Une seconde analyse chez 1 203 personnes déjà arthrosiques n’a trouvé aucune aggravation radiologique liée à la course sur 4 ans (Lo et al., 2018).

Le marathon apporte une nuance utile. Sur 82 débutants d’âge moyen suivis par IRM, l’œdème osseux sous le cartilage du tibia et du fémur a diminué après la course, mais le cartilage de la face externe de la rotule s’est légèrement dégradé, sans symptôme (Horga et al., 2019). Le genou répond donc différemment selon les zones, et un gros volume concentré sur quelques mois sollicite surtout l’articulation rotulienne.

Blessures et surpoids : les vrais accélérateurs d’usure

Une rupture du ligament croisé antérieur pèse bien plus lourd que des années de footing. Douze ans après cette blessure, 51 % de 67 footballeuses suédoises présentaient une arthrose radiologique du genou, à 31 ans de moyenne d’âge (Lohmander et al., 2004). Les programmes d’échauffement neuromusculaire réduisent de moitié le risque de rupture du croisé, et de deux tiers les ruptures sans contact chez les sportives (Webster et Hewett, 2018).

Le poids agit comme un multiplicateur. Chez 142 adultes arthrosiques, chaque kilo perdu réduisait d’environ 4 kilos la force transmise au genou à chaque pas (Messier et al., 2005). Dans l’étude de Framingham, les femmes qui avaient perdu environ 5,1 kg sur 10 ans voyaient leur risque d’arthrose symptomatique du genou divisé par deux (Felson et al., 1992). L’Inserm cite d’ailleurs la surcharge pondérale et la pratique mal contrôlée de certains sports parmi les facteurs de risque d’arthrose (dossier Inserm sur l’arthrose).

En pratique : quelles activités pour un cartilage en bonne santé ?

La meilleure activité pour le cartilage du genou est celle que vous pratiquez régulièrement, à charge modérée, sans douleur persistante le lendemain. Le genou tolère très bien la variété, et la combinaison d’un effort d’endurance avec du renforcement musculaire couvre la majorité des besoins. L’OMS rappelle que l’exercice et le maintien d’un poids sain font partie des leviers de base face à l’arthrose, qui touchait 528 millions de personnes en 2019 dans le monde, dont 365 millions au genou (aide-mémoire OMS sur l’arthrose).

Le vélo offre une compression rotulienne modérée et presque aucun impact sur le plateau tibial, ce qui en fait une base sûre (voir notre article sur les effets du vélo sur le cœur et les genoux). La course reste compatible avec un genou sain si le volume progresse lentement. Le renforcement des cuisses protège l’articulation en absorbant une partie des chocs : notre guide de la musculation après 50 ans détaille les exercices adaptés.

Quand l’arthrose est déjà installée, l’exercice garde toute sa place. La revue Cochrane de 2015, qui regroupe 44 essais et 3 537 participants, montre une baisse de la douleur de 12 points sur 100 et un gain de fonction de 10 points, un effet comparable à celui des anti-inflammatoires (Fransen et al., 2015). Notre article sur l’arthrose et la longévité détaille ce lien avec l’espérance de vie en bonne santé.

Protéger son cartilage : conseils concrets

Protéger le cartilage du genou revient à le charger souvent, à éviter les blessures et à limiter la surcharge pondérale. Ces gestes s’appuient sur les études citées plus haut et conviennent à un adulte sans pathologie du genou connue.

• Bougez la plupart des jours : 150 à 300 minutes d’activité modérée par semaine, selon les repères de l’OMS, en fractionnant si besoin.
• Augmentez le volume de course ou de marche rapide de façon progressive, sans doubler la distance d’une semaine à l’autre.
• Faites 2 séances de renforcement des cuisses et des hanches par semaine (squats partiels, montées de marche, pont fessier).
• Avant les sports de pivot, pratiquez un échauffement neuromusculaire : sauts avec réception contrôlée, équilibre sur une jambe, changements de direction.
• Si vous êtes en surpoids, une perte même modeste soulage le genou : environ 4 kilos de charge en moins par kilo perdu, à chaque pas.
• Après une entorse du genou avec gonflement rapide, faites examiner l’articulation avant de reprendre le sport.

La douleur sert de guide. Une gêne légère pendant l’effort qui disparaît en 24 heures est acceptable ; une douleur qui augmente le lendemain, un gonflement ou un genou qui se bloque imposent de réduire la charge et de consulter. Pour recevoir chaque semaine nos synthèses sur la science du vieillissement articulaire et musculaire, inscrivez-vous à La lettre santé.

Questions fréquentes sur le cartilage du genou et le sport

Est-ce que courir use le cartilage du genou ?

Chez un adulte sans blessure, la course loisir n’use pas le cartilage du genou. Une méta-analyse de 2017 sur 114 829 personnes trouve 3,5 % d’arthrose chez les coureurs loisirs contre 10,2 % chez les sédentaires. Le risque augmente surtout avec la compétition de haut niveau, les blessures antérieures et le surpoids.

Le cartilage du genou peut-il se régénérer ?

Le réseau de collagène du cartilage ne se renouvelle presque pas après la croissance, selon une datation au carbone 14 publiée en 2016. Les protéoglycanes, qui retiennent l’eau, peuvent en revanche s’enrichir : un essai suédois de 2005 l’a mesuré par IRM après 4 mois d’exercice modéré. Une lésion profonde, elle, ne se comble pas spontanément.

Quel sport choisir quand on a mal aux genoux ?

Le vélo, la natation, l’aquagym et la marche sont les mieux tolérés quand le genou est douloureux, car ils sollicitent l’articulation sans impact violent. Le renforcement des quadriceps complète ces activités. Selon la revue Cochrane de 2015, l’exercice réduit la douleur de 12 points sur 100 chez les personnes souffrant d’arthrose du genou.

Pourquoi l’immobilité est-elle mauvaise pour le cartilage ?

Le cartilage n’a pas de vaisseaux sanguins : il reçoit oxygène et nutriments par le liquide synovial, qui pénètre sa matrice lors des cycles de compression et de relâchement. Sans mouvement, cette pompe s’arrête et les cellules du cartilage reçoivent moins d’apports. Les sédentaires présentent d’ailleurs plus d’arthrose que les coureurs loisirs dans les grandes cohortes.

Perdre du poids protège-t-il le cartilage du genou ?

Oui, la perte de poids réduit nettement la charge sur le cartilage du genou. Chez 142 adultes arthrosiques, chaque kilo perdu diminuait d’environ 4 kilos la force transmise au genou à chaque pas. Dans l’étude de Framingham, une perte d’environ 5 kg sur 10 ans divisait par deux le risque d’arthrose symptomatique chez les femmes.