Le corps vertébral

Quelqu’un sait-il ce que c’est un corps vertébral ?

Une question simple à laquelle on peut répondre de manière simple : non ! Personne n’a la moindre difficulté à s’imaginer un œil, une oreille, un cœur, un poumon, un système gastro-intestinal. Tout le monde est journellement confronté avec ces parties du corps. Nos bras et nos jambes, mains et pieds, épaules et hanches, coudes et genoux, poignets et chevilles,... tout un chacun peut les voir, les toucher, parfois les sentir du nez ou même les faire résonner. Tout un chacun peut facilement comprendre aussi que diverses pathologies peuvent compromettre la mobilité de ces articulations.

Mais un corps vertébral ? Qu’est-ce que c’est ? Où est-ce qu’il se situe ? De quoi a-t-il l’air ? A quoi sert-il ? Si on demande au citoyen moyen d’en faire un dessin (sans d’abord jeter un coup d’œil sur Google), on reçoit les spécimens les plus variés. Néanmoins, les douleurs chroniques dans le bas du dos comptent parmi les pathologies non-mortelles les plus fréquentes. A travers le monde entier, 80% de tous les gens seront tôt ou tard confrontés aux maux de dos¹. Pour cette raison, il importe de savoir ce que c’est un corps vertébral.

L’être humain est le seul mammifère qui se promène sur deux pattes

Peu de gens se rendent compte que l’être humain est le seul mammifère à marcher continuellement debout sur deux pattes.

Afin de s’assurer une stabilité du corps verticale et afin de pouvoir se mouvoir en position debout (rigidité axiale), l’être humain s’est vu contraint de développer dans sa colonne vertébrale une courbure spéciale en forme de S (voir blog ‘Colonne vertébrale’).

Chez l’être humain, les différentes courbes, nommées ‘lordose cervicale’, ‘cyphose thoracique’, ‘lordose lombaire’ et ‘basculement du bassin’, se trouvent ailleurs dans la colonne vertébrale que dans le cas d’autres mammifères. Autrement, l’homme serait resté quadrupède. Comme, durant la marche, les courbes augmentent et diminuent légèrement², le risque de perdre l’équilibre existe. Pour ne pas tomber, l’homme a donc également développé des muscles dorsaux et ventraux longs³, auxquels d’énormes efforts sont imposés. Afin de pouvoir résister à l’influence de cette force musculaire, mais également à celle de la gravité, l’évolution naturelle a pris soin de construire le corps vertébral de manière particulièrement architecturale. Par conséquent, le corps vertébral est donc l’élément le plus essentiel de la colonne vertébrale.

Le corps vertébral est comparable à une boîte

Le corps vertébral est la partie la plus volumineuse et la plus importante de la vertèbre (fig. n° 1). On peut le comparer à une boîte entièrement remplie d’une éponge douce⁴. Le tissu osseux spongieux s’appelle ‘os spongieux’ ou ‘os trabéculaire’. Il est entouré d’une enveloppe plus mince, mais beaucoup plus dure, nommée ‘os cortical’. Comme c’est souvent le cas dans la nature, le contenu (l’os spongieux) est plus important que l’enveloppe, même s’il ne s’agit que d’une éponge.

Fig. n° 1 : Section antéropostérieure de la 3e vertèbre lombaire au niveau de la ligne diamétrale (A90-149). Les liaisons verticales et horizontales intertrabéculaires sont clairement visibles. Ce type de liaison trabéculaire assure la solidité du corps vertébral.

Contenu spongieux

Le matériel spongieux et tendre à l’intérieur de la boîte est composé de toute une série de menus supports, nommés ‘trabécules’. Ce sont des structures complexes composées de protéines dans et autour desquelles des minéraux ont été stockés^5,6,7,8 (Fig. n° 2).
Ces minéraux consistent principalement de cristaux hydroxyapatites, qui procurent au corps vertébral une solidité suffisante pour pouvoir résister au forces de pression verticales. Ces protéines sont composées pour 90% de fibres collagènes du type 1, dont la fonction consiste à compenser les fluctuations de pression dans le corps vertébral⁴.

Fig. n° 2. Le tissu osseux spongieux trabéculaire est composé essentiellement de fibres collagènes du type 1, qui forment un tissu bien ferme dans lequel se trouvent des cellules osseuses et des cristaux hydroxyapatites (des ovales)⁹.

Comment se fait-il que l’ ‘éponge’ est tellement solide ?

La solidité de l’os spongieux ne dépend pas seulement de la masse du tissu osseux tendre qui se trouve dans le corps vertébral, mais plutôt de la construction particulière architecturale des trabécules osseuses.

La plupart de ces trabécules sont disposées verticalement, parce qu’elles servent de piliers de support pour compenser les forces verticales et parce qu’elles transmettent ces forces de la partie supérieure vers la partie inférieure du corps vertébral. Pour éviter de succomber sous les énormes forces verticales, les trabécules verticales sont liées entre elles par des trabécules horizontales.

Cette structure intertrabéculaire est comparable à une construction de piliers verticaux et horizontaux dans l’armature d’un gratte-ciel. Cette technique de construction est essentielle pour la solidité du corps vertébral, réduit le danger d’affaissement et crée de grands espaces qui peuvent se remplir de cellules sanguines. Voilà la raison pour laquelle la vertèbre est comparable à une ‘éponge remplie d’eau’ et qu’elle peut être qualifiée de ‘spongieuse’ (Fig. 1).

Différence de fonction entre un corps vertébral et un disque intervertébral

En même temps que les disques intervertébraux, les corps vertébraux offrent la plus grande résistance contre les forces de pression verticales exercées sur la colonne vertébrale. Néanmoins, le corps vertébral a une toute autre fonction que le disque intervertébral.
Un disque intervertébral qui fonctionne bien transmet tout simplement les forces de pression aux corps vertébraux (Fig. 3). Tout ce que les corps vertébraux doivent faire, c’est de compenser ces charges sans se casser. Dans des circonstances normales, les forces de pression sont compensées pour 90% par les trabécules osseuses^10,11. Les 10% restants sont compensés par les articulations facettaires.

Fig. n° 3. Les lignes horizontales rouges et bleues représentent les plaques cartilagineuses des corps vertébraux. Les flèches rouges représentent les forces de pression verticales qu’un disque intervertébral doit normalement transmettre au corps vertébral par le biais de la plaque cartilagineuse.

Le corps vertébral vieillit et devient ostéoporotique

La qualité du tissu osseux diminue avec l’âge (Fig. n° 4). La raison principale pour cela, c’est le manque croissant d’activité physique. Les personnes qui toute leur vie durant restent physiquement actifs, développent des corps vertébraux et des disques intervertébraux plus solides¹². En plus, à cause du vieillissement la production hormonale diminue. Chez les dames en particulier, la production amoindrie de l’hormone d’œstrogène est responsable d’une baisse de la masse et de la solidité du tissu osseux¹³. Cependant, les hommes aussi développent de l’ostéoporose lorsque leur production de testostérone diminue. La baisse de qualité du tissu osseux due au processus de vieillissement et à la diminution des hormones sexuels qui circulent s’appelle ostéoporose. Si, en outre, vous fumez trop, ou si vous consommez trop d’alcool, vous accélérez et stimulez en large mesure le processus ostéoporotique. Ces personnes développent donc beaucoup plus rapidement que d’autres des problèmes associés à l’ostéoporose⁹.

Fig. n° 4. Section antéropostérieure de la 1e vertèbre lombaire au niveau de la ligne diamétrale (X90-1437) dans le cas d’un homme non-actif de 63 ans. On constate une diminution nette des trabécules osseuses, un degré moindre de liaisons mutuelles et une augmentation des espaces intertrabéculaires. A un tel degré d’ostéoporose, il y a danger d’affaissement.

Un corps vertébral peut se casser

Un corps vertébral peut se casser lorsque les forces de pression verticales dépassent la résistance architecturale des trabécules osseuses dans le corps vertébral. Cela peut se produire lorsque vous tombez par exemple du premier étage ou lorsque vous soulevez des charges trop lourdes.

La maladie la plus fréquente ayant pour effet que le corps vertébral se casse est l’ostéoporose. Cette pathologie commence vers l’âge de 30-35 ans, est irréparable et progresse inéluctablement à cause de la destruction progressive des trabécules verticales. Ainsi, le danger d’affaissement augmente⁹. Avec l’âge, personne n’est à l’abri des conséquences de cette pathologie. Les plaques cartilagineuses supérieures des corps vertébraux sont plus minces que celles inférieures, et constituent pour cette raison le maillon le plus faible de la vertèbre¹⁴. Lorsque les piliers de support supérieurs sont détruits, les plaques cartilagineuses supérieures recevront moins de support, et s’affaisseront ou se casseront avant les autres (Fig. 5).

La présence de lésions au niveau d’une plaque cartilagineuse peut être douloureuse parce que ces plaques contiennent des fibres nerveuses sensibles à la douleur^15,16. Chez des jeunes personnes, de petites fractures dans la plaque cartilagineuse supérieure sont la raison principale de douleurs dorsales^17,18,19.

Fig. n° 5. Parce que les plaques cartilagineuses supérieures sont les structures les plus faibles des vertèbres, elles s’affaisseront généralement avant les autres lorsque les trabécules verticales se décomposent à cause de l’ostéoporose.

E-book gratuit à télécharger: ‘Exercices pour soulager les douleurs chroniques’

73% des patients souffrant de douleurs chroniques ne sont plus capables de faire ce que les gens en bonne santé font avec la plus grande facilité : marcher, faire du vélo, jouer avec leurs enfants, etc. A part les traitements médicaux, l'exercice physique peut également être très utile pour préserver ou améliorer votre mobilité. Cet e-book veut vous familiariser avec quelques exercices physiques simples qui peuvent diminuer votre douleur.

Téléchargez

Références

¹  Vos Theo et al., ‘Global, regional, and national incidence, prevalence, and years lived with disability for 301 acute and chronic diseases and injuries in 188 countries, 1990-2013. A systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2013’,
Lancet, 2015, 386:743-800
²  Syczewska M, Oberg T, Karlsson D, ‘Segmental movements of the spine during treadmill walking with normal speed’,
Clin Biomech (Bristol, Avon), 1999, 14:384
³  Granata KP, Marras WS, ‘The influence of trunk muscle coactivity on dynamic spinal loads’,
Spine, 1995, 20:913
⁴  Adams MA, Bogduk N, Burton K, Dolan P, ‘The biomechanics of back pain’,
Elsevier, Churchill Livingstone, 2013
⁵  Banse X, ‘When density fails to predict bone strength’,
Acta Orthop Scand Suppl, 2002, 73:1
⁶  Fratzl P, ‘Extra dimension for bone analysis’,
Nature, 2015, 527:308
⁷  Liebi M, Georgiadis M, Menzel A et al., ‘Nanostructure surveys of macroscopic specimens by small-angle scattering tensor tomography’,
Nature, 2015, 527:349
⁸  Sanderson K, ‘Nature Outlook Biomaterials. Artificial armour’,
Nature, 2015, 519:S14
⁹  www.guy-declerck.com / Spinal Pathologies / Spinal Osteoporosis
¹⁰  McBroom RJ, Hayes WC, Edwards WT, et al. ‘Prediction of vertebral body compressive fracture using quantitative computed tomography’,
J Bone Joint Surg, 1985, 67A:1206
¹¹  Yoganandan N, Mykiebust JB, Cusick JF et al., ‘Functional biomechanics of the thoracolumbar vertebral cortex’,
Clin Biomech (Bristal Avon), 1988, 3:11
¹²  Porter RW, Adams MA, Hutton WC, ‘Physical activity and the strength of the lumbar spine’,
Spine, 1989, 14:201
¹³  Myers ER, Wilson SE, ‘Biomechanics of osteoporosis and vertebral fracture’,
Spine, 1997, 22(Suppl 24):25S
¹⁴  Zhao FD, Pollintine P, Hole BD, Adams MA, Dolan P, ‘Vertebral fractures usually affect the cranial endplate because it is thinner and supported by less-dense trabecular bone’,
Bone, 2009, 44:372
¹⁵  Lotz JC, Ulrich JA, ‘Innervation, inflammation, and hypermobility may characterize pathologic disc degeneration: review of animal model data’,
J Bone Joint Surg, 2006, 88A(suppl 2):76
¹⁶  Brown MF, Hukkanen MV, McCarthy ID et al., ‘Sensory and sympathetic innervation of the vertebral endplate in
patients with degenerative disc disease’,
J Bone Joint Surg, 1997, 79B:147
¹⁷  Peng B, Chen J, Kuang Z et al., ‘Diagnosis and surgical treatment of back pain originating from endplate’,
Eur Spine J, 2009, 18:1035
¹⁸  Wang Y, Videman T, Battié MC, ‘Lumbar vertebral endplate lesions. Prevalence, classification, and association with age‘,
Spine, 2012, 37:1432
¹⁹  Wang Y, Videman T, Battié MC, ‘ISSLS prize winner. Lumbar vertebral endplate lesions. Associations with disc
degeneration and back pain history’,
Spine, 2012, 37:1490