Anatomie et mouvements des côtes

 


NB  : Côte ou arc costal ?

Comme pour les vertèbres thoraciques, la numérotation costale se fait de haut en bas, le 1er arc costal reposant sur la 1ère vertèbre thoracique.

Arc costal et côte sont des termes souvent utilisés pour décrire l'élément anatomique fermant latéralement la cage thoracique. Il serait plus juste anatomiquement de parler d'arc costal, celui-ci étant composé de la côte (structure osseuse) et du cartilage costal. Cependant, dans le texte qui suit, comme dans les traités anatomiques et physiologiques, on considèrera que côte et arc costal sont synonymes.


Fermant latéralement la cage thoracique, l'arc costal est une structure ostéo-cartilagineuse dont la composition et la morphologie varient en fonction du niveau thoracique. Structure osseuse dans sa partie postérieure, l'arc costal est cartilagineux dans sa partie antérieure, ce qui lui confère un certain degré d'élasticité. Les propriétés élastiques de l'arc costal (capacité à se déformer en accumulant de l'énergie, puis à restituer cette énergie en retrouvant sa position de repos) sont liées à sa portion cartilagineuse  : l'arc costal est donc d'autant plus déformable que cette portion s'allonge.


Chaque arc costal prend appui en arrière sur la colonne vertébrale dorsale, mais seuls les 10 arcs supérieurs ont une attache antérieure, les 2 derniers étant libres au niveau de leur extrémité antérieure.

Les 7 premiers arcs se fixent sur le sternum directement, par une articulation chondro-sternale. Du 8ème au 10ème arc, la jonction sur le sternum se fait par l'intermédiaire d'une articulation chondro-chondrale, le cartilage costal se fixant sur le bord inférieur du cartilage costal sus-jacent.


Il existe ainsi 3 types de côtes:

- les «  vraies côtes  » qui possèdent chacune un cartilage propre la reliant au sternum (côtes 1 à 7)

- les «  fausses côtes  »   qui viennent se fixer au cartilage du 7ème arc costal par un cartilage commun (côtes 8,9,10)

- les côtes «  flottantes  » non réunies au sternum (côtes 11 et 12)






I- Description générale des côtes


La longueur des côtes augmente de la première à la septième; elle diminue ensuite progressivement de la huitième à la douzième.

Les côtes typiques (de la 3è à la 9è) présentent, d'arrière en avant  :

- une tête, anguleuse, portant des facettes articulaires séparées par une crête : une facette pour la vertèbre de même numéro que la côte et une autre pour la vertèbre sus-jacente

- le col de la côte unit la tête au corps de la côte, la jonction se situant au niveau de la tubérosité

- la tubérosité située à l'union du col et du corps  : elle comprend une surface articulaire répondant au processus transverse de la vertèbre correspondante et une partie non articulaire, rugueuse, sur laquelle s'attache le ligament costo-transversaire

- un corps, mince et aplati, incurvé  : sa face interne, concave, est creusée d'une gouttière longitudinale qui protège le nerf et les vaisseaux intercostaux


Chaque côte peut être ainsi divisée en trois segments :

- arc postérieur, entre l'extrémité postérieure de la côte et la tubérosité

- arc moyen, entre la tubérosité et l’extrémité antérieure de la côte osseuse

- arc antérieur, correspodant au cartilage costal

Le segment constitué par les arcs moyen et antérieur est d'autant plus long qu'il appartient à une côte  inférieure.


1- Arc postérieur

Il correspond à la partie de la côte qui s'étend entre le corps et le sommet de l'apophyse transverse de la vertèbre. L'arc postérieur de la côte comprend :

- La tête: elle présente deux facettes articulaires répondant aux facettes des corps vertébraux et se réunissant suivant une crête saillante; la crête répond au disque intervertébral.

- La tubérosité:  éminence faisant saillie sur la face postérieure des côtes, elle s'articule avec la facette de l'apophyse transverse de la vertèbre correspondante.

- Le col: compris entre la tête et la tubérosité, il est aplati d'avant en arrière.



2- Arc moyen


Il correspond à la plus grande partie du corps de la côte. Sa face externe donne insertions aux différents muscles de la paroi thoracique. La face interne, lisse, répond à la plèvre et à sa partie inférieure se trouve une gouttière contenant le nerf et les vaisseaux intercostaux.


3- Arc antérieur


Plus large et plus épaisse que le corps de la côte, l'extrémité antérieure de la côte osseuse se termine par une facette ovalaire en forme de cupule, dans laquelle se loge l'extrémité correspondante du cartilage costal.



Les 6 premières paires de côtes se fixent, par l'intermédiaire d'un cartilage costal court, directement sur le sternum. De la  8ème à la 10ème paire, le cartilage costal s'allonge et se fixe sur le cartilage costal sus-jacent, délimitant de part et d'autre du sternum un angle à pointe sternale supérieure et avec des bords latéraux constitués par une ligne cartilagineuse relativement déformable et mobile. Cet angle, «  angle de Charpy  » est modulé par la respiration  : il s'ouvre pendant l'inspiration et se ferme pendant l'expiration.

La présence des cartilages costaux donne une souplesse à l'arc costal, rendant la partie antérieure de la cage thoracique flexible. Cependant, cette flexibilité est relative: limitée pour les arcs supérieurs dont le cartilage est très court, elle est beaucoup plus importante pour les arcs inférieurs dont les cartilages sont longs et ne se fixent pas directement sur le sternum. La  partie inférieure de la cage thoracique est donc nettement plus mobile et déformable que la partie supérieure.





Les différentes courbures costales


La courbure d'enroulement


A partir de son extrémité postérieure, la côte se dirige d'abord vers le dehors et l'arrière, parallèlement à l' apophyse transverse de la vertèbre correspondante. Au niveau de l'extrémité de cette apophyse, elle se coude vers l'avant, formant ainsi l'angle costal postérieur. A partir de cet angle, la côte décrit une courbure à convexité externe, de rayon beaucoup plus grand, jusqu'au voisinage de son cartilage, où elle se coude vers le dedans, pour former l'angle costal antérieur.



La courbure de torsion

En plus des courbures précédemment décrites (courbures d'enroulement), les côtes présentent une autre courbure,  suivant leur axe (courbure de torsion).

Supposons la côte rectiligne, fixée par son extrémité postérieure à la colonne vertébrale et dirigée horizontalement en dehors, avec une face antérieure et une face postérieure, et faisons-lui subir chacune de ces courbures d'enroulement : en déplaçant l'extrémité libre vers l'avant, la côte se déforme en une courbure convexe vers l'arrière au niveau de l'arc postérieur, vers le dehors au niveau de l'arc moyen et vers l'avant pour l'arc antérieur.

On imprime maintenant à chaque extrémité de la côte un mouvement de torsion  : celui-ci va déplacer la face convexe de l'extrémité postérieure vers le bas, et la face convexe de l'extrémité antérieure vers le haut. Dans le même temps, l'extrémité postérieure est déplacée vers haut, tandis que l'extrémité antérieure est déplacée vers le bas. La côte a alors la forme d'un «  S  » très allongé, et si on la pose sur un plan horizontal, elle ne touche ce plan qu'au niveau de son arc moyen et de l'une de ses extrémités.

La courbure de torsion n'est pas la même pour les différentes côtes. Au niveau des côtes inférieures la torsion est très marquée sur l'arc postérieur, la face convexe de la côte regardant en arrière et fortement en bas, alors qu' à la partie antérieure la torsion est faible et les faces costales sont d'autant plus verticales qu'on se rapproche de la dernière côte. Cette configuration permet une importante oblicuité des côtes inférieures et une grande possibilité d'élévation de l'arc moyen au cours des mouvements costaux.


Articulations costo-vertébrales


Ces articulations relient les côtes au rachis.
A chaque étage vertébral thoracique correspond une paire de côtes qui s’articulent par  l’intermédiaire de deux articulations avec les vertèbres  :

- une articulation costo-vertébrale (ou costo-corporéale)  : entre la tête costale, le disque intervertébral et les corps vertébraux

- une articulation costo-transversaire  : entre la tubérosité costale et le processus transverse de la vertèbre

 

1.Articulation costo-vertébrale

La tête costale présente deux surfaces articulaires qui s'articulent les facettes costales des corps vertébraux contigus.

Ce sont des articulations dites «  arthrodies  »  : articulation de deux surfaces planes, maintenues en contact par une capsule fibreuse et ne jouissant que de mouvements de glissement.



2.Articulation costo-transversaire

Elles mettent en rapport les surfaces articulaires  du processus transverse de la vertèbre et de la tubérosité costale. Ce sont également des arthrodies.


Mouvements costaux


Les mouvements de la côte sont définis par la double articulation costo-vertébrale et costo-transversaire  :

mouvement d'avancée et de recul de la côte dans un plan horizontal

mouvement de rotation de la côte autour de l'axe passant par les 2 articulations 


Ces mouvements sont par ailleurs limités par la jonction sterno-costale, dont la souplesse va dépendre de la longueur du cartilage costal.


Les mouvements de la côte par rapport à la colonne vertébrale thoracique


Les deux articulations costo-vertébrale et costo-transversaire sont mécaniquement  liées: la côte présente ainsi un mouvement de rotation autour d'un axe passant par le centre des 2 articulations. L’axe de rotation est donc différent en fonction de la position de l’apophyse transverse (plutôt sagittale pour les vertèbres inférieures, plutôt frontale pour les vertèbres supérieures). L’orientation de l’axe par rapport au plan sagittal varie selon la hauteur thoracique et détermine la direction du mouvement costal.


Lors des mouvements d’inspiration et d’expiration, l'arc costal postérieur tourne sur lui-même autour d'un axe passant par les articulations costo-transversaire et costo-vertébrales  :

-  Lors de l’inspiration, la face supérieure de l’axe postérieur devient postérieure, entraînant une élévation des arcs antérieurs des côtes

-  Lors de l’expiration, la face supérieure de l’arc postérieur devient antérieure, entraînant un abaissement des arcs costaux antérieurs

En raison de l'orientation des apophyses transverses en fonction du niveau thoracique, les conséquences de l'élévation costale sur l'augmentation du diamètre thoracique sont différentes  :

- Au niveau supérieur, l’axe des apophyses transverses est plutôt frontal, donc le plan de mouvement costal est plutôt sagittal  : l'arc antérieur s'élève tout en se déplaçant d'arrière en avant (mouvement en poignée de pompe)

Au niveau inférieur, l’axe des apophyses transverses est plutôt sagittal, donc le plan de mouvement costal est plutôt frontal  : l'arc moyen s'élève et se déplace du dedans vers de le dehors (mouvement en anse de seau)

Les côtes moyennes ont un axe de rotation intermédiaire entre le plan sagittal et frontal, avec une possibilité de mouvement  en anse de seau et en poignée de pompe.

 

Le mouvement des cartilages costaux


La côte est reliée au sternum par l'intermédiaire d'un cartilage et de 2 articulations  :

-  l' articulation sterno-chondrale  : l'extrémité antérieure du cartilage s'encastre dans l'encoche sternale, ne permettant qu' un faible mouvement d’élévation et d'abaissement. Les surfaces étant planes, elles empêchent tout mouvement de rotation.

-  l'articulation chondro-costale  : l’extrémité postérieure du cartilage s’encastre dans l’extrémité antérieure de la côte,  permettant des mouvements latéraux et d'élévation-abaissement.

 

Au repos, c'est à dire à la fin d'une expiration du volume courant (volume pulmonaire à la CRF), les côtes sont très obliques d'arrière en avant et de haut en bas. L'extrémité antérieure est donc beaucoup plus basse que l'extrémité postérieure.

Lors de l'inspiration, l'élévation des côtes entraîne une torsion du cartilage sur lui-même car le mouvement de la côte est plus important que celui du sternum. Le cartilage étant un matériau élastique, il emmagasine au cours de cette déformation de l'énergie qui est restituée à l’expiration  : passivement, le cartilage reprend son aspect de repos et la côte s'abaisse. L'élévation de la côte est d'autant plus importante que le cartilage peut subir une importante torsion. La possibilité de torsion est fonction de la souplesse du cartilage et donc de l’âge.