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Anatomie fonctionnelle

Sommaire

1 - Introduction et généralités

2 - Fonction musculaire et mouvement

3 - Tonus et posture

4 - Axe vertébral et verticalité

5 - Membre inférieur - Appuis

6 - Ceinture scapulaire - Membre supérieur

7 - Thorax

8 - Physiologie de la respiration

Bibliographie


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traduction HTML V2.7
V. Morice


Chapitre 4 - Axe vertébral et verticalité

 

 

4.1 Rappels d’anatomie

4.1.1 Ossature

Elle est constituée des éléments de base que sont les vertèbres, au nombre de

  • 24 mobiles : 5 lombaires - 12 dorsales (thoraciques) - 7 cervicales
  • 5 soudées formant le sacrum (plus 3 à 4 coccygiennes…)
    chez l’embryon, il y a formation initiale de 43 « somites », les 5 à 6 dernières constituant un appendice caudal qui régresse ensuite… ; cette segmentation médullaire et radiculaire déterminera une innervation en territoires « horizontaux » au niveau des dermatomes ou myotomes…]

L’ossification de la colonne vertébrale ne se termine pas avant l’âge de 18/20 ans (âge où commence aussi sa dégénérescence…).

Les vertèbres sont plus volumineuses au niveau lombaire (support du poids), les corps vertébraux plus réduits au niveau cervical, laissant place à plus de mobilité.

La présence des courbures vertébrales, dans le plan sagittal (cyphose thoracique, lordoses lombaire et cervicale), constitue un indispensable système d’amortissement ; elles sont initiées par l’inclinaison du plateau sacré (orienté vers le haut et l’avant, à 40° environ par rapport à l’horizontale).

La position de la colonne dans le volume du tronc est centrale pour ce qui est du plan frontal (et détermine l’axe de symétrie droite / gauche) mais varie, pour ce qui est du plan sagittal, selon les étages et en rapport avec les courbures elles-mêmes :

  • niveau lombaire : la CV occupe la moitié post. de l’épaisseur de l’abdomen.
  • niveau thoracique : la CV occupe le quart post. de l’épaisseur du thorax.
  • niveau cervical : la CV occupe le tiers postérieur du volume du cou.

Le système axial est considéré comme une « double colonne » fonctionnelle :

  • la colonne antérieure, constituée
    des corps vertébraux → piliers pour support du poids
    des disques intervertébraux → répartiteurs de pressions
  • la colonne postérieure, avec
    les arcs et apophyses → protection de l’axe nerveux
    les apophyses articulaires → guidage du mouvement

4.1.2 Articulations

La relation articulaire entre les vertèbres, à chaque étage et pour chaque « unité de mouvement », se fait en deux zones différenciées :

  • le joint discal en avant (présence du disque fibro-cartilagineux entre les corps vertébraux), avec possibilité de compressions et de glissements ;
  • les apophyses articulaires en arrière, avec des conformations différentes selon les étages (induisant des mobilités spécifiques, notamment en C0 / C1 / C2).

4.1.3 Musculature

D’un point de vue descriptif, il est plus facile de distinguer les groupes postérieurs et antérieurs, cependant, la classification suivante, en musculatures profonde et superficielle, correspond davantage à la physiologie elle-même et s’appuie sur leurs rôles préférentiels de musculatures posturale ou dynamique.

4.1.3.1 Profonde

Postérieure
avec les « paravertébraux » qui sont des muscles toniques, de posture, tout autant stabilisateurs qu’extenseurs :
  • muscles courts, de vertèbre à vertèbre à chaque étage et sur toute la hauteur de la CV :
    • transversaires-épineux
      transverse à 4 épineuses sus-jacentes…]
    • inter-épineux et inter-transversaires
  • muscles longs, de vertèbres à vertèbres ou vers les côtes, réunis en partie inférieure sous le nom de « masse commune sacro-lombaire » :
    • ilio-costal
      de sacrum / os coxal, aux côtes…]
    • long dorsal (longissimus)
      de sacrum / os coxal, aux transverses des dorsales et aux côtes…]
    • épi-épineux (épineux)
      des épineuses de T11 / L2 aux épineuses de T1 / T10…]
  • muscles sous-occipitaux (C0 / C1 / C2) et muscles cervicaux
    droits et obliques, entre C0 / C1 / C2 ;
    splénius et complexus, des dorsales hautes et cervicales basses à l’occiput…]
Antérieure
avec des muscles insérés sur certaines portions seulement de la colonne :
  • sous occipitaux et scalènes…
  • long du cou
    des cervicales vers les dorsales (thoraciques) hautes : délordosant des cervicales…]
  • psoas
    des lombaires vers le fémur, avec double action :
    lordose principalement, délordose dans certaines conditions…]
  • diaphragme (par ses piliers sur les lombaires)
  • transverse de l’abdomen (son insertion est plus latérale sur les transverses lombaires mais sa situation est antérieure de par son trajet)

4.1.3.2 Superficielle

Postérieure
des vertèbres vers les structures osseuses voisines (ceintures scapulaire et pelvienne)
  • trapèze (sup., moyen et inf.)
    C0 / Cervic. / Dors. → clavicule / scapula…]
  • angulaire de l’omoplate (élévateur scapula)
    cervicales → scapula…]
  • rhomboïde
    Dors. (thoraciques) → scapula…]
  • petits dentelés (dentelés)
    Dors. (thoraciques) → côtes…]
  • grand-dorsal
    sacrum / crêtes iliaques → humérus…]
  • carré des lombes
    lombaires → Iliaque, lomb. → côtes ; iliaque → côtes…]
  • grand fessier / pyramidal
    sacrum → fémur…]
Antérieure
sans insertion directe sur les vertèbres, mais ayant une influence de mouvement sur la colonne :
  • pectoraux
  • grands et petits obliques (obliques int. et ext.), grands droits de l’abdomen

4.2 Fonctions de la colonne

L’axe vertébral, de par sa position, sa conformation et sa complexité, assure plusieurs rôles fondamentaux dans la structuration de la mobilité corporelle :

  • fonction statique en tant que soutien, « pilier » central de la posture ; structure d’appui (tant psychique que physique…).
    Dans ce rôle postural, la colonne ne doit pas rester rigide mais doit assurer les adaptations à tout changement de position des éléments périphériques (importance des micro mouvements et de la disponibilité dans tout l’axe)
    Sur le plan mécanique, ce mât central est stabilisé par la musculature et sa verticalisation optimale est référée à une ligne de gravité passant, en sagittal, par le CAE (conduit auditif externe), la coxo-fémorale, le centre du genou et un peu en avant de la tibio-astragalienne (talo-crurale), ce positionnement correspondant à un travail musculaire minimum et équilibré pour le maintien de la posture debout.
  • fonction d’amortisseur où la présence des courbures permet d’absorber les chocs et les pressions (et multiplie par dix la résistance à ces contraintes…).
    Ces « amortisseurs » que sont aussi les disques intervertébraux assurent leur rôle grâce à leur teneur en eau qui les rend relativement élastiques et compressibles.
    dans l’activité quotidienne, l’effet de la pression provoque une perte de l’hydratation avec léger aplatissement discal et peut entraîner jusqu’à 2cm de perte de taille globale…]
    Les pressions auxquelles sont soumis les disques ne sont pas dues à la seule pesanteur, mais persistent également en position allongée (environ 20 kg.) comme conséquence de la tonicité musculaire elle-même qui a pour tendance générale à créer une compression entre les deux os d’une articulation. Cependant, cette même dynamique musculaire, dans une sorte d’autocontrôle, peut se transformer en système d’amortisseur actif, grâce aux extenseurs plus spécifiquement, qui, en « refermant » la colonne sur sa partie postérieure, soulagent en partie la compression sur le pilier antérieur des corps vertébraux.
    Cette pression sur les disques, au niveau lombaire, est plus élevée en position assise (environ 150 kg…) qu’en posture debout, de par la rétroversion de bassin et la flexion lombaire qui l’accompagne ; afin de soulager cette contrainte, il est indispensable, dans la position assise, de veiller à redresser la position du bassin vers l’antéversion et à décyphoser les lombaires.
  • protection de la moelle épinière et des racines nerveuses.
  • fonction dynamique et auto-grandissement, développés aux paragraphes « mobilités de la colonne » et « physiologie générale »…
    Cette fonction dynamique d’auto grandissement place la colonne au cœur de la fonction posturale étudiée précédemment. L’attitude de l’axe vertébral traduit l’équilibre relatif établi entre les forces de gravité et les processus et stratégies personnelles de redressement / déroulement. Ces deux forces opposées n’étant pas exprimées avec la même qualité à chacun des étages de l’axe, il existe une très grande variété d’organisation des différentes courbures et mobilités.
    Cependant, dans cette variété, il est possible de situer deux tendances typiques dont la description a pour intérêt de servir de support / trame et d’orienter une analyse plus fine et plus complète. En effet, cette fonction d’auto grandissement, selon la place qui lui est laissée chez la personne, sera plus ou moins exprimée et lisible dans l’aspect morphologique et le maintien de la colonne, au travers des morphotypes dits « dynamiques » quand les courbures vertébrales sont plutôt accentuées vers l’extension ; « statiques » quand ces mêmes courbures sont plutôt atténuées ou orientées vers la flexion.
  • communication entre bas et haut du corps, avec nécessité d’ajustements constants entre :
    • les influences montantes des prises d’appui au sol,
    • les influences descendantes des mouvements de la tête et du regard ;

    (au centre, le diaphragme, carrefour entre l’axe vertébral et les axes horizontaux des ceintures)
    avec l’importance particulière de la charnière T12/L1, jonction entre haut / bas et axes horizontaux ; zone d’insertions des psoas et du diaphragme…]
  • axe référentiel spatial… par rapport auquel s’organisent la géométrie corporelle et la perception même de cette organisation, principalement dans les directions céphalique / caudal et dans les orientations droite / gauche.

4.3 Mobilités de la colonne

4.3.1 Flexion / extension

Il s’agit des mouvements d’enroulement et de déroulement ; dynamique de base de la colonne vertébrale, et qui participent aussi à la régulation de l’auto grandissement et au respect des courbures.

Les amplitudes de mouvement de la flexion et de l’extension sont plus importantes au niveau du segment cervical, puis lombaire et enfin dorsal (thoracique) ; cependant, de par la présence des courbures vertébrales qui prédisposent les différents segments dans les cyphoses ou lordoses, une flexion complète et globale de la colonne vertébrale donnera une « ouverture » postérieure plus importante au niveau dorsal (thoracique), moindre aux niveaux cervical et lombaire, et inversement pour l’extension.

4.3.2 Inclinaisons

ou « flexions latérales », droites ou gauches ; un peu plus amples aux niveaux dorsal (thoracique) et cervical que pour les lombaires.

En statique, l’équilibre du travail des muscles responsables de ces mouvements permet l’alignement des vertèbres dans le plan frontal (la scoliose en signe le déséquilibre).

En réalité, la physiologie de la CV fait que ce mouvement d’inclinaison n’est isolé et « pur » qu’avec un contrôle de réajustement, le mouvement organique associant de façon automatique ce paramètre avec une composante de rotation opposée.

4.3.3 Rotations

Elles sont assez limitées au niveau lombaire de par la conformation des articulaires ; un peu restreintes au niveau dorsal (thoracique) par la présence des côtes et sont finalement plus amples pour les cervicales, ainsi qu’au niveau des thoraciques basses.

Les rotations, ou « torsions » de la colonne constituent un mouvement relativement élaboré, faisant intervenir un changement d’orientation dans l’espace (généralement guidé par la sensorialité) et des coordinations posturales plus élaborées que pour les autres paramètres.

Les différentes mobilités de la colonne vertébrale sont directement influencées, parfois même engagées, par les mouvements du bassin et il conviendrait d’inclure à ce chapitre-ci l’étude de la mobilité pelvienne. Cependant, participant aussi bien du tronc que du membre inférieur, la ceinture pelvienne sera étudiée avec ce dernier, comme il est fait de façon classique.

4.4 Physiologie générale

4.4.1 Fonctionnalité de la colonne vertébrale

Cette fonctionnalité de la colonne ne se résume pas aux divers mouvements possibles tels qu’évoqués précédemment mais suppose la prise en compte de la notion plus large d’« axe vertébral » pour lequel sont considérés, outre la colonne dite mobile (lombaires, thoraciques et cervicales), le sacrum (5 soudées) et le coccyx d’une part, ainsi que l’occiput d’autre part, faisant partie du crâne mais constituant, mécaniquement, un « prolongement » aux cervicales

et, à ce titre, appelé « vertèbre crânienne »].

Cet axe soutient 3 « sphères » (ou « boites ») que sont le bassin, le thorax et le crâne

contenant les organes correspondants ; liées aux 3 diaphragmes - pelvien, thoracique et buccal - et représentant des axes horizontaux par rapport à l’axe vertical…].

Les courbures de cet axe peuvent alors être envisagées comme étant de deux sortes :

  • courbures « primaires » pour l’occiput, les dorsales (thoraciques) et le sacrum, qui subsistent de la grande courbe fœtale en flexion…
    Elles participent à la constitution des sphères et ont un rôle de protection pour les organes qui y sont contenus.
    Elles sont peu mobiles (voire rigides…).
  • courbures « secondaires » pour les lombaires et les cervicales, et qui se forment secondairement, par le mouvement lui-même, à l’occasion
    - du redressement de la tête pour les cervicales,
    - de la station debout et de la marche pour les lombaires.
    Elles sont plus mobiles et servent de liaison dynamique entre les sphères.
    avec importance des charnières, entre les courbures…]

Ce point de vue d’un axe vertébral incluant le sacrum a le mérite d’introduire une nuance (pour ne pas dire un degré de liberté…) supplémentaire dans le rapport tronc / membre inférieur. En effet, cette jonction est classiquement située au niveau de la coxo-fémorale, le fémur étant alors mobilisé par rapport à l’ensemble du (bloc…) bassin. Si le sacrum est réintégré à l’axe même et si l’iliaque est, par suite, considéré comme étant le « prolongement » du membre inférieur, la jonction tronc / membre est alors reportée au niveau de l’articulation sacro-iliaque à laquelle une part de mobilité va être restituée, si tant est que l’on accepte que la représentation mentale et la conscience du mouvement ont un réel effet sur ce mouvement, son déroulement et sa liberté…

De la même façon, l’association de l’occiput à l’axe vertébral permet d’envisager (et de « mettre en acte »…) une mobilité des cervicales et de la tête totalement intégrée (réintégrée, en accord avec la physiologie) à la mobilité globale de la colonne, là où une véritable « perte de lien » se manifeste habituellement, de par la quasi constante « surcharge tonique » des musculatures du cou et des épaules (et surcharge symbolique du pôle céphalique dans sa place relative au reste du corps…).

Il a été souligné par ailleurs, au chapitre 3 « tonus et posture », que l’axe vertébral représente l’élément essentiel de l’activité posturale. L’autonomie de soutien de l’axe vertébral dans la verticalité nécessite un processus de construction par la maturation autant que par l’expérimentation / apprentissage, à partir de cette donnée de base qu’est l’hypotonie axiale. Ce rapport à la verticalité et à la gravité, dans le redressement, reste, quand bien même il est acquis, relativement malléable et évolutif. La dynamique rachidienne est partie prenante des expériences ultérieures, à leurs différents niveaux ; il suffit, par exemple, d’observer la « tenue » axiale des adolescents (qui manque justement ... de tenue…), caractéristique de cette étape d’évolution. Cette évolutivité du rachis s’inscrit entre enroulement originel et « ré-enroulement », dans le processus physiologique qui sous-tend les âges de la vie, avec toute l’ouverture intermédiaire, dans la jeunesse et la maturité, du déroulement... Mais tout au long de ce processus, la dynamique axiale est en permanence sollicitée entre tassement / redressement, entre fermeture et ouverture et dans des variations toniques, plus ou moins locales, qui débordent parfois, souvent…, du côté de la pathologie, que celle-ci soit fonctionnelle ou structurelle. Et avant même d’évoquer la pathologie, les disfonctionnements toniques sont presque toujours responsables, à minima, de pertes de mobilité et pertes de liberté, mais également de diminutions d’efficience de la colonne dans l’une ou l’autre de ses fonctions.

4.4.2 Disfonctionnements du rachis

Les souffrances au niveau du rachis sont les plus fréquentes dans les consultations pour problèmes ostéo-articulaires et ont, comme évoqué plus haut, et dans la majorité des cas, une signification, trop rarement prise en compte, psycho-somatique.

Ces disfonctionnements peuvent se traduire par une modification des courbures physiologiques, accessibles à la simple observation, et dont la description, du moins pour les plus fréquentes, a donc toute sa place dans ce cours. Les autres types de pathologies seront ensuite plus rapidement évoquées.

4.4.2.1 Anomalies de courbure

Elles résultent, pour la plupart, d’une augmentation ou d’une diminution du rayon de courbure de la cyphose ou de la lordose, avec toujours une conséquence d’hyper pression soit au niveau des corps vertébraux, soit au niveau des apophyses articulaires…

Leur cause est le plus souvent à rechercher à distance, même si elles sont entretenues par des tensions chroniques locales…

  • au niveau lombaire :
    • hyper lordose,
      par tension des para-vertébraux et/ou des quadriceps/psoas ; elle est associée plutôt à un bassin étroit et en antéversion…]
    • « délordose » (perte de la courbure en lordose) ;
      par tension des abdominaux, des ischio-jambiers et/ou des muscles du périnée ; elle entraîne un tassement des disques intervertébraux, elle est associée plutôt à un bassin large et en rétroversion…]

    Le maintien des lombaires est lié à l’équilibre du rapport bassin / thorax et est assuré par la ceinture abdomino-lombaire (abdominaux / carré des lombes) ; la dynamique des lombaires, elle, dépend plus directement de la position du bassin.
    cet ensemble bassin / lombaires constitue la base d’appui pour l’ensemble de l’axe vertébral, le support (suffisant ou insuffisant…) de la verticalité...]
  • au niveau dorsal (thoracique) :
    • hyper cyphose dont la réouverture se ferait par l’action des muscles postérieurs à condition que les tensions antérieures aient été relâchées…
      par tension des pectoraux et/ ou du fascia profond ;
      par perte de tonus des extenseurs (manque de lutte contre la gravité)…]

    Les dorsales, liées à la cage thoracique, soutiennent l’ouverture du carrefour sternum / épaules, carrefour « relationnel / affectif »…
  • au niveau cervical :
    • hyper lordose,
      par tension du trapèze supérieur… ou mauvaise position des dorsales…]
    • rectitude cervicale (perte de la lordose physiologique, souvent après un traumatisme),
      par contraction des muscles antérieurs du cou…]
    • perte de mobilité de la charnière C0 / C1 (dont la liberté est de toute importance …).
      par tension des sous-occipitaux…]

    Les cervicales, passage entre le « corps » et la tête…, elle-même investie du contrôle mental (sur ce corps…), ne sont souvent plus en mesure, de par les tensions musculaires de cette région, de faire ce lien entre les deux pôles céphalique / caudal ; la mobilité du cou est alors souvent « dissociée » de celle du reste de la colonne et le relâchement (de la tête et donc du mental) devient difficile…
  • pour la globalité : les scolioses, pour lesquelles les modifications de courbure se font dans le plan frontal et qui donnent donc une déviation en concavités / convexités droites et gauches.
    à cette déviation dans le plan frontal peut être associée une rotation - en sens opposé - des vertèbres, entraînant les côtes, et éventuellement visible sous la forme d’une gibbosité unilatérale lorsque la colonne est portée en flexion…]
    Elles existent, sous forme légère, chez une grande majorité de personnes (non perçues ou non décelées) mais peuvent aussi prendre des formes plus sévères, voire invalidantes. Elles apparaissent le plus souvent lors de la poussée de croissance pré-pubertaire, sans que la cause en soit à chercher sur cette seule période… (mais, par exemple, dans les dissymétries crâniennes, par exemple, dues ou présentes à la naissance, et compromettant plus tard l’équilibre axial par les influences descendantes des divers jeux fasciaux et musculaires ; dans les problèmes viscéraux…).

4.4.2.2 Autres affections du rachis

Elles sont représentées par les dégénérescences des structures de la colonne, favorisées par l’âge, la surcharge pondérale, les troubles statiques du rachis, les traumatismes ou encore l’activité sportive trop intense ou mal conduite…

  • atteintes discales :
    • les pincements ou tassements, avec réduction de l’épaisseur du disque.
    • les hernies discales, où une fissure de l’anneau fibreux peut laisser migrer la substance nucléaire vers la périphérie du disque ; situées parfois au niveau cervical mais le plus fréquemment au niveau lombaire, avec, alors, deux degrés de perturbation :
      lumbago s’il y a contrainte ligamentaire seule et hernie diffuse, modérée ou incomplète ;
      sciatique s’il y a compression de la racine rachidienne correspondante (en L4/L5 ou L5/S1).
  • lésions arthrosiques :
    processus général d’usure des cartilages et de condensation de la couche osseuse sous-chondrale avec éventuelle formation d’ostéophytes (petites excroissances osseuses résultant de calcifications partielles de tendons ou ligaments, au niveau de leurs insertions). L’arthrose provoque des douleurs au mouvement et un enraidissement de l’articulation ; elle augmente en fréquence avec l’âge (bien qu’elle puisse atteindre le sujet jeune) et peut concerner aussi bien les lombaires que les dorsales ou les cervicales.
    Elle est en principe associée à l’atteinte discale.

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4.1 - Rappels d’anatomie
4.2 - Fonctions de la colonne
4.3 - Mobilités de la colonne
4.4 - Physiologie générale
4.1.1 - Ossature
4.1.2 - Articulations
4.1.3 - Musculature
4.3.1 - Flexion / extension
4.3.2 - Inclinaisons
4.3.3 - Rotations
4.4.1 - Fonctionnalité de la colonne vertébrale
4.4.2 - Disfonctionnements du rachis
4.1.3.1 - Profonde
4.1.3.2 - Superficielle
4.4.2.1 - Anomalies de courbure
4.4.2.2 - Autres affections du rachis