Структура и основные элементы спинного мозга, направления и принципы их взаимосвязи, физиологическое обоснование и значение. Функции данного органа в человеческом организме. Назначение оболочек, особенности и характер протекаемых внутри них реакций.
Спинной мозг, имеет по сравнению с головным мозгом относительно простой принцип строения и выраженную сегментарную организацию. Знание этого факта имеет практическое значение (чтобы не повредить спинной мозг при поясничном проколе, для взятия спинномозговой жидкости или для спинномозговой анестезии надо вводить иглу шприца между остистыми отростками III и IV поясничных позвонков). Спинной мозг не занимает целиком полость позвоночного канала: между стенками канала и мозгом остается пространство, заполненное жировой тканью, кровеносными сосудами, оболочками мозга и спинномозговой жидкостью. В области шейного утолщения поперечный размер спинного мозга достигает 1,3-1,5 см, в середине грудной части - 1 см, в области пояснично-крестцового утолщения - 1,2 см; переднезадний размер в области утолщений достигает 0,9 см, в грудной части - 0,8 см. Спинной мозг делят на пять частей: шейную часть, грудную часть, поясничную часть, крестцовую часть, и копчиковую часть, В каждую из этих частей входит определенное число сегментов спинного мозга, т.е. участков спинного мозга, дающих начало одной паре спинномозговых нервов (правому и левому).Спинной мозг - отдел центральной нервной системы позвоночных животных и человека, расположенный в позвоночном канале; больше других отделов центральной нервной системы сохранил черты примитивной мозговой трубки хордовых. Спинной мозг имеет форму цилиндрического тяжа с внутренней полостью (спинномозговым каналом); он покрыт тремя мозговыми оболочками: мягкой, или сосудистой (внутренней), паутинной (средней) и твердой (наружной), и удерживается в постоянном положении при помощи связок, идущих от оболочек к внутренней стенке костного канала. Пространство между мягкой и паутинной оболочками (подпаутинное) и собственно мозгом, как и спинномозговой канал, заполнены спинномозговой жидкостью. Задние спинномозговые корешки несут в себе чувствительные (афферентные) нервные волокна, по которым в спинной мозг передаются импульсы от рецепторов кожи, мышц, сухожилий, суставов, внутренних органов. Передние корешки содержат двигательные (эфферентные) нервные волокна, по которым импульсы из двигательных или симпатических клеток спинного мозга передаются на периферию (к скелетным мышцам, гладким мышцам сосудов и внутренним органам).
Введение
спинной орган мозг
Одним из основных свойств живого вещества является раздражимость. Каждый живой организм получает раздражения из окружающего его мира и отвечает на них соответствующими реакциями, которые связывают организм с внешней средой. Протекающий в самом организме обмен веществ в свою очередь обусловливает ряд раздражений, на которые организм также реагирует. Связь между участком, на который попадает раздражение, и реагирующим органом в высшем многоклеточном организме осуществляется нервной системой.
Проникая своими разветвлениями во все органы и ткани, нервная система связывает все части организма в единое целое, осуществляя его объединение, интеграцию. Следовательно, нервная система есть «невыразимо сложнейший и тончайший инструмент сношений, связи многочисленных частей организма между собой и организма как сложнейшей системы с бесконечным числом внешних влияний» (И.П. Павлов). В основе деятельности нервной системы лежит рефлекс (И.М. Сеченов). «Это значит, что в тот или иной рецепторный нервный прибор ударяет тот или иной агент внешнего или внутреннего мира организма. Этот удар трансформируется в нервный процесс, в явление нервного возбуждения. Возбуждение по нервным волокнам, как по проводам, бежит в центральную нервную систему и оттуда благодаря установленным связям по другим проводам приносится к рабочему органу, трансформируясь, в свою очередь, в специфический процесс клеток этого органа» (И.П. Павлов).
Спинной мозг, имеет по сравнению с головным мозгом относительно простой принцип строения и выраженную сегментарную организацию. Он обеспечивает связи головного мозга с периферией и осуществляет сегментарную рефлекторную деятельность. Длина спинного мозга у взрослого человека в среднем 43 см (у мужчин-45, у женщин - 41-42 см), масса - около 34-38 г.
1. Внешнее строение
Спинной мозг (medulla spinalis) представляет собой наиболее «древнюю» часть нервной системы. Он располагается в спинномозговом канале, образованном дугами позвонков. Вверху (ростально) под большим затылочным отверстием он переходит в продолговатый мозг (отдел головного мозга). Внизу (каудально) спинной мозг заканчивается на уровне I-II поясничных позвонков, сужением - мозговым конусом. Знание этого факта имеет практическое значение (чтобы не повредить спинной мозг при поясничном проколе, для взятия спинномозговой жидкости или для спинномозговой анестезии надо вводить иглу шприца между остистыми отростками III и IV поясничных позвонков). От мозгового конуса вниз тянется концевая нить (терминальная), которая состоит из нервной ткани переходящую в соединительную. Терминальная нить присоединяется к надкостнице копчика, что обеспечивает фиксацию спинного мозга. Терминальная нить окружена длинными корешками нижних спинномозговых нервов, которые образуют в позвоночном канале пучок - конский хвост.
Спинной мозг не занимает целиком полость позвоночного канала: между стенками канала и мозгом остается пространство, заполненное жировой тканью, кровеносными сосудами, оболочками мозга и спинномозговой жидкостью.
Различают четыре поверхности спинного мозга: несколько уплощенную переднюю, немного выпуклую заднюю и две боковые, почти округлые, переходящие в переднюю и заднюю.
Спинной мозг не на всем протяжении имеет одинаковый диаметр. Его толщина несколько увеличивается снизу вверх. Наибольший размер в поперечнике отмечается в двух веретенообразных утолщениях: в верхнем отделе - это шейное утолщение, intumescentia cervicalis, соответствующее выходу спинномозговых нервов, идущих к верхним конечностям, и в нижнем отделе - это пояснично-крестцовое утолщение, intumescentia lubosacralis, - место выхода нервов к нижним конечностям. В области шейного утолщения поперечный размер спинного мозга достигает 1,3-1,5 см, в середине грудной части - 1 см, в области пояснично-крестцового утолщения - 1,2 см; переднезадний размер в области утолщений достигает 0,9 см, в грудной части - 0,8 см.
Шейное утолщение начинается на уровне III-IV шейного позвонка, доходит до II грудного, достигая наибольшей ширины на уровне V-VI шейного позвонка (на высоте пятого-шестого шейного спинномозгового нерва). Пояснично-крестцовое утолщение простирается от уровня IX-X грудного позвонка до I поясничного, наибольшая ширина его соответствует уровню XII грудного позвонка (на третьего поясничного спинномозгового нерва).
Форма поперечных срезов спинного мозга на разных уровнях различна: в верхней части срез имеет форму овала, в средней части - округлый, а в нижней части приближается к квадратной.
На передней поверхности спинного мозга, по всей его длине, залегает глубокая передняя срединная щель, в которую впячивается складка мягкой мозговой оболочки - промежуточная шейная перегородка. Эта щель менее глубокая у верхнего и нижнего концов спинного мозга и наиболее выражена в средних его отделах.
На задней поверхности мозга имеется очень узкая задняя срединная борозда, в которую проникает пластинка глиозной ткани - задняя срединная перегородка. Щель и борозда делят спинной мозг на две половины - правую и левую. Обе половины соединены узким мостиком мозговой ткани, в середине которой располагается центральный канал спинного мозга.
На боковой поверхности каждой половины спинного мозга находятся две неглубокие борозды. Переднелатеральная борозда, расположена кнаружи от передней срединной щели, более отдаленная от нее в верхней и средней частях спинного мозга, чем в нижней его части. Заднелатеральная борозда, лежит кнаружи от задней срединной борозды. Обе борозды идут почти по всей длине спинного мозга.
В шейном и отчасти в верхнем грудном отделах, между задней срединной и заднелатеральной бороздами, проходит нерезко выраженная задняя промежуточная борозда.
У плода и новорожденного иногда встречается довольно глубокая передняя промежуточная борозда, которая, следуя по передней поверхности верхних отделов шейной части спинного мозга, располагается между передней срединной щелью и переднелатеральной бороздой.
2. Спинномозговые корешки
Из переднелатеральной борозды или вблизи нее выходят передние корешковые нити, представляющие собой отростки двигательных клеток. Передние корешковые нити образуют передний корешок (двигательный). Передние корешки содержат центробежные (эфферентные) волокна, проводящие двигательные и вегетативные импульсы на периферию тела: к поперечнополосатым и гладким мышцам, железам и др.
В заднелатеральную борозду входят задние корешковые нити, состоящие из отростков клеток, залегающих в спинномозговом узле. Задние корешковые нити образуют задний корешок (чувствительный). Задние корешки содержат афферентные (центростремительные) нервные волокна, проводящие чувствительные импульсы от периферии, т.е. от всех тканей и органов тела, в ЦНС.
Спинномозговой узел (чувствительный) - это веретенообразное утолщение, расположенное на заднем корешке. Он представляет собой скопление главным образом псевдоуниполярных нервных клеток. Отросток каждой такой клетки делится Т-образно на два отростка: длинный периферический направляется на периферию в составе спинномозгового нерва, и оканчивается чувствительным нервным окончанием; короткий центральный следует в составе заднего корешка в спинной мозг.
Все спинномозговые узлы, за исключением узла копчикового корешка, плотно окружены твердой мозговой оболочкой; узлы шейного, грудного и поясничного отделов залегают в межпозвоночных отверстиях, узлы крестцового отдела - внутри крестцового канала.
Направление корешков неодинаково: в шейном отделе они отходят почти горизонтально, в грудном - направляются косо вниз, в пояснично-крестцовом отделе следуют прямо вниз
Передний и задний корешки одного уровня и одной стороны тотчас кнаружи от спинномозгового узла соединяются, образуя спинномозговой нерв, n. spinalis, который является, таким образом, смешанным. Каждая пара спинномозговых нервов (правый и левый) соответствует определенному участку - сегменту - спинного мозга. Следовательно, в спинном мозге насчитывается такое количество сегментов, сколько пар спинномозговых нервов.
Спинной мозг делят на пять частей: шейную часть, грудную часть, поясничную часть, крестцовую часть, и копчиковую часть, В каждую из этих частей входит определенное число сегментов спинного мозга, т.е. участков спинного мозга, дающих начало одной паре спинномозговых нервов (правому и левому).
Шейную часть спинного мозга составляют восемь шейных сегментов, грудную часть - 12 грудных сегментов, поясничную часть - пять поясничных сегментов, крестцовую часть - пять крестцовых сегментов, копчиковую часть составляют от одного до трех копчиковых сегментов, Итого 31 сегмент.
3. Оболочки мозга
Снаружи мозг покрыт тремя оболочками: Мягкая (сосудистая). Она содержит разветвления кровеносных сосудов, которые внедряются в спинной мозг
Паутинная. Она образованна тонкой соединительно - тканной пластинкой.
Между паутинной и мягкой оболочками находится подпаутинное (лимфатическое) пространство, заполненное цереброспинальной жидкостью (ликвор).
Твердая. Это длинный просторный мешок, охватывающий спинной мозг. Твердая оболочка не примыкает к стенкам позвоночного канала, между ними имеется эпидуральное пространство, заполненное жировой клетчаткой и венозными синусами.
4. Функции спинного мозга
Проводниковую функцию выполняет белое вещество спинного мозга, образованное восходящими (афферентными) и нисходящими (эфферентными) проводящими путями. Благодаря им обеспечивается связь между различными отделами спинного и головным мозгом. При этом, возбуждение, возникающее в рецепторах туловища, шеи, конечностей или внутренних органах, проводится по чувствительным нейронам, которые переключаются в задних рогах серого вещества спинного мозга на вставочные нейроны. Отростки вставочных нейронов в составе восходящих путей (задних и частично боковых канатикам) проводят импульсы в головной мозг. После обработки информации по нисходящим путям (передним и частично боковым канатикам) возбуждение предается в передние рога определенных сегментов спинного мозга на двигательные нейроны и далее на исполнительный орган.
Отделение спинного мозга от головного путем перерезки или охлаждения в условиях эксперимента вызывает резкое нарушение функций организма - спинальный шок. В период шока наблюдается резкое уменьшение тонуса мышц конечностей и туловища, исчезновение двигательных рефлексов при раздражении кожи и мышц, падение кровяного давления, расширение сосудов, нарушение регуляции мочеиспускания и дефекации. Глубина и длительность возникших во время шока нарушений функций зависят от уровня перерезки мозга и вида животного. Если мозг отделен на уровне I и II шейных сегментов, то наступает смерть вследствие прекращения дыхания, так как от дыхательного центра головного мозга не поступают импульсы к соответствующим спинномозговым центрам и к дыхательной мускулатуре. При перерезке мозга на уровне IV-V шейных сегментов сохраняется дыхание. Чем ниже перерезан мозг, тем меньше нарушаются функции. После нарушения связи головного со спинным мозгом первые рефлекторные реакции у человека появляются через 2-3 недели. Глубокое нарушение функций организма, наступающее во время шока, объясняется снятием влияний головного мозга и ретикулярной формации на спинномозговые функции.
Рефлекторная деятельность осуществляется серым веществом и заключается в обеспечении спинным мозгом двигательных и вегетативных рефлексов. При этом, возбуждение, возникшее в рецепторах по афферентным нервным волокнам поступает в задние рога, где происходит восприятие чувствительных импульсов. Далее если рефлекс вегетативный, то в промежуточной зоне грудных и поясничных сегментов происходит формирование эфферентной импульсации к внутренним органам; если рефлекс соматический, то в передних рогах формируются двигательные нервные импульсы к скелетным мышцам. После, возбуждение по эфферентным волокнам устремляется к эффекторам.
Спинной мозг осуществляет следующие виды соматических рефлексов: Сгибательные, возникающие в ответ на болевое раздражение кожи;
Разгибательные;
Сухожильные, например колленный, ахиллов;
Миотатические, которые заключаются в сокращении мышц-разгибателей, возникающем вследствие раздражения мышечных рецепторов при длительном растяжении;
Ритмические (например, шагания), заключающиеся в попеременном сгибании и разгибании конечности;
Тонические направленные на поддержание определенной позы; Спинным мозгам осуществляется следующие виды вегетативных рефлексов симпатического характера: Сосудодвигательные (нервный центр располагается в боковых рогах грудных сегментов);
Потоотделительный (нервный центр располагается в боковых рогах грудных сегментов);
Зрачковой рефлекс (нижний шейный и два верхних грудных сегмента);
Рефлексы, регулирующие работу сердца и бронхов (пять верхних грудных сегментов);
Рефлексы мочеиспускания;
Рефлексы акта дефекации;
Половые рефлексы (семяизвержения). Нервные центры этих рефлексов располагаются в крестцовых сегментах.
Рефлексы, осуществляющиеся при участии спинного мозга, называются простыми. Все эти рефлексы - запрограммированные автоматические двигательные акты, идущие без участия головного мозга. У низших животных наблюдается достаточно большое количество таких актов. Они сохраняются даже после повреждения головного мозга.
Например, коленный рефлекс, сгибательные рефлексы (отдергивание руки от горячего).
У высших животных и человека большинство рефлексов сложных. Сложные рефлексы - это рефлексы осуществляющиеся под контролем и при участии головного мозга. Например, акт ходьбы.
Вывод
Спинной мозг - отдел центральной нервной системы позвоночных животных и человека, расположенный в позвоночном канале; больше других отделов центральной нервной системы сохранил черты примитивной мозговой трубки хордовых. Спинной мозг имеет форму цилиндрического тяжа с внутренней полостью (спинномозговым каналом); он покрыт тремя мозговыми оболочками: мягкой, или сосудистой (внутренней), паутинной (средней) и твердой (наружной), и удерживается в постоянном положении при помощи связок, идущих от оболочек к внутренней стенке костного канала. Пространство между мягкой и паутинной оболочками (подпаутинное) и собственно мозгом, как и спинномозговой канал, заполнены спинномозговой жидкостью. Передний (верхний) конец спинного мозга переходит в продолговатый мозг, задний (нижний) - в концевую нить.
Спинной мозг условно делят на сегменты по количеству позвонков. У человека 31 сегмент: 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый. От каждого сегмента отходит группа нервных волокон - корешковые нити, которые, соединяясь, образуют спинномозговые корешки. Каждая пара корешков соответствует одному из позвонков и выходит из позвоночного канала через отверстие между ними. Задние спинномозговые корешки несут в себе чувствительные (афферентные) нервные волокна, по которым в спинной мозг передаются импульсы от рецепторов кожи, мышц, сухожилий, суставов, внутренних органов. Передние корешки содержат двигательные (эфферентные) нервные волокна, по которым импульсы из двигательных или симпатических клеток спинного мозга передаются на периферию (к скелетным мышцам, гладким мышцам сосудов и внутренним органам). Задние и передние корешки перед входом в межпозвонковое отверстие соединяются, образуя при выходе из позвоночника смешанные нервные стволы.
Спинной мозг состоит из двух симметричных половин, соединенных узкой перемычкой; нервные клетки и их короткие отростки образуют вокруг спинномозгового канала серое вещество. Нервные волокна, составляющие восходящие и нисходящие пути, образуют по краям серого вещества белое вещество. Выростами серого вещества (передними, задними и боковыми рогами) белое вещество разделено на три части - передние, задние и боковые канатики, границами между которыми служат места выхода передних и задних спинномозговых корешков.
Деятельность спинного мозга носит рефлекторный характер. Рефлексы возникают под действием афферентных сигналов, поступающих в спинной мозг от рецепторов, являющихся началом рефлекторной дуги, а также под влиянием сигналов, идущих сначала в головной мозг, а затем спускающихся в спинной мозг по нисходящим путям. Наиболее сложные рефлекторные реакции спинного мозга управляются различными центрами головного мозга. Спинной мозг служит при этом не только звеном в передаче поступающих из головного мозга сигналов к исполнительным органам: эти сигналы перерабатываются вставочными нейронами и сочетаются с сигналами, поступающими в это же время от периферических рецепторов.
Список литературы
1) Гранит P. Основы регуляции движении, пер. с англ. М., 1973.
2) Костюк П.Г. Структура и функция нисходящих систем спинного мозга. Л., 1973.
