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structure osseuse chez les vertébrés De Wikipédia, l'encyclopédie libre
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La colonne vertébrale (aussi échine ou rachis ou colonne rachidienne) est un empilement d'os articulés appelés vertèbres. Elle est le support du dos des vertébrés, dont elle constitue une synapomorphie. C'est sur la colonne vertébrale que sont fixées, quand elles existent, les côtes et les ceintures scapulaire et pelvienne. Elle a une triple fonction : statique (maintien de la position érigée contre la pesanteur grâce aux corps vertébraux qui supportent les pressions exercées par le poids du corps et les transmettent aux membres), dynamique (permettant la gamme étendue des mouvements de la tête et du tronc déterminés par l'orientation des surfaces de glissement des processus articulaires), et protectrice (protection de la moelle spinale siégeant à l'intérieur du canal rachidien formé par les foramens des vertèbres).
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Chez l'être humain, elle supporte la tête et transmet le poids du corps jusqu'au bassin qui le transmet aux articulations des hanches. Elle est composée, comme chez d'autres mammifères, de vingt-quatre vertèbres : sept vertèbres cervicales, douze thoraciques et cinq lombaires. Il faut y rajouter cinq vertèbres qui ont fusionné pour donner le sacrum (trois à sept chez les autres tétrapodes) et trois à cinq (selon l'individu) fausses vertèbres fusionnées en un coccyx caudal, structure vestigiale que l'on trouve aussi chez les singes et certains autres animaux, dont les chevaux. La plupart des autres vertébrés ont un nombre variable de vertèbres caudales qui constituent le squelette axial de la queue. La colonne vertébrale est courbée dans le plan sagittal médian, selon un plan frontal. Elle présente deux courbures primaires (concaves en avant), aussi appelées cyphoses, au niveau des rachis thoracique et sacré, ainsi que deux courbes secondaires (concaves en arrière) appelées lordoses au niveau des rachis cervical et lombaire.
Il se compose de sept vertèbres cervicales, dénommées par la lettre C : de C1 à C7. Les deux premières vertèbres cervicales sont très particulières et avec l'os occipital, l'atlas et l'axis forment le craniocervicum, de très grande mobilité.
Le rachis cervical supérieur ou « craniocervicum » comporte :
Les vertèbres C3-C4-C5-C6-C7 sont dans la continuité de la transition opérée par l'axis.
Elles sont composées :
Le foramen vertébral est triangulaire (forme définitive du foramen vertébral pour les autres vertèbres du rachis) et laisse passer la moelle spinale.
À la face supérieure des processus transverses, on trouve un sillon qui part du corps, passe par le pédicule, puis se finit par le trou de conjugaison. Dans ce sillon, passent les racines nerveuses des nerfs spinaux.
C6 et C7 sont des vertèbres cervicales standard, à quelques différences près.
Le tubercule antérieur de son processus transverse est plus volumineux que ceux des autres vertèbres cervicales. Il est appelé tubercule carotidien.
C7 est une vertèbre de transition entre le rachis cervical et le rachis thoracique.
Son processus épineux est unituberculé, très long et très incliné en arrière et en bas. Il représente la limite postéro-inférieure du cou. Ce tubercule peut être vu en fléchissant la tête en avant, et il est aisément palpé sous la peau : en descendant le long de la nuque, c'est la première grosse saillie sous la peau. Pour cette raison, les anciens anatomistes désignaient cet os sous le nom de vertèbre proéminente[1].
C'est à cette hauteur que se forme la bosse de bison, qui est une forme de lipodystrophie.
Le rachis thoracique (ou dorsal) est composé de douze vertèbres thoraciques ou dorsales, dénommées par les lettres T ou D : de T1 à T12, ou de D1 à D12.
Il fait suite au rachis cervical et précède le rachis lombaire.
Le rachis dorsal forme une courbure postérieure physiologique convexe appelée :
Le rachis lombaire se compose de cinq vertèbres lombaires, dénommées par la lettre L : de L1 à L5.
Il fait suite au rachis dorsal et précède le rachis sacré.
Le rachis lombaire forme une courbure antérieure, la lordose lombaire (appelée communément creux lombaire ou creux des reins). Cette concavité en arrière, associée à une région lombaire courte, est une adaptation du rachis au mode de locomotion bipède. Elle se développe vers douze mois quand le bébé commence à marcher[3].
Le sacrum ou os sacrum est issue de la fusion des cinq vertèbres sacrées et poursuit la colonne vertébrale vers le bas à la suite du rachis lombaire.
Il se compose de cinq vertèbres sacrées, dénommées par la lettre S : de S1 à S5.
Il fait suite au rachis lombaire et précède le coccyx.
Il est incliné d'environ 45 degrés en arrière.
Il forme la partie postérieure du pelvis et en assure ainsi la solidité.
Les processus transverses, du fait de cette soudure, ne sont plus distingués et forment une lame osseuse des deux côtés, ce sont les ailes du sacrum.
Il en est de même pour les processus épineux qui ne forment plus que de petites bosses à la face postérieure du sacrum.
La surface articulaire supérieure de la première vertèbre sacrée S1 forme la tête du sacrum, qui s'articule avec la dernière vertèbre lombaire, L5.
Sur les bords du sacrum, dans la partie supérieure, on retrouve une surface articulaire avec l'os iliaque (os coxal), c'est la face articulaire auriculaire (car elle a une forme d'oreille). Elle est tournée vers l'arrière et est en rapport avec son homologue de l'os iliaque pour former l'articulation sacro-iliaque (articulation synoviale, renforcée par des ligaments sacro-iliaques antérieur, postérieur et interosseux). Cette articulation ne permet que très peu de mouvements et transmet le poids du haut du corps aux articulations de la hanche quand la personne se tient debout.
Sur les faces antérieure et postérieure, quatre paires de foramens sacraux laissent passer les rameaux ventraux et dorsaux des nerfs spinaux.
À la partie distale (inférieure) du sacrum, on retrouve l'articulation sacro-coccygienne, qui l'articule avec le coccyx. C'est une articulation fibreuse ne permettant quasiment aucun mouvement.
Le coccyx ou os coccyx fait suite au sacrum et constitue l'extrémité inférieure de la colonne vertébrale, déjeté en avant. Il peut être le siège de douleurs lors d'un choc sur le postérieur ou même de fracture-luxation. Il est composé de :
Chaque vertèbre s'articule avec la vertèbre sus et sous-jacente (sauf l'atlas qui s'articule avec les condyles occipitaux).
Les vertèbres s'unissent par trois articulations :
La solidité est assurée par :
Les mouvements du rachis sont possibles grâce à l'existence d'un système articulaire complexe, le segment articulaire rachidien, unité fonctionnelle constituée par :
Ce segment articulaire permet les mouvements dans un plan, dont l'amplitude est très variable selon l'étage vertébral considéré :
Les différences d'amplitude sont dues aux différences anatomiques vertébrales notamment :
La colonne vertébrale n'est pas isolée dans l'organisme, elle en est même le pilier et présente à ce titre de nombreux rapports avec les structures environnantes.
Outre la vascularisation proprement dite du rachis, il y a le passage de vaisseaux dans ou à proximité directe de la colonne.
Elle est une branche de l'artère subclavière (sous-clavière), et monte dans le canal formé par la superposition des foramens transversaires (canal transversaire) au niveau du rachis cervical. Elle s'engage en général dans ce canal au niveau de C6, mais peut y entrer en C7 ou beaucoup plus haut (parfois, elle traverse uniquement trois ou quatre vertèbres). Au niveau de l'atlas, elle se courbe à angle droit et pénètre dans le cerveau par le foramen magnum. Là, elle rejoint l'autre artère vertébrale, formant le tronc basilaire et participe au cercle artériel du cerveau (le polygone de Willis).
Elle est la continuité de l'aorte et descend le long du rachis thoracique à sa paroi antérieure. Elle est décalée sur la gauche par rapport à l'axe de la colonne et permet ainsi, par exemple, de s'orienter sur une image médicale. Au niveau du rachis lombaire, elle donne les deux artères iliaques communes.
C'est l'ensemble formé par l'œsophage et le larynx puis la trachée. Il débute en regard de C4 et se continue jusqu'à T4 (où la trachée se divise en deux bronches). Il est médian, c'est-à-dire qu'il chemine juste devant les corps vertébraux.
Le rachis est une zone importante d'insertions musculaires. En effet, il sert d'ancrage aux muscles de la posture et, au niveau du cou, il reçoit une bonne partie des muscles céphalogyres, qui meuvent la tête.
Principaux muscles ayant des insertions sur la colonne vertébrale :
Chez un embryon au stade initial, on verra au niveau dorsal que l'ébauche du système neural est ouverte et est faite de la gouttière neurale à l'origine du système nerveux.
En avant de la gouttière neurale va exister la chorde qui régressera partiellement. De part et d'autre, il y a des amas cellulaires nommés somites à l'origine de deux types de structures :
La gouttière neurale va se refermer sur la ligne médiane. Elle est d'origine ectodermique (feuillet embryonnaire donnant la peau et le système nerveux). Ceci donnera le tube neural puis le système nerveux central. Le tube est dorsal aux sclérotomes. Dès J28 chez l'embryon humain, les cellules des sclérotomes migrent et entourent le tube neural et les futurs ganglions rachidiens. Puis, dès J30 chez l'embryon humain, les premiers axones émergent de la moelle épinière. Repoussés par le reste du manchon rachidien, ces axones creusent un trou de conjugaison dans la moitié céphalique du plus proche sclérotome latéral. Ces premiers axones qui émergent d'un trou de conjugaison engendrent les muscles interépineux, transversaires épineux et intertransversaires qui s'insèrent de part et d'autre du trou de conjugaison emprunté par ces axones. Un jour plus tard, frôlé par les axones de ces motoneurones, les neurones sensitifs du ganglion rachidien de ce trou de conjugaison émettent leur axone sensitif périphérique. En pistant les axones les plus proches, ces axones sensitifs périphériques empruntent le même trou de conjugaison qu'eux. Puis ils colonisent le territoire qui leur est dévolu (muscles, tendons et insertions de ces muscles, leur pédicule vasculaire commun et le territoires colonisé par ce pédicule vasculaire : articulations, méninges, espace intervertébral, ligaments, derme, épiderme…). Puis les collatérales de l'extrémité médullaire de chacun de ces axones sensitifs pénètre dans la corne postérieure de la moelle épinière. Elles retrouvent le noyau de motoneurones dont leur neurone sensitif a pisté les axones et elles tissent des réflexes avec ces motoneurones et leurs interneurones et avec les neurones orthosympathiques médullaires dédié au pédicule vasculaire de ce muscle et des autres territoire qu'il a vascularisé. Or, les contractions synchronisées de ces muscles dédiés à chaque paire de trous de conjugaison « sculptent » l'espace intervertébral de ces trous de conjugaison, tout en respectant le trou de conjugaison emprunté par leurs axones sensitifs et moteurs. L'ébauche cartilagineuse d'une vertèbre réunit donc le quart inférieur des deux sclérotomes supérieurs de cet espace intervertébral et les trois quarts supérieurs de ses deux sclérotomes inférieurs.
Dans la moitié supérieure de chaque sclérotome s'organise le disque intervertébral. Une partie de la chorde y persiste parfois dans son noyau pulpeux au centre du disque comportant en périphérie un anneau fibreux. Le tube neural embryonnaire donnera la moelle spinale. Sa face dorsale sera protégée par un arc postérieur. Les faces latérales du manchon rachidien proviennent des sclérotomes latéraux. Ensuite, il y a une ossification de façon centrifuge.
Chez tous les vertébrés, sauf chez les poissons les plus primitifs, la notochorde (chorde fibrocellulaire axiale spécifique de l'embranchement des Chordés) est remplacée au cours du développement embryonnaire par une colonne vertébrale[4].
La colonne vertébrale chez les poissons osseux correspond à l'arête centrale.
Les Primates ont une colonne vertébrale modérément incurvée, formée de deux courbures sagittales, l'une cervicale, courte, convexe en avant, l'autre dorso-lombaire, large, convexe en arrière, ce qui explique qu'en station debout le tronc des grands singes penche naturellement en avant et que leur torse est en position instable en avant de leurs hanches. Les hominidés à bipédie obligatoire font exception. Leur bipédie exclusive est marquée, entre autres critères, par la présence de quatre courbures compensatrices (courbure en double S) qui assurent à la fois la verticalité (centre de gravité du corps ramené au niveau de celui de la colonne vertébrale) et la souplesse de la colonne (rôle d'un ressort lors de la marche, la course ou de petits sauts, permettant de mieux amortir les chocs et les tensions)[5] : une courbure cervicale convexe en avant (lordose cervicale donnant l'aspect creusé du cou), une courbure convexe en arrière (la cyphose dorsale ou thoracique donnant la bosse du dos), une courbure lombaire convexe en avant (la lordose lombaire donnant le creux en bas du dos), une courbure sacrococcygienne convexe en arrière (la cyphose sacrale/coccygienne)[6].
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