La force en escalade : une histoire de mâchoire ?

Saviez-vous que pour performer en escalade, il fallait non seulement bien serrer les prises… mais aussi les dents ?! Vous m’objecterez qu’il paraît difficile, en plein crux, de pousser son kiai, façon Sharma ou Ondra avec la mâchoire fermée. Car alors, serrer les dents risque bien d’étouffer le cri libérateur et le transformer en un ridicule grognement… Ainsi, l’assertion selon laquelle la force développée par les membres supérieurs est en lien direct avec l’activité des muscles masticateurs paraîtrait bien contre-intuitive.

 

Muscles masticatoires et force

La contribution des muscles de la mâchoire et du cou à l’expression de la force de serrage a pourtant été mise en évidence dans un article datant – déjà – de 2003. Dans ce travail, Hiroshi Churei avait examiné l’effet potentiel de la fonction motrice orale sur les caractéristiques de production de la force de préhension maximale et explosive de préhension.

Le dispositif était le suivant : 14 sujets masculins en bonne santé, jeunes, avaient été invités à exercer une force de préhension explosive maximale avec leur main dominante dans quatre conditions différentes :

1. Serrage des dents avant et pendant l’effort de serrage,
2. Serrage des dents avant l’effort et position de repos mandibulaire pendant l’effort,
3. Position de repos mandibulaire avant l’effort et serrage des dents pendant,
4. Position de repos mandibulaire avant et pendant l’effort.

Dans ces 4 conditions, la force maximale, la force moyenne ainsi que la vitesse de montée en force (ce qui correspond pour la saisie d’une prise à la force de contact), étaient mesurées. Et ce qui en ressortait c’est que serrer les dents avant ou pendant l’effort permettait d’augmenter tous ces indices, dans une fourchette allant de 10 à 40 % ! Certes, la force de serrage n’est pas tout à fait spécifique à l’escalade. Empoigner et serrer un dynamomètre à main et tirer sur une prise est différent sur le plan biomécanique. Mais l’idée est intéressante.

 

Serrage et dents et activité corticale

En 2014, Kawabuko et son équipe poursuivent l’évaluation de l’effet du serrement des dents sur la force de préhension manuelle. Ils confirment une partie des résultats d’Hiroshi Churei, à savoir que la force maximale de préhension se révélait supérieure lorsque les sujets serraient les dents lors de l’effort (351.4 vs. 325.3 N).

Mais en plus, ils localisent au niveau du cortex cérébral la zone qui serait responsable de cet effet. En l’occurrence, l’activation de la région de la main dans l’aire motrice primaire et le cervelet antérieur pourrait faciliter les motoneurones spinaux. Et l’activation de la région de la main dans l’aire motrice primaire par le serrement des dents pourrait être due à un signal provenant de l’aire motrice du cingulum/aire motrice supplémentaire.

Serrage des dents et escalade #1

L’accès de l’escalade à l’olympisme, en 2020, génère une recrudescence des travaux de recherche qui prennent notre sport comme objet. Il n’est pas étonnant alors de lire une publication visant à évaluer l’activité des muscles masticateurs chez les grimpeurs.

Ginszt et ses collaborateurs confirment – bien sûr – la relation étroite entre le système stomatognathique (l’articulation temporo-mandibulaire, le système neuro-musculaire, l’occlusion) et la force des muscles des membres supérieurs. Et leurs mesures permettent en outre de différencier les grimpeurs de la population générale. Puisque lors du serrage de dents, les grimpeurs démontrent une activité bioélectrique des muscles masséters.

Les scientifiques émettent alors l’hypothèse d’un lien possible entre l’activité fonctionnelle des muscles masséters et la performance en escalade.

Mais les raisons évoquées pour expliquer ces différences entre grimpeurs et non grimpeurs ne sont pas très claires, sinon convaincantes : Est-ce que de façon inconsciente les grimpeurs serrent les dents POUR améliorer leurs performances, chaque fois qu’ils bourrinent, ce qui entraînerait ce type d’adaptation musculaire ? Ou le serrage de dent est une réponse au stress et à la tension mentale liés à la pratique de l’escalade, qui engendrerait des serrages de dents inconscients ?

Serrage des dents et escalade #2

En 2024, la même équipe publie un nouveau papier sur le sujet. Bon, certaines considérations liées à l’escalade elle-même laissent clairement à désirer (genre en escalade, la main gauche sert à stabiliser le corps pendant que la main droite mousquetonne…). Mais elle présente tout de même un certain intérêt dans la mesure où elle éclaire les mécanismes à l’œuvre qui expliquent ces liens entre serrage des dents et force des membres supérieurs. Explications :

• Les muscles qui sont impliqués dans ce mécanisme sont principalement le masséter, le temporal, et les ptérygoïdiens (responsables de la mastication et de la fermeture de la mâchoire). Leur contraction lors du serrage des dents génère une tension mécanique au niveau des articulations temporo-mandibulaires qui a pour effet immédiat de stabiliser la tête et le cou et permettre la transmission de force dans tout le corps et en particulier vers les muscles des bras, via les chaînes myofasciales.
• Le serrement des dents active des récepteurs sensoriels dans les articulations temporo-mandibulaires et les muscles masticateurs (réflexe de Hoffmann). Ces signaux sont transmis au tronc cérébral et à la moelle épinière. Avec comme conséquence une réduction de l’activité des muscles posturaux (ex. : muscles du dos, des jambes), ce qui permet une redistribution de l’énergie vers les muscles impliqués dans le mouvement spécifique, optimisant ainsi la performance.
• La contraction des muscles masticateurs active les motoneurones via des voies neuronales descendantes (du cerveau vers la moelle épinière). Cela facilite la transmission des signaux vers les muscles distants (ex. : muscles des membres), augmentant leur recrutement et leur force de contraction.
• En outre, grâce à l’effet dit de Jendrassik, le serrement des dents active les motoneurones via le réflexe de Hoffmann, ce qui potentialise les réflexes spinaux. Résultat : Les muscles répondent plus vigoureusement à une stimulation, ce qui se traduit par une contraction plus forte et plus rapide.
• Enfin, Les signaux des muscles masticateurs sont intégrés dans le système vestibulaire (oreille interne) et le cervelet, qui régulent l’équilibre et la coordination. Cela permet une meilleure synchronisation entre la tête, les yeux et le corps, essentielle pour les mouvements précis ou dynamiques.

 Ouf !

De la recherche au principe de réalité

Reste à déterminer ce que l’on peut faire de cela, en pratique ! Car il y a parfois loin du contexte expérimental aux conditions de pratique.

En l’occurrence, en escalade, il ne s’agit pas – juste – de serrer des prises. La saisie n’est même que le commencement d’une action motrice complexe qui engage tout le corps pour aller vers la prise suivante. Il y a certes des enjeux majeurs de tenue de prise, mais aussi – surtout ? – de vitesse d’expression de la force de serrage et de coordination entre l’action de nos membres. De là donc à conclure que le serrage des dents vous permettra de sauter une cotation…

Références : 

Baszczowski M., Dolina A., Zawadka M., Ginszt M., Czarnecki A., Ginszt A and Gawda P (2024) : Masticatory and Neck Muscles’ Isometric Endurance and Their Relation to Upper Limb Isometric Grip Strength in Sport Climbers—Preliminary Investigation. Medicina 2024, 60, 1956. https://doi.org/10.3390/medicina60121956

 Ginszt M, Zieliński G., Byś A., Gawda P., Majcher P. (2020) : Masticatory Muscles Activity in Sport Climbers. Int J Environ Res Public Health 2020 Feb 21;17(4):1378. doi: 10.3390/ijerph17041378.

 Kawakubo N., Miyamoto J.J., Katsuyama N., Ono T., Honda E-I., Kurabayashi T., Taira M., Moriyama K. (2014) : Effects of cortical activations on enhancement of handgrip force during teeth clenching: an fMRI study. Neurosci Res. 2014 Feb:79:67-75. doi: 10.1016/

 Churei H. (2003) : Relation between teeth clenching and grip force production characteristics. Kokubyo Gakkai Zasshi. 2003 Jun;70(2):82-8. doi: 10.5357/koubyou.70.82.