Métatarsiens
À l’exception du premier, les métatarsiens sont longs et minces, avec des bases robustes et de petites têtes. Ils s’articulent tous en proximal avec la rangée distale du tarse via les articulations synoviales tarsométatarsiennes et en distal avec les bases des phalanges proximales au niveau des articulations synoviales métatarsophalangiennes. Chaque os est classé comme un os long et se compose d’une tige à trois côtés, d’une grande base proximale relativement carrée et d’une petite tête distale comprimée latéralement. La tige est prismatique en section transversale et s’amincit progressivement de la base à la tête avec une légère courbe longitudinale, de sorte que la face plantaire est concave et la face dorsale convexe. Comme il s’agit d’un os long, il n’est pas surprenant que les métatarsiens aient été utilisés à la fois pour déterminer le sexe et la stature (Byers et al., 1989 ; Smith, 1997 ; Bidmos, 2008 ; Cordeiro et al., 2009).
Le premier métatarsien est considérablement plus robuste que les quatre os latéraux et ceci est le résultat direct de son implication dans la phase d’orteil de la marche, où il est responsable de la poussée de la propulsion vers l’avant et du support du poids. Le reste des métatarsiens ne joue qu’un rôle de soutien, en préservant l’équilibre du corps. La taille des os a donc tendance à diminuer de la partie médiale à la partie latérale. En tant que tel, la formule de longueur commune pour les métatarsiens est que le métatarsien deux est le plus long, suivi par ordre décroissant de taille par le troisième, le quatrième, le cinquième et enfin le premier, qui est le plus court (mais le plus robuste) (Aiello et Dean, 1990).
L’approvisionnement artériel du métatarse a reçu une attention assez considérable en raison de l’implication de ces os dans les neuropathies autonomes telles que la lèpre (Brand, 1966 ; Jopling et McDougall, 1988). La position et la direction des foramina nutritifs ont été étudiées dans le but d’élucider l’origine des vaisseaux artériels qui alimentent l’os (Huber, 1941 ; Jaworek, 1973 ; Shereff, 1991). Ce processus est souvent entrepris par perfusion, en utilisant diverses substances telles que des acryliques, des colorants de gélatine, du baryum radio-opaque et des résines de polyester (Shereff et al., 1987 ; Barker, 1993 ; Crock, 1996). Patake et Mysorekar (1977) ont conclu que chaque métatarsien possède normalement un seul foramen nutritif dans le tiers moyen de la tige, qui est dirigé vers la tête du premier métatarsien et les bases des quatre autres métatarsiens. Ali (1991) a constaté que le foramen est normalement situé sur la surface médiale du cinquième métatarsien et sur les surfaces latérales des premier et deuxième os. La position du foramen dans les troisième et quatrième métatarsiens a été rapportée comme étant très variable.
Le premier métatarsien est le plus court mais le plus robuste des métatarsiens avec un diamètre particulièrement large dans le plan dorso-plantaire, ce qui permet à l’os de résister aux contraintes de flexion non négligeables qui se produisent lors de la « mise en place des orteils ». Il s’articule en proximal avec le cunéiforme médial et en distal avec la première phalange proximale. Bien que la région proximale de sa surface latérale entre fréquemment en contact avec le deuxième métatarsien, elle forme rarement une facette articulaire. La diaphyse est dite de forme prismatique avec trois surfaces séparées par des bords arrondis. La surface dorsale est légèrement convexe et d’aspect généralement banal. La surface plantaire (médiane) est profondément concave dans sa région proximale et délimitée latéralement par une forte crête qui s’arque entre la tête et la base. La surface latérale est relativement plate à l’extrémité distale et légèrement concave à l’extrémité proximale ; c’est le site d’attache de la tête médiale du premier muscle interosseux dorsal. La base du premier métatarsien est large et de forme réniforme caractéristique pour l’articulation avec le cunéiforme médial. La convexité de la surface se situe le long du bord médial, et la concavité le long du bord latéral, l’indentation (hile) se produisant plus près de la surface plantaire, de sorte que deux facettes articulaires sont formées, la plantaire ayant tendance à être la plus petite. On peut souvent observer une crête transversale traversant la surface articulaire de sorte que deux facettes articulaires concaves bien distinctes sont formées pour l’articulation avec le cunéiforme médial (Singh, 1960). Le tibialis anterior s’attache à l’aspect médial/plantaire de la base et le peroneus longus s’attache à une proéminence ovale rugueuse sur l’aspect latéral. La tête est large et élargie dans une direction médio-latérale. La surface articulaire s’étend sur une certaine distance sur la face dorsale afin de permettre un plus grand degré de dorsiflexion, ce qui est important dans la phase de » lever du pied » de la marche (Joseph, 1954). Ubelaker (1979) a identifié des facettes articulaires sur l’aspect dorsal des tiges métatarsiennes dans des restes préhistoriques de l’Équateur et il a considéré qu’elles étaient la preuve d’un agenouillement fréquent, car une telle occupation pourrait impliquer des périodes prolongées d’hyperdorsiflexion des orteils.
La surface articulaire distale s’étend encore plus loin sur la surface plantaire et présente des rainures profondes parallèles appariées pour les os sésamoïdes médiaux (tibial) et latéraux (fibulaire), qui sont séparés par une crête intersésamoïdale. Le sillon médial est invariablement plus large et plus profond que le sillon latéral. Ce sont les sésamoïdes pédieux constants, et après la rotule, ils sont les plus grands du corps (Pfitzner, 1892 ; Bizzaro, 1921). Le sésamoïde médial est présent dans le tendon combiné de l’abducteur hallucis et du chef médial des muscles fléchisseurs hallucis brevis, tandis que le sésamoïde latéral est présent dans le tendon combiné de l’adducteur hallucis et du chef latéral des muscles fléchisseurs hallucis brevis. Le sésamoïde médial est généralement plus grand que le sésamoïde latéral, plus arrondi et plus petit, et ils sont tous deux concaves sur leur face dorsale et convexes sur la surface plantaire.19 Ils sont intracapsulaires et stabilisés par un épais ligament fibreux intersésamoïdien de liaison, qui forme une rainure pour le passage du tendon du flexor hallucis longus (Orr, 1918). À cet endroit, les sésamoïdes servent à protéger le long tendon du fléchisseur hallucis en formant un tunnel, de sorte qu’en appui, le tendon est épargné et les forces sont absorbées par les petits sésamoïdes. Le sésamoïde médial a tendance à agir comme un amortisseur car il est situé directement sous l’articulation métatarso-phalangienne et est donc plus susceptible de se fracturer, car il se trouve directement dans la ligne de transfert maximal du poids (Freiberg, 1920 ; Inge et Ferguson, 1933). Les fractures ont tendance à se produire à la suite d’un traumatisme d’impact aigu ou de contraintes chroniques de port de poids et sont plus fréquentes chez les athlètes et les nouveaux appelés dans les services (Potter et al., 1992 ; Heim et al., 1997). Les symptômes sont une douleur invalidante à la marche, surtout à la fin de chaque pas, lorsque les orteils sont en dorsiflexion et que le poids du corps est transféré dans la région de l’avant-pied (Powers, 1934). L’absence congénitale des sésamoïdes hallucinaux est très rare (Kanatli et al., 2006) et il est plus probable que l’on observe une variation du nombre de composants osseux qui constituent la structure sésamoïdienne (bipartite, tripartite ou quadripartite). Les traumatismes répétés des sésamoïdes sont le plus souvent observés chez les femmes qui portent habituellement des talons hauts et passent des périodes prolongées debout ou en marchant (Hubay, 1949).
Le deuxième métatarsien est le plus long et s’articule proximalement avec les trois cunéiformes et le troisième métatarsien et distalement avec la phalange proximale du deuxième orteil. Sa tige est de forme grossièrement triangulaire, légèrement aplatie sur sa face dorsale, et s’attache à la tête latérale du premier interosseux dorsal sur sa face médiale et à la tête médiale du deuxième interosseux dorsal sur sa face latérale. La base de ce métatarsien fait saillie plus loin en direction proximale que n’importe quel autre métatarsien et est donc coincée dans un espace délimité en direction proximale par le cunéiforme intermédiaire et mortaisé entre les cunéiformes médial et latéral. Cette disposition favorise la stabilité et fait du deuxième rayon le plus rigide et le plus stable du pied (Manter, 1946 ; Sammarco, 1988). La facette articulaire du cunéiforme intermédiaire est triangulaire et légèrement concave, avec une constriction sur la face latérale. La surface articulaire du cunéiforme médial a tendance à se limiter à une petite zone sur l’angle dorsomédial, mais elle peut être de taille très variable (Singh, 1960). La surface articulaire du cunéiforme latéral peut être simple ou double et est généralement en continuité avec les surfaces articulaires du troisième métatarsien, bien que parfois séparées par une petite crête. La tête oblique de l’adducteur hallucis s’attache à la surface plantaire de la base, tout comme un glissement du tendon du tibialis posterior. La tête est plus longue dans son plan dorso-plantaire que dans son plan médio-latéral et se projette davantage sur la surface plantaire par l’intermédiaire d’un condyle latéral. Un sésamoïde inconstant peut être présent au niveau de la deuxième articulation métatarso-phalangienne (MTP) et tend à être situé sur la face médiale de la tête (Bizzaro, 1921 ; Holland, 1928 ; Burman et Lapidus, 1931 ; Lapidus, 1940). Bizzaro (1921) a rapporté une incidence de 1-1,6% pour ce sésamoïde. La face latérale de la tête présente généralement un site d’attache bien développé pour les ligaments métatarsiens transversaux et le site correspondant n’est souvent pas bien marqué sur la face médiale. Des tubercules dorsaux sont présents pour l’attache des ligaments collatéraux forts et généralement le médial est le plus grand et situé plus proximalement, pour guider le ligament sur le premier métatarsien.
Le troisième métatarsien s’articule distalement avec la phalange proximale du troisième orteil et proximalement avec le cunéiforme latéral et les deuxième et quatrième métatarsiens. La tige est tordue le long de son axe long, de sorte que la surface articulaire de la tête n’est pas dans le même plan que les métatarsiens plus médiaux, la face dorsale étant déviée médialement et la face plantaire latéralement (Singh, 1960). En conséquence, la face dorsale n’est pas aplatie comme celle des deux premiers métatarsiens mais présente une crête longitudinale qui marque la limite d’un léger creux sur la face latérale. Le chef latéral du deuxième interosseux dorsal est attaché à sa face médiale et le premier plantaire et le chef médial du troisième interosseux dorsal sont attachés à sa face latérale. La base plate a un contour grossièrement triangulaire, bien que le bord plantaire puisse être plus long que celui du deuxième métatarsien, dont le profil est généralement plus pointu. Le bord latéral présente généralement une indentation vers la face plantaire, formée par l’attache du fort ligament intermétatarsien qui relie le quatrième métatarsien. Il existe normalement deux facettes distinctes pour l’articulation avec le deuxième métatarsien, la plus dorsale étant généralement la plus grande, bien qu’il ne soit pas rare que la facette plantaire soit absente (Singh, 1960). Le bord dorsal de la surface latérale comporte une seule grande facette arquée destinée à l’articulation avec le quatrième métatarsien. La tête oblique de l’adducteur hallucis et un glissement tendineux du tibialis posterior s’attachent à la face plantaire de la base. La tête est plus petite que celle du deuxième métatarsien, tant dans le plan dorsoplantaire que médiolatéral. Le condyle plantaire latéral est plus grand que le médial et le tubercule dorsal médial est plus distalement situé et plus fortement développé que son homologue latéral. Un sésamoïde inconstant de la troisième articulation MTP a été signalé (Burman et Lapidus, 1931 ; Lapidus, 1940).
Le quatrième métatarsien est plus petit que le troisième et s’articule en distal avec la phalange proximale du quatrième orteil et en proximal avec le cuboïde, le cunéiforme latéral et les troisième et cinquième métatarsiens. Comme pour le troisième métatarsien, l’axe de la diaphyse est tordu de sorte que la surface dorsale présente une crête longitudinale, qui marque une concavité latérale distincte sur la longueur de la diaphyse. La tête latérale du troisième interosseux dorsal et le deuxième interosseux plantaire sont attachés à la face médiale, tandis que la tête médiale du quatrième interosseux dorsal est attachée à la surface latérale. La base présente une facette quadrilatérale orientée obliquement pour l’articulation avec le cuboïde. La face médiale présente une grande facette arquée le long de son bord dorsal, qui est fréquemment rainurée dans une direction dorsoplantaire de sorte que la partie distale s’articule avec le troisième métatarsien et la partie proximale s’articule avec le cunéiforme latéral. Il existe une seule facette à la face latérale pour l’articulation avec le cinquième métatarsien, qui est délimitée par une rainure profonde pour le ligament intermétatarsien fort. La tête oblique de l’adducteur hallucis et un glissement tendineux du tibialis posterior s’attachent à la face plantaire de la base. La tête est similaire en forme et en taille à celle du troisième métatarsien. Le condyle plantaire latéral est plus grand que le médial et là encore, un rare sésamoïde inconstant a été signalé sur la face médiale (Burman et Lapidus, 1931 ; Lapidus, 1940). Le tubercule dorsal médial est plus distalement situé et plus fortement développé que son homologue latéral.
Le cinquième métatarsien s’articule distalement avec la phalange proximale du cinquième orteil et proximalement avec le cuboïde et le quatrième métatarsien. La tige présente une crête dorsale bien définie, qui descend progressivement vers un bord latéral nettement concave. Le quatrième interosseux dorsal et le troisième interosseux plantaire sont attachés à la surface médiale de la diaphyse. La base possède un tubercule bien défini (processus styloïde) sur sa face latérale qui est facilement palpable dans le vivant et auquel est attaché le muscle péronier. La surface proximale de la base s’articule avec le cuboïde par une facette triangulaire oblique, qui se prolonge sur la surface médiale par l’articulation du quatrième métatarsien. Le péroné tertiaire s’attache à la face médiale de la surface dorsale de la base et peut se prolonger distalement sur le bord médial de la diaphyse. Le tendon de l’abducteur digiti minimi sillonne la face plantaire de la base et le flexor digiti minimi brevis est attaché à la face plantaire du tubercule. La tête est la plus petite de tous les métatarsiens et est disposée obliquement. Le condyle plantaire latéral est situé plus distalement que le médial, mais ils sont tous deux aussi bien développés. Des sésamoïdes inconstants se rencontrent à cette articulation et il est tout aussi probable qu’ils soient appariés qu’individuels avec une occurrence d’environ 5-10% (Pfitzner, 1896 ; Bizzaro, 1921 ; Holland, 1928). La diaphyse du cinquième métatarsien est également un emplacement reconnu pour les fractures de stress chronique (fatigue) chez les nouveaux conscrits.