Rachis. Généralités. Anatomie artistique. Leçon 23

La colonne vertébrale dans son ensemble

La longueur et la largeur du rachis
Le rachis s’étend de la base du crâne jusqu’à l’apex (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 vertébrale, les côtes et le sternum). Chez l’adulte, la colonne vertébrale présente habituellement une longueur de 72 à 75 cm, dont un quart est constitué par les disques fibrocartilagineux qui à la fois séparent et unissent les vertèbres.
Chez l’homme de stature moyenne on va retrouver pour la portion lombaire 13 ou 14 cm ; pour la portion dorsale 27 à 29 ; pour la portion lombaire 17 ou 18 cm ; pour la portion sacro-cocygienne 12 à 15 cm.
Les dimensions longitudinales de la colonne vertébrale, relativement considérables chez l’enfant naissant, augmentent encore jusqu’à l’âge de 20 à à 25 ans. Elles restent stationnaires chez l’adulte et diminuent ensuite chez le vieillard, par suite de l’affaissement des disques intervertébraux entraînant comme conséquence une exagération des courbures antéro-postérieures.
Entre la taille adulte de 20 ans et la soixantaine, elle perd environ 5 cm. En fait, chaque vertèbre est séparée de l’autre par un disque intervertébral, un cartilage riche en eau et résistant. Il participe à la stabilité du rachis. La différence de hauteur vient du fait qu’il perd une partie de son volume d’eau. Les disques intervertébraux sont constitués d’un anneau fibreux plutôt dense (l’annulus fibrosus), entourant un noyau central gélatineux appelé nucleus pulposus (ou noyau pulpeux).

Largeur ou diamètre transverse
La colonne vertébrale présente son maximum de largeur au niveau de la base du sacrum, où elle mesure de 10 à 12 centimètres. Au-dessous de ce point, le diamètre transverse diminue graduellement : au-dessous, il descend jusqu’à zéro (à l’épax du coccyx) ; au-dessus, il mesure successivement 7 ou 8 cm sur la dernière lombaire, ou 7 cm sur la première lombaire, 5 à 9 cm sur la dernière dorsale, 6 ou 7 cm sur la première dorsale, 5 ou 6 cm sur l’axis. L’atlas, s’élargissant considérablement pour supporter la tête, atteint jusqu’à 8 cm.

Épaisseur ou diamètre antéro-postérieur
Le diamètre antéro-postérieur de la colonne vertébrale varie surtout avec le degré de projection postérieure des apophyses épineuses. Mesurant 4 cm à la région cervicale, il atteint 6 cm à la région dorsale et 7 cm au niveau du sacrum ou de la dernière lombaire. Au-dessus du sacrum, il diminue rapidement par suite de l’atténuation et de la disparition graduelle des apophyses épineuses et du canal vertébral.
Cet axe osseux, souple, comprend 33 à 34 vertèbres selon les individus. (7 cervicales, 12 thoraciques, 5 lombaires, 5 sacrales et 4 coccygiennes.)
24 vertèbres sont mobiles : 7 cervicales, 12 thoraciques et 5 lombaires. Les vertèbres sacrales chez l’adulte sont fusionnées pour former le sacrum alors que les 4 vertèbres coccygiennes fusionnées forment le coccyx.
De haut en bas, la taille des vertèbres augmente progressivement jusqu’au sacrum, puis elle diminue graduellement jusqu’à l’apex du coccyx. Ces différences morphologiques sont en relation avec l’augmentation progressive de la charge du poids du corps jusqu’à ce que celle-ci soit transmise à la ceinture pelvienne au niveau des articulations sacro-illiaques.

Les fonctions de la colonne vertébrale
La colonne vertébrale assure des fonctions variées. Les pratiques artistiques placent parfois cette fonctionnalité à sa dimension maximale comme dans les pratiques circassiennes (cirque), la danse etc. :

•   Elle sert de gaine protectrice à la moelle épinière qui transmet l’influx nerveux du cerveau à l’ensemble du corps.
•   Elle joue un rôle d’absorption dynamique de choc. Entre chaque vertèbre, le disque vertébral remplit des fonctions d’amortisseur et de transmission des pressions à chaque mouvement et lors des efforts importants.
•   Elle sert d’attache et de point d’appui au plus grand nombre des viscères. Elle est capable de se mouvoir dans tous les sens, permet l’accomplissement de gestes complexes (danse, musique, cirque, chant..)
•   Elle pourvoit le corps d’un axe flexible et partiellement rigide tout en jouant le rôle d’un pivot pour la tête. Il joue par ailleurs un rôle important dans le maintien postural et la locomotion, le déplacement d’un endroit vers un autre.
• Elle participe aux mouvements corporels, organe dynamique : les vertèbres sont articulées les unes par rapport aux autres, ce qui permet un certain nombre de mouvements qui peuvent être de grande amplitude au niveau cervical (mobilité de la tête) mais moindres au niveau de la cage thoracique. Toute cette mobilisation vertébrale est rendue possible par l’existence de muscles qui vont assurer d’une part la statique et le maintien du rachis et d’autre part la mobilité.
•   Elle soutient le poids de la tête (4,5 kg) et du corps et doit assurer une parfaite horizontalité du regard et du système équilibrant de l’oreille interne (labyrinthe). Organe statique, la colonne vertébral supporte le poids du corps. Les contraintes mécaniques augmentent au fur et à mesure qu’on descend la colonne. La totalité est transmise via le sacrum aux ailes iliaques, puis aux 2 membres inférieurs par les articulations coxo-fémorales.
•   Elle assure par l’harmonie de ses courbures une répartition des charges et des contraintes sur l’ensemble des vertèbres.
•   Elle est dans son ensemble la principale autoroute de l’information nerveuse du corps humain. Derrière chaque disque intervertébral, des racines nerveuses constituent le départ des 31 paires de nerfs rachidiens rejoignant un organe ou encore un membre. Elles assurent la transmission au cerveau des sensations extérieures (nerfs sensitifs) et donnent également des ordres en provenance du cerveau aux différentes parties du corps (nerfs moteurs).

Le rachis, une tige osseuse présentant des courbures
Chez l’adulte, la colonne vertébrale présente quatre courbures : cervicale, thoracique, lombaire et sacrale. Elle transforme la colonne en un support flexible comparable à un ressort (amortissement des chocs). Les courbures thoracique et sacrale (pelvienne) sont concaves vers l’avant tandis que les courbures cervicale et lombaire sont concaves vers l’arrière. Les courbures thoracique et sacrale sont des courbures primaires qui se développent pendant la période fœtale. Elles résultent d’une différence de hauteur entre les parties antérieure et postérieure des vertèbres. En comparant les courbures sur la figure 4.3, on remarque que les courbures primaires ont la même orientation que la courbure générale de la colonne vertébrale fœtale. Les courbures cervicale et lombaire sont des courbures secondaires qui commencent à apparaître pendant la période fœtale, mais qui ne deviennent évidentes qu’à partir de la petite enfance. Les courbures secondaires sont principalement dues à des différences d’épaisseur entre les parties antérieure et postérieure des disques IV.
La courbure cervicale devient manifeste lorsque le nourrisson commence à tenir la tête droite. La courbure thoracique résulte du fait que les corps vertébraux de cette région sont légèrement cunéiformes. La courbure lombaire devient évidente lorsque le petit enfant commence à se tenir debout et à marcher. Elle est généralement plus prononcée chez la femme et se termine au niveau de l’angle lombo-sacral qui marque la jonction de la 5° vertèbre lombaire et du sacrum.
La courbure sacrale est également plus prononcée chez la femme que chez l’homme.
Les diverses inflexions que présente la colonne vertébrale ont pour effet d’augmenter sa résistance, en vertu du principe de physique que, de deux colonnes élastiques égales d’ailleurs, celle qui présente des courbures alternatives oppose plus de résistance aux pressions verticales que celle qui est rectiligne : la résistance de cette dernière étant de 1, la résistance de la colonne courbe est égale au nombre de ses courbures élevé au carré plus un (= C2 + 1). Si ce principe était applicable dans toute sa rigueur à la colonne vertébrale des mammifères, la résistance de cette colonne chez l’homme, serait plus que décuplée par la présence de ses quatre courbures. Sa résistance, en effet, serait représentée par la formule : 42 + 1 = 17.

Configuration extérieure et inférieure d’après Testut
Il suffit d’un simple coup d’œil jeté sur la colonne vertébrale pour constater que cette longue tige osseuse est constituée, au point de vue morphologique, par deux pyramides, qui seraient réunies par leur base au niveau de l’articulation sacro-lombaire.
L’une de ces pyramides ou pyramide supérieure commence à la dernière lombaire et se termine à l’atlas. Elle est fort longue et comprend les trois premières régions, cervicale, dorsale et lombaire de la colonne vertébrale. L’autre pyramide, ou pyramide inférieure s’étale surtout dans le sens transversal et s’étend de la base du sacrum au sommet du coccyx. Elle est, comme on le voit, beaucoup plus courte que la précédente.
La colonne vertébrale, étant essentiellement constituée par la superposition d’une série d’éléments osseux similaires, les vertèbres, présente comme ces dernières une configuration qui est fort irrégulière sans doute, mais dont les détails se déduisent facilement des descriptions qui précèdent. Nous lui considérons quatre faces et un canal central.

Face antérieure
Vue par sa face antérieure, la colonne vertébrale s’offre à nous sous la forme d’une tige cylindrique, que constitue l’ensemble des corps vertébraux. Dans les trois premières régions, cervicale, dorsale, lombaire, par la série alternante des disques fibreux intervertébraux. Dans la région sacro-coccygienne, où les vertèbres sont soudées entre elles, ces disques sont remplacés par de simples crêtes osseuses à direction transversale.
 
Face postérieure
Vue par sa face postérieure, la colonne cérébrale nous présente, sur la ligne médiane tout d’abord, la série régulière des apophyses épineuses, formant par leur ensemble ce qu’on appelle la crête épinière.
De chaque côté de la crête épinière et parallèlement à elle, s’étendent deux gouttières profondes, les gouttières vertébrales, que limitent en dehors les extrémités régulièrement superposées des apophyses transverses. Ces gouttières sont formées en dedans :

•   1° par les faces latérales des apophyses épineuses ;
•   2° en dehors, par les apophyses articulaires et la face postérieure des apophyses transverses ;
•   3° dans leur partie moyenne, par les lames vertébrales imbriquées de haut en bas à la manière des tuiles d’un toit.
•  

Faces latérales
Vue par ses faces latérales, la colonne vertébrale nous présente successivement :

•   1° les sommets des apophyses transverses, portant sur leur partie antérieure, mais à la région dorsale seulement, les facettes articulaires destinées à la tubérosité des côtes ;
•   2° la face latérale des corps vertébraux, portant sur leur partie la plus reculée, à la région dorsale, la série des facettes et des demi-facettes correspondant à la tête des côtes ;
•   3° la série des pédicules ;
•   4° enfin, entre ces derniers, la série des trous de conjugaison, par où s’établissent les relations entre le canal vertébral et les régions situées en dehors de ce canal.
• Ces trous de conjugaison augmentent de grandeur en se rapprochant du sacrum. Leurs dimensions sont en rapport moins avec le volume des nerfs qu’avec le calibre des grosses veines qui les traversent.

 
Canal vertébral
Le canal vertébral, constitué par l’ensemble des trois vertébraux, s’étend dans toute la hauteur de la colonne vertébrale et en suit régulièrement toutes les inflexions. Il se termine en bas par une simple gouttière ouverte en arrière, que limitent latéralement les cornes du sacrum et du coccyx. Il se continue en haut, au-dessus de l’atlas avec la grande cavité crânienne.
En traversant ainsi les différentes régions de la colonne vertébrale, ce canal, destiné à loger la moelle épinière et ses enveloppes, varie de forme et de dimensions. Sa forme se déduit naturellement de la forme des trous vertébraux. Il est prismatique triangulaire à la région cervicale, cylindrique à la région dorsale, et de nouveau prismatique triangulaire dans les deux autres régions. Quant à ses dimensions, elles sont en rapport, non pas avec le volume du segment de la moelle qu’il est destiné à protéger, mais bien avec le degré de mobilité de la région où on le considère : c’est ainsi que chez l’homme, le canal vertébral, très considérable au cou et aux lombes, où la colonne vertébrale est très mobile, se rétrécit à la région dorsale, où les vertèbres sont à peu près immobiles et descend à des dimensions moindres encore à la région pelvienne, où les vertèbres sacrées sont frappées d’une immobilité absolue.

Le rachis, une charpente articulée

(Schéma d’après Sanofi)
Le rachis est une véritable charpente articulée de l’organisme, divisée en étages dont la fonction est différente.
Cette tige osseuse n’est pas rectiligne ; elle présente plusieurs courbures dans le plan antéro-postérieur qui correspondent à autant de régions différentes. Elle se présente globalement sous la forme de S inversé, le rachis est composé de 33 (ou 34) vertèbres réparties au sein de cinq segments rachidiens. De haut en bas, on remarque :

•   le rachis cervical : situé au niveau du cou, il comporte sept vertèbres référencées par la lettre C (C1 à C7). Le rachis cervical est la connexion entre la tête et le corps. Sa mobilité permet le mouvement de la tête dans les trois dimensions, permettant ainsi l’orientation dans toutes les directions. Le rachis cervical joue un rôle prépondérant dans la mobilité de la tête dans toutes les directions. Cette portion cervicale se présente sous la forme d’une courbure à convexité antérieure.
•   le rachis dorsal : (ou rachis thoracique) il est composé de douze vertèbres thoraciques, dénommées par les lettres D ou T (D1 à D12, ou T1 à T12). a une mobilité réduite mais permet une optimisation de l’ampliation thoracique lors des mouvements respiratoires du fait de la sa courbure en cyphose opposée à celle du rachis cervical et lombaire (lordose). Le rachis dorsal forme une courbure postérieure appelée cyphose.
•   le rachis lombaire : cette partie de la colonne vertébrale comprend cinq vertèbres lombaires, classées de L1 à L5. Cette portion lombaire se présente avec une courbure convexe en avant. La partie lombaire représente le soutien mécanique de l’ensemble de la colonne vertébrale car elle est située tout en bas, et s’articule avec le bassin. Les vertèbres sont cubiques, massives, adaptées au soutien. Le rachis lombaire permet la mobilisation du tronc dans les différents plans de l’espace et correspond à l’étage le plus souvent concerné par la chirurgie.
•   le rachis sacré : le rachis sacré ou sacrum comporte cinq vertèbres soudées à l’âge adulte, classées de S1 à S5. Il est incliné d’environ 45 degrés en arrière, forme la partie postérieure du bassin et en assure ainsi la solidité.
•   le rachis coccygien : plus connu sous le nom de coccyx, cette partie se compose de quatre ou cinq vertèbres soudées entre elles, qui contrairement aux autres, ne sont pas dénommées par une lettre. Le coccyx est un vestige osseux correspondant à la queue des mammifères. Il ne présente pas grand intérêt en anatomie ou en médecine, si ce n’est qu’il est souvent le siège de douleurs lors d’un choc violent sur les fesses ou même de fractures.

Il se présente avec la portion sacré avec une courbure plus marquée que toutes les autres, concave en avant : cette région s’appelle sacro-coccygienne ou pelvienne.