Qu’est-ce que la dégénérescence discale ?

La dégénérescence discale est un processus de dégradation progressive du disque in- tervertébral au cours du temps. Elle peut prendre la forme d’un processus normal de vieillissement ou prendre une forme pathologique, lorsque la dégradation observée est par- ticulièrement précoce et que le processus normal est accéléré. Dans les deux cas, les trans- formations observées au sein du DIV sont similaires, à l’échelle de temps près.

Changements morphologiques et physiologiques. La dégénérescence discale est

caractérisée par de multiples changements morphologiques (hauteur, forme, couleur, as-

pect...), comme le montre la Figure 1.11 (en comparaison avec la Figure1.6) et un chan-

gement de composition. Les principaux changements macroscopiques et changements de composition caractérisant un DIV dégénéré sont décrits ci-après. Pour une description ana- tomique, embryologique et physiologique complète de l’état du DIV pendant le processus normal de vieillissement (depuis la naissance jusqu’à l’âge de 70 ans), le lecteur pourra se

référer aux travaux de Coventry et al.(1945), par exemple.

A l’échelle macroscopique, la dégénérescence se traduit par une forte diminution de la

1.1. Le disque intervertébral

(a) (b)

Figure1.11 – Photographies d’un DIV dégénéré en coupe mettant en évidence un aspect

général plus fibreux et plus sec, avec les lésions circonférentielles et des fissures radiales.

(a) Coupe transversale, d’après Little (2004) ; (b) Coupe sagittale (en haut, début de la

dégénérescence ; en bas, dégénérescence plus avancée), d’après Adams et al.(2009).

qui conduit les vertèbres à se tasser les unes sur les autres, comme on peut le voir sur

la Figure 1.13. La couleur du DIV change, traduisant un aspect général plus sec et plus

fibreux (Figure 1.11). Le NP perd son aspect brillant et gélatineux au profit d’un aspect

granuleux, et peut être le siège de fissures. Sa limite avec l’AF perd en netteté. Au sein de l’AF, la dégénérescence entraîne une désorganisation des lamelles pouvant conduire à un délaminage (espacement interlamellaire) et à l’apparition de fissures. Si ces fissures s’étendent radialement jusqu’à l’extrémité externe de l’AF, cela peut conduire à la hernie, c’est-à dire la migration du NP hors de sa cavité au travers de l’AF, comme l’illustre la

Figure 1.12. Les phénomènes inflammatoires qui accompagnent une hernie, notamment

lorsque le NP extrudé vient comprimer la racine nerveuse, jouent un rôle considérable dans la survenue des symptômes douloureux liés à la dégénérescence discale.

L’ensemble des changements macroscopiques est induit par les changements de com- position que subit le DIV. Lors de la dégénérescence, le DIV voit son taux de collagène de

type I globalement augmenter (Antoniou et al., 1996), tandis que son taux de collagène

de type II décroit sévèrement, particulièrement dans le NP. Le collagène étant une molé- cule possédant une longue demi-vie, il est particulièrement sujet à des réactions chimiques complexes dont les produits modifient les propriétés structurelles et mécaniques du réseau

de fibres de collagène, ce qui rend le tissu plus fragile (Colombini et al., 2008). Le NP

connaît une forte diminution de son taux de protéoglycanes et, par conséquent, une perte

d’eau importante (Chagnon,2009).

Classification de la dégénérescence. Il existe plusieurs types de classification de la

dégénérescence. La classification morphologique de Thomson (Boos et al.,2002), qui décrit

les modifications du DIV et des vertèbres adjacentes dans une coupe sagittale selon cinq

Chapitre 1. Anatomie, mécanique et modélisation du disque intervertébral

migration du NP

compression de la racine nerveuse

AF

Figure 1.12 – Phénomène de hernie discale avec migration du NP à l’extérieur de son

emplacement et compression du nerf sciatique.

Comportement mécanique du disque intervertébral dégénéré. Les changements

de structure et de morphologie qui touchent le DIV à cause de la dégénérescence entraînent nécessairement une profonde altération de sa fonction mécanique. Une rigidification géné-

rale du DIV est observée (Umehara et al.,1996).

D’un point de vue mécanique, le NP joue un rôle clé dans le déclenchement de la dégénérescence discale. En effet, le NP dégénéré n’est plus capable de retenir suffisamment d’eau à l’intérieur de sa cavité et de gonfler ; par conséquent, le NP n’est plus en mesure de générer la pression intradiscale nécessaire à la mise en tension des fibres de collagène

de l’AF voisin. Le comportement mécanique de l’AF en est donc également altéré (Fujita

et al.,1997 ;Iatridis et al.,1998 ;Guerin et Elliott,2006) : le NP dégénéré n’assurant plus sa fonction de transfert de charge, ce dernier se fait directement des PC vers l’AF. L’AF subit donc une augmentation des charges compressives, alors que sa structure n’est pas initialement destinée à jouer ce rôle, ce qui favorise le délaminage entre les lamelles et la

fissuration (Massey,2009).

Causes de la dégénérescence. Les causes de la dégénérescence discale sont multiples. Il s’agit souvent d’une combinaison de mécanismes tels des problèmes de nutrition et d’ac- cumulation de déchets due à la calcification et à la perte de perméabilité des PC ou des

fractures au sein de la matrice extracellulaire sous l’action de charges mécaniques (Cha-

gnon,2009), notamment dus à la diminution de la densité cellulaire au cours du processus

de dégénérescence, et donc à l’absence de réparation spontanée du DIV. Les facteurs à l’origine de ces mécanismes peuvent être de nature génétique ou environnementale - solli- citations mécaniques répétées ou au contraire immobilisation, exposition aux vibrations,

traumatismes occasionnels, tabac (Urban et Roberts,2003;Colombini et al.,2008 ;Had-

jipavlou et al.,2008 ;Hamel,2012).

Conséquences. On estime que la lombalgie, définie comme un état douloureux du rachis lombaire, touche de 12 à 42 % de la population mondiale au moins une fois au cours

1.1. Le disque intervertébral Grade I Grade II Grade III Grade IV Grade V

Figure 1.13 – Classification de la dégénérescence selon les grades de Thomson, basée

sur la description des modifications du DIV et des vertèbres adjacentes dans une coupe

Chapitre 1. Anatomie, mécanique et modélisation du disque intervertébral

de la vie, et augmente avec le vieillissement (Hoy et al., 2012). La controverse subsiste

quant à la relation entre lombalgie et dégénérescence discale : dans environ 40 % des cas, un individu lombalgique présente des signes de dégénérescence discale avérée, mais

une dégénérescence discale n’entraîne pas nécessairement des douleurs lombaires (Luoma

et al., 2000). La dégénérescence discale est néanmoins souvent reconnue comme l’un des

facteurs sous-jacents de la lombalgie pouvant devenir chronique et invalidante.