Dynamique de la colonne vertébrale humaine

Le squelette de la colonne vertébrale sert de support solide au corps et se compose de 33 à 34 vertèbres. Une vertèbre est composée de deux parties: le corps vertébral (à l'avant) et l'arc vertébral (à l'arrière). Le corps vertébral représente la majeure partie de la vertèbre. L'arc vertébral est composé de quatre segments. Deux d'entre eux sont les pédicules, qui forment les parois de soutien. Les deux autres parties sont de fines plaques, formant une sorte de « toit ». Trois apophyses osseuses partent de l'arc vertébral. Les apophyses transverses droite et gauche se ramifient à partir de chaque articulation « pédicule-plaque ». De plus, sur la ligne médiane, lorsqu'une personne se penche en avant, on peut observer une apophyse épineuse faisant saillie vers l'arrière. Selon leur emplacement et leur fonction, les vertèbres des différentes sections présentent des caractéristiques structurelles spécifiques, et la direction et l'intensité du mouvement de la vertèbre sont déterminées par l'orientation des apophyses articulaires.

Vertèbres cervicales. Les processus articulaires sont plats et ovales et sont situés dans l'espace à un angle de 10 à 15° par rapport au plan frontal, de 45° par rapport au plan sagittal et de 45° par rapport au plan horizontal. Ainsi, tout déplacement produit par l'articulation située au-dessus par rapport à l'articulation inférieure se produira simultanément selon un angle par rapport à trois plans. Le corps vertébral présente une concavité des surfaces supérieure et inférieure, considérée par de nombreux auteurs comme un facteur contribuant à l'augmentation de l'amplitude de mouvement.

Vertèbres thoraciques. Les processus articulaires sont inclinés de 20° par rapport au plan frontal, de 60° par rapport au plan sagittal et de 20° par rapport aux plans horizontal et frontal.

Cette disposition spatiale des articulations facilite le déplacement de l'articulation supérieure par rapport à l'articulation inférieure, simultanément ventro-crânienne ou dorso-caudale, en combinaison avec son déplacement médial ou latéral. Les surfaces articulaires présentent une pente prédominante dans le plan sagittal.

Vertèbres lombaires. La disposition spatiale de leurs surfaces articulaires diffère de celle des rachis thoracique et cervical. Elles sont cambrées et positionnées à un angle de 45° par rapport au plan frontal, à un angle de 45° par rapport au plan horizontal et à un angle de 45° par rapport au plan sagittal. Cette disposition spatiale facilite le déplacement de l'articulation supérieure par rapport à l'articulation inférieure, tant dorsolatéralement que ventromédialement, en combinaison avec un déplacement crânien ou caudal.

Le rôle important des articulations intervertébrales dans le mouvement de la colonne vertébrale est également mis en évidence par les travaux célèbres de Lesgaft (1951), qui accordent une grande importance à la coïncidence des centres de gravité des surfaces sphériques des articulations des segments C5-C7. Ceci explique le volume de mouvement prédominant dans ces segments. De plus, l'inclinaison simultanée des surfaces articulaires sur les plans frontal, horizontal et vertical favorise un mouvement linéaire simultané dans chacun de ces trois plans, excluant la possibilité d'un mouvement uniplan. De plus, la forme des surfaces articulaires favorise le glissement d'une articulation le long du plan d'une autre, limitant ainsi la possibilité d'un mouvement angulaire simultané. Ces idées concordent avec les études de White (1978), selon lesquelles, après ablation des processus articulaires avec arcades, le volume de mouvement angulaire dans le segment de mouvement vertébral a augmenté de 20 à 80 % dans le plan sagittal, de 7 à 50 % dans le plan frontal et de 22 à 60 % dans le plan horizontal. Les données radiographiques de Jirout (1973) confirment ces résultats.

La colonne vertébrale contient tous les types de connexions osseuses: continues (syndesmoses, synchondroses, synostoses) et discontinues (articulations entre la colonne vertébrale et le crâne). Les corps vertébraux sont reliés entre eux par des disques intervertébraux, qui représentent ensemble environ la moitié de la longueur totale de la colonne vertébrale. Ils fonctionnent principalement comme des amortisseurs hydrauliques.

Il est connu que la quantité de mobilité dans n’importe quelle partie de la colonne vertébrale dépend en grande partie du rapport entre la hauteur des disques intervertébraux et la partie osseuse de la colonne vertébrale.

Selon Kapandji (1987), ce rapport détermine la mobilité d'un segment particulier de la colonne vertébrale: plus le rapport est élevé, plus la mobilité est importante. Le rachis cervical présente la plus grande mobilité, puisque le rapport est de 2:5, soit 40 %. Le rachis lombaire est moins mobile (rapport de 1:3, soit 33 %). Le rachis thoracique est encore moins mobile (rapport de 1:5, soit 20 %).

Chaque disque est construit de telle manière qu'il possède un noyau gélatineux et un anneau fibreux à l'intérieur.

Le noyau gélatineux est constitué d'un matériau gélatineux incompressible enfermé dans un « conteneur » élastique. Sa composition chimique est constituée de protéines et de polysaccharides. Il se caractérise par une forte hydrophilie, c'est-à-dire une forte attraction pour l'eau.

Selon Puschel (1930), à la naissance, la teneur en eau du noyau est de 88 %. Avec l'âge, le noyau perd sa capacité à fixer l'eau. À 70 ans, sa teneur en eau est réduite à 66 %. Les causes et les conséquences de cette déshydratation sont cruciales. La diminution de la teneur en eau du disque peut s'expliquer par une diminution de la concentration en protéines et en polysaccharides, ainsi que par un remplacement progressif de la substance gélatineuse du noyau par du tissu cartilagineux fibreux. Les résultats des études d'Adams et al. (1976) ont montré qu'avec l'âge, la taille moléculaire des protéoglycanes du noyau pulpeux et de l'anneau fibreux se modifie. La teneur en eau diminue. À 20 ans, la vascularisation des disques disparaît. À 30 ans, le disque est nourri exclusivement par diffusion lymphatique à travers les plateaux vertébraux. Ceci explique la perte de flexibilité de la colonne vertébrale avec l’âge, ainsi que la capacité réduite des personnes âgées à restaurer l’élasticité d’un disque blessé.

Le noyau pulpeux reçoit les forces verticales agissant sur le corps vertébral et les répartit radialement dans le plan horizontal. Pour mieux comprendre ce mécanisme, on peut imaginer le noyau comme une articulation charnière mobile.

L'anneau fibreux est constitué d'environ 20 couches concentriques de fibres, entrelacées de manière à ce qu'une couche forme un angle avec la précédente. Cette structure permet le contrôle du mouvement. Par exemple, sous l'effet d'une contrainte de cisaillement, les fibres obliques orientées dans une direction se tendent, tandis que celles orientées dans la direction opposée se relâchent.

Fonctions du noyau pulpeux (Alter, 2001)

Action	Flexion	Extension	Flexion latérale
La vertèbre supérieure est soulevée	Devant	Dos	Vers le côté courbé
Le disque est donc redressé.	Devant	Dos	Vers le côté courbé
Par conséquent, le disque augmente	Dos	Devant	Du côté opposé au virage
Par conséquent, le noyau est dirigé	Avant	Dos	Du côté opposé au virage

L'anneau fibreux perd son élasticité et sa souplesse avec l'âge. Chez les jeunes, le tissu fibroélastique de l'anneau est principalement élastique. Avec l'âge ou après une blessure, le pourcentage d'éléments fibreux augmente et le disque perd de son élasticité. Cette perte d'élasticité le rend plus vulnérable aux blessures et aux lésions.

Chaque disque intervertébral peut se raccourcir en hauteur de 1 mm en moyenne sous une charge de 250 kg, ce qui, pour l'ensemble de la colonne vertébrale, entraîne un raccourcissement d'environ 24 mm. Sous une charge de 150 kg, le raccourcissement du disque intervertébral entre T6 et T7 est de 0,45 mm, et sous une charge de 200 kg, celui entre T11 et T12 est de 1,15 mm.

Ces modifications des disques dues à la pression disparaissent assez rapidement. En position allongée pendant une demi-heure, la taille d'une personne mesurant entre 1,70 et 1,80 cm augmente de 0,44 cm. La différence de taille entre la même personne le matin et le soir est en moyenne de 2 cm. Selon Leatt, Reilly et Troup (1986), une diminution de la taille de 38,4 % a été observée dans les 1,5 heures suivant le réveil et de 60,8 % dans les 2,5 heures suivant le réveil. Une restauration de la taille de 68 % s'est produite dans la première moitié de la nuit.

Dans une analyse de la différence de taille entre les enfants le matin et l’après-midi, Strickland et Shearin (1972) ont trouvé une différence moyenne de 1,54 cm, avec une plage de 0,8 à 2,8 cm.

Pendant le sommeil, la charge sur la colonne vertébrale est minimale et les disques gonflent, absorbant le liquide des tissus. Adams, Dolan et Hatton (1987) ont identifié trois conséquences importantes des variations quotidiennes de charge sur la colonne lombaire: 1 - le « gonflement » entraîne une raideur accrue de la colonne vertébrale lors de la flexion lombaire après le réveil; 2 - tôt le matin, les ligaments des disques vertébraux sont caractérisés par un risque accru de blessure; 3 - l’amplitude de mouvement de la colonne vertébrale augmente vers le milieu de la journée. La différence de longueur corporelle est due non seulement à une diminution de l’épaisseur des disques intervertébraux, mais aussi à une modification de la hauteur de la voûte plantaire et peut-être aussi, dans une certaine mesure, à une modification de l’épaisseur du cartilage des articulations des membres inférieurs.

Les disques intervertébraux peuvent changer de forme sous l'effet de forces avant la puberté. À ce stade, l'épaisseur et la forme des disques sont définitivement déterminées, et la configuration de la colonne vertébrale et le type de posture associé deviennent permanents. Cependant, précisément parce que la posture dépend principalement des caractéristiques des disques intervertébraux, elle n'est pas totalement stable et peut évoluer dans une certaine mesure sous l'influence de forces externes et internes, notamment l'exercice physique, surtout à un jeune âge.

Les structures ligamentaires et autres tissus conjonctifs jouent un rôle important dans la détermination des propriétés dynamiques de la colonne vertébrale. Leur rôle est de limiter ou de modifier le mouvement de l'articulation.

Les ligaments longitudinaux antérieurs et postérieurs longent les surfaces antérieures et postérieures des corps vertébraux et des disques intervertébraux.

Entre les arches vertébrales se trouvent des ligaments très résistants, composés de fibres élastiques, qui leur donnent leur couleur jaune. C'est pourquoi on les appelle ligaments inter-arches ou jaunes. Lorsque la colonne vertébrale bouge, notamment en flexion, ces ligaments s'étirent et se tendent.

Entre les apophyses épineuses des vertèbres se trouvent les ligaments interépineux, et entre les apophyses transverses les ligaments intertransversaires. Au-dessus des apophyses épineuses, sur toute la longueur de la colonne vertébrale, court le ligament sus-épineux qui, en s'approchant du crâne, s'élargit dans le sens sagittal et est appelé ligament nucal. Chez l'homme, ce ligament a l'apparence d'une large plaque, formant une sorte de cloison entre les groupes musculaires droit et gauche de la région nucale. Les apophyses articulaires des vertèbres sont reliées entre elles par des articulations plates dans les parties supérieures de la colonne vertébrale et cylindriques dans les parties inférieures, notamment lombaires.

La connexion entre l'os occipital et l'atlas présente des caractéristiques spécifiques. À cet endroit, comme entre les processus articulaires des vertèbres, se trouve une articulation combinée constituée de deux articulations anatomiquement distinctes. La forme des surfaces articulaires de l'articulation atlanto-occipitale est elliptique ou ovoïde.

Trois articulations entre l'atlas et l'épistrophée sont combinées en une articulation atlanto-axiale combinée avec un axe de rotation vertical; parmi celles-ci, l'articulation non appariée est l'articulation cylindrique entre la dent de l'épistrophée et l'arc antérieur de l'atlas, et l'articulation appariée est l'articulation plate entre la surface articulaire inférieure de l'atlas et la surface articulaire supérieure de l'épistrophée.

Deux articulations, l'atlanto-occipitale et l'atlanto-axoïdienne, situées au-dessus et en dessous de l'atlas, se complètent pour former des connexions qui assurent la mobilité de la tête autour de trois axes de rotation perpendiculaires. Ces deux articulations peuvent être combinées en une seule articulation combinée. Lorsque la tête tourne autour d'un axe vertical, l'atlas se déplace avec l'os occipital, jouant le rôle d'une sorte de ménisque intercalaire entre le crâne et le reste de la colonne vertébrale. Un appareil ligamentaire assez complexe participe au renforcement de ces articulations, notamment les ligaments croisé et ptérygoïdien. Le ligament croisé est lui-même composé du ligament transverse et de deux branches, supérieure et inférieure. Le ligament transverse passe derrière l'épistrophée odontoïde et renforce la position de cette dent, tendu entre les masses latérales droite et gauche de l'atlas. Les branches supérieure et inférieure partent du ligament transverse. La branche supérieure est attachée à l'os occipital et la branche inférieure au corps de la deuxième vertèbre cervicale. Les ligaments ptérygoïdiens, droit et gauche, partent des faces latérales de la dent vers le haut et l'extérieur, s'attachant à l'os occipital. Entre l'atlas et l'os occipital se trouvent deux membranes, l'une antérieure et l'autre postérieure, fermant l'ouverture entre ces os.

Le sacrum est relié au coccyx par une synchondrose, qui permet au coccyx de se déplacer principalement dans la direction antéropostérieure. Chez la femme, la mobilité de l'apex du coccyx dans cette direction est d'environ 2 cm. L'appareil ligamentaire participe également au renforcement de cette synchondrose.

Comme la colonne vertébrale d'un adulte présente deux courbes lordotiques (cervicale et lombaire) et deux courbes cyphotiques (thoracique et sacro-coccygienne), la ligne verticale partant du centre de gravité du corps ne la croise qu'en deux endroits, le plus souvent au niveau des vertèbres C8 et L5. Ces rapports peuvent toutefois varier selon la posture de la personne.

Le poids de la partie supérieure du corps exerce non seulement une pression sur les vertèbres, mais agit également sur certaines d'entre elles sous forme de force qui dessine les courbures de la colonne vertébrale. Dans la région thoracique, la ligne de gravité du corps passe devant les corps vertébraux, créant ainsi un effet de force visant à accentuer la courbure cyphotique de la colonne vertébrale. Ce phénomène est évité par l'appareil ligamentaire, notamment le ligament longitudinal postérieur, les ligaments interosseux, ainsi que par le tonus des muscles extenseurs du tronc.

Au niveau de la colonne lombaire, la relation est inversée: la ligne de gravité du corps tend généralement à réduire la lordose lombaire. Avec l'âge, la résistance de l'appareil ligamentaire et le tonus des muscles extenseurs diminuent, ce qui, sous l'effet de la gravité, entraîne souvent une modification de la configuration de la colonne vertébrale, formant une courbure générale dirigée vers l'avant.

Il a été établi que le déplacement vers l'avant du centre de gravité de la moitié supérieure du corps se produit sous l'influence d'un certain nombre de facteurs: la masse de la tête et de la ceinture scapulaire, des membres supérieurs, de la poitrine, des organes thoraciques et abdominaux.

Le plan frontal, où se situe le centre de gravité du corps, s'écarte relativement peu de l'articulation atlanto-occipitale vers l'avant chez l'adulte. Chez le jeune enfant, la masse de la tête est primordiale, car son rapport à la masse totale est plus important; le plan frontal du centre de gravité de la tête est donc généralement plus décalé vers l'avant. La masse des membres supérieurs influence, dans une certaine mesure, la courbure de la colonne vertébrale selon le déplacement de la ceinture scapulaire vers l'avant ou vers l'arrière. Les spécialistes ont en effet observé une corrélation entre la position voûtée et le degré de déplacement vers l'avant de la ceinture scapulaire et des membres supérieurs. Cependant, en posture droite, la ceinture scapulaire est généralement déplacée vers l'arrière. La masse du thorax influence le déplacement vers l'avant du centre de gravité du tronc à mesure que son diamètre antéropostérieur est développé. Avec un thorax plat, son centre de gravité est situé relativement près de la colonne vertébrale. Les organes thoraciques, et plus particulièrement le cœur, contribuent non seulement au déplacement vers l'avant du centre de gravité du tronc, mais exercent également une traction directe sur la partie crânienne de la colonne thoracique, augmentant ainsi sa courbure cyphotique. Le poids des organes abdominaux varie selon l'âge et la constitution de la personne.

Les caractéristiques morphologiques de la colonne vertébrale déterminent sa résistance à la compression et à la traction. La littérature spécialisée indique qu'elle peut supporter une pression de compression d'environ 350 kg. La résistance à la compression est d'environ 50 kg pour la région cervicale, 75 kg pour la région thoracique et 125 kg pour la région lombaire. La résistance à la traction est d'environ 113 kg pour la région cervicale, 210 kg pour la région thoracique et 410 kg pour la région lombaire. Les articulations entre la 5e vertèbre lombaire et le sacrum sont déchirées sous une traction de 262 kg.

La résistance des vertèbres individuelles à la compression de la colonne cervicale est approximativement la suivante: C3 - 150 kg, C4 - 150 kg, C5 - 190 kg, C6 - 170 kg, C7 - 170 kg.

Les indicateurs suivants sont typiques pour la région thoracique: T1 - 200 kg, T5 - 200 kg, T3 - 190 kg, T4 - 210 kg, T5 - 210 kg, T6 - 220 kg, T7 - 250 kg, T8 - 250 kg, T9 - 320 kg, T10 - 360 kg, T11 - 400 kg, T12 - 375 kg. La région lombaire peut supporter environ les charges suivantes: L1 - 400 kg, L2 - 425 kg, L3 - 350 kg, L4 - 400 kg, L5 - 425 kg.

Les types de mouvements suivants sont possibles entre les corps de deux vertèbres adjacentes: mouvements le long de l'axe vertical résultant de la compression et de l'étirement des disques intervertébraux. Ces mouvements sont très limités, car la compression n'est possible que dans les limites de l'élasticité des disques intervertébraux, et l'étirement est inhibé par les ligaments longitudinaux. Pour la colonne vertébrale dans son ensemble, les limites de la compression et de l'étirement sont négligeables.

Les mouvements entre les corps de deux vertèbres adjacentes peuvent se produire en partie sous forme de rotation autour d'un axe vertical. Ce mouvement est principalement inhibé par la tension des fibres concentriques de l'anneau fibreux du disque intervertébral.

Des rotations autour de l'axe frontal sont également possibles entre les vertèbres lors de la flexion et de l'extension. Lors de ces mouvements, la forme du disque intervertébral change. En flexion, sa partie antérieure est comprimée et sa partie postérieure est étirée; en extension, le phénomène inverse est observé. Dans ce cas, le noyau gélatineux change de position. En flexion, il recule et en extension, il avance, c'est-à-dire vers la partie étirée de l'anneau fibreux.

Un autre type de mouvement distinct est la rotation autour de l'axe sagittal, qui entraîne une inclinaison latérale du tronc. Dans ce cas, une surface latérale du disque est comprimée, tandis que l'autre est étirée, et le noyau gélatineux se déplace vers l'étirement, c'est-à-dire vers la convexité.

Les mouvements qui se produisent dans les articulations entre deux vertèbres adjacentes dépendent de la forme des surfaces articulaires, qui sont situées différemment dans différentes parties de la colonne vertébrale.

La région cervicale est la plus mobile. Dans cette région, les processus articulaires présentent des surfaces articulaires planes dirigées vers l'arrière selon un angle d'environ 45 à 65°. Ce type d'articulation offre trois degrés de liberté: des mouvements de flexion-extension dans le plan frontal, des mouvements latéraux dans le plan sagittal et des mouvements de rotation dans le plan horizontal.

Dans l'espace compris entre les vertèbres C2 et C3, l'amplitude de mouvement est légèrement plus faible qu'entre les autres vertèbres. Ceci s'explique par la finesse du disque intervertébral entre ces deux vertèbres et par la saillie de la partie antérieure du bord inférieur de l'épistropheum qui limite le mouvement. L'amplitude de flexion-extension du rachis cervical est d'environ 90°. La convexité antérieure formée par le contour antérieur du rachis cervical se transforme en concavité lors de la flexion. La concavité ainsi formée a un rayon de 16,5 cm. Si l'on trace les rayons des extrémités antérieure et postérieure de cette concavité, on obtient un angle ouvert vers l'arrière égal à 44°. En extension maximale, on obtient un angle ouvert vers l'avant et vers le haut égal à 124°. Les cordes de ces deux arcs se rejoignent à un angle de 99°. La plus grande amplitude de mouvement est observée entre les vertèbres C3, C4 et C5, un peu moins entre C6 et C7 et encore moins entre les vertèbres C7 et T1.

Les mouvements latéraux entre les corps des six premières vertèbres cervicales ont également une amplitude assez importante. La vertèbre C... est nettement moins mobile dans cette direction.

Les surfaces articulaires en forme de selle entre les corps des vertèbres cervicales ne favorisent pas les mouvements de torsion. En général, selon divers auteurs, l'amplitude des mouvements dans la région cervicale présente les valeurs moyennes suivantes: flexion – 90 °, extension – 90 °; inclinaison latérale – 30 °, rotation unilatérale – 45 °.

L'articulation atlanto-occipitale et l'articulation entre l'atlas et l'épistrophée présentent trois degrés de liberté de mouvement. Dans le premier, les inclinaisons de la tête vers l'avant et vers l'arrière sont possibles. Dans le second, la rotation de l'atlas autour de l'apophyse odontoïde est possible, le crâne tournant avec l'atlas. L'inclinaison de la tête vers l'avant au niveau de l'articulation entre le crâne et l'atlas n'est possible que de 20°, et vers l'arrière de 30°. Le mouvement vers l'arrière est inhibé par la tension des membranes atlanto-occipitales antérieure et postérieure et s'effectue autour de l'axe frontal passant derrière l'ouverture auditive externe et immédiatement devant les apophyses mamillaires de l'os temporal. Une inclinaison du crâne supérieure à 20° et 30° vers l'arrière n'est possible qu'avec la colonne cervicale. L'inclinaison vers l'avant est possible jusqu'à ce que le menton touche le sternum. Ce degré d'inclinaison n'est obtenu que par une contraction active des muscles qui fléchissent la colonne cervicale et inclinent la tête sur le corps. Lorsque la tête est tirée vers l'avant par la gravité, le menton ne touche généralement pas le sternum, car la tête est maintenue en place par la tension des muscles tendus de la nuque et du ligament nucal. Le poids de la tête inclinée vers l'avant, agissant sur le levier de première classe, ne suffit pas à surmonter la passivité des muscles dorsaux du cou et l'élasticité du ligament nucal. Lorsque les muscles sterno-hyoïdiens et génio-hyoïdiens se contractent, leur force, combinée au poids de la tête, provoque un étirement accru des muscles de la nuque et du ligament nucal, ce qui fait basculer la tête vers l'avant jusqu'à ce que le menton touche le sternum.

L'articulation entre l'atlas et l'os peut pivoter de 30° vers la droite et vers la gauche. La rotation de l'articulation entre l'atlas et l'os est limitée par la tension des ligaments ptérygoïdiens, qui naissent sur les faces latérales des condyles de l'os occipital et s'insèrent sur les faces latérales de l'apophyse odontoïde.

La face inférieure des vertèbres cervicales étant concave antéropostérieurement, les mouvements entre elles dans le plan sagittal sont possibles. Dans la région cervicale, l'appareil ligamentaire est le moins puissant, ce qui contribue également à sa mobilité. La région cervicale est nettement moins exposée (comparativement aux régions thoracique et lombaire) à l'action des charges de compression. Elle constitue le point d'attache d'un grand nombre de muscles qui déterminent les mouvements de la tête, de la colonne vertébrale et de la ceinture scapulaire. Sur le cou, l'action dynamique de la traction musculaire est relativement plus importante que celle des charges statiques. La région cervicale est peu exposée aux charges déformantes, car les muscles environnants semblent la protéger des effets statiques excessifs. L'une des caractéristiques de la région cervicale est que les surfaces planes des processus articulaires forment un angle de 45° en position verticale. Lorsque la tête et le cou sont inclinés vers l'avant, cet angle atteint 90°. Dans cette position, les surfaces articulaires des vertèbres cervicales se chevauchent horizontalement et sont fixées grâce à l'action des muscles. Lorsque le cou est fléchi, l'action des muscles est particulièrement importante. Cependant, une telle position est fréquente au travail, car l'organe de la vision doit contrôler les mouvements des mains. De nombreux travaux, comme la lecture, s'effectuent généralement tête et cou fléchis. Par conséquent, les muscles, notamment ceux de la nuque, doivent travailler pour maintenir l'équilibre de la tête.

Dans la région thoracique, les processus articulaires présentent également des surfaces articulaires planes, mais orientées presque verticalement et situées principalement dans le plan frontal. Cette disposition des processus permet des mouvements de flexion et de rotation, tandis que l'extension est limitée. La flexion latérale n'est réalisée que dans des limites négligeables.

Dans la région thoracique, la mobilité de la colonne vertébrale est la plus faible, ce qui est dû à la faible épaisseur des disques intervertébraux.

La mobilité dans la région thoracique supérieure (de la première à la septième vertèbre) est négligeable. Elle augmente vers la partie caudale. Une flexion latérale dans la région thoracique est possible d'environ 100° vers la droite et légèrement inférieure vers la gauche. Les mouvements de rotation sont limités par la position des processus articulaires. L'amplitude de mouvement est assez importante: autour de l'axe frontal, elle est de 90°, en extension de 45° et en rotation de 80°.

Dans la région lombaire, les processus articulaires présentent des surfaces articulaires orientées presque dans le plan sagittal, avec leur surface articulaire supéro-interne concave et leur surface infra-externe convexe. Cette disposition des processus articulaires exclut toute rotation mutuelle, et les mouvements s'effectuent uniquement dans les plans sagittal et frontal. Dans ce cas, l'extension est possible dans des limites plus larges que la flexion.

Dans la région lombaire, le degré de mobilité entre les différentes vertèbres n'est pas le même. Dans toutes les directions, il est maximal entre les vertèbres L3 et L4, et entre L4 et L5. La mobilité la plus faible est observée entre L2 et L3.

La mobilité du rachis lombaire est caractérisée par les paramètres suivants: flexion – 23°, extension – 90°, inclinaison latérale de chaque côté – 35°, rotation – 50°. L'espace intervertébral entre L3 et L4 est caractérisé par la plus grande mobilité, ce qui est à mettre en relation avec la position centrale de la vertèbre L3. En effet, cette vertèbre correspond au centre de la région abdominale chez l'homme (chez la femme, L3 est située un peu plus en arrière). Dans certains cas, le sacrum était situé presque horizontalement et l'angle lombo-sacré diminuait à 100-105°. Les facteurs limitant les mouvements du rachis lombaire sont présentés dans le tableau 3.4.

Dans le plan frontal, la flexion de la colonne vertébrale est possible principalement dans les régions cervicale et thoracique supérieure; l'extension se produit principalement dans les régions cervicale et lombaire; dans la région thoracique, ces mouvements sont insignifiants. Dans le plan sagittal, la plus grande mobilité est observée dans la région cervicale; dans la région thoracique, elle est insignifiante et augmente à nouveau dans la partie lombaire de la colonne vertébrale. La rotation est possible dans une large mesure dans la région cervicale; dans le sens caudal, son amplitude diminue et est très insignifiante dans la région lombaire.

Lors de l'étude de la mobilité de la colonne vertébrale dans son ensemble, additionner les valeurs caractérisant l'amplitude des mouvements dans différentes sections n'a aucun sens arithmétique. En effet, lors des mouvements de toute la partie libre de la colonne vertébrale (tant sur des préparations anatomiques que sur des sujets vivants), des mouvements compensatoires se produisent en raison de la courbure de la colonne vertébrale. En particulier, la flexion dorsale d'une section peut entraîner une extension ventrale d'une autre. Il est donc conseillé de compléter l'étude de la mobilité des différentes sections par des données sur la mobilité de la colonne vertébrale dans son ensemble. Lors de l'étude d'une colonne vertébrale isolée, plusieurs auteurs ont obtenu les données suivantes: flexion – 225 °, extension – 203 °, inclinaison latérale – 165 °, rotation – 125 °.

Dans la région thoracique, la flexion latérale de la colonne vertébrale n'est possible que lorsque les processus articulaires sont situés exactement dans le plan frontal. Cependant, ils sont légèrement inclinés vers l'avant. Par conséquent, seules les articulations intervertébrales dont les facettes sont orientées approximativement dans le plan frontal participent à l'inclinaison latérale.

Les mouvements de rotation de la colonne vertébrale autour de l'axe vertical sont particulièrement importants au niveau du cou. La tête et le cou peuvent pivoter d'environ 60 à 70° par rapport au tronc dans les deux sens (soit environ 140° au total). La rotation est impossible au niveau du rachis thoracique. Au niveau du rachis lombaire, elle est pratiquement nulle. La rotation la plus importante est possible entre les rachis thoracique et lombaire au niveau des 17e et 18e paires biocinématiques.

La mobilité rotationnelle totale de la colonne vertébrale dans son ensemble est ainsi égale à 212° (132° pour la tête et le cou et 80° pour les 17e et 18e paires biocinématiques).

Il est intéressant de déterminer le degré de rotation possible du corps autour de son axe vertical. En appui unilatéral, une rotation de 140° de l'articulation de la hanche en semi-flexion est possible; en appui bilatéral, l'amplitude de ce mouvement diminue à 30°. Au total, cela augmente la capacité de rotation du corps à environ 250° en appui bilatéral et à 365° en appui unilatéral. Les mouvements de rotation effectués de la tête aux pieds entraînent une diminution de la longueur du corps de 1 à 2 cm. Cependant, chez certaines personnes, cette diminution est nettement plus importante.

Le mouvement de torsion de la colonne vertébrale s'effectue à quatre niveaux, caractéristiques des différents types de courbures scoliotiques. Chacun de ces niveaux de torsion dépend de la fonction d'un groupe musculaire spécifique. Le niveau inférieur de rotation correspond à l'ouverture inférieure (niveau des 12e fausses côtes) du thorax. Le mouvement de rotation à ce niveau est dû à la fonction synergique du muscle oblique interne d'un côté et du muscle oblique externe du côté opposé. Ce mouvement peut se poursuivre vers le haut grâce à la contraction des muscles intercostaux internes d'un côté et des muscles intercostaux externes de l'autre. Le deuxième niveau de mouvements de rotation se situe au niveau de la ceinture scapulaire. Si elle est fixe, la rotation du thorax et de la colonne vertébrale est due à la contraction des muscles dentelés antérieurs et pectoraux. La rotation est également assurée par certains muscles du dos: le dentelé postérieur (supérieur et inférieur), l'iliocostal et le semi-épineux. Le muscle sterno-cléido-mastoïdien, en contraction bilatérale, maintient la tête verticale, la rejette en arrière et fléchit la colonne cervicale. En contraction unilatérale, il incline la tête sur le côté et la tourne du côté opposé. Le muscle splénius de la tête étend la colonne cervicale et tourne la tête du même côté. Le muscle splénius cervicis étend la colonne cervicale et tourne le cou du côté de la contraction.

Les flexions latérales sont souvent associées à la rotation, car la position des articulations intervertébrales le favorise. Le mouvement s'effectue autour d'un axe non exactement sagittal, mais incliné vers l'avant et vers le bas. La flexion latérale s'accompagne alors d'une rotation du tronc vers l'arrière, du côté où se forme la convexité de la colonne vertébrale. L'association flexions latérales et rotation est une caractéristique essentielle qui explique certaines propriétés des courbures scoliotiques. Au niveau des 17e et 18e paires biocinématiques, les flexions latérales de la colonne vertébrale sont associées à sa rotation vers le côté convexe ou concave. Dans ce cas, la triade de mouvements suivante est généralement réalisée: flexion latérale, flexion vers l'avant et rotation vers la convexité. Ces trois mouvements sont généralement réalisés avec des courbures scoliotiques.

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Groupes musculaires fonctionnels qui assurent le mouvement de la colonne vertébrale

Colonne cervicale: mouvements autour de l'axe frontal

Flexion

1. Muscle sterno-cléido-mastoïdien
2. Muscle scalène antérieur
3. Muscle scalène postérieur
4. Muscle long du cou
5. Muscle long de la tête
6. Muscle antérieur droit de la tête
7. Muscle sous-cutané du cou
8. Muscle omohyoïdien
9. muscle sterno-hyoïdien
10. Muscle sternothyroïdien
11. Muscle thyrohyoïdien
12. Digastrique
13. Muscle stylohyoïdien
14. Muscle mylohyoïdien
15. Muscle géniohyoïdien

Mouvements autour de l'axe sagittal

1. Muscle long du cou
2. Muscle scalène antérieur
3. Muscle scalène moyen
4. Muscle scalène postérieur
5. muscle trapèze
6. Muscle sterno-cléido-mastoïdien
7. Le muscle érecteur du rachis
8. Muscle cervical strapon
9. Muscle long de la tête

Mouvements autour de l'axe vertical - torsion

1. Muscle scalène antérieur
2. Muscle scalène moyen
3. Muscle scalène postérieur
4. Muscle sterno-cléido-mastoïdien
5. Muscle trapèze supérieur
6. Muscle cervical strapon
7. Muscle élévateur de la scapula

Mouvements circulaires dans la colonne cervicale (circumduction):

Avec la participation alternée de tous les groupes musculaires qui produisent la flexion, l'inclinaison et l'extension de la colonne vertébrale dans la région cervicale.

Colonne lombaire: mouvements autour de l'axe frontal

Flexion

1. Muscle iliopsoas
2. Muscle carré des lombes
3. muscle droit de l'abdomen
4. Muscle oblique externe de l'abdomen

Extension (thoracique et lombaire)

1. Le muscle érecteur du rachis
2. Muscle spinal transverse
3. muscles interépineux
4. Muscles intertransversaires
5. Muscles qui soulèvent les côtes
6. muscle trapèze
7. Grand dorsal
8. Muscle grand rhomboïde
9. Muscle mineur rhomboïde
10. Muscle dentelé postérieur supérieur
11. Muscle dentelé postérieur inférieur

Mouvements de flexion latérale autour de l'axe sagittal (colonne thoracique et lombaire)

1. Muscles intertransversaires
2. Muscles qui soulèvent les côtes
3. Muscle oblique externe de l'abdomen
4. Muscle oblique interne de l'abdomen
5. Muscle abdominal transverse
6. muscle droit de l'abdomen
7. Muscle carré des lombes
8. muscle trapèze
9. Grand dorsal
10. Muscle grand rhomboïde
11. Muscle dentelé postérieur supérieur
12. Muscle dentelé postérieur inférieur
13. Le muscle érecteur du rachis
14. Muscle transverse spinal

Mouvements autour de l'axe vertical - torsion

1. Muscle iliopsoas
2. Muscles qui soulèvent les côtes
3. Muscle carré des lombes
4. Muscle oblique externe de l'abdomen
5. Muscle oblique interne de l'abdomen
6. muscle intercostal externe
7. muscle intercostal interne
8. muscle trapèze
9. Muscle grand rhomboïde
10. Grand dorsal
11. Muscle dentelé postérieur supérieur
12. Muscle dentelé postérieur inférieur
13. Le muscle érecteur du rachis
14. Muscle spinal transverse

Mouvements de rotation circulaires à axes mixtes (circumduction): avec contraction alternée de tous les muscles du tronc, produisant une extension, une flexion pubienne et une flexion de la colonne vertébrale.