7.3 La colonne vertébrale
Objectifs d'apprentissage
À la fin de cette section, vous serez capable de :
- Décrire chaque région de la colonne vertébrale et le nombre d'os dans chaque région
- Discuter des courbures de la colonne vertébrale et de la façon dont elles changent après la naissance
- Décrire une vertèbre typique et déterminer les caractéristiques distinctives des vertèbres de chaque région vertébrale ainsi que les caractéristiques du sacrum et du coccyx
- Décrire la structure d'un disque intervertébral
- Déterminer l'emplacement des ligaments qui soutiennent la colonne vertébrale
La colonne vertébrale est également connue sous le nom de rachis ou épine dorsale (Figure 7.20). Elle est constituée d'une séquence de vertèbres (singulier = vertèbre), chacune étant séparée et unie par un disque intervertébral. Ensemble, les vertèbres et les disques intervertébraux forment la colonne vertébrale. C'est une colonne flexible qui soutient la tête, le cou et le corps et permet leurs mouvements. Elle protège également la moelle épinière, qui descend le long du dos à travers des ouvertures dans les vertèbres.
Régions de la colonne vertébrale
La colonne vertébrale se développe initialement comme une série de 33 vertèbres, mais ce nombre est finalement réduit à 24 vertèbres, plus le sacrum et le coccyx. La colonne vertébrale est subdivisée en cinq régions, les vertèbres de chaque zone étant nommées d'après cette région et numérotées par ordre décroissant. Dans le cou, il y a sept vertèbres cervicales, chacune désignée par la lettre « C » suivie de son numéro. Supérieurement, la vertèbre C1 s'articule (forme une articulation) avec les condyles occipitaux du crâne. Inférieurement, C1 s'articule avec la vertèbre C2, et ainsi de suite. En dessous se trouvent les 12 vertèbres thoraciques, désignées T1–T12. Le bas du dos contient les vertèbres lombaires L1–L5. Le sacrum unique, qui fait également partie du bassin, est formé par la fusion de cinq vertèbres sacrées. De même, le coccyx, ou os de la queue, résulte de la fusion de quatre petites vertèbres coccygiennes. Cependant, les fusions sacrée et coccygienne ne commencent pas avant l'âge de 20 ans et ne sont pas achevées avant l'âge mûr.
Un fait anatomique intéressant est que presque tous les mammifères ont sept vertèbres cervicales, quelle que soit leur taille corporelle. Cela signifie qu'il existe de grandes variations dans la taille des vertèbres cervicales, allant des très petites vertèbres cervicales d'une musaraigne aux vertèbres très allongées dans le cou d'une girafe. Chez une girafe adulte, chaque vertèbre cervicale mesure 11 pouces de haut.
Courbures de la colonne vertébrale
La colonne vertébrale adulte ne forme pas une ligne droite, mais présente plutôt quatre courbures le long de sa longueur (voir Figure 7.20). Ces courbures augmentent la force, la flexibilité et la capacité d'absorption des chocs de la colonne vertébrale. Lorsque la charge sur la colonne vertébrale est augmentée, par exemple en portant un sac à dos lourd, les courbures augmentent en profondeur (deviennent plus courbées) pour s'adapter au poids supplémentaire. Elles reprennent ensuite leur forme lorsque le poids est retiré. Les quatre courbures adultes sont classées comme courbures primaires ou secondaires. Les courbures primaires sont conservées de la courbure fœtale originale, tandis que les courbures secondaires se développent après la naissance.
Pendant le développement fœtal, le corps est fléchi antérieurement en position fœtale, donnant à l'ensemble de la colonne vertébrale une seule courbure concave antérieurement. Chez l'adulte, cette courbure fœtale est conservée dans deux régions de la colonne vertébrale sous la forme de la courbure thoracique, qui implique les vertèbres thoraciques, et de la courbure sacrococcygienne, formée par le sacrum et le coccyx. Chacune d'elles est donc appelée courbure primaire car elles sont conservées de la courbure fœtale originale de la colonne vertébrale.
Une courbure secondaire se développe progressivement après la naissance, à mesure que l'enfant apprend à s'asseoir droit, à se tenir debout et à marcher. Les courbures secondaires sont concaves postérieurement, dans la direction opposée à la courbure fœtale originale. La courbure cervicale de la région du cou se développe lorsque le nourrisson commence à tenir sa tête droite en position assise. Plus tard, lorsque l'enfant commence à se tenir debout puis à marcher, la courbure lombaire du bas du dos se développe. Chez l'adulte, la courbure lombaire est généralement plus profonde chez les femmes.
Les troubles associés à la courbure de la colonne vertébrale comprennent la cyphose (une courbure postérieure excessive de la région thoracique), la lordose (une courbure antérieure excessive de la région lombaire) et la scoliose (une courbure latérale anormale, accompagnée d'une torsion de la colonne vertébrale).
Troubles de...
La colonne vertébrale
Les anomalies de développement, les changements pathologiques ou l'obésité peuvent accentuer les courbures normales de la colonne vertébrale, entraînant le développement de courbures anormales ou excessives (Figure 7.21). La cyphose, également appelée dos bossu ou gibbosité, est une courbure postérieure excessive de la région thoracique. Cela peut se développer lorsque l'ostéoporose provoque un affaiblissement et une érosion des portions antérieures des vertèbres thoraciques supérieures, entraînant leur effondrement progressif (Figure 7.22). La lordose, ou dos creux, est une courbure antérieure excessive de la région lombaire et est le plus souvent associée à l'obésité ou à une grossesse avancée. L'accumulation de poids corporel dans la région abdominale entraîne un déplacement antérieur de la ligne de gravité qui supporte le poids du corps. Cela provoque une inclinaison antérieure du bassin et une accentuation prononcée de la courbure lombaire.
La scoliose est une courbure latérale anormale, accompagnée d'une torsion de la colonne vertébrale. Des courbures compensatoires peuvent également se développer dans d'autres zones de la colonne vertébrale pour aider à maintenir la tête positionnée au-dessus des pieds. La scoliose est l'anomalie vertébrale la plus courante chez les filles. La cause est généralement inconnue, mais elle peut résulter d'une faiblesse des muscles du dos, de défauts tels que des taux de croissance différentiels des côtés droit et gauche de la colonne vertébrale, ou de différences de longueur des membres inférieurs. Lorsqu'elle est présente, la scoliose a tendance à s'aggraver pendant les poussées de croissance de l'adolescence. Bien que la plupart des individus ne nécessitent pas de traitement, un corset dorsal peut être recommandé pour les enfants en croissance. Dans les cas extrêmes, une intervention chirurgicale peut être nécessaire.
Les courbures vertébrales excessives peuvent être identifiées lorsqu'un individu se tient en position anatomique. Observez le profil vertébral de côté, puis de derrière pour vérifier la présence de cyphose ou de lordose. Demandez ensuite à la personne de se pencher en avant. Si une scoliose est présente, l'individu aura des difficultés à se pencher directement en avant, et les côtés droit et gauche du dos ne seront pas au même niveau en position penchée.
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L'ostéoporose est une maladie osseuse courante liée à l'âge, dans laquelle la densité et la force osseuses sont diminuées. Regardez cette vidéo pour mieux comprendre comment les vertèbres thoraciques peuvent s'affaiblir et se fracturer en raison de cette maladie. Comment l'ostéoporose vertébrale peut-elle contribuer à la cyphose ?
Structure générale d'une vertèbre
Dans les différentes régions de la colonne vertébrale, les vertèbres varient en taille et en forme, mais elles suivent toutes un schéma structurel similaire. Une vertèbre typique se compose d'un corps, d'un arc vertébral et de sept processus (Figure 7.23).
Le corps est la portion antérieure de chaque vertèbre et c'est la partie qui supporte le poids du corps. Pour cette raison, les corps vertébraux augmentent progressivement en taille et en épaisseur en descendant le long de la colonne vertébrale. Les corps des vertèbres adjacentes sont séparés et fortement unis par un disque intervertébral.
L'arc vertébral forme la portion postérieure de chaque vertèbre. Il se compose de quatre parties : les pédicules droit et gauche et les lames droite et gauche. Chaque pédicule forme l'un des côtés latéraux de l'arc vertébral. Les pédicules sont ancrés sur le côté postérieur du corps vertébral. Chaque lame forme une partie du toit postérieur de l'arc vertébral. La grande ouverture entre l'arc vertébral et le corps est le foramen vertébral, qui contient la moelle épinière. Dans la colonne vertébrale intacte, les foramens vertébraux de toutes les vertèbres s'alignent pour former le canal vertébral, qui sert de protection osseuse et de passage à la moelle épinière le long du dos. Lorsque les vertèbres sont alignées dans la colonne vertébrale, des encoches dans les marges des pédicules des vertèbres adjacentes forment ensemble un foramen intervertébral, l'ouverture par laquelle un nerf spinal sort de la colonne vertébrale (Figure 7.24).
Sept processus naissent de l'arc vertébral. Chaque processus transverse apparié se projette latéralement et naît du point de jonction entre le pédicule et la lame. Le processus épineux unique (épine vertébrale) se projette postérieurement au milieu du dos. Les épines vertébrales peuvent être facilement palpées comme une série de bosses juste sous la peau au milieu du dos. Les processus transverses et épineux servent de sites importants d'attachement musculaire. Un processus articulaire supérieur s'étend ou fait face vers le haut, et un processus articulaire inférieur fait face ou se projette vers le bas de chaque côté d'une vertèbre. Les processus articulaires supérieurs appariés d'une vertèbre s'unissent aux processus articulaires inférieurs appariés correspondants de la vertèbre supérieure suivante. Ces jonctions forment des articulations légèrement mobiles entre les vertèbres adjacentes. La forme et l'orientation des processus articulaires varient dans les différentes régions de la colonne vertébrale et jouent un rôle majeur dans la détermination du type et de l'amplitude de mouvement disponibles dans chaque région.
Modifications régionales des vertèbres
En plus des caractéristiques générales d'une vertèbre typique décrites ci-dessus, les vertèbres présentent également des caractéristiques de taille et de structure qui varient entre les différentes régions de la colonne vertébrale. Ainsi, les vertèbres cervicales sont plus petites que les vertèbres lombaires en raison des différences dans la proportion de poids corporel que chacune supporte. Les vertèbres thoraciques ont des sites d'attachement des côtes, et les vertèbres qui donnent naissance au sacrum et au coccyx ont fusionné en os uniques.
Vertèbres cervicales
Les vertèbres cervicales typiques, telles que C4 ou C5, présentent plusieurs caractéristiques qui les différencient des vertèbres thoraciques ou lombaires (Figure 7.25). Les vertèbres cervicales ont un petit corps, ce qui reflète le fait qu'elles supportent le moins de poids corporel. Les vertèbres cervicales ont généralement un processus épineux bifide (en forme de Y). Les processus épineux des vertèbres C3–C6 sont courts, mais l'épine de C7 est beaucoup plus longue. Vous pouvez trouver ces vertèbres en faisant glisser votre doigt le long de la ligne médiane de la nuque postérieure jusqu'à ce que vous rencontriez l'épine proéminente de C7 située à la base du cou. Les processus transverses des vertèbres cervicales sont fortement courbés (en forme de U) pour permettre le passage des nerfs spinaux cervicaux. Chaque processus transverse possède également une ouverture appelée foramen transverse. Une artère importante qui irrigue le cerveau monte le long du cou en passant par ces ouvertures. Les processus articulaires supérieurs et inférieurs des vertèbres cervicales sont aplatis et font face largement vers le haut ou vers le bas, respectivement.
Les première et deuxième vertèbres cervicales sont davantage modifiées, ce qui leur confère une apparence distinctive. La première vertèbre cervicale (C1) est également appelée atlas, car c'est la vertèbre qui soutient le crâne au sommet de la colonne vertébrale (dans la mythologie grecque, Atlas était le dieu qui soutenait les cieux sur ses épaules). La vertèbre C1 n'a pas de corps ni de processus épineux. Au lieu de cela, elle est en forme d'anneau, composée d'un arc antérieur et d'un arc postérieur. Les processus transverses de l'atlas sont plus longs et s'étendent plus latéralement que les processus transverses de toute autre vertèbre cervicale. Les processus articulaires supérieurs sont orientés vers le haut et sont profondément courbés pour s'articuler avec les condyles occipitaux à la base du crâne. Les processus articulaires inférieurs sont plats et orientés vers le bas pour s'unir aux processus articulaires supérieurs de la vertèbre C2.
La deuxième vertèbre cervicale (C2) est appelée axis, car elle sert d'axe de rotation lors de la rotation de la tête vers la droite ou la gauche. L'axis ressemble aux vertèbres cervicales typiques à la plupart des égards, mais se distingue facilement par le dens (processus odontoïde), une projection osseuse qui s'étend vers le haut depuis le corps vertébral. Le dens s'unit à l'aspect interne de l'arc antérieur de l'atlas, où il est maintenu en place par le ligament transverse.
Vertèbres thoraciques
Les corps des vertèbres thoraciques sont plus grands que ceux des vertèbres cervicales (Figure 7.26). La caractéristique d'une vertèbre thoracique moyenne typique est le processus épineux, qui est long et présente un angle prononcé vers le bas qui le fait chevaucher la vertèbre inférieure suivante. Les facettes articulaires supérieures des vertèbres thoraciques sont orientées postérieurement et les facettes inférieures sont orientées antérieurement. Ces orientations sont des déterminants importants du type et de l'amplitude des mouvements disponibles dans la région thoracique de la colonne vertébrale.
Les vertèbres thoraciques ont plusieurs sites d'articulation supplémentaires, chacun étant appelé une facette, où une côte est attachée. La plupart des vertèbres thoraciques ont deux facettes situées sur les côtés latéraux du corps, chacune étant appelée une facette costale (costal = « côte »). Celles-ci sont destinées à l'articulation avec la tête (extrémité) d'une côte. Une facette supplémentaire est située sur le processus transverse pour l'articulation avec le tubercule d'une côte.
Vertèbres lombaires
Les vertèbres lombaires supportent la plus grande quantité de poids corporel et sont donc caractérisées par la grande taille et l'épaisseur du corps vertébral (Figure 7.28). Elles ont des processus transverses courts et un processus épineux court et émoussé qui se projette postérieurement. Les processus articulaires sont grands, le processus supérieur étant orienté médialement et l'inférieur latéralement.
Sacrum et coccyx
Le sacrum est un os de forme triangulaire, épais et large à sa base supérieure où il est porteur de poids, puis s'effile vers un apex inférieur non porteur de poids (Figure 7.29). Il est formé par la fusion de cinq vertèbres sacrées, un processus qui ne commence qu'après l'âge de 20 ans. Sur la surface antérieure du sacrum adulte, les lignes de fusion vertébrale peuvent être vues comme quatre crêtes transversales. Sur la surface postérieure, descendant le long de la ligne médiane, se trouve la crête sacrale médiane, une crête bosselée qui est le vestige des processus épineux fusionnés (médian = « ligne médiane » ; tandis que médial = « vers, mais pas nécessairement à, la ligne médiane »). De même, les processus transverses fusionnés des vertèbres sacrées forment la crête sacrale latérale.
Le promontoire sacré est le rebord antérieur de la base supérieure du sacrum. Latéralement à celui-ci se trouve la surface auriculaire rugueuse, qui s'unit à la portion iliaque de l'os de la hanche pour former les articulations sacro-iliaques immobiles du bassin. Un tunnel osseux appelé canal sacré passe inférieurement à travers le sacrum, et se termine au hiatus sacré près de l'extrémité inférieure du sacrum. Les surfaces antérieure et postérieure du sacrum présentent une série d'ouvertures appariées appelées foramens sacrés (singulier = foramen) qui se connectent au canal sacré. Chacune de ces ouvertures est appelée foramen sacré postérieur ou foramen sacré antérieur. Ces ouvertures permettent aux branches antérieures et postérieures des nerfs spinaux sacrés de sortir du sacrum. Le processus articulaire supérieur du sacrum, dont un se trouve de chaque côté de l'ouverture supérieure du canal sacré, s'articule avec les processus articulaires inférieurs de la vertèbre L5.
Le coccyx, ou os de la queue, est dérivé de la fusion de quatre très petites vertèbres coccygiennes (voir Figure 7.29). Il s'articule avec l'extrémité inférieure du sacrum. Il ne supporte pas de poids en position debout, mais peut recevoir une partie du poids corporel en position assise.
Disques intervertébraux et ligaments de la colonne vertébrale
Les corps des vertèbres adjacentes sont fortement ancrés les uns aux autres par un disque intervertébral. Cette structure assure un amortissement entre les os lors de la mise en charge, et parce qu'elle peut changer de forme, elle permet également le mouvement entre les vertèbres. Bien que l'amplitude totale de mouvement disponible entre deux vertèbres adjacentes soit faible, lorsque ces mouvements sont additionnés sur toute la longueur de la colonne vertébrale, de grands mouvements corporels peuvent être produits. Les ligaments qui s'étendent le long de la colonne vertébrale contribuent également à son soutien et à sa stabilité globaux.
Disque intervertébral
Un disque intervertébral est un coussinet fibrocartilagineux qui remplit l'espace entre les corps vertébraux adjacents (voir Figure 7.24). Chaque disque est ancré aux corps de ses vertèbres adjacentes, les unissant ainsi fortement. Les disques assurent également un amortissement entre les vertèbres lors de la mise en charge. Pour cette raison, les disques intervertébraux sont minces dans la région cervicale et les plus épais dans la région lombaire, qui supporte le plus de poids corporel. Au total, les disques intervertébraux représentent environ 25 % de votre taille corporelle entre le sommet du bassin et la base du crâne. Les disques intervertébraux sont également flexibles et peuvent changer de forme pour permettre les mouvements de la colonne vertébrale.
Chaque disque intervertébral se compose de deux parties. L'anulus fibrosus est la couche externe dure et fibreuse du disque. Il forme un cercle (anulus = « anneau » ou « cercle ») et est fermement ancré aux marges externes des corps vertébraux adjacents. À l'intérieur se trouve le nucleus pulposus, composé d'un matériau plus mou et gélatineux. Il a une teneur élevée en eau qui sert à résister à la compression et est donc important pour le support de poids. Avec l'âge, la teneur en eau du nucleus pulposus diminue progressivement. Cela entraîne un amincissement du disque, réduisant quelque peu la taille corporelle totale, et diminue la flexibilité et l'amplitude de mouvement du disque, rendant la flexion plus difficile.
La nature gélatineuse du nucleus pulposus permet également au disque intervertébral de changer de forme lorsqu'une vertèbre bascule d'un côté à l'autre ou d'avant en arrière par rapport à ses voisines lors des mouvements de la colonne vertébrale. Ainsi, se pencher en avant provoque une compression de la portion antérieure du disque mais une expansion du disque postérieur. Si l'anulus fibrosus postérieur est affaibli en raison d'une blessure ou de l'âge, la pression exercée sur le disque en se penchant en avant et en soulevant un objet lourd peut provoquer la protrusion postérieure du nucleus pulposus à travers l'anulus fibrosus, entraînant une hernie discale (disque « rompu » ou « glissé ») (Figure 7.30). Le bombement postérieur du nucleus pulposus peut entraîner une compression d'un nerf spinal au point où il sort par le foramen intervertébral, avec pour conséquence une douleur et/ou une faiblesse musculaire dans les régions du corps innervées par ce nerf. Les sites les plus courants de hernie discale sont les disques intervertébraux L4/L5 ou L5/S1, ce qui peut provoquer une sciatique, une douleur généralisée qui irradie du bas du dos vers la cuisse et la jambe. Des blessures similaires des disques intervertébraux C5/C6 ou C6/C7, suite à une hyperflexion forcée du cou lors d'un accident de collision ou d'une blessure au football, peuvent produire des douleurs au cou, à l'épaule et au membre supérieur.
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Regardez cette vidéo pour en savoir plus sur une hernie discale. Regardez cette deuxième vidéo pour voir un traitement possible pour une hernie discale, l'ablation de la partie endommagée du disque. Comment le fait de soulever un objet lourd pourrait-il produire une douleur dans un membre inférieur ?
Ligaments de la colonne vertébrale
Les vertèbres adjacentes sont unies par des ligaments qui courent sur toute la longueur de la colonne vertébrale le long de ses aspects postérieur et antérieur (Figure 7.31). Ceux-ci servent à résister aux mouvements excessifs de flexion avant ou arrière de la colonne vertébrale, respectivement.
Le ligament longitudinal antérieur s'étend le long de la face antérieure de toute la colonne vertébrale, unissant les corps vertébraux. Il sert à résister à une flexion arrière excessive de la colonne vertébrale. La protection contre ce mouvement est particulièrement importante dans le cou, où une flexion postérieure extrême de la tête et du cou peut étirer ou déchirer ce ligament, entraînant une douloureuse blessure par coup du lapin. Avant l'installation obligatoire des appuie-têtes de siège, les blessures par coup du lapin étaient courantes pour les passagers impliqués dans une collision automobile par l'arrière.
Le ligament supra-épineux est situé sur la face postérieure de la colonne vertébrale, où il interconnecte les processus épineux des vertèbres thoraciques et lombaires. Ce ligament fort soutient la colonne vertébrale lors des mouvements de flexion avant. Dans la nuque postérieure, où les processus épineux cervicaux sont courts, le ligament supra-épineux s'élargit pour devenir le ligament nuchal (nuchae = « nuque » ou « arrière du cou »). Le ligament nuchal est attaché aux processus épineux cervicaux et s'étend vers le haut et postérieurement pour s'attacher à la base médiane du crâne, jusqu'à la protubérance occipitale externe. Il soutient le crâne et l'empêche de tomber en avant. Ce ligament est beaucoup plus grand et plus fort chez les animaux à quatre pattes comme les vaches, où le grand crâne pend à l'avant de la colonne vertébrale. Vous pouvez facilement sentir ce ligament en étendant d'abord votre tête en arrière et en appuyant sur la ligne médiane postérieure de votre cou. Ensuite, inclinez votre tête en avant et vous sentirez le ligament nuchal ressortir car il se tend pour limiter la flexion antérieure de la tête et du cou.
Des ligaments supplémentaires sont situés à l'intérieur du canal vertébral, à côté de la moelle épinière, le long de la colonne vertébrale. Le ligament longitudinal postérieur se trouve antérieurement à la moelle épinière, où il est attaché aux faces postérieures des corps vertébraux. Postérieurement à la moelle épinière se trouve le ligament jaune (« ligament jaune »). Il se compose d'une série de ligaments courts et appariés, chacun interconnectant les régions des lames des vertèbres adjacentes. Le ligament jaune contient un grand nombre de fibres élastiques, qui ont une couleur jaunâtre, lui permettant de s'étirer puis de se rétracter. Ces deux ligaments fournissent un soutien important à la colonne vertébrale lors de la flexion avant.
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Utilisez cet outil pour identifier les os, les disques intervertébraux et les ligaments de la colonne vertébrale. Les portions les plus épaisses du ligament longitudinal antérieur et du ligament supra-épineux se trouvent dans quelles régions de la colonne vertébrale ?
Focus Carrière
Chiropraticien
Les chiropraticiens sont des professionnels de la santé qui utilisent des techniques non chirurgicales pour aider les patients souffrant de problèmes du système musculo-squelettique impliquant les os, les muscles, les ligaments, les tendons ou le système nerveux. Ils traitent des problèmes tels que les douleurs cervicales, les maux de dos, les douleurs articulaires ou les maux de tête. Les chiropraticiens se concentrent sur la santé globale du patient et peuvent également fournir des conseils liés aux problèmes de mode de vie, tels que l'alimentation, l'exercice ou les problèmes de sommeil. Si nécessaire, ils orienteront le patient vers d'autres spécialistes médicaux.
Les chiropraticiens utilisent une approche manuelle et sans médicaments pour le diagnostic et le traitement des patients. Ils effectuent un examen physique, évaluent la posture et la colonne vertébrale du patient, et peuvent effectuer des tests diagnostiques supplémentaires, y compris des radiographies. Ils utilisent principalement des techniques manuelles, telles que la manipulation vertébrale, pour ajuster la colonne vertébrale ou d'autres articulations du patient. Ils peuvent recommander des exercices thérapeutiques ou de rééducation, et certains incluent également l'acupuncture, la massothérapie ou les ultrasons dans le programme de traitement. En plus de ceux qui exercent en pratique générale, certains chiropraticiens se spécialisent dans les blessures sportives, la neurologie, l'orthopédie, la pédiatrie, la nutrition, les troubles internes ou l'imagerie diagnostique.
Pour devenir chiropraticien, les étudiants doivent avoir 3 à 4 ans d'études de premier cycle, suivre un programme de doctorat en chiropratique (D.C.) accrédité de quatre ans et réussir un examen de licence pour être autorisés à pratiquer dans leur État. Avec le vieillissement de la génération du baby-boom, l'emploi des chiropraticiens devrait augmenter.