1.b- Une protection de la moelle: la colonne vertébrale

La colonne vertébrale est un empilement d’os courts appelés vertèbres, et est présente chez tous les animaux vertébrés.

La colonne vertébrale (rachis) qui s’étend du crâne jusqu’à la pointe du coccyx forme le squelette du cou et du dos ainsi que le principal composant du squelette axial (les os articulés du crâne et de la colonne, les côtes et le sternum). La colonne vertébrale protège la moelle épinière et le nerfs spinaux (rachidiens), supporte le poids du corps, pourvoit le corps d’un axe flexible et partiellement rigide tout en jouant le rôle d’un pivot pour la tête, et joue également un rôle important dans le maintien postural et la locomotion (déplacement d’un endroit vers l’autre)

24 vertèbres sont mobiles : 7 cervicales, 12 thoraciques et 5 lombaires. Chez l’adulte, les 5 vertèbres sacrales sont fusionnées pour former le sacrum, tandis que les 4 vertèbres coccygiennes fusionnées forment le coccyx. La taille des vertèbres augmente progressivement de haut en bas jusqu’au sacrum puis elle diminue graduellement jusqu’à la pointe du coccyx. Ces différences structurelles sont liées à l’augmentation progressive de la charge du poids du corps jusqu’à ce qu’elle soit transmise à la ceinture pelvienne.

La colonne vertébrale doit sa flexibilité au fait qu’elle est un assemblage de pièces osseuses multiples et relativement petites (les vertèbres) séparées par les disques intervertébraux élastiques. Les 24 vertèbres mobiles sont également unies par des articulations qui tout à la fois contrôlent et facilitent la flexibilité de la colonne. Bien que les mouvements entre deux vertèbres adjacentes soient de faible amplitude, les vertèbres assemblées et les disques qui les unissent forment une colonne remarquablement flexible tout en étant en même temps suffisamment rigide pour assurer la protection de la moelle épinière et des structures qui l’environnent. Avec les ligaments et les muscles, la forme et la résistance des vertèbres et des disques intervertébraux confèrent à la colonne vertébrale sa stabilité.

La vidéo ci-dessous nous présente une animation 3D qui simplifie la colonne vertébrale pour mieux comprendre sa structure et les éléments qui la constituent.

Description de l’animation:

La colonne vertébrale est fixée entre le crâne et le bassin humain et elle est constitée de vertèbres. Elle est parcourue par la moelle épinière qui creuse le canal vertébral et qui se fragmente en nerfs rachidiens qui sortent de la colonne au niveau des trous de conjugaison. On compte 24 vertèbres mobiles; en bas, 5 vertèbres soudées forment le sacrum. Une vertèbre présente deux parties: une partie antérieure pleine et une partie postérieure creuse. Les vertèbres sont séparées par des disques intervertébraux. La colonne vertébrale présente 3 courbures. La vertèbre type réunit tous les caractères communs aux vertèbres: elle est constituée de l’arc vertébral, des processus articulaires supérieurs et inférieurs recouverts de cartilage, et d’autres formes osseuses adhérentes à l’arc.

La colonne vertébrale est un empilement d’os qui forme le squelette axial. Elle assure un soutien résistant mais souple pour le tronc, ainsi qu’une protection de la délicate moelle épinière s’y trouvant. La colonne vertébrale comprend 33 vertèbres empilées verticalement les unes sur les autres. Les vertèbres sont reliées par des articulations (les facettes articulaires) permettent un mouvement entre les os de la colonne. Les vertèbres sont stabilisées par des ligaments et sont séparées par un disque intervertébral, fait de cartilage, situé entre chaque vertèbre fonctionnant comme un absorbeur de chocs et protégeant la colonne de traumatismes.

La moelle épinière parcourt un canal situé à l’arrière des vertèbres et s’étend depuis le tronc cérébral jusqu’à la région lombaire de la colonne.

La forme anatomique de la colonne vertébrale contient 4 courbes basiques chez l’adulte : les régions thoracique et sacrée sont concaves vers l’avant alors que les régions cervicales et lombaires sont concaves vers l’arrière. Cette forme unique de la colonne lui permet de supporter le poids du corps humain.

La composition chimique du tissu osseux constituant les vertèbres est la suivante: premièrement, dans une première partie qui n’existe que dans la proportion de 1/3: l’osséine; ensuite, dans une deuxième partie qui constitue 2/3 du tissu osseux, une matière calcaire qui imprègne l’osséine, et qui comprend surtout du phosphate tribasique de calcium (85%), puis du carbonate de calcium (9%), du fluorure de calcium (4%) et finalement du phosphate de magnésium (2%).

Les disques intervertébraux

Entre chaque vertèbre se trouve un paquet fibreux de tissu appelé disque intervertébral qui amortit les chocs et la pression associée aux mouvements quotidiens. Un disque intervertébral comprend deux régions distinctes: la région externe ferme appelée anneau fibreux est un fibro-cartilage élastique qui conserve la forme du disque intervertébral; la partie interne, appelée noyau gélatineux, est le tissu mou et spongieux qui permet au disque de fonctionner comme un absorbeur de chocs en s’écrasant et se déformant sous une charge. L’anneau se fend si la charge ou le choc dépasse un certain seuil.

Des protéines à l’intérieur des noyaux des disques intervertébraux attirent de l’eau qui pénètre dans ceux-ci. Le noyau est en effet une sphère légèrement déformable et incompressible qui supporte des chocs et des charges importantes, et qui éclate au delà d’un certain seuil de pression.

Le noyau est ceinturé par les fibres légèrement élastiques de l’anneau entre lesquelles il répartit une partie des pressions de la charge. Mais encore une fois, au delà d’un seuil de pression, les fibres se déchirent et le noyau éclate.

Le noyau et la tension des fibres de l’anneau permettent la rotation axiale, la flexion, l’extension, et l’inclinaison des vertèbres qu’ils séparent.

Au fil du temps, le processus de viellissement normal entraîne la dégénérescence des disques intervertébraux, diminuant leur teneur en eau et réduisant de ce fait leur aptitude à absorber correctement l’impact associé aux mouvements vertébraux. Une pression excessive, une contrainte ou une lésion sur un disque rigide peut entraîner un déchirement ou une formation d’une protubérance. La dégénérescence de la taille et la fonction d’un disque va de plus en plus rapprocher les vertèbres adjacentes en entraînant éventuellement un contact et la compression d’une racine nerveuse rachidienne. Un contact sur le nerf peut entraîner une lombalgie intermitente, une douleur des jambes, un engourdissement ou fourmillement dans les fesses selon le degré du contact.

Ligaments de la colonne vertébrale: