La colonne vertébrale

33 vertèbres

Normalement, la colonne vertébrale est constituée de 33 vertèbres. Les 24 vertèbres supérieures forment la colonne vertébrale mobile. Il y a 7 vertèbres du cou (vertèbres cervicales ou VC), 12 vertèbres thoraciques (vertèbres thoraciques ou VT) et 5 vertèbres dans le bas du dos (vertèbres lombaires ou VL). Les 9 vertèbres inférieures ont grandi ensemble et forment la partie immobile qui est située au centre du bassin. On distingue le sacrum et le coccyx.

Les vertèbres mobiles ne sont pas fixées sur la partie immobile (Fig A) car la partie mobile forme une articulation avec le sacrum, à l'avant via un disque intervertébral (L5-S1) et à l'arrière via les "articulations à facettes" (L5-S1).

(Fig. A. Les 24 vertèbres supérieures forment la colonne vertébrale mobile qui pivote sur les 9 vertèbres inférieures qui sont fixées ensemble).

Courbes en forme de S

Afin de pouvoir se déplacer sur deux jambes en position verticale, l'être humain en pleine croissance doit "tordre" sa colonne vertébrale (Fig B). Chez un fœtus et un nouveau-né, la colonne vertébrale forme une courbe creuse quie est penchée en avant, appelée cyphose. Pendant la croissance, deux autres courbes incurvées vers l'arrière sont formées dans cette structure kyphoïde. La courbe supérieure (lordose cervicale) se développe lorsque le nourrisson lève la tête pour regarder autour de soi. La courbe inférieure (lordose lombaire) se produit lorsque l'enfant commence à marcher debout¹.

Chez les animaux en croissance, une lordose lombaire peut être créée lorsqu'ils sont obligés de se déplacer sur leurs pattes postérieures^2,3.

FIG B. Avant que l’être humain ne puisse se redresser et attraper des chocs, les vertèbres doivent d’abord être pressées dans des ‘courbes’ (esquisse du cours de Kyphon NV).

La gravité exerce des forces verticales sur la colonne des vertèbres lombaires

Dès qu'une personne peut se tenir debout et marcher debout, la masse de sa tête, de son thorax et de ses bras est perpendiculaire aux vertèbres lombaires inférieures (VL). En conséquence, une force est appliquée de manière continue qui est approximativement égale à 55% de son poids corporel. Pour une personne pesant 70 kg, cela équivaut à 385 N (Newton), ce qui correspond à un poids de 40kg^1,4. Afin d’être capable d’absorber cette force, une construction spéciale des vertèbres est nécessaire (voir 'corps vertébral') et des disques intervertébraux (voir plus loin 'disque intervertébral').

La forme du corps est plus grande le matin que le soir

Ce qui est curieux, c’est que la colonne vertébrale montre pendant la journée quelque chose comme un rythme cyclique diurne.

Pendant un sommeil normal, les disques intervertébraux peuvent plus ou moins récupérer les efforts de la veille. Quand on se lève le matin, ces disques sont sous tension parce qu'ils sont enflées du à l’absorbation de l'eau. Cette situation ne dure qu'une heure après de s’être levé. En se levant, se promenant et prenant nos activités quotidiennes, la colonne vertébrale est à nouveau chargée de telle sorte que les disques libèrent à nouveau l'eau absorbée. Cela conduit à une réduction de la hauteur et le volume des disques de près de 20%⁵, et provoque une diminution de notre taille de 15 à 25 mm^6,7,8. Nous sommes donc plus grands le matin que le soir.

Voilà pourquoi nous pouvons plier nos vertèbres moins facilement le matin⁹. Au fur et à mesure que la journée avance, ça va mieux. Chez les personnes en bonne santé, cette amélioration est de 5 degrés à 6,5 degrés et 11 degrés chez les patients souffrant des douleurs du dos^10,11,12. Même si vous allez pratiquer le sport plus fréquemment, cette situation ne changera pas. Le soir, il est toujours plus facile de se pencher en avant. Vous ne deviendrez pas plus flexible en exerçant!

Il y a une raison pour laquelle les courbes sont en forme de S

La forme S n’est pas présente pour des raisons esthétiques. Car, en principe, un dos droit pourrait être tout aussi attrayant.

Pendant la marche et le déplacement, les courbes en forme de S (VC, VT et VL) doivent également contribuer à absorber les chocs. C'est pourquoi les courbes augmentent et diminuent continuellement¹³. On peut ensuite comparer la colonne vertébrale avec les ressorts dans un matelas.

Les muscles dorsaux et abdominaux

Les muscles dorsaux et abdominaux aident également à absorber les chocs. Nous ne le sentons pas, mais ils doivent faire de grands efforts pour le faire. Ces muscles nous permettent de rester stables sur nos jambes et assurent que nous ne tombons pas¹⁴. L'activité des muscles dorsaux et abdominaux peut être comparée aux efforts que les muscles de la cuisse et du mollet doivent faire pour empêcher les genoux et les chevilles de tourner pendant que nous restions debout et que nous marchions¹⁵.

Essayez de sauter d'une chaise et d'atterrir sur le sol avec les jambes et le dos tendus. Je peux vous assurer que vous feriez mieux de faire ce saut avec les jambes pliées et le dos légèrement penché vers l'avant.

Ce sont donc bien les muscles qui offrent une résistance contre la douleur en marchant ou en sautant au sol.

Les conséquences pour et à cause de la chirurgie du dos

Bien sûr, il est facile de comprendre que si les muscles du dos sont endommagés et que la flexibilité des courbes est perturbée par la chirurgie du dos (ablation d'un disque intervertébral (discectomie) pour une hernie discale qui cause des douleurs aux jambes, fixation des vertèbres avec plaque et vis (arthrodèse) ou mise en place d'une prothèse discale), une compensation artificielle doit être créée ailleurs dans les parties encore mobiles de la colonne vertébrale afin de préserver l'équilibre vertical. Cela peut être douloureux ! Il est sans hésitation recommandé de pratiquer intensivement les muscles du dos après une opération du dos !

La colonne vertébrale est un dispositif architectural

La colonne vertébrale sert de pilier - une sorte de tour - afin de préserver la forme et la flexibilité du corps, mais aussi de lui donner force et stabilité.

En termes mécaniques, la colonne vertébrale n'est ni plus ni moins qu'un dispositif responsable de placer plusieurs vertèbres les unes sur les autres (rigidité axiale). La colonne vertébrale peut donc être comparé à une tour constituée de blocs de Lego, la seule différence étant que les blocs peuvent encore se déplacer les uns par rapport aux autres¹.

Des mouvements complexes

Comme les vertèbres peuvent se plier, s'étirer et tourner l'une par rapport à l'autre, la colonne vertébrale peut effectuer les mêmes mouvements dans différentes directions : flexion vers l'avant (Fig C1), flexion vers l'arrière ou extension (Fig C2) et rotation (Fig C3). La combinaison de ces trois éléments permet des mouvements complexes.

Les mouvements sont effectués par la présence d'articulations, d'une part les disques entre les vertèbres (disque intervertébral ou disque) et d'autre part les "facettes articulaires" à l'arrière (Fig. D). Les vertèbres sont entourées de plusieurs ligaments qui servent en quelque sorte de câbles de sécurité. Cependant, comme les vertèbres sont également reliées par des muscles capables de se contracter volontairement, ce sont principalement les muscles qui assurent la stabilité de la colonne vertébrale pendant les mouvements^{16,17,18,19,20,21,22,23}.

Entre l’âge de 16 et 86 ans, la colonne vertébrale perd environ la moitié de sa mobilité. Ceci est principalement dû à l'augmentation des changements dans les disques et ligaments intervertébraux et beaucoup moins à la perte d'élasticité musculaire¹.

Fig C. Avec la permission de la personne représentée. Fig C1: La flexibilité de la colonne vertébrale est possible parce que chaque disque intervertébral est légèrement comprimé à l'avant. A l'arrière, il y a une résistance offerte par une tension accrue dans la bague extérieure du disque (anneau annulaire). Fig C2: L'étirement du bas du dos est possible en raison d'événements similaires, mais dans la direction opposée. Fig C3: La rotation de la colonne lombaire se fait par une légère torsion dans chaque disque intervertébral. La résistance est offerte parce qu'il y a beaucoup de tension dans l'anneau extérieur du disque (d'autres explications plus loin dans le blog sur le 'disque intervertébral').

Un segment de mouvement entre les vertèbres

Le segment de mouvement entre deux vertèbres est constitué de trois articulations (Fig D): le disque intervertébral et deux 'articulations facettaires'. La mobilité entre deux vertèbres et la colonne vertébrale est donc beaucoup plus complexe car, contrairement à la quasi-totalité des autres articulations du corps humain, elle se produit simultanément autour de plusieurs axes de mouvement²⁴.

Fig D. En raison de la présence de disques intervertébraux et d'articulations dites «à facettes», la colonne vertébrale peut se déplacer dans de différentes directions. La colonne vertébrale forme également un mur osseux fort autour de la moelle épinière.

Le disque intervertébral est l'articulation principale

Le disque intervertébral est l'articulation la plus importante de la colonne vertébrale mais ne contient pas de muqueuse (synoviale). Contrairement à la plupart des autres articulations, un problème au n'est pas du tout un problème "tout ou rien". Bien qu'il ait été prouvé que les douleurs lombaires graves et chroniques sont principalement causées par l'usure (la dégénérescence) d'un disque intervertébral lombaire¹, un problème au disques n'entraîne pas d'obstacles fonctionnels majeurs à la colonne vertébrale. Ça peut néanmoins être douloureux !

Compensation importante en cas de défaillance d'un disque intervertébral

Les altérations du disque intervertébral sont compensées par les disques encore "normaux" qui se trouvent entre les autres vertèbres et l'énorme réserve de mouvement au niveau des hanches en bougeant en avant et en arrière. Cette compensation fonctionnelle en cas de lésion d'un ou de plusieurs disques est l'une des principales raisons pour lesquelles les traitements non opératoires, quels qu'ils soient, peuvent encore produire de bons résultats temporairement.

Un joint artificiel qui ne fonctionne toujours pas

À ce jour, la science n'a pas encore réussi à développer une articulation artificielle parfaitement fonctionnelle qui puisse remplacer la mécanique des trois articulations entre les vertèbres. La science est encore en train de tester. La technologie existante pourrait déjà fabriquer des disques artificiels. Or, le remplacement d'un seul des trois joints est comparable à ce qui se passera lorsqu'un seul des trois pneus dégonflés d'un tricycle sera remplacé. Reproduire la structure complexe et les fonctions du segment de mouvement entre deux vertèbres est un défi beaucoup plus grand que la fabrication d'une nouvelle hanche artificielle ou d'un genou artificiel.

Des méthodes qui mesurent des mouvements

Il existe différentes méthodes pour vérifier la mobilité de la colonne vertébrale pour une personne en particulier^{25,26,27,28,29}. Il n'est pas facile de savoir ce qu'est, peut et doit être la flexion, l'extension et la rotation normales d'un individu. Cependant, il est extrêmement important pour le chirurgien du dos lorsqu'il décide d'attacher des vertèbres l'une à l'autre ou de placer une prothèse de disque intervertébral (voir ci-dessus).

Encore d'autres facteurs qui déterminent la mobilité

La motilité de la colonne vertébrale dépend, entre autres, de l'âge (jeune versus âge moyen par rapport à vieux), de la musculature et du moment de la journée (voir ci-dessus). Mais la prédisposition génétique est également importante. Les gènes influencent le poids corporel, l'indice de masse corporelle et la dégénérescence du disque intervertébral^30,31: chacun a une influence sur la motilité. Parce que toutes ces données changent constamment avec tout le monde, il n'est pas du tout évident à ce jour d'avoir un résultat satisfaisant à mesure que le patient opéré vieillit. On est encore loin des résultats relativement bons après la chirurgie de la hanche et du genou (voir ci-dessous).

Le Schöbertest

Le test le plus couramment utilisé par le médecin et le personnel paramédical pour se faire une idée de la motilité de la colonne vertébrale est le soi-disant « test de Schöber». Le médecin met deux lignes sur la ligne médiane du dos avec un stylo: l'une au niveau de la vertèbre inférieure L5 et l'autre 10 cm plus haut. Par la suite, le patient doit se pencher en avant avec les genoux droits, en mesurant la distance entre les lignes. Ce test, cependant, ne montre rien du tout, il est subjectif, peu fiable et ne correspond pas à de simples mesures radiologiques^32,33. Le test est trop fortement influencé par le poids corporel, l'évidement dans le bas du dos (lordose) et la longueur de la poitrine^34,35. Cependant, ce test est souvent utilisé lors des évaluations médico-légales de la lombalgie chronique.

La différence avec les autres articulations mobiles dans le corps

Dans presque toutes les articulations mobiles du squelette est présente une membrane muqueuse (synoviale). S'il y a un problème dans une telle articulation, par exemple dans une hanche, une épaule, un genou ou un coude, alors les traitements non-opératoires ont peu de succès. Ou bien l’opération a de succès, ou bien elle échoue. Car ces articulations synoviales ne relient que deux os (mono-articulaires), la science a déjà assez bien réussi à imiter leur mécanique. De nos jours, quand un chirurgien implante, par exemple, une hanche artificielle ou un genou artificiel parfaitement, il y a environ 75% de chances que le résultat reste bénéfique pour une durée de 20 années.^36,37.

La protection de la moelle épinière

La moelle épinière reçoit et transmet des signes du cerveau au reste du corps et vice versa. La moelle épinière est protégée de manière optimale care elle est entourée d’un mur osseux rigide (voir Fig D). Ainsi, une ouverture cylindrique (foramen spinale) est formée. Ceci est dû au fait que l’arc vertébral (arcus vertebralis) se trouve à une certaine distance du corps vertébral. Le diamètre de cette ouverture doit être légèrement plus grand que le diamètre de la moelle épinière afin d’éviter que la moelle épinière ne soit comprimée par les courbes de la colonne vertébrale. L'arc vertébral est attaché au corps vertébral par deux structures tubulaires appelées ‘pédicules'. Ce sont ces structures qui sont utilisées par un chirurgien dorsal pour percer des vis dans le corps vertébral. Ces pédicules n'entourent pas complètement la moelle épinière. Cela crée un espace entre les vertèbres (foramen intervertebrale) de sorte que les branches de la moelle épinière (racines nerveuses) peuvent quitter le canal rachidien (canalis spinalis).

Message

Soyons clairs à ce sujet. Comparé aux chirurgiens de la hanche ou du genou, le chirurgien du dos le plus capable du monde ne serait toujours pas en mesure de vous donner une nouvelle colonne vertébrale temporaire qui est parfaitement fonctionnel. Cela ne devrait cependant pas poser problème, car, par continuer à essayer et de commettre des erreurs, la science se développe peu à peu. Le développement prendra encore des années, mais on avance quand-même.

Références

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