Le rachis ou colonne vertébrale

Le rachis

Le rachis, ou colonne vertébrale, est composé, de proximal en distal, chez 90% environ des êtres humains, de 7 vertèbres cervicales (C1 à C7), 12 vertèbres thoraciques (T1 à T12), 5 vertèbres lombaires (L1 à L5) et du sacrum. Le rachis constitue ainsi un axe vertical supportant la tête et reposant sur un socle, le bassin (ou « vertèbre pelvienne ») (figure 1 et 2) (24). La station érigée, avec la bipédie est une caractéristique de l’être humain. Le maintien de cette posture érigée est assuré par une étroite relation entre le bassin et les courbures du rachis lombaire, thoracique et cervical (25). Dans le plan frontal, le rachis non déformé est rectiligne. Dans le plan sagittal, chez l’adulte sans pathologie rachidienne, le rachis est constitué d’une série de courbures physiologiques : avec la lordose cervicale (mais la région cervicale peut aussi être en cyphose ou sinusoïde), la cyphose thoracique et la lordose lombaire (26). Des études sur les sujets asymptomatiques ont montré qu’il existait une grande variabilité interpersonnelle de l’étendue et de l’importance des courbures rachidiennes, néanmoins l’objectif reste de maintenir la tête au-dessus du bassin et d’obtenir un regard horizontal, avec une posture la plus économique possible en termes de dépense énergétique (27).

La vertèbre « fondamentale »

Chaque vertèbre, à l’exception de C1 et C2, présente une structure anatomique similaire avec une colonne antérieure, moyenne et postérieure. La colonne antérieure est composée du corps vertébral limité en haut et en bas par le plateau vertébral supérieur et inférieur. La colonne moyenne correspond aux pédicules. La colonne postérieure est composée des articulaires (ou facettes) supérieures et inférieures, des lames, des isthmes, des processus transverses et du processus épineux (figure 3). Néanmoins, la morphologie des vertèbres cervicales, thoraciques et lombaires diffère par la taille, la forme et l’orientation des facettes (figure 4). Les vertèbres s’articulent entre elles par le disque intervertébral situé entre les deux plateaux vertébraux en avant et par les facettes en arrière. Les capsules articulaires et le système ligamentaire participent à la stabilité mais aussi à la mobilité du rachis. Au niveau thoracique, les côtes s’articulent avec les processus transverses. Figure 3. Représentation crâniale et sagittale d’une vertèbre thoracique. Figure 4. Vue sagittale d’une vertèbre cervicale, thoracique et lombaire. 

Le bassin Le bassin est constitué du sacrum et des 2 ailes iliaques

Il s’articule avec les membres inférieurs par l’articulation coxo-fémorale, et avec le rachis (figure 5). Figure 5. Schéma d’un bassin de face. 

Le système musculaire

Généralités sur les muscles

Seuls certains muscles striés participant aux mouvements du tronc et des membres inférieurs sont étudiés dans cette thèse. Plusieurs paramètres permettent de caractériser les muscles : les points d’insertion, la longueur, la surface, l’angle de pennation et la composition. Ces derniers influencent la force musculaire exercée durant une contraction. Les points d’insertion vont déterminer le bras de levier du muscle. Les muscles avec bras de levier important sont responsables de mouvements de grande amplitude (par exemple, les muscles des membres inférieurs), alors que les muscles avec un bras de levier court (par exemple, les extenseurs du rachis) sont responsables de la stabilité. La surface est directement corrélée aux nombres de fibres musculaires dans le muscle, elle-même directement liée à la force du muscle. L’angle de pennation est l’angle que forment les fibres musculaires par rapport à l’axe selon lequel le muscle exerce une force de contraction (figure 6). L’augmentation de l’angle de pennation des fibres musculaires induit une diminution de la force que le muscle peut délivrer. Concernant la composition du muscle, différents types de fibres musculaires le caractérisent : les fibres de type I permettent les contractions de longue durée, tandis que les fibres de types II permettent les contractions plus courtes et plus intenses. L’infiltration graisseuse participe également à la composition du muscle mais elle est un élément non contractile ; elle augmente avec le vieillissement ou lors d’absence d’activité prolongée. La répartition du type de fibre et l’infiltration graisseuse influencent la force musculaire. Dans cette thèse, l’analyse histologique des muscles n’a pas été effectuée, seule l’infiltration graisseuse a été analysée à partir d’imagerie par résonance magnétique (IRM).