OSTEOLOGIE DU TRONC
Généralités
Le rachis, anciennement appelé colonne vertébrale, est un assemblage d’os irréguliers empilés verticalement les uns sur les autres grâce à des structures fibrocartilagineuses. Cette organisation confère au rachis une double fonction : il est rigide, assurant la protection de la moelle spinale, et il est souple dans certaines régions, comme le cou et les lombes, permettant la mobilité de la tête et du bassin.
Il comporte trente-trois os irréguliers répartis en quatre régions : sept vertèbres cervicales, douze vertèbres thoraciques, cinq vertèbres lombales, cinq vertèbres sacrées fusionnées en un bloc osseux formant le sacrum, et quatre vertèbres coccygiennes fusionnées constituant le coccyx.
Le rachis osseux forme une tige verticale creuse, située en position postérieure et médiane. Il est impair, symétrique, et s’articule supérieurement avec l’os occipital, tandis qu’il s’unit latéralement aux côtes et aux os iliaques. Les structures osseuses du rachis dérivent du mésoderme. Le mésoderme para-axial latéral du tronc est organisé en quarante segments ou somites qui correspondent à la segmentation du tube neural. Les cellules dorsolatérales de ces somites, nommées sclérotomes, donnent naissance aux vertèbres, aux côtes et au sternum. Dès la quatrième semaine de développement, les cellules prolifèrent et entourent le tube neural ainsi que la notochorde. Le nucleus pulposus du disque intervertébral constitue le reliquat de cette notochorde.
Le thorax osseux
Le thorax osseux est constitué d’un ensemble d’os irréguliers empilés verticalement, d’un os plat et d’os longs qui s’unissent transversalement par l’intermédiaire de cartilages. Sa structure ostéo-cartilagineuse est à la fois rigide, afin de protéger les organes de la circulation et de la respiration, et souple, pour permettre l’ampliation respiratoire.
Il comprend trente-sept os et vingt-quatre cartilages costaux répartis en trois parties : le rachis thoracique composé de douze vertèbres irrégulières ; douze paires de côtes, qui sont des os longs et se divisent en sept paires de côtes vertébrocostales s’unissant directement au sternum, trois paires de côtes vertébro-chondrales s’unissant entre elles par leurs cartilages, et deux paires de côtes vertébrales ou côtes libres ; enfin, dix paires de cartilages costaux, dont sept sont isolés et trois sont unis. Le sternum, unique os plat du thorax, s’articule ventralement avec ces structures.
Dans son ensemble, le squelette thoracique forme une cage cylindrique, médiane, impaire et symétrique, qui se prolonge vers le haut avec le rachis cervical et vers le bas avec le rachis lombal. Ses structures ostéocartilagineuses dérivent du mésoderme. Le mésoderme para-axial latéral du tronc, segmenté en quarante somites, fournit les sclérotomes responsables de la formation des vertèbres, des côtes et du sternum. Au niveau thoracique, les processus vertébraux latéraux s’étendent dorso-ventralement. À la sixième semaine de développement, les noyaux sternaux pairs apparaissent et fusionnent à la dixième semaine, permettant la formation du corps sternal. Le noyau du processus xiphoïde apparaît quant à lui à partir de la naissance.
Introduction
Le rachis, anciennement appelé colonne vertébrale, constitue la tige tutrice du corps humain. Il soutient la tête, reçoit les quatre membres et protège une partie du système nerveux. Phylogénétiquement, il est présent chez tous les vertébrés. Étymologiquement, le terme « rachis » provient du grec Rhakhis, signifiant « épine ».
I. Généralités
I.1 Définition
Le rachis est un empilement vertical, impair et médian, d’os irréguliers appelés vertèbres. Il comprend trente-trois vertèbres réparties en cinq régions : sept vertèbres cervicales formant une courbure convexe en avant appelée cyphose cervicale, douze vertèbres thoraciques ou dorsales, cinq vertèbres lombales, cinq vertèbres sacrées fusionnées constituant le sacrum, et quatre vertèbres coccygiennes fusionnées constituant le coccyx. L’ensemble est fixé au pelvis et soutient la tête.
I.2 Situation
Le rachis est une colonne osseuse postérieure, impaire et médiane, constituée de segments articulés entre eux et avec plusieurs structures : supérieurement, il s’articule avec l’os occipital de la tête ; inférieurement et latéralement, il s’unit aux os iliaques du pelvis ; au niveau moyen, il s’articule latéralement avec les côtes du thorax.
I.3 Rappel embryologique
Les vertèbres proviennent du mésoderme entourant le tube neural.
II. Anatomie descriptive
II.1 Configuration externe
II.1.1 Morphologie générale
Le rachis est constitué d’os irréguliers organisés en courbures. Il compte trente-trois os irréguliers impairs et symétriques, dont le volume augmente progressivement de la région crâniale vers la région caudale. Les vingt-quatre vertèbres les plus crâniales sont isolées, tandis que les neuf vertèbres caudales sont fusionnées en deux os : le sacrum, issu de la fusion de cinq vertèbres sacrées, et le coccyx, formé par la fusion de quatre vertèbres coccygiennes. Il présente quatre courbures sagittales successives : la lordose cervicale convexe en avant, la cyphose thoracique convexe en avant, la lordose lombale convexe en avant et la cyphose sacro-coccygienne concave en avant.
II.1.2 La vertèbre type
La vertèbre type comprend trois parties : un corps vertébral, un arc vertébral et un foramen vertébral.
Le corps vertébral, volumineux et cylindrique, est aplati de haut en bas et présente une gouttière circonférentielle. Ses faces supérieure et inférieure donnent insertion au disque intervertébral.
L’arc vertébral, ou arc neural, est situé en arrière du corps vertébral. Il est constitué de deux pédicules et de deux lames unies en arrière. Les pédicules, courts et fins, sont fixés à la face postérosupérieure du corps vertébral et se prolongent par les lames au niveau des isthmes. Les lames sont larges, quadrilatères et orientées en direction postéro-médiale. Leurs bords supérieur et inférieur donnent insertion au ligament jaune. L’arc vertébral porte sept processus :
– un processus épineux, impair et médian, situé en arrière de l’union des deux lames ;
– deux processus transverses latéraux, issus des isthmes ;
– quatre processus articulaires, deux supérieurs et deux inférieurs, orientés verticalement. Les surfaces articulaires sont recouvertes de cartilage hyalin et regardent en arrière pour les processus supérieurs et en avant pour les processus inférieurs.
Le foramen vertébral est limité en avant par la face postérieure du corps vertébral et en arrière par les faces internes des pédicules et des lames. Il est globalement arrondi et l’empilement des foramina vertébraux forme le canal vertébral.
II.1.1 Particularités
Il existe des différences propres à chaque type de vertèbres.
Les vertèbres cervicales
Le corps vertébral des vertèbres cervicales est cubique et sa face crâniale présente deux processus latéraux appelés uncus. L’arc vertébral comporte un pédicule très court et une lame étroite. Le processus transverse est remplacé par une masse latérale comportant un foramen transversaire qui laisse passer l’artère vertébrale, ainsi que deux processus, l’un antérieur et l’autre postérieur. Les processus articulaires supérieurs regardent en haut, en arrière et légèrement en dedans.
Les processus articulaires inférieurs regardent en bas, en avant et légèrement en dehors. Le processus épineux est court et bifide, et le foramen vertébral est triangulaire.
Les vertèbres thoraciques
Le corps vertébral est cylindrique et présente sur ses faces latérales quatre hémifacettes costales. Chaque hémifacette s’unit à celle de la vertèbre adjacente pour former une facette costale complète. L’arc vertébral possède un pédicule court et une lame large. Le processus transverse est oblique vers l’arrière et latéralement et porte une facette costale. Les processus articulaires supérieurs regardent en haut et en arrière, tandis que les processus articulaires inférieurs regardent en bas et en avant. Le processus épineux, fin et long, est fortement oblique en bas. Le foramen vertébral est circulaire et étroit.
Les vertèbres lombales
Le corps vertébral est large et réniforme. L’arc vertébral comprend un pédicule court et une lame large. Le processus transverse est grêle et renflé, et il porte un tubercule accessoire. Les processus articulaires supérieurs regardent en haut et en dedans, alors que les processus articulaires inférieurs regardent en bas et en dehors. Le processus épineux est volumineux et horizontal. Le foramen vertébral est triangulaire et large, et il contient la moelle épinière jusqu’au niveau de L2.
Le sacrum
Le sacrum résulte de la fusion des cinq vertèbres sacrées et présente une forme pyramidale quadrangulaire aplatie et concave en avant. Il comporte quatre faces — antérieure, postérieure et deux latérales — ainsi qu’une base supérieure et un sommet inférieur.
La base correspond à la face supérieure de S1, dont la surface ovalaire constitue le corps vertébral. Les processus transverses y sont remplacés par deux larges processus latéraux triangulaires appelés ailerons sacrés. Le processus articulaire supérieur regarde en arrière et en dedans. L’arc vertébral forme l’orifice supérieur triangulaire du canal sacré.
La face antérieure est lisse et concave, marquée par quatre lignes transversales correspondant aux reliques des disques intervertébraux sacrés. On retrouve de chaque côté quatre foramens sacrés antérieurs, chacun prolongé par un canal sacré antérieur.
La face postérieure est convexe et irrégulière. Elle présente une crête médiane issue de la fusion des processus épineux, une crête sacrée médiale correspondant à la fusion des processus articulaires et une crête sacrée latérale provenant de la fusion des processus transverses.
La face latérale est divisée en deux zones : une partie articulaire et une partie non articulaire. Les deux tiers supérieurs comportent une surface articulaire auriculaire convexe en avant et destinée à l’articulation avec l’os iliaque. Le tiers inférieur se présente sous forme d’une crête.
La pointe du sacrum comporte une facette ovale destinée à s’articuler avec le coccyx. Elle est accompagnée de l’orifice inférieur du canal sacré et des cornes sacrées situées en arrière, représentant les reliquats des processus articulaires inférieurs de S5.
Le coccyx
Le coccyx correspond à la fusion de quatre vertèbres coccygiennes rudimentaires dépourvues d’arc et de foramen vertébral. Il présente une forme prismatique aplatie d’avant en arrière et concave en avant, avec quatre faces — antérieure, postérieure et deux latérales — ainsi qu’une base et un sommet.
La base porte deux cornes coccygiennes, correspondant aux processus articulaires supérieurs qui s’articulent avec les cornes sacrées. Sa face antérieure est lisse et concave et présente trois lignes transversales.
Les vertèbres de transition
Atlas — Première vertèbre cervicale (C1)
L’atlas présente une forme annulaire avec deux volumineuses masses latérales. Le corps vertébral est absent et remplacé par un arc antérieur portant un tubercule antérieur. L’arc postérieur constitue les deux tiers de l’anneau allantoïdien. Les masses latérales portent sur leurs faces crâniales et caudales de larges surfaces articulaires glénoïdiennes concaves. Un tubercule postérieur, reliquat du processus épineux, est également présent.
Le foramen vertébral est limité en arrière par le ligament transverse, tandis que sa partie antérieure est réservée à la dent de l’axis.
L’Axis — Deuxième vertèbre cervicale (C2)
(Axe de rotation de la tête)
L’axis présente un processus crânial et antérieur appelé dent de l’axis ou processus odontoïde, qui comporte une base, un corps et une pointe. Le corps vertébral porte à sa face crâniale l’insertion de la base du processus odontoïde. L’arc vertébral possède un pédicule large et une lame fine et solide. La surface articulaire supérieure, glénoïdienne, est large, convexe et supportée par le corps vertébral, les pédicules et les processus transverses. Le processus épineux est large et bifide. Le foramen vertébral a une forme évoquant un « cœur de carte à jouer ».
La septième vertèbre cervicale (C7)
C7 est une vertèbre cervicale présentant des caractéristiques thoraciques. Le corps vertébral est plutôt cylindrique. Au niveau de l’arc vertébral, le processus transverse peut être long, constituant parfois une côte cervicale, et les foramens transversaires peuvent être absents. Le processus épineux est long et se termine par un unique tubercule.
La première vertèbre thoracique (T1)
T1 est une vertèbre thoracique présentant des caractéristiques cervicales. Le corps vertébral porte des processus unciformes et possède deux facettes costales complètes pour les premières côtes (K1) ainsi que deux hémifacettes pour les deuxièmes côtes (K2). Le processus épineux est moins fortement oblique que celui des autres vertèbres thoraciques.
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La douzième vertèbre thoracique (T12)
T12 est une vertèbre thoracique avec des caractéristiques lombales. Son corps vertébral est volumineux et porte une facette costale complète pour K12. Les processus transverses sont fins et dépourvus de facettes costales. Le processus épineux est large et horizontal.
La cinquième vertèbre lombale (L5)
L5 est une vertèbre lombale présentant des caractéristiques sacrales. Le corps vertébral est plus large en avant qu’en arrière. Les processus transverses sont très courts et situés à proximité immédiate du corps vertébral. L’intervalle entre les processus articulaires inférieurs est important. L5 peut parfois fusionner avec le sacrum, réalisant une sacralisation.
La première vertèbre sacrale (S1)
Exceptionnellement, S1 peut être isolée du sacrum et présenter des caractéristiques lombales, situation appelée lombalisation.
II.2 Configuration interne (Histologie)
Le rachis est formé d’un os irrégulier constitué d’une fine lamelle corticale percée d’orifices nourriciers et recouvrant un tissu spongieux organisé en travées.
III. Rapports
Le rachis est en rapport, à travers le canal vertébral, avec la moelle épinière et ses enveloppes méningées. En dehors des vertèbres, il est en rapport, en haut, avec la tête ; en avant, avec le cou, le thorax, l’abdomen et le pelvis dans l’ordre crânio-caudal.
IV. Application clinique
IV.1 Mise en place
En haut se situe le petit os annulaire, l’atlas, suivi du petit os dont le foramen vertébral a une forme de « cœur de carte à jouer ». De haut en bas, les os irréguliers s’empilent du plus petit au plus grand, formant un canal grâce à l’alignement de leurs trous principaux. En bas se trouvent les os à forme pyramidale, le plus volumineux suivi de plus petits. En avant se situent les faces lisses et en arrière les parties irrégulières.
IV.2 Application clinique
Les reliefs osseux suivants peuvent être palpés : en avant, les corps des vertèbres cervicales à travers les gouttières carotidiennes ; en arrière, de haut en bas, la saillie de l’épineuse de C7 puis celles des vertèbres thoraciques et lombales ; en bas, la pointe du coccyx au-dessus du pli interfessier.
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IV.3 Pathologies
Le rachis peut être le siège de lésions traumatiques telles que les fractures-tassements des corps vertébraux, les fractures de l’arc vertébral, les luxations ou les fractures-luxations vertébrales. Il peut également présenter des pathologies orthopédiques comme les malformations, notamment la scoliose, ainsi que des tumeurs et des infections comme la tuberculose.
Conclusion
Le rachis est une tige verticale constituée d’un empilement d’os essentiels à la protection de la moelle spinale, qui fait partie du système nerveux central, et au maintien de la bipédie.