Généralement, les bombements discaux n’indiquent qu’un vieillissement prématuré

Les bombements discaux constituent l’affection la plus courante au monde

À moins de recommencer à nous déplacer sur quatre pattes, nous sommes condamnés à solliciter excessivement nos disques lombaires. Le problème premier provient du fait que nos disques ne sont pas naturellement équipés pour pouvoir amortir les charges sans problème. Ils vieillissent bien trop vite. C’est pourquoi les bombements discaux constituent l’affection la plus courante au monde !

Les noyaux discaux intacts ont une forme initiale de ballon de rugby, plein d’une sorte de pudding

Les noyaux des disques intacts possèdent une haute teneur en eau. Jusqu’à l’âge de 15 ans, ils sont semblables à des sacs, en forme de ballon de rugby, qui contiennent une sorte de « pudding liquide ». Ces sacs sont enserrés par un anneau externe fibreux, d’une épaisseur de 2 à 4 mm (Fig. 1). Il s’agit de la structure la plus solide du corps.

Les noyaux discaux ont initialement une structure flexible, semblable à une balle en mousse

Leur haute concentration en eau leur assure une structure flexible, et non pas rigide1. L’eau n’étant pas compressible, les noyaux discaux intacts possèdent des propriétés hydrodynamiques2. Cela signifie que le noyau se comporte comme un fluide : soumis à une charge, il développe une force hydrostatique qui lui est presque équivalente.

Initialement, ce sont les disques qui supportent la majorité des charges

Étant donné que l’eau est incompressible, les forces de compressions verticales quotidiennes qui s’exercent sur ce « pudding » se propagent dans toutes les directions et tentent de déformer le noyau1. La grande quantité de fibres de collagène élastique (type 2) et d’élastine permettent d’empêcher le noyau de se déformer de façon excessive, mais leur assurent aussi de vite retrouver leur forme de ballon de rugby2 (Fig. 1). Aussi longtemps que la gaine fibreuse enserrant le « sac de pudding » reste intact et n’affiche aucune fissure, d’énormes tensions peuvent se créer dans les fibres de collagène coriace (type 1) de l’anneau fibreux. Elles sont nécessaires pour pouvoir faire face aux déformations et aux pressions hydrostatiques variables du noyau lorsque nous nous asseyons, nous levons, marchons, nous penchons, soulevons, etc. (Fig. 1)3,4. Ces forces compensatoires n’excèdent jamais les variations de forces hydrostatiques qui s’exercent à l’intérieur des noyaux discaux. Les forces de traction ne peuvent donc pas empêcher les bombements discaux. Les bombements discaux légers sont d’ailleurs tout à fait normaux, tant qu’ils se résorbent.

Fig. 1. Un noyau discal intact est comparable à un sac en forme de ballon de rugby contenant une sorte de pudding liquide. Le noyau va se déformer face aux pressions externes, mais reprendra rapidement sa forme initiale. Tant que le disque reste intact et que la coopération entre noyau et anneau fibreux se déroule correctement (comme illustré dans le disque L3-L4), les charges quotidiennes qui s’exercent sur le noyau (flèches blanches) sont propagées dans toutes les directions (flèches bleues). Celles-ci sont parfaitement amorties, car de grandes forces compensatoires se créent dans l’anneau fibreux (flèches rouges). Les pressions auxquelles font face les disques sont énormes. Les charges subies par les noyaux discaux L4-L5 ont été mesurées et représentent l’équivalent de 48 bacs de bière pleins (explication ci-après). Aussi longtemps que le noyau discal L4-L5 est intact, aucun bombement notable n’apparaitra (voir article « Fonctions des disques du bas du dos »). Le disque L4-L5 représenté ici n’est pas intact mais complètement dégénéré, ce qui le rend incapable de résister sans problème aux charges. L’anneau fibreux qui l’enserre sera, sous la pression, pressé à l’intérieur du canal rachidien et formera un bombement (cercle vert). Dans de tels disques en dégénérescence, les bombements ne peuvent plus être résorbés.

Les bombements discaux sont rares jusqu’à 15 ans

Même si les forces de compression qui s’exercent sur les noyaux discaux intacts sont équivalentes à plusieurs fois le poids du corps (flèches blanches sur la Fig. 1), l’anneau fibreux qui l’enserre ne se déformera que d’à peine 1 mm5. Aussi longtemps que les noyaux et les anneaux fibreux sont intacts, ils fonctionnent parfaitement (Fig. 1). Sauf en cas de déchirure accidentelle, les anneaux fibreux ont assez peu tendance à former des bombements réellement excessifs.

Pourquoi les disques intacts ne forment pas de bombements

Chez la plupart des animaux (du moins les quadrupèdes), les noyaux discaux sont pourvus de cellules spéciales qui les protègent des processus de vieillissement et d’usure durant la majeure partie de leur vie. Chez l’Homme, par contre, ces cellules notochordales ont totalement disparu, et ce dès l’âge de 13-15 ans. Cela entraine une diminution progressive de la quantité de protéoglycanes produits, responsable du haut taux d’eau normalement présent dans le noyau. Les noyaux discaux ont donc du mal à conserver leurs propriétés hydrauliques6,7. Contrairement à la plupart des animaux, nos disques perdent donc assez tôt leur capacité à supporter les forces de compression quotidiennes de façon optimale (voir article « Vieillir n’est pas sans conséquence. Les cellules discales doivent rapidement adapter leur stratégie »).

Vous pensez avoir vieilli ? Une IRM pourra vous le confirmer !

À l’âge de 13-15 ans, la quantité de protéoglycanes diminue bien plus vite dans les noyaux que dans les anneaux fibreux. Le taux en eau des noyaux ne baisse donc pas seulement parce que le nombre de cellules protectrices diminue, mais également, car l’anneau externe, dans ses efforts d’atteindre un équilibre osmotique, va aspirer l’eau du noyau. Les conséquences de cette évolution sont visibles par IRM. Les disques apparaissent alors noircis, ce qui indique qu’ils ont perdu une partie de leur eau⁸ (Fig. 3). L’intensité de ce signal du disque correspond à la quantité d’eau encore présente dans le noyau, mais pas à la quantité de protéoglycanes. Moins il y a d’eau, plus le disque apparaitra noir.

Les disques noircis peuvent être la cause des douleurs lombaires

Les disques noircis ne provoquent pas nécessairement des douleurs lombaires^9,10. Chez les individus n’ayant jamais rapporté des douleurs lombaires, environ 30 % des disques apparaissent également noirs^9,11,12,13. Généralement, les disques ne provoquent de douleurs qu’une fois que leur anneau fibreux s’est déchiré^14,15.

Les disques ne pourront pas indéfiniment jouer à Hercules

Depuis 1962, on sait que lorsqu’une personne reste trop longtemps debout sur place, il sollicite fortement la structure de ses disques lombaires16. Rester debout immobile crée une pression mécanique statique d’environ 800 Newton par cm2 de tissu discal. Pour simplifier, cela signifie qu’une charge équivalente à 8 bacs de bières pleins – ou 292 bouteilles pleines17 - par cm2. C’est là la tension que subit sans le savoir une personne de 75 kg lorsqu’il attend son tram, bus ou train. Étant donné que la surface d’un disque L4-L5 est en moyenne de 6 cm2, cela signifie que ce disque doit support dans ces conditions l’équivalent de 48 bacs de bières plein ! S’asseoir n’est pas plus une solution : cette position entraine la plus grande haute de pression hydrostatique18,19. L’évolution naturelle ne nous ayant pas équipés en conséquence, nos disques ne peuvent pas indéfiniment jouer à Hercules.

Conséquences mécaniques d’une réduction de la pression hydrostatique des noyaux discaux

Lorsque la teneur en eau des noyaux de « pudding » diminue, les forces de compression du quotidien provoqueront de moins en moins de forces hydrostatiques dans les noyaux^{1, 20}. Les disques perdant leur eau sont également moins capables d’amortir les charges mécaniques du quotidien²¹. Elles sont alors progressivement amorties par la partie arrière des anneaux fibreux⁵. Les fibres de collagène de l’anneau fibreux font face à une pression de plus en plus faible, et génèrent donc de moins en moins de forces de compensation^22,23,24. La pression sur l’eau des noyaux diminuant alors de 30 % à 40 %, les noyaux seront de moins en moins sollicités pour répartir les forces de compression quotidiennes, à l’inverse des anneaux fibreux^25,26. Les noyaux discaux s’aplatissent alors de plus en plus, et les anneaux fibreux se font progressivement compresser, provoquant l’apparition de bombements^{25, 27, 28, 29, 30}. Cette situation peut être comparée à ce qu’il se passe lorsqu’un pneu de vélo se dégonfle (Fig. 2). Ces bombements deviennent alors un symptôme du quotidien.

Fig. 2. Lorsque la colonne vertébrale, lors d’activités quotidiennes, doit faire face à des forces verticales énormes, l’anneau fibreux peut s’aplatir comme un pneu de vélo, et former un bombement sur les côtés. Mais étant donné que les forces s’exerçant dans un anneau fibreux ne dépassent jamais la force hydrostatique du noyau, les fibres de collagène de l’anneau externe vont subir des forces de traction de moins en moins fortes. Lorsqu’ils sont de moins en moins en état d’amortir la pression sur les noyaux discaux, la formation d’un bombement peut être comparée à un pneu de vélo à plat et qui déborderait sur les côtés.

Lorsqu’ils apparaissent après 15 ans, les bombements discaux sont définitifs

Étant donné que les disques doivent faire face toute la vie aux charges quotidiennes, la nature doit assurer une protection face à la perte des cellules notochordales bénéfiques. Les noyaux discaux font alors état de plus en plus de cellules produisant du cartilage, qui vont produire plus de fibres de collagène coriaces (type 1) que de protéoglycanes. Cela va entrainer la perte de la structure de pudding liquide des noyaux, qui vont alors ressembler de plus en plus à du tissu cicatriciel. La nuit, les noyaux ne peuvent plus récupérer la quantité d’eau nécessaire à leur fonction (voir article « Le rythme jour-nuit du disque intervertébral »). Les bombements qui apparaissent dans l’anneau fibreux ne disparaissent plus jamais.

Quelques conséquences de l’apparition des bombements discaux

La perte de tension dans les anneaux fibreux externes ne mène pas seulement à des bombements discaux permanents, mais s’accompagnent aussi d’une perte de hauteur et d’une augmentation de la charge mécanique sur la partie postérieure de l’anneau fibreux lui-même5,28,30, qui vont alors réduire à leur tour la pression hydrostatique du noyau31. Cela entraine un rapprochement des vertèbres, tout en augmentant la pression qui s’exerce sur les articulations facettaires à l’arrière du dos. Une perte de hauteur d’environ 1 mm entraine une augmentation de charge de 4 à 16 % sur les facettes32, qui s’intensifie encore davantage en se penchant vers l’arrière33. L’anneau fibreux et les facettes peuvent alors causer des douleurs lombaires34.

Les bombements discaux constituent donc l’affection la plus courante au monde

Tout comme les rides qui progressivement parsèment la peau de notre visage, les bombements discaux apparaissent des suites de l’assèchement irréversible et du remplacement des fibres de collagène élastiques (type 2) par des plus coriaces (type 1). Un bombement discal est donc la conséquence naturelle d’un processus de vieillissement tout à fait normal35. Lorsque le disque lui-même commence à dégénérer, entrainant des déchirures du noyau fibreux protecteur, les bombements deviennent alors bien plus importants36,37,38,39 et les chances de subir des douleurs lombaires augmentent.

Et si nous pouvions pomper de l’eau à l’intérieur des noyaux discaux ?

Si nous décidions d’augmenter la teneur en eau des noyaux en y injectant de l’eau, comme lors d’une discographie (= injection d’un produit de contraste), la pression hydrostatique va alors à nouveau augmenter40,41. Cela mènerait à une augmentation de la hauteur de l’anneau fibreux externe, et donc une diminution des bombements6,7,27,32. Étant donné que le nombre de protéoglycanes est insuffisant, l’eau ne peut plus y être conservée : les bombements discaux réapparaitront alors inlassablement.

Les bombements discaux doivent-ils être opérés ?

On explique souvent qu’un bombement visible par CAT-scan ou IRM est l’explication certaine des douleurs lombaires. Étant donné que ces bombements ne disparaissent plus, ils peuvent même parfois être confondus avec des hernies. Et là, c’est foutu ! Et si vous faites en plus face à des pics réguliers de douleurs dorsales, la chance est grande que l’on vous propose une discectomie. Il vous faut savoir que la chance de ne jamais développer de douleurs lombaires au cours de sa vie n’est que de 1 % (voir articles suivants).

Les bombements discaux peuvent indiquer des déchirures

Afin de comprendre réellement un phénomène, il faut le mesurer et l’exprimer en chiffres. Les radiologues ont mesuré les bombements et leur importance par rapport à la hauteur des disques. Qu’indiquent ces mesures ? Lorsque le noyau vieillit, l’anneau fibreux continue à résister assez longtemps. Ce n’est qu’une fois que les fibres de collagène ne sont plus capables de développer des forces de tractions insuffisantes que l’anneau fibreux commence à être pressé dans le canal rachidien et que la formation de bombements commence42,44. Tant que la structure de l’anneau fibreux reste intacte, il ne formera que rarement des bombements de plus 2,5 mm dans le canal45. Mais face aux forces verticales, cette structure finit par lâcher46, et des déchirures apparaissent alors sur ses faces externes47, alors que la hauteur du disque diminue également48,49. Cette diminution de la hauteur discale est le signe radiologique typique d’une dégénérescence discale50. Lorsque le disque perd en hauteur, et que ses côtés forment un bombement de plus de 3,6 mm dans le canal rachidien, le disque se déchire, ce qui provoque des lombalgies51,52,53.

Fig. 3. La taille d’un bombement discal est essentielle pour savoir si le bombement était la cause des douleurs lombaires. Au niveau de L3-L4, on ne remarque aucun disque noirci et aucun signe de vieillissement n’est encore visible. Étant donné que les deux disques L4-L5 et L5-S1 semblent plus « noirs », le processus de vieillissement est ici bien entamé. Étant donné que la hauteur des disques a déjà diminué, les processus de dégénérescence discale ont commencé. Chacun de ces disques s’introduit dans le canal rachidien. Au niveau de L5-S1, le bombement formé dans le canal rachidien est de moins de 2,5 mm (cercle jaune). Il est peu probable que le disque soit déchiré. À hauteur de L4-L5, le bombement est au moins de 3,6 mm, ce qui indique avec quasi-certitude une déchirure discale et l’origine de douleurs lombaires. Il n’est pas impensable qu’une hernie s’y soit aussi développée, mais les examens cliniques doivent le confirmer, ce qui suggérerait des douleurs bien plus intenses et handicapantes, et non plus limitées au bas du dos, mais se propageant jusqu’en dessous du genou. Un bombement entre 2,5 et 3,5 mm indique une rupture du disque dans 80 % des cas.

Les accidents et discectomies mènent aussi à des bombements discaux

Si l’anneau fibreux se déchire des suites d’un accident54, ou si on élargit une fissure déjà présente pour retirer une hernie, une fuite d’eau du noyau est alors probable, le noyau devient alors bien plus facilement compressible. La pression hydrostatique au sein du noyau va alors diminuer, entrainant l’impossibilité pour l’anneau fibreux de générer des forces de traction suffisantes et donc de résister à la pression croissante. La porte est alors ouverte à l’augmentation des bombements existants, avec toutes les conséquences que cela entraine (détails dans les articles à venir).

Dans notre prochain article, nous expliquerons comment un disque vieillissant peut s’effondrer sur lui-même, comme une maison qu’on démolit.

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* Guy Declerck, MD
. 1964, Grieks-Latijnse Humaniora
. 1978, Dokter in de Genees-,Heel-, en Verloskunde (KUL)
. 1983, Medische Specialist in de Orthopedie (KUL & Exeter, UK)
. 1988, Postgraduate Orthopedic Surgery (Plymouth & Liverpool, UK)
. 1989, Spinal Fellow in Adult Spinal Surgery (Perth, Australia)
. 1989, Research Fellow in Spinal Injuries & Rehabilitation (Perth, Australia)
. 1989, Neuromuscular Foundation of Western Australia Postgraduate Studentship
. 1992, Spinaal Orthopedisch Chirurg (Vlaanderen en buitenland)
. 1992, Medical Doctor National Belgian Judo Team
. 1993, European Spine Research Fellowship ‘Bionic Walking’ (Stoke-on-Trent, UK)
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. 2007-2014, International Spinal Research, Spinal Scientific Advisory Consultant & Instructor
. 2007-now, Consultant Research & Development Innovative & Restorative Spinal Technologies
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. 2012-now: President International Association Andullation Therapy (www.iaat.eu)