Le Rachis

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Le e R Ra ac ch hi is s
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I / / G Gé én né ér ra al li it té és s
Le rachis est composé de 24 pièces osseuses :
- 7 vertèbres Cervicales : elles supportent la tête (4 à 5 kg) selon un levier de type inter-appui ;
- 12 vertèbres Thoraciques : elles supportent 1 paire de côtes ;
- 5 vertèbres Lombaires : elles supportent le centre du poids du corps (donc leur corps vertébral
est volumineux).
Toutes ces vertèbres reposent sur une pièce fixe qui s’encastre entre les 2 os iliaques : le sacrum, qui est
en fait constitué de 5 vertèbres soudées.
Le rachis sert d’appui et de support aux 12 paires de côtes et à l’ensemble du tronc, donc il forme le
pilier central du tronc. En fait, il y a 3 piliers : les corps vertébraux + les 2 colonnes des apophyses
articulaires. Il y a une alternance d’appui entre le pilier constitué par les corps vertébraux et les piliers
articulaires ; la perte de cette alternance se traduit par :
- soit une permanence d’appuis au niveau articulaire  csq : arthrose postérieure ;
- soit une permanence d’appuis au niveau antérieur  csq : dégénérescence du DIV.
Les corps vertébraux sont constitués d’os spongieux, donc ils supportent beaucoup plus de
contraintes en traction ; les colonnes articulaires sont constituées d’os compact, donc elles supportent
beaucoup plus de contraintes en compression.
La colonne vertébrale se situe en arrière du tronc. Dans le plan sagittal, elle a une forme de « S »
quand on joint les parties antérieures des corps vertébraux.
Au niveau lombaire, le mur antérieur de L3 est à égale distance de la paroi antérieure de l’abdomen et de
la paroi postérieure du dos.
Au niveau dorsal, les corps vertébraux se trouvent effectivement postériorisés : T8 se trouve au niveau du
¼ postérieur du thorax.
Au niveau cervical, le mur antérieur de C5 se trouve à l’union des 1/3 postérieur et moyen du cou.
Le rachis a un rôle de protection de la moelle épinière. A chaque étage s’échappe un rameau
médullaire : le nerf rachidien. Le nerf rachidien est un nerf mixte composé d’une racine antérieure
motrice et d’une racine postérieure sensitive. Puis il se divise en 2 branches :
- 1 branche antérieure qui va vers tous les muscles du tronc, du membre supérieur et du membre
inférieur ;
- 1 branche postérieure qui va vers tous les muscles de l’axe rachidien (épi-épineux, inter-épineux,
etc.…)
Le rachis constitue l’axe central de notre corps, donc il doit allier 2 impératifs :
- rigidité ou stabilité ;
- souplesse ou mobilité.
Il répond à ces 2 impératifs grâce au grand nombre d’éléments osseux qui le composent et à la structure
haubanée de ses muscles.
La loi d’Heuler dit que : R = N² + 1
avec R : résistance
N : nombre de courbures du rachis
Donc, toutes les courbures du rachis lui permettent de subir des contraintes en compression, de résister au
flambage. Dans le plan frontal, il faudra détendre un côté de la colonne vertébrale avant de tendre l’autre
côté, sinon on entre dans le cas d’une scoliose.

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II I / / F Fo or rm me e d de e l la a C Co ol lo on nn ne e V Ve er rt té éb br ra al le e
La forme de la colonne vertébrale est différente suivant qu’on l’examine avec les yeux de l’anatomiste,
du clinicien ou du biomécanicien.
a) pour l’Anatomiste
Il faut joindre la partie antérieure des corps vertébraux : la forme de la colonne vertébrale a donc
une forme de « S » dans le plan sagittal.
b) pour le Clinicien
Il faut joindre les apophyses épineuses des vertèbres. On obtient alors :
- une partie rectiligne au niveau C ;
- une bosse au niveau T haut ;
- une cyphose T ;
- une partie rectiligne au niveau L.
c) pour le Biomécanicien
Il faut joindre les trous de conjugaison, et alors on détermine 2 arcs : quand le sujet est en
autograndissement axial, on a un arc supérieur avec 2 segments et un arc inférieur avec 2 segments ; T8
est la limite entre ces 2 arcs.
L’arc supérieur comprend :
- 1 segment déclive supérieur : de C1 à C7 ;
- 1 segment proclive inférieur : de T1 à T7.
L’arc inférieur comprend :
- 1 segment déclive supérieur : de T8 à L3 ;
- 1 segment proclive inférieur : de L3 à L5.
R déclive = incliné vers l’avant ; proclive = incliné vers l’arrière.
Quand le diaphragme se contracte, il tracte le segment supérieur de l’arc inférieur vers le haut ;
quand le psoas se contracte, il tracte L3 vers le bas. La contraction simultanée diaphragme + psoas
augmente la lordose lombaire. Physiologiquement, ces 2 muscles mettent juste ce qu’il faut comme
courbure.
L’inspiration s’accompagne toujours d’une érection vertébrale avec effacement des courbures ;
l’expiration favorise la réapparition des courbures C et L.
Dans tous les cas, la partie antérieure de L3 doit tomber à l’aplomb de la coxo-fémorale et la partie
antérieure de C4/C5 doit tomber à l’aplomb de L3.
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II II I / / S St tr ru uc ct tu ur ra at ti io on n d du u R Ra ac ch hi is s
a) Structure selon les positions
Le passage de la position quadrupédie à la position debout induit le redressement et l’inversion des
courbures vertébrales, en particulier de la courbure lombaire. La position debout donne au rachis L sa
concavité postérieure ou lordose.
b) Développement des Courbures
 à la naissance, le rachis L est en cyphose complète (càd concave en avant).
 entre 0 et 5 mois, l’enfant commence à maintenir sa tête, donc il s’installe une concavité postérieure au
niveau C.
 à 5 mois, le sacrum commence à s’horizontaliser, la colonne restant toujours concave en avant.
 dès les premiers pas, le rachis L devient rectiligne.
 à partir de 3 ans s’installe la lordose L qui s’affirme à partir de 8 ans.
 à 10 ans, la courbure L a sa forme définitive.

 la position fœtale favorise l’ancrage de T8 en sommet de cyphose T. Cet ancrage est assuré par les
muscles grands droits de l’abdomen. Un défaut de cet ancrage semble favoriser l’apparition de certaines
scolioses, en particulier des scolioses dorsales.
 il existe une interdépendance des segments, ce qui modifie les courbures.
c) Rôle des Courbures
 dans le plan sagittal, les courbures augmentent la résistance du rachis, selon la loi d’Heuler :
R = N² + 1
 dans le plan frontal, il n’existe pas de courbures physiologiques.
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IV V / / A Ar rc ch hi it te ec ct tu ur re e V Ve er rt té éb br ra al le e
a) Généralités
Le rachis mobile s’élargit de haut en bas.
Toutes les vertèbres sont séparées les unes des autres par un disque inter-vertébral (DIV) sauf C1-C2.
L’architecture vertébrale est constituée par 3 colonnes :
- 1 colonne qui correspond à l’empilement des corps vertébraux (os spongieux) ;
- 2 colonnes qui correspondent à l’empilement des apophyses articulaires postérieures (os
compact) qui forment entre elles des articulations de type arthrodie (3 plans de mouvements).
b) Vertèbre Type
Sur une vertèbre, on trouve 2 parties principales : le corps vertébral en avant et l’arc postérieur en
arrière.
Le corps vertébral représente la partie massive de la vertèbre et est plus large que haut. Ses faces
supérieure et inférieure sont appelées « plateaux vertébraux » et sont encroûtées de cartilage. La partie
périphérique du corps vertébral est constituée d’os compact, qui s’arrête au niveau des 2 colonnes
postérieures. Sa partie postérieure correspond à la partie antérieure du canal vertébral où se situe la
moelle épinière.
L’arc postérieur a une forme de fer à cheval et est soudé au corps par les pédicules, où se situent les
massifs articulaires postérieurs (les facettes des apophyses articulaires postérieures sont orientées
différemment selon les étages vertébraux). Latéralement aux articulaires postérieures s’implantent les
apophyses transverses, et en arrière, les lames se rejoignent pour former l’apophyse épineuse.
R les vertèbres sont des trépieds qui s’articulent différemment selon les auteurs :
- 1er concept : appui principal au niveau de l’empilement des corps (= amphiarthroses), dans ce
cas, c’est un cartilage qui réunit les 2 vertèbres ; et 2 appuis secondaires au niveau des
articulaires postérieures (= arthrodies) ;
- 2ème concept : 1 appui inter-apophysaire + 1 appui inter-somatique qui donnent une alternance
d’appui. Dans ce cas, c’est le mécanisme de la pince ouvrante. Donc chaque vertèbre peut être
assimilé à un système inter-appui, qui favorise l’amortissement des contraintes en compression
axiales au niveau vertébral. Cet amortissement est à la fois passif (au niveau de chaque DIV) et
actif (par la contraction des muscles des gouttières qui favorisent le mécanisme de pince
ouvrante). Cet effet de pince ouvrante intervient au niveau du segment fonctionnel rachidien ou
segment de Jughans.
c) Architecture de la Vertèbre
Sur une coupe sagittale, on trouve 2 systèmes de fibres au niveau du corps vertébral :
- un éventail partant du plateau vertébral supérieur, allant vers les apophyses articulaires supérieures
à travers les pédicules ;
- un éventail partant du plateau vertébral inférieur, allant vers les apophyses articulaires inférieures
à travers les pédicules, et allant vers les apophyses épineuses.
On trouve aussi des travées qui relient les plateaux vertébraux supérieur et inférieur dans le sens vertical.
L’entrecroisement de ces 2 systèmes constitue des points de forte résistance au niveau des apophyses
articulaires, et des points de moindre résistance, en particulier un triangle à base antérieure au niveau du

corps vertébral : ceci explique les « fractures – tassement » dans les parties antérieures des corps
vertébraux.
Sur une coupe vertico-frontale, on trouve un système de travées verticales, un système de travées
horizontales et un système de travées obliques, qui se répartissent selon les forces s’appliquant sur la
vertèbre.
d) Disque Inter-Vertébral
Il est situé entre 2 corps vertébraux et est formé par 2 éléments :
- le nucleus pulposus au centre ;
- l’annulus fibrosus autour.
Le nucleus pulposus est une formation gélatineuse très hydrophile, composée d’une substance
fondamentale à base de glucopolysaccharides. C’est un gel sous tension continue par l’intermédiaire de
l’annulus fibrosus. A son niveau, il n’existe ni nerfs, ni vaisseaux sanguins, donc avec le temps, il
dégénère.
L’annulus fibrosus est formé d’une succession de couches concentriques fibreuses qui se croisent en
avant et latéralement. Toutes ces couches fibreuses forment une loge inextensible au centre qui renferme
le nucleus pulposus et le maintient sous pression. Le point de faiblesse de l’annulus fibrosus se trouve
dans sa partie postérieure. Il est peu innervé, seulement dans sa partie postérieure et sa périphérie, et il est
avasculaire.
 nutrition du DIV : le DIV est non vascularisé dans son ensemble. Sa nutrition se réalise par imbibition
à partir des plateaux vertébraux et elle se réalise par un mécanisme actif :
- quand les pressions s’appliquent dans l’axe du rachis, l’eau fuit l’annulus ;
- quand les pressions cessent, l’annulus absorbe l’eau des corps vertébraux.
Ceci explique la différence de taille entre le matin et le soir.
Une bonne trophicité de l’annulus n’est possible que s’il y a une alternance d’appui et non une
permanence de compression.
 vieillissement du DIV : l’annulus arrive à maturité à 20 ans. Comme il n’est pas vascularisé, le DIV
commence à dégénérer en se desséchant. Avec l’âge, l’annulus se déshydrate, les lamelles concentriques
se fissurent. Quand la pression augmente sur le nucleus (lors d’un port de charges, d’une flexion, etc….),
il s’infiltre dans l’annulus et à terme comprime le ligament vertébral commun postérieur (LVCP). Ce
LVCP est très innervé et entraîne ainsi beaucoup de douleurs et de contractures musculaires.
Dans un 2ème temps, cette déshydratation entraîne une diminution de l’espace entre 2 vertèbres, donc un
resserrement des articulations inter-apophysaires postérieures, ce qui entraîne une arthrose articulaire
postérieure.
e) Canal Rachidien
Il est constitué par l’empilement des vertèbres et épouse les courbures rachidiennes. Il présente un
resserrement au niveau C et un resserrement au niveau L. Son rôle est de protéger la moelle épinière.
f) Foramens Inter-Vertébraux
Ils sont situés à la partie latérale du rachis, entre chaque vertèbre, au niveau de leur arc postérieur ; ils
sont donc limités en haut et en bas par les pédicules des vertèbres. Ils constituent une ouverture pour le
canal rachidien dans laquelle passe, entre autres, le nerf rachidien.
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V / / P Ph hy ys si io ol lo og gi ie e V Ve er rt té éb br ra al le e
a) Division fonctionnelles du Rachis
Sur une vue antéro-postérieure, on remarque 2 divisions fonctionnelles :
- le pilier antérieur, qui joue un rôle de support : rôle statique ;
- le pilier postérieur, constitué par les 2 colonnettes articulaires : rôle dynamique.
Il peut exister une lésion fonctionnelle entre ces 2 piliers.

Chaque vertèbre est assimilable à un levier de type inter-appui dans lequel les apophyses articulaires
postérieures jouent le rôle de point d’appui. Ce levier permet l’amortissement des efforts de compression
sur la colonne vertébrale :
- amortissement direct et passif au niveau des DIV ;
- amortissement indirect et actif par l’intermédiaire des muscles des gouttières.
b) Unité fonctionnelle rachidienne : segment de Jughans
Cette unité fonctionnelle est constituée par 2 vertèbres sus et sous-jacentes, séparées par le DIV, et
réalise le complexe disco-corporéal.
La pesanteur se traduit, au niveau du DIV, par une force de compression sur la partie centrale. Cette
partie centrale est liquide, incompressible, donc les contraintes en compression sont réparties vers
l’annulus fibrosus. Cet annulus a des relations intimes avec les plateaux vertébraux, donc les efforts de
compression transmis par l’intermédiaire des DIV se traduisent par des efforts de traction sur les
plateaux vertébraux.
c) Orientation des apophyses articulaires postérieures
Les apophyses articulaires postérieures constituent les guides des mouvements du rachis.
Chez le fœtus, à tous les niveaux, leur orientation est uniforme :
- les apophyses articulaires supérieures regardent en haut et en arrière ;
- les apophyses articulaires inférieures regardent en bas et en avant.
Avec le développement, une différenciation s’installe par adaptation à des besoins dynamiques et
statiques :
 au niveau C :
- les AA supérieures regardent en haut et en arrière ; elles sont inclinées à 45° par rapport à
l’horizontale et sont quasiment planes ;
- les AA inférieures regardent en bas et en avant, concordantes aux AA supérieures.
Les mouvements au niveau C sont très complexes pour permettre l’orientation de la tête dans l’espace.
Entre chaque corps vertébral apparaissent les apophyses unciformes ou articulations unco-vertébrales
(tendance à la dégénérescence donc à l’arthrose).
 au niveau T : l’orientation des apophyses articulaires postérieures est voisine de celle de l’état fœtal :
- les AA supérieures regardent en haut et en arrière ;
- les AA inférieures regardent en bas et en avant.
Cette orientation autorise des mouvements de flexion / extension, d’inclinaison, mais peu de rotations.
 au niveau L :
- les AA supérieures regardent en dedans et en arrière et sont concaves (leur surface constitue
l’équivalent d’un cylindre creux) ;
- les AA inférieures regardent en dehors et en avant et sont convexes (leur surface constitue
l’équivalent d’un cylindre plein.
Les apophyses articulaires postérieures des vertèbres lombaires sont verticalisées et sagittalisées.
d) Mouvements dans le segment fonctionnel
 dans le plan Sagittal : on a des mouvements de flexion avec :
- une inclinaison vers l’avant ;
- un déplacement vers l’arrière du nucleus pulposus ;
- une décoaptation des apophyses articulaires postérieures.
On a aussi des mouvements d’extension avec :
- une inclinaison vers l’arrière ;
- un déplacement vers l’avant du nucleus pulposus ;
- une coaptation plus importante des apophyses articulaires postérieures.
 dans le plan Frontal : on a des mouvements d’inclinaison latérale. Du côté de l’inclinaison, il y a
compression du nucleus pulposus qui part du côté opposé à l’inclinaison.