Vertèbres lombaires
Le segment lombaire de la colonne vertébrale, communément appelé rachis lombaire, se situe dans la partie inférieure de la colonne spinale, sous les vertèbres thoraciques (rachis thoracique) et la cage thoracique, au-dessus du pelvis et du sacrum.
Les vertèbres lombaires sont au nombre de cinq et sont ainsi numérotées de L1 à L5 de haut en bas (L1 et L2 étant en haut, L3 au milieu, L4 et L5 en bas de la région lombaire). Elles supportent principalement le poids du haut du corps et permettent les mouvements. Le segment lombaire est le plus large de la colonne spinale. À l’instar des vertèbres du rachis cervical et du rachis dorsal (thoracique), les vertèbres lombaires permettent le passage de la moelle épinière (spinale) dans leur canal rachidien ; ici, le canal lombaire. Les vertèbres lombaires se caractérisent par un corps vertébral comparativement plus volumineux et par l'absence de foramens transversaires et de facettes articulaires costales.
Les vertèbres lombaires sont fréquemment touchées par diverses pathologies telles que la hernie discale ou des anomalies congénitales comme la sacralisation ou la lombalisation.
Cet article aborde l'anatomie, le rôle et les aspects cliniques des vertèbres lombaires.
Anatomie
Les vertèbres lombaires sont les plus volumineuses de toutes les vertèbres car elles supportent le poids du corps en position debout sous l'effet de la gravité.
Pour rappel, les principaux éléments anatomiques d'une vertèbre typique sont : le corps vertébral, l'arc vertébral (pédicules et lames), le foramen vertébral, les processus articulaires supérieurs et inférieurs (ou facettes articulaires) et les processus transverses.
Corps vertébral
Les vertèbres lombaires se distinguent par leurs corps vertébral robuste et épais ; comparativement plus volumineuses que leurs homologues des autres segments spinaux, elles sont plus larges latéralement qu’antéropostérieurement et plus épaisses dans leur moitié antérieure que postérieure (ce qui contribue à la formation de la lordose lombaire). Leurs faces intervertébrales sont plutôt plates et légèrement concaves supérieurement et inférieurement, concaves postérieurement, et étroites antérieurement et latéralement.
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Arc vertébral
Les arcs vertébraux des vertèbres lombaires sont constitués de paires de pédicules et de lames qui entourent le foramen vertébral et soutiennent sept processus principaux. Ils sont de taille réduite par rapport à la taille des corps vertébraux. Les pédicules, robustes et résistants, se projettent postérieurement depuis la partie supérieure du corps vertébral. De ce fait, les incisures vertébrales inférieures sont nettement plus profondes que leurs homologues supérieures. La morphologie des pédicules évolue également de L1 à L5, leur largeur passant de 9 mm à 18 mm. L'angle d'orientation dans le plan axial augmente lui aussi, de 10° à 20°, de L1 à L5.
Les lames, solides, larges et courtes, forment la partie postérieure de l'arc vertébral. Celles des vertèbres lombaires supérieures sont plus hautes que larges, tandis que les lames des vertèbres lombaires inférieures sont plus larges que hautes. Les lames vertébrales fusionnent sur la ligne médiane pour former la partie postérieure de l'arc vertébral, servant de base au processus épineux.
Le foramen vertébral, délimité par l'arc vertébral, est de forme triangulaire ; il est plus petit que celui des vertèbres cervicales, mais plus grand que celui des vertèbres thoraciques.
Processus transverse
Les processus transverses des vertèbres lombaires sont longs et fins comparés à leurs homologues thoraciques, leur morphologie évoluant progressivement de L1 à L5. Ils sont horizontaux de L1 à L3 et s'inclinent légèrement vers le haut de L4 à L5. De L1 à L3, les processus transverses naissent de la jonction des pédicules et des lames, tandis que de L4 à L5, ils naissent des pédicules et des portions postérieures des corps vertébraux, ces derniers étant situés plus en avant. Les processus transverses sont positionnés en avant des processus articulaires, contrairement au cas des vertèbres thoraciques où ils sont situés en arrière.
Dans les vertèbres lombaires, l'élément costal de chaque processus transverse (pleurapophyse ou processus costal) occupe la majeure partie de la face antérieure et latérale du processus, seules la racine et une partie de la face postérieure (le processus accessoire, cf. ci-dessous) constituant les « véritables » éléments du processus transverse (diapophyse).
Processus accessoire
Chaque processus transverse lombaire porte généralement un petit tubercule sur sa face postérieure proximale, appelé processus accessoire. Ces processus servent de points d'insertion aux muscles intertransversaires et longissimus.
Processus/facettes articulaires
Les processus articulaires supérieurs et inférieurs sont bien définis et se projettent respectivement vers le haut et vers le bas à partir des jonctions des pédicules et des lames.
Les processus supérieurs sont concaves et orientés médialement, tandis que les processus inférieurs sont convexes et orientés latéralement vers les facettes articulaires supérieures de la vertèbre sous-jacente, formant ainsi les articulations zygapophysaires (facettes articulaires). Cette conformation anatomique permet une bonne amplitude de flexion/extension, mais une rotation/torsion limitée du rachis lombaire.
Vus de face, les processus articulaires supérieurs et inférieurs des vertèbres L1 et L2 forment ensemble un trapèze vertical allongé et inversé ; ceux des vertèbres L3 et L4 forment un carré, tandis que ceux de la vertèbre L5 forment un trapèze horizontal allongé.
Processus mamillaire
Les processus mamillaires sont de petits tubercules osseux situés sur la face postérieure des processus articulaires supérieurs des vertèbres lombaires (et parfois de la vertèbre T12). Ils servent de points d'attache aux muscles intertransversaires et multifides.
Processus épineux
Le processus épineux, dit aussi apophyse épineuse, est court, quadrilatéral, en forme de hache et d'aspect émoussé ; il se projette presque horizontalement sur la face postérieure de l'arc vertébral.
Vertèbres lombaires particulières
- Première vertèbre lombaire (L1) : la plus petite de la série, située approximativement dans l’axe de l’extrémité antérieure de la 9ème côte, au niveau du plan transpylorique (puisque le pylore de l’estomac se trouve à ce niveau).
- Cinquième vertèbre lombaire (L5) : sa morphologie est tout à fait différente, son corps étant beaucoup plus profond antérieurement que postérieurement, ce qui contribue à l’angle lombosacré. Son processus épineux est plus petit que celui des vertèbres lombaires supérieures et l’intervalle entre les processus articulaires inférieurs est plus large ; ces derniers sont orientés presque antérieurement plutôt que latéralement. Les processus transverses sont nettement plus épais et prennent naissance à la fois sur le corps vertébral et sur les pédicules.
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Muscles impliqués dans la fonction des vertèbres lombaires
- Muscle longissimus : muscle long s’insérant sur les processus transverses et accessoires des vertèbres lombaires. Sa contraction bilatérale permet l’extension de la colonne spinale, tandis que sa contraction unilatérale entraîne une flexion ipsilatérale.
- Muscle épineux : muscle long appartenant au groupe des muscles érecteurs du rachis. Sa portion thoracique s’insère sur les processus épineux des vertèbres lombaires supérieures (L1, L2). Il contribue à la mobilité de la colonne spinale et au maintien de la posture, notamment en position debout.
- Muscle multifide : muscle long parcourant toute la longueur du dos. Il assure la stabilisation et la rotation controlatérale de la colonne spinale. Au niveau lombaire, le multifide lombaire s’insère sur les processus mamillaires et s’étend jusqu’aux processus épineux des vertèbres situées deux à cinq niveaux au-dessus.
- Muscles intertransversaires (médiaux et latéraux) : les intertransversaires lombaires médiaux s’étendent des processus accessoires de chaque vertèbre L1 à L4 jusqu’au processus mamillaire de la vertèbre sous-jacente. Les intertransversaires lombaires latéraux s’insèrent entre les processus transverses et accessoires de L1 à L4 et au processus transverse de la vertèbre suivante. Ils contribuent à la stabilisation bilatérale du rachis lombaire et participent à sa flexion latérale.
- Grand psoas: ce muscle permet la flexion latérale du tronc et le redressement/la flexion du tronc à partir de la position couchée sur le dos, de manière bilatérale. Il s’insère sur le processus transverse de toutes les vertèbres lombaires et s’étend jusqu’au petit trochanter du fémur.
Notes cliniques
La région lombaire est très souvent touchée par des pathologies douloureuses car elle supporte une part importante du poids du corps tout en permettant une grande amplitude de mouvement. Son rôle dans la flexion, le port de charges et les rotations exerce une forte contrainte mécanique sur les vertèbres, les disques intervertébraux, les muscles et les ligaments, la rendant particulièrement vulnérable aux déchirures, à la dégénérescence et aux blessures. Voici une description des pathologies les plus fréquentes de la colonne lombaire.
Lombalgie commune
La lombalgie commune, également appelée lombalgie non spécifique, se définit comme une douleur localisée dans la région lombaire, sans cause pathologique identifiable. Elle représente la forme la plus fréquente de lombalgie rencontrée en pratique clinique et est généralement associée à un dysfonctionnement mécanique des structures musculosquelettiques du rachis lombaire, notamment les muscles, les ligaments, les disques intervertébraux et les articulations facettaires. Par définition, la lombalgie commune survient en l'absence de toute affection identifiée telle qu'une fracture vertébrale, une infection, une maladie inflammatoire, une néoplasie ou une compression radiculaire importante. La douleur est souvent influencée par la posture et le mouvement, peut être aiguë ou chronique, et évolue généralement favorablement avec un traitement conservateur, bien que les récidives soient fréquentes.
Hernie discale
La hernie discale lombaire constitue la forme la plus courante de hernie discale. La solidité de l'anneau fibreux diminuant avec l'âge, sous l'effet d'une forte contrainte ou d'une charge importante, le noyau pulpeux peut faire saillie à travers des zones fragilisées. La substance herniée peut alors comprimer le contenu du foramen intervertébral, notamment les racines nerveuses et les vaisseaux sanguins, ce qui peut entraîner des douleurs lombaires. Les muscles lombaires peuvent également s'affaiblir lorsque la partie motrice d'un nerf rachidien est touchée.
Discarthrose lombaire
La discarthrose lombaire, également appelée maladie dégénérative des disques intervertébraux, est une pathologie chronique caractérisée par une dégénérescence structurelle et biochimique progressive des disques intervertébraux. Elle se traduit par une déshydratation et une perte de protéoglycanes au sein du noyau pulpeux, entraînant une diminution de la hauteur du disque, une modification de la répartition des charges et une augmentation des contraintes mécaniques sur les corps vertébraux adjacents et les articulations facettaires. Ces modifications dégénératives peuvent s'accompagner de fissures annulaires, de la formation d'ostéophytes et d'une sclérose des plateaux vertébraux, contribuant ainsi aux douleurs et à la raideur lombaire. La discarthrose lombaire est fortement associée au vieillissement et aux contraintes mécaniques cumulatives. Bien qu'elle puisse être asymptomatique chez certaines personnes, elle peut également jouer un rôle important dans les lombalgies chroniques et prédisposer à une hernie discale ou à une instabilité vertébrale.
Lordose lombaire
La lordose lombaire désigne une courbure normale antérieurement convexe de la colonne lombaire. Elle apparaît après la naissance, lorsque l'on adopte une posture érigée en apprenant à marcher. Ce terme est parfois également utilisé pour décrire une courbure lombaire exagérée. On parle alors de « dos creux », où le bas du dos est anormalement courbé, contrairement à la cyphose où c'est le haut du dos qui est courbé. La lordose excessive est particulièrement fréquente pendant la grossesse ou en cas d'obésité, car le poids abdominal supplémentaire contraint les vertèbres lombaires à adopter une courbure anormale.
Lombalisation
La lombalisation est une anomalie de la colonne vertébrale caractérisée par l’absence de fusion des premier et deuxième segments du sacrum. À l'imagerie, la colonne lombaire apparaîtra composée de 6 vertèbres ou segments au lieu de 5, et le sacrum, inversement, n'apparaîtra composé que de 4 segments au lieu de 5.
Sacralisation
La sacralisation est une anomalie congénitale où le processus transverse de L5 fusionne avec le sacrum d'un côté ou des deux (elle est généralement bilatérale), avec l'ilium, ou avec le sacrum et l'ilium. Bien que la sacralisation puisse provoquer des lombalgies, elle est souvent asymptomatique, notamment lorsqu'elle est bilatérale, car la biomécanique est alors moins déstabilisée. Enfin, le disque intervertébral L5-S1 peut également être plus fin et étroit que la normale.
Scoliose lombaire
La scoliose est une déviation latérale ou une courbure anormale, le plus souvent au niveau de la région thoracique et fréquente chez les adolescentes. Chez l'adulte, la scoliose est cependant plus souvent liée à une dégénérescence de la colonne lombaire. Elle est souvent diagnostiquée en parallèle à une sténose spinale, un rétrécissement du canal rachidien.
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Kim Bengochea, Université Regis, Denver