Structure et Fonction du Disque Intervertébral

Notre disque intervertébral (Discus intervertebralis) présente une structure arrondie et elliptique. Il est situé entre tous les corps vertébraux de C2-C3 à L5-S1. Chez les jeunes, il s'agit d'une structure blanche, gélatineuse et translucide. Au fil des ans, comme toutes les structures de collagène, il prend une couleur plus jaune-brun et perd progressivement son élasticité, sa flexibilité et sa capacité de charge.

Rôle et fonction

La fonction du disque intervertébral est multiple :

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

• Il permet également d'assurer la mobilité entre les différentes vertèbres. L'épaisseur du disque semble déterminer l'ampleur du mouvement entre deux vertèbres, tandis que les articulations facettaires influencent la trajectoire de ce mouvement.

• Enfin, le disque maintient sous tension les ligaments de la colonne vertébrale. De cette façon, il assure et augmente la stabilité de notre colonne.

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

Structure

Le disque intervertébral évolue de manière remarquable et très nette au fil des ans, de notre croissance et de notre âge. Il se divise en une partie externe fibreuse (Annulus fibrosus) et un noyau interne aqueux (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 riches en fibres de collagène. Cette distinction claire entre le noyau et l'anneau disparaît toutefois au cours de la croissance. Le disque évolue vers une structure fibrocartilagineuse plus homogène.

Henry Vandyke Carter Henry Gray, Gray66, classé dans le domaine public, détails sur Wikimedia Commons

D'un point de vue biomécanique, les zones externes du disque sont davantage soumises à des forces de traction, tandis que la zone interne est plus exposée à des forces de pression et de compression.

Le disque intervertébral est en contact direct avec les plateaux vertébraux des corps vertébraux adjacents de part et d'autre. Au départ, ces plateaux sont constitués de cartilage hyalin. Avec les années, ils commencent toutefois – en partant des corps vertébraux – à se calcifier et à s'ossifier. Le débat reste ouvert pour savoir si ces plateaux appartiennent au disque ou au corps vertébral. Lors de blessures à la colonne vertébrale, on constate souvent que les plateaux sont plus solidement liés au disque qu'aux corps vertébraux.

La capacité du disque à retenir l'eau est énorme, grâce à la charge négative des protéoglycanes et des glycosaminoglycanes présents dans sa substance fondamentale. Cette forte liaison de l'eau maintient le réseau de collagène sous tension, créant ainsi une stabilité et une résistance exceptionnelles à la déformation.

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

De quoi notre disque a-t-il besoin ?

Comme nous l'avons mentionné, seule une petite partie externe du disque est irriguée par le sang. Cependant, des études récentes démontrent qu'il est également largement alimenté en oxygène et en nutriments par diffusion et osmose. Par conséquent, il est parfaitement capable de se régénérer et de guérir sur l'ensemble de sa structure !

Le changement de position (sous l'effet de la gravité), le mouvement ou l'entraînement soutiennent et stimulent ces mécanismes de transport : lorsque la compression due à la gravité disparaît (par exemple en position allongée), le disque se gorge de liquide (hydratation). Lorsque la gravité agit à nouveau, le liquide est expulsé du disque (déshydratation). Un phénomène similaire se produit naturellement lors d'une charge accrue suivie d'une phase de décharge !

Avec l'âge, l'ossification progressive des plateaux vertébraux détériore toutefois ces processus de transport (diffusion et osmose). Le disque reçoit ainsi de moins en moins de nutriments, en particulier dans les zones les moins bien irriguées.

Un autre défi réside dans le temps de renouvellement (turnover) très long du collagène, qui se situe entre 300 et 500 jours. La régénération pour obtenir un tissu discal de haute qualité est donc un processus long et parfois exigeant.

Avec les années, le corps perd également sa capacité à retenir l'eau. C'est pourquoi on observe une différence de taille particulièrement nette chez les jeunes le matin au réveil, car les disques se sont légèrement dilatés ou agrandis pendant la nuit.

Henry Vandyke Carter Henry Gray, GA111, classé dans le domaine public, détails sur Wikimedia Commons

Quel est l'effet de l'entraînement ?

L'alternance entre charge et décharge génère un changement constant de la tension électrique au sein du disque. Cette variation de charge provoque une activité piézoélectrique (la piézoélectricité correspond à la modification de la polarisation électrique et donc à l'apparition d'une tension électrique sur des solides lorsqu'ils sont déformés de manière élastique, selon Wikipédia). Cette tension piézoélectrique constitue un stimulus déclencheur pour l'activité de synthèse des cellules, les incitant à produire davantage de substance fondamentale (voir également notre blog sur le Tissu conjonctif). De plus, l'alternance constante de charge et de décharge permet d'optimiser les mécanismes de transport que sont la diffusion et l'osmose, apportant au disque les nutriments essentiels (acides aminés, glucose, etc.) et éliminant les déchets métaboliques.

Sous l'effet des forces appliquées aux structures et fibres de collagène lors du mouvement, celles-ci gagnent également en qualité et en résistance.

Le mouvement et l'activité physique ont donc – comme presque toujours dans le corps humain – une influence extrêmement positive sur les fonctions physiologiques de nos disques intervertébraux.

Nous aborderons les problèmes fréquents liés aux disques et les options thérapeutiques dans un prochain article de blog.

Une fois de plus, le message est clair : la vie, c'est le mouvement !

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Crédit image de couverture

Henry Vandyke Carter Henry Gray, Gray66, classé dans le domaine public, détails sur Wikimedia Commons