Colonne vertébrale, aussi appelée colonne vertébrale, épine ou colonne vertébrale, chez les animaux vertébrés, colonne flexible s’étendant du cou à la queue, constituée d’une série d’os, les vertèbres. La principale fonction de la colonne vertébrale est la protection de la moelle épinière ; elle assure également la rigidité du corps et la fixation des ceintures pectorales et pelviennes et de nombreux muscles. Chez l’homme, une fonction supplémentaire est de transmettre le poids du corps lors de la marche et de la station debout.
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Chaque vertèbre, chez les vertébrés supérieurs, est constituée d’un corps ventral, ou centrum, surmonté d’un arc neural en forme de Y. Cet arc prolonge vers le bas et l’arrière une apophyse épineuse (projection) qui peut être ressentie comme une série de bosses dans le dos, et deux apophyses transversales, une de chaque côté, qui servent d’attache aux muscles et aux ligaments. Ensemble, le centrum et l’arc neural entourent une ouverture, le foramen vertébral, par lequel passe la moelle épinière. Les centrums sont séparés par des disques intervertébraux cartilagineux, qui permettent d’amortir les chocs lors de la locomotion.
Les vertèbres des vertébrés inférieurs sont plus complexes, et les relations de leurs parties avec celles des animaux supérieurs sont souvent peu claires. Chez les chordés primitifs (par exemple, les amphioxus, les lamproies), une structure en forme de tige, la notochorde, rigidifie le corps et aide à protéger la moelle épinière sus-jacente. La notochorde apparaît dans les embryons de tous les vertébrés dans l’espace occupé plus tard par les corps vertébraux – chez certains poissons, elle demeure toute la vie, entourée de centres en forme de bobines ; chez d’autres vertébrés, elle disparaît chez l’animal développé. Chez les chordés primitifs, la moelle épinière est protégée dorsalement par des cartilages segmentés – ceux-ci préfigurent le développement de l’arc neural des vraies vertèbres.
Les poissons ont des vertèbres du tronc et des vertèbres caudales (queue) ; chez les vertébrés terrestres dotés de pattes, la colonne vertébrale se subdivise encore en régions dans lesquelles les vertèbres ont des formes et des fonctions différentes. Les crocodiliens et les lézards, les oiseaux et les mammifères présentent cinq régions : (1) cervicale, dans le cou, (2) thoracique, dans la poitrine, qui s’articule avec les côtes, (3) lombaire, dans le bas du dos, plus robuste que les autres vertèbres, (4) sacrée, souvent fusionnée pour former un sacrum, qui s’articule avec la ceinture pelvienne, (5) caudale, dans la queue. Les vertèbres atlas et axis, les deux cervicales supérieures, forment une articulation librement mobile avec le crâne.
Le nombre de vertèbres dans chaque région et au total varie selon l’espèce. Les serpents en possèdent le plus grand nombre, tous de type très similaire. Chez les tortues, certaines vertèbres peuvent être soudées à la carapace ; chez les oiseaux, toutes les vertèbres, sauf la vertèbre cervicale, sont généralement soudées en une structure rigide, qui leur sert de support en vol. La plupart des mammifères ont sept vertèbres cervicales ; la taille plutôt que le nombre explique les variations de la longueur du cou chez les différentes espèces. Les baleines présentent plusieurs spécialisations : le nombre de vertèbres cervicales peut être soit très réduit, soit très augmenté, et le sacrum est absent. Les humains ont 7 vertèbres cervicales, 12 thoraciques, 5 lombaires, 5 sacrées fusionnées, et 3 à 5 vertèbres caudales fusionnées (appelées ensemble le coccyx).
La colonne vertébrale est caractérisée par un nombre variable de courbes. Chez les quadrupèdes, la colonne est incurvée en un seul arc (la partie la plus haute se situant au milieu du dos), qui fonctionne un peu comme un ressort à archet dans la locomotion. Chez l’homme, cette courbe primaire est modifiée par trois autres : (1) une courbe sacrée, dans laquelle le sacrum se courbe vers l’arrière et aide à soutenir les organes abdominaux, (2) une courbe cervicale antérieure, qui se développe peu après la naissance lorsque la tête est soulevée, et (3) une courbe lombaire, également antérieure, qui se développe lorsque l’enfant s’assied et marche. La courbe lombaire n’est une caractéristique permanente que chez l’homme et ses ancêtres bipèdes, bien qu’une courbe lombaire temporaire apparaisse chez d’autres primates en position assise. La courbe cervicale disparaît chez l’homme lorsque la tête est penchée en avant, mais apparaît chez les autres animaux lorsque la tête est relevée.
Chez l’homme, la structure et la fonction de la colonne vertébrale peuvent être affectées par certaines maladies, certains troubles ou certaines blessures. Citons par exemple la scoliose, la lordose et la cyphose, qui sont des déviations de la courbure normale de la colonne vertébrale ; les maladies dégénératives, comme l’arthrose et la maladie de Baastrup (syndrome de la colonne embrassée) ; et la tuberculose de la colonne vertébrale (maladie de Pott), qui est causée par une infection de la colonne vertébrale par Mycobacterium tuberculosis.