Спинной мозг: строение и функции, основы физиологии

На какие делятся проводящие пути по: направлению, функции, длине, локализации и по значимости?

1. По направлению:
   • Восходящие,
   • Нисходящие;
2. По функции:
   • Чувствительные – импульсы образуются в рецепторах. Эти пути образуются чувствительными и вставочными нейронами.
   • Двигательные – импульсы идут к исполнительным органам (к мышцам).
3. По длине:
   • Короткие – локализуются в пределах одного отдела ЦНС, или между соседними отделами.
   • Длинные – соединяют отдаленные отделы ЦНС.
4. По локализации:
   • Ассоциативные – в одном полушарии.
   • Комиссуральные – связывают два полушария.
   • Проекционные – связывают полушария с другими отделами ГМ.
5. По значимости:
   • Основные – внутри ЦНС.
   • Окольные – за пределами ЦНС. Проходят по оболочке ГМ и СМ, по сосудам. Проводят чувства гравитации и вибрации.

Как выглядит спинной мозг внешне?

Начало спинного мозга условно определяется на уровне верхнего края I шейного позвонка и большого затылочного отверстия черепа. В этой области спинной мозг мягко перестраивается в головной мозг, четкого разделения между ними нет. В этом месте осуществляется перекрест так называемых пирамидных путей: проводников, ответственных за движения конечностей. Нижний край спинного мозга соответствует  верхнему краю II поясничного позвонка. Таким образом, длина спинного мозга оказывается меньше, чем длина позвоночного канала. Именно эта особенность расположения спинного мозга позволяет проводить спинномозговую пункцию на уровне III — IV поясничных позвонков (невозможно повредить спинной мозг при  люмбальной пункции между остистыми отростками III — IV поясничных позвонков, так как его там попросту нет).

Размеры спинного мозга человека следующие: длина приблизительно 40-45 см, толщина – 1-1,5 см, вес – около 30-35 г.

По длине выделяют несколько отделов спинного мозга:

• шейный;
• грудной;
• поясничный;
• крестцовый;
• копчиковый.

В области шейного и пояснично-крестцового уровней спинной мозг толще, чем в других отделах, потому что в этих местах располагаются скопления нервных клеток, обеспечивающих движения рук и ног.

Последние крестцовые сегменты вместе с копчиковым называются  конусом спинного мозга из-за соответствующей геометрической формы. Конус переходит в терминальную (конечную) нить. Нить уже не имеет нервных элементов в своем составе, а только лишь соединительную ткань, и покрыта оболочками спинного мозга. Терминальная нить фиксируется ко II копчиковому позвонку.

Спинной мозг на всем своем протяжении покрыт 3-мя мозговыми оболочками. Первая (внутренняя) оболочка спинного мозга называется мягкой. Она несет в себе артериальные и венозные сосуды, которые обеспечивают кровоснабжение спинного мозга. Следующая оболочка (средняя) – паутинная (арахноидальная). Между внутренней и средней оболочками находится субарахноидальное (подпаутинное) пространство, содержащее спинномозговую жидкость (ликвор). При проведении спинномозговой пункции игла должна попасть именно в это пространство, чтобы можно было взять ликвор на анализ. Наружная оболочка спинного мозга – твердая. Твердая мозговая оболочка продолжается до межпозвоночных отверстий, сопровождая нервные корешки.

Внутри позвоночного канала спинной мозг фиксируется к поверхности позвонков с помощью связок.

Посередине спинного мозга на всем его протяжении находится узенькая трубочка, центральный канал. Она также содержит спинномозговую жидкость.

Со всех сторон вглубь спинного мозга вдаются углубления – щели и борозды. Самые крупные из них – передняя и задняя срединные щели, которые разграничивают две половины спинного мозга (левую и правую). В каждой половине имеются дополнительные углубления (борозды). Борозды дробят спинной мозг на канатики. В итоге получается два передних, два задних и два боковых канатика. Подобное анатомическое деление имеет под собой функциональное основание – в разных канатиках проходят нервные волокна,  несущие  различную информацию (о боли, о прикосновениях, о температурных ощущениях, о движениях и т.д.). В борозды и щели проникают кровеносные сосуды.

Поражение верхнего и нижнего шейного отдела спинного мозга.

а) поражение
верхнего шейного отдела СМ (С1-С4): паралич
дыхательных мышц диафрагмы, тетраплегия
или тетрапарез с расстройством всех
видов чувствительности по проводниковому
типу книзу от уровня поражения с
соответствующими изменениями рефлексов,
характерными для центральных параличей
и парезов, расстройства функции тазовых
органов (задержка, периодическое
недержание мочи и кала); в случае остро
развивающегося поражения этого отдела
наблюдается вялая тетраплегия с мышечной
гипотонией, арефлексией, обусловленная
диашизом (спинальный шок), которая спустя
несколько дней или недель сменяется
спастической тетраплегией

б) поражение
нижнего шейного отдела СМ (С5-Т1):
спастические параличи ног и атрофические
параличи рук; расстройства всех видов
чувствительности книзу от уровня
поражения по проводниковому типу,
задержка мочеиспускания и дефекации,
синдром Горнера.

Клиническая роль

Для чего может быть использована представленная информация в практической медицине? Знание особенностей строения и функций органа необходимо для осуществления диагностической и лечебной деятельности:

1. Понимание анатомических особенностей позволяет вовремя диагностировать определенные патологические процессы. Снимок МРТ невозможно расшифровать без четкого понимания нормального строения нервной системы.
2. Оценка клинических данных также основывается на особенностях строения и функционирования нервной системы. Снижение или усиление определенных нервных рефлексов помогает установить локализацию поражения.
3. Понимание анатомических особенностей позволяет хирургам проводить точные операции на органах нервной системы. Врач будет воздействовать на определенный участок ткани, не затрагивая другие отделы органа.
4. Понимание функций мозга должно способствовать разработке правильных методов консервативного лечения. Восстановительные процедуры при органических поражениях нервной системы основываются на понимании функционирования спинного мозга.
5. Наконец, причину смерти человека от заболеваний нервной системы невозможно установить без знаний об анатомии и функционировании составляющих её органов.

Полученные веками исследований знания об особенностях нервной системы позволяют врачебную деятельность на высоком современном уровне.

Может пригодиться:

1. Анатомия руки и кисти
2. Кифоз грудного отдела позвоночника
3. Анатомия ноги выше и ниже коленного сустава
4. Какие суставы есть у человека? Анатомия
5. Анатомия позвоночника, особенности строения позвонков

Расположение и структура спинного мозга

Как часть центральной нервной системы, спинной мозг прикреплен связками и хорошо защищен в позвоночном канале позвоночника. Он имеет основание у большого затылочного отверстия (хвостового отдела продолговатого мозга).

В его продольном течении заметны две веретенообразные опухоли ( intumescentia cervicalis и intumescentia lumbalis ), вызванные иннервацией конечностей. Хвостовой конец спинного мозга имеет коническую форму и поэтому называется conus medullaris. Наконец, из него выходит тонкая ниточка соединительной ткани ( filum terminale).

Спинальные мембраны соединительной ткани охватывают весь спинной мозг и образуют расщелины, которые содержат жировую ткань, выраженное венозное сплетение и спинномозговую жидкость, и таким образом защищают чрезвычайно чувствительный спинной мозг от повреждающих воздействий.

Кроме того, более тонкая продольная выемка ( fissura mediana ventralis ) видна по всей ее длине спереди и более глубокая борозда ( sulcus medianus dorsalis ) сзади. Оба «делят» спинной мозг симметрично на левую и правую половины, так сказать.

В продольном направлении проводится различие между 31 и 33 сегментами спинного мозга. С обеих сторон спинного мозга спинные нервные корешки входят дорзально, и появляются вентролатеральные корешки, которые объединяются влево и вправо, образуя спинной нерв, который затем выходит между двумя позвонками через межпозвонковое отверстие.

Поскольку спинной канал и спинной мозг у новорожденного имеют одинаковую длину, спинномозговые нервы выходят из своих межпозвоночных отверстий на одинаковой высоте. В дальнейшем, однако, позвоночник растет быстрее, чем спинной мозг, и спинным нервам приходится перемещаться на все большее расстояние до выхода. Это приводит к развитию так называемого хвоста ( конского хвоста ), плотного количества нисходящих корешков.

У взрослых только корни позвоночника проходят по каналу с высоты 1-го поясничного позвонка.

Эволюция и разнообразие

Впервые спинной мозг появляется уже у бесчерепных (ланцетник). Спинной мозг изменяется в связи с изменением сложности передвижения животных. У наземных животных с четырьмя конечностями образуются шейное и поясничное утолщение, у змей спинной мозг не имеет утолщений. У птиц за счет расширения седалищного нерва формируется полость — ромбовидный, или люмбосакральный синус (лат. Sinus lumbosacralis). Его полость заполнена гликогеновой массой. У костистых рыб спинной мозг переходит в эндокринный орган урофиз.

Разнообразие внешних форм спинного мозга определяется функциональной нагрузкой на эту часть нервной системы. Он может быть как длинным однородным (у змеи) так и не длиннее головного мозга (у рыбы-луны). Количество сегментов тоже может различаться и доходить до 500 у некоторых змей. Распределения серого вещества меняется от группы к группе. Для миног и миксин характерно слабо дифференцированное серое вещество спинного мозга. Но у большинства позвоночных серое вещество расположено в виде классической «бабочки».

Заболевания спинного мозга

Менинго и миеломенингоцеле (spina bifida aperta) = «открытая спина»

Это заболевание является врожденным пороком развития позвоночника и спинного мозга.

Во время эмбрионального развития нервная трубка и позвоночник не полностью закрыты, в результате чего менинги (менингоцеле) или менинги и спинной мозг (миеломенингоцеле) выпячиваются наружу через позвоночную щель. Спинной мозг может быть поврежден таким образом, что это иногда приводит к серьезным неврологическим сбоям.

Только при так называемой spina bifida occulta спинной мозг с его кожей в основном остается неповрежденным. Часто имеется надлом кожи или волосистой части кожи с липомой или губкой над позвоночным зазором.

Терапия расщелины позвоночника состоит из нейрохирургической окклюзии и последующей терапии для поддержания функциональности. Прогноз варьируется в зависимости от высоты дефекта спинного мозга. Как и при всех повреждениях спинного мозга, чем выше дефект, тем менее благоприятен прогноз.

Поперечный синдром

• синдром полного поперечного сечения: полная дисфункция определенного сегмента спинного мозга
• синдром неполного поперечного сечения: частичная потеря функции спинного мозга на определенной высоте

Симптомный комплекс включает в себя паралич, нарушения чувствительности и нарушение вегетативных функций. В зависимости от высоты поражения, есть:

• Параплегия = полный паралич ног
• Квадриплегия = полный паралич рук и ног

Причины синдрома поперечного сечения особенно часто являются результатом несчастных случаев, то есть травмирующих. Воспаление (например, при полиомиелите , рассеянный склероз ), опухоли и грыжи межпозвоночных дисков также могут вызывать синдром поперечного сечения.

Примечание: каждый поперечный синдром представляет собой неврологическое состояние!

Грыжа межпозвоночного диска (пролапс ядер ядра) = пролапс межпозвонкового диска

При этом заболевании позвоночника, которое может иметь дегенеративные или травматические причины, внутреннее желатиновое ядро ​​межпозвонкового диска (ядро пульпозное) давит на спинной мозг и, таким образом, приводит к симптомам неврологического дефицита. При точном медицинском использовании проводится различие между:

• Выпадение диска : полное выпадение пульпозного ядра вследствие повреждения фиброзного кольца.
• Выпячивание межпозвонкового диска: выпуклый или неполный выпадение межпозвонкового диска, при котором пульпозное ядро ​​выпирает в позвоночный канал, но фиброзное кольцо межпозвонкового диска все еще не повреждено / разорвано.

Рефлекторный лук

Рефлекс = стереотипный ответ

Существуют афферентные волокна, которые передают свое возбуждение непосредственно моторным нейронам клеток переднего рога, которые, в свою очередь, контролируют мышцы через свои эфференты. Эта реакция происходит на уровне спинного мозга и называется простым рефлексом. Нижележащий нервный контур называется рефлекторной дугой. Афферент может проходить непосредственно к двигательному нейрону ( дуга рефлекса моносинаптической нервной системы ) или с включением промежуточных нейронов ( дуги мультисинаптической рефлекса ), которые достигают клеток переднего рога двигателя.

Саморефлекс

При саморефлексе рецептор и эффектор находятся в одном органе. Рефлекторная дуга протекает моносинаптически.

Пример:

Коленный сухожильный рефлекс = PSR

Рефлекс сухожилия надколенника является моносинаптическим рефлексом.

Удар по сухожилию надколенника вызывает сокращение мышц подколенного сухожилия. Рецепторы, которые воспринимают стимул, являются рецепторами растяжения в мышечном веретене четырехглавой мышцы бедра. Чувствительные афференты перемещаются к дорсальному рогу спинного мозга и передаются в двигательные нейроны переднего рога на уровне L2-L4 только одним синапсом. Эффекты теперь проходят в поясничном сплетении, а затем изолируются в бедренном нерве обратно в мышцу и вызывают его сокращение.

Для клинической оценки рефлекса важна не сила ответа на стимул, а тот факт, что рефлекс может быть вызван с обеих сторон.

Внешний рефлекс

Во внешнем рефлексе рецептор и эффектор находятся не в одном органе. Несколько синапсов вставлены в рефлекторную дугу.

Примеры:

полисинаптический рефлекс сгибателей

Сгибательный рефлекс является защитным рефлексом. Ноцицепторы раздражаются, и возбуждение распространяется на различные уровни спинного мозга. Сгибатели на раздраженной стороне и разгибатели на противоположной стороне сокращаются.

• Кремастер рефлекс
• Кожный рефлекс брюшной полости
• Рефлекс век

Функции

Проводящие пути спинного мозга образованы аксонами – окончаниями нейронов. Анатомия их состоит в том, что аксон очень длинный и соединяется с другими нервными клетками. Проекционные проводящие пути головного и спинного мозга проводят огромное количество нервных сигналов от рецепторов к ЦНС.

В этом сложном процессе участвуют нервные волокна, расположенные практически по всей длине спинного мозга. Сигнал проводится между нейронами и от разных отделов ЦНС к органам. Проводящие пути спинного мозга, схема которых достаточно запутана, обеспечивают беспрепятственное прохождение сигнала от периферии в ЦНС.

Они состоят в основном из аксонов. Эти волокна способны создавать связи между сегментами спинного мозга, находятся лишь в нем и не выходят за его пределы. Так обеспечивается контроль эффекторных органов.

Самая простая нейронная сеть – это рефлекторные дуги, которые обеспечивают вегетативный и соматический процессы. Первоначально нервный импульс возникает в окончании рецептора. Далее участвуют волокна чувствительного, вставочного и моторного нейрона.

Нейроны проводят сигнал в своем сегменте, а также обеспечивают его обработку и реакцию ЦНС на раздражение определенного рецептора.

В наших мышцах, органах, сухожилиях, рецепторах каждую секунду возникают сигналы, которые требуют немедленной обработки со стороны ЦНС. Туда они проводятся по специальным канатикам спинного мозга. Эти пути называют чувствительными или восходящими. Восходящие пути спинного мозга соединяются с рецепторами по периферии всего тела. Их образуют аксоны нейронов чувствительного типа. Тела этих аксонов расположены в спинальных ганглиях. Также участвуют вставочные нейроны. Их тела расположены в задних рогах (спинной мозг).