Structure et Fonction du Disque Intervertébral

Notre disque intervertébral (Discus intervertebralis) a une structure arrondie et elliptique. Il se situe entre tous les corps vertébraux de C2-C3 à L5-S1. Chez les jeunes, il s'agit d'une structure blanche, gélatineuse et translucide. Avec les années, comme toutes les structures collagéniques, il prend une couleur plus jaune-brun et perd aussi progressivement son élasticité, sa flexibilité et sa résistance à la charge.

Rôle et fonction

La fonction du disque intervertébral est multiple:

• Tout d'abord, il absorbe les forces de compression et de choc qui s'exercent sur la colonne vertébrale.

• De plus, il permet la mobilité entre les différentes vertèbres. L'épaisseur du disque semble déterminer l'ampleur du mouvement entre deux vertèbres, tandis que les articulations facettaires déterminent la direction du mouvement.

• Et enfin, le disque maintient également sous tension les ligaments de la colonne vertébrale. Ainsi, il assure ou augmente la stabilité du rachis.

Harrygouvas at Greek Wikipedia, Facet Joints Motion, CC BY-SA 3.0

Structure

Un disque intervertébral évolue de manière marquée et très nette au fil des ans, de notre croissance et avec l'âge. On le divise en une partie externe fibreuse (Annulus fibrosus) et un noyau interne gélatineux (Nucleus pulposus). À la naissance, le disque est encore constitué pour moitié du noyau avec peu de fibres de collagène. La moitié externe est quant à elle structurée en différents anneaux comportant beaucoup de fibres de collagène. Cette nette séparation entre le nucleus et l'annulus disparaît toutefois au cours de la croissance. Le disque évolue vers une structure fibrocartilagineuse plus homogène.

Henry Vandyke Carter Henry Gray, Gray66, marqué comme relevant du domaine public, détails sur Wikimedia Commons

D'un point de vue biomécanique, le disque est davantage soumis à des forces de traction dans ses zones externes, tandis que la zone interne est plus exposée à des contraintes de pression et de compression.

Le disque intervertébral est en contact avec les plateaux vertébraux des corps vertébraux adjacents de part et d'autre. Ces plateaux sont initialement constitués de cartilage hyalin. Avec les années, ils commencent toutefois – à partir des corps vertébraux – à se calcifier et à s'ossifier. On débat toujours pour savoir si les plateaux vertébraux doivent être rattachés au disque ou au corps vertébral. Lors de traumatismes de la colonne vertébrale, on constate souvent que les plateaux vertébraux ont une adhérence plus solide avec le disque qu'avec les corps vertébraux.

La capacité du disque à retenir l'eau est énorme en raison de la charge négative des protéoglycanes et des glycosaminoglycanes dans sa substance fondamentale. Grâce à cette forte fixation de l'eau, le réseau de collagène est maintenu sous tension, créant ainsi une très grande stabilité et une forte résistance aux déformations.

Il est également remarquable de constater que la substance fondamentale ne peut pas exploiter sa capacité maximale d'absorption d'eau, car le réseau de collagène l'en empêche. Nous reviendrons plus tard sur ce point.

De quoi notre disque a-t-il besoin?

Comme mentionné précédemment, le disque intervertébral n'est vascularisé que sur une petite partie de sa zone périphérique. Des études plus récentes montrent toutefois qu'il est aussi abondamment alimenté en oxygène et en nutriments par diffusion et osmose. Par conséquent, il est capable de se régénérer et de guérir sur l'ensemble de sa structure!

Les changements de position (sous l'effet de la gravité), le mouvement ou l'entraînement soutiennent et favorisent ces mécanismes de transport: lorsque la compression due à la gravité disparaît (par exemple en position couchée), le disque se remplit de liquide (hydratation). Lorsque la gravité agit de nouveau, le liquide est expulsé du disque (déshydratation). Un phénomène similaire se produit bien sûr lors d'une charge accrue suivie d'une décharge!

Avec l'ossification progressive des plateaux vertébraux liée à l'âge, les processus de transport (diffusion et osmose) assurant l'apport nutritif deviennent toutefois de moins en moins efficaces. Le disque reçoit ainsi de moins en moins de nutriments, en particulier dans les zones les moins vascularisées.

Un autre problème réside dans le temps de renouvellement très long du collagène, qui est de 300 à 500 jours. La régénération d'un tissu discal de haute qualité est donc un chemin long et parfois ardu.

Avec l'âge, le corps perd toutefois sa capacité à retenir l'eau. C'est pourquoi, en particulier chez les jeunes, on observe une différence de taille le matin au réveil, car les disques se sont légèrement dilatés ou épaissis.

Henry Vandyke Carter Henry Gray, GA111, marqué comme relevant du domaine public, détails sur Wikimedia Commons

Quel est l'effet de l'entraînement?

L'alternance entre charge et décharge entraîne une variation continue de la tension électrique au sein du disque. Ce changement de charge engendre une activité piézoélectrique (piézoélectricité: modification de la polarisation électrique et donc apparition d'une tension électrique sur des corps solides lorsqu'ils sont déformés élastiquement, Wikipédia). Cette tension piézoélectrique constitue pour les cellules un stimulus déclencheur de l'activité de synthèse, afin de produire davantage de substance fondamentale (voir aussi notre article de blog sur le tissu conjonctif). Parallèlement, l'alternance constante de charge et de décharge optimise les mécanismes de transport mentionnés (diffusion et osmose), qui apportent au disque les éléments essentiels (acides aminés, glucose, etc.) et évacuent les déchets métaboliques.

Grâce aux forces exercées sur les structures et les fibres collagéniques pendant le mouvement, celles-ci deviennent également plus qualitatives et plus résistantes.

Le mouvement et l'entraînement ont donc – comme c'est généralement le cas dans le corps humain – une influence positive sur les fonctions physiologiques de nos disques intervertébraux.

Les problèmes fréquents du disque intervertébral et les options thérapeutiques feront l'objet d'un prochain article de blog.

Une fois de plus, le principe s'applique: la vie, c'est le mouvement!

Si tu as besoin de nous, nous sommes volontiers là pour toi!

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Tu trouveras plus d'informations à ce sujet sur notre page hernie discale.

Crédit de l'image de couverture

Henry Vandyke Carter Henry Gray, Gray66, marqué comme relevant du domaine public, détails sur Wikimedia Commons