Спинной мозг, medulla spinalis (греч. myelos), лежит в позвоночном канале и у взрослых представляет собой длинный (45 см у мужчин и 41—42 см у женщин), несколько сплюснутый спереди назад цилиндрический тяж, который вверху (краниально) непосредственно переходит в продолговатый мозг, а внизу (каудально) оканчивается коническим заострением, conus medullaris, на уровне II поясничного позвонка.
Знание этого факта имеет практическое значение (чтобы не повредить спинной мозг при поясничном проколе с целью взятия спинномозговой жидкости или с целью спинномозговой анестезии, надо вводить иглу шприца между остистыми отростками III и IV поясничных позвонков).
От conus medullaris отходит книзу так называемая концевая нить, filum terminale, представляющая атрофированную нижнюю часть спинного мозга, которая внизу состоит из продолжения оболочек спинного мозга и прикрепляется ко II копчиковому позвонку.
Спинной мозг на своем протяжении имеет два утолщения, соответствующих корешкам нервов верхней и нижней конечностей: верхнее из них называется шейным утолщением, intumescentia cervicalis, а нижнее — пояснично-крестцовым, intumescentia lumbosacralis.
Из этих утолщений более обширно пояснично-крестцовое, но более дифференцировано шейное, что связано с более сложной иннервацией руки как органа труда.
Образовавшимися вследствие утолщения боковых стенок спинномозговой трубки и проходящими по средней линии передней и задней продольными бороздами: глубокой fissura mediana anterior, и поверхностной, sulcus medianus posterior, спинной мозг делится на две симметричные половины — правую и левую; каждая из них в свою очередь имеет слабо выраженную продольную борозду, идущую по линии входа задних корешков (sulcus posterolateralis) и по линии выхода передних корешков (sulcus anterolateralis).
Белое вещество, substantia alba,спинного мозга состоит из нервных отростков, которые составляют три системы нервных волокон:
1. Короткие пучки ассоциативных волокон, соединяющих участки спинного мозга на различных уровнях (афферентные и вставочные нейроны). 2. Длинные центростремительные (чувствительные, афферентные). 3. Длинные центробежные (двигательные, эфферентные).
Первая система (коротких волокон) относится к собственному аппарату спинного мозга, а остальные две (длинных волокон) составляют проводниковый аппарат двусторонних связей с головным мозгом.
Собственный аппарат включает серое вещество спинного мозга с задними и передними корешками и собственными пучками белого вещества (fasciculi proprii), окаймляющими серое в виде узкой полосы. По развитию собственный аппарат является образованием филогенетически более старым и потому сохраняет примитивные черты строения — сегментарность, отчего его называют также сегментарным аппаратом спинного мозга в отличие от остального несегментированного аппарата двусторонних связей с головным мозгом.
Таким образом, нервный сегмент — это поперечный отрезок спинного мозга и связанных с ним правого и левого спинномозговых нервов, развившихся из одного невротома (невромера). Он состоит из горизонтального слоя белого и серого вещества (задние, передние и боковые рога), содержащего нейроны, отростки которых проходят в одном парном (правом и левом) спинномозговом нерве и его корешках. В спинном мозге различают 31 сегмент, которые топографически делятся на 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый. В пределах нервного сегмента замыкается короткая рефлекторная дуга.
Так как собственный сегментарный аппарат спинного мозга возник тогда, когда еще не было головного, то функция его — это осуществление тех реакций в ответ на внешнее и внутреннее раздражения, которые в процессе эволюции возникли раньше, т. е. врожденных реакций.
Аппарат двусторонних связей с головным мозгом филогенетически более молодой, так как возник лишь тогда, когда появился головной мозг.
По мере развития последнего разрастались кнаружи и проводящие пути, связывающие спинной мозг с головным. Этим объясняется тот факт, что белое вещество спинного мозга как бы окружило со всех сторон серое вещество. Благодаря проводниковому аппарату собственный аппарат спинного мозга связан с аппаратом головного мозга, который объединяет работу всей нервной системы. Нервные волокна группируются в пучки, а из пучков составляются видимые невооруженным глазом канатики: задний, боковой и передний. В заднем канатике, прилежащем к заднему (чувствительному) рогу, лежат пучки восходящих нервных волокон; в переднем канатике, прилежащем к переднему (двигательному) рогу, лежат пучки нисходящих нервных волокон; наконец, в боковом канатике находятся и те и другие. Кроме канатиков, белое вещество находится в белой спайке, comissura alba, образующейся вследствие перекреста волокон спереди от substantia intermedia centralis; сзади белая спайка отсутствует.
Спинной мозг сегментарное строение
Спинной мозг, medulla spinalis. Развитие спинного мозга.
Как уже отмечалось, филогенетически спинной мозг (туловищный мозг ланцетника) появляется на III этапе развития нервной системы (трубчатая нервная система). В это время головного мозга еще нет, поэтому туловищный мозг имеет центры для управления всеми процессами организма, как вегетативными, так и анимальными (висцеральные и соматические центры). Соответственно сегментарному строению тела туловищный мозг имеет сегментарное строение, он состоит из связанных между собой невромеров, в пределах которых замыкается простейшая рефлекторная дуга. Метамерное строение спинного мозга сохраняется и у человека, чем и обусловливается наличие у него коротких рефлекторных дуг.
С появлением головного мозга (этап кефализации) в нем возникают высшие центры управления всем организмом, а спинной мозг попадает в подчиненное положение. Спинной мозг не остается только сегментарным аппаратом, а становится и проводником импульсов от периферии к головному мозгу и обратно, в нем развиваются двусторонние связи с головным мозгом. Таким образом, в процессе эволюции спинного мозга образуется два аппарата: более старый сегментарный аппарат собственных связей спинного мозга и более новый надсегментарный аппарат двусторонних проводящих путей к головному мозгу. Такой принцип строения наблюдается и у человека.
Решающим фактором образования туловищного мозга является приспособление к окружающей среде при помощи движения. Поэтому строение спинного мозга отражает способ передвижения животного. Так, например, у пресмыкающихся, не имеющих конечностей и передвигающихся с помощью туловища (например, у змеи), спинной мозг развит равномерно на всем протяжении и не имеет утолщений. У животных, пользующихся конечностями, возникает два утолщения, при этом, если более развиты передние конечности (например, крылья птиц), то преобладает переднее (шейное) утолщение спинного мозга; если более развиты задние конечности (например, ноги страуса), то увеличено заднее (поясничное) утолщение; если в ходьбе участвуют и передние, и задние конечности (четвероногие млекопитающие), то одинаково развиты оба утолщения. У человека в связи с более сложной деятельностью руки как органа труда шейное утолщение спинного мозга дифференцировалось сильнее, чем поясничное.
Отмеченные факторы филогенеза играют роль в развитии спинного мозга и в онтогенезе. Спинной мозг развивается из нервной трубки, из ее заднего отрезка (из переднего возникает головной мозг). Из вентрального отдела трубки образуются передние столбы серого вещества спинного мозга (клеточные тела двигательных нейронов), прилегающие к ним пучки нервных волокон и отростки названных нейронов (двигательные корешки). Из дорсального отдела возникают задние столбы серого вещества (клеточные тела вставочных нейронов), задние канатики (отростки чувствительных нейронов).
Таким образом, вентральная часть мозговой трубки является первично двигательной, а дорсальная — первично чувствительной. Деление на моторную (двигательную) и сенсорную (чувствительную) области простирается на всю нервную трубку и сохраняется в стволе головного мозга.
Из-за редукции каудальной части спинного мозга получается тонкий тяж из нервной ткани, будущая filum terminale. Первоначально, на 3-м месяце утробной жизни, спинной мозг занимает весь позвоночный канал, затем позвоночник начинает расти скорее, чем мозг, вследствие чего конец последнего постепенно перемещается кверху (краниально). При рождении конец спинного мозга уже находится на уровне III поясничного позвонка, а у взрослого достигает высоты I — II поясничного позвонка. Благодаря такому «восхождению» спинного мозга отходящие от него нервные корешки принимают косое направление.
Спинной мозг сегментарное строение
В спинном мозге различают серое и белое вещество. На поперечном срезе спинного мозга серое вещество имеет вид буквы Н. Выделяют передние (вентральные), боковые, или латеральные (нижние шейные, грудные, два поясничных), и задние (дорсальные) рога серого вещества спинного мозга.
Серое вещество представлено телами нейронов и их отростками, нервными окончаниями с синаптическим аппаратом, макро- и микроглией и сосудами.
Белое вещество окружает снаружи серое вещество и образовано пучками мякотных нервных волокон, которые формируют проводящие пути на протяжении всего спинного мозга. Эти пути направляются в сторону головного мозга или нисходят из него. Сюда же относятся волокна, направляющиеся в выше- или нижележащие сегменты спинного мозга. Кроме того, в белом веществе находятся астроциты, отдельные нейроны, гемокапилляры.
В белом веществе каждой половины спинного мозга (на поперечном срезе) различают три пары столбов (канатиков): задний (между задней срединной перегородкой и медиальной поверхностью заднего рога), боковой (между передним и задним рогами) и передний (между медиальной поверхностью переднего рога и передней срединной щелью).
В центре спинного мозга проходит канал, выстланный эпендимоцитами, среди которых различают малодифференцированные формы, способные, по данным некоторых авторов, к миграции и дифференцировке в нейроны. В нижних сегментах спинного мозга (поясничном и сакральном) после полового созревания происходит пролиферация глиоцитов и зарастание канала, образование интраспиналъного органа. В составе последнего находятся глиоциты и секреторные клетки, вырабатывающие вазоактивный нейропептид. Орган подвергается инволюции после 36 лет.
Нейроны серого вещества спинного мозга являются мультиполярными. Среди них различают нейроны с немногочисленными слабоветвящимися дендритами, нейроны с ветвящимися дендритами, а также переходные формы.
В зависимости от того, куда идут отростки нейронов, выделяют: внутренние нейроны, отростки которых заканчиваются синапсами в пределах спинного мозга; пучковые нейроны, нейрит которых идет в составе пучков (проводящих путей) в другие отделы спинного мозга или в головной мозг; корешковые нейроны, аксоны которых покидают спинной мозг в составе передних корешков.
На поперечном срезе нейроны группируются в ядра, в составе которых находятся сходные по строению и функции нейроны. На продольном срезе эти нейроны располагаются послойно в виде колонки, что отчетливо видно в области заднего рога. Нейроны каждой колонки иннервируют строго определенные области тела. О закономерностях группировки нейронов и их функциях можно судить по пластинам Рекседа (1-Х). В центре заднего рога располагается собственное ядро заднего рога, у основания заднего рога — грудное ядро (Кларка), латеральнее и несколько глубже располагаются базилярные ядра, в промежуточной зоне — медиальное промежуточное ядро. В дорсальной части заднего рога из глубины кнаружи последовательно располагаются мелкие нейроны студневидного вещества (роландова), далее — мелкие нейроны губчатой зоны и, наконец, — пограничная зона, содержащая мелкие нейроны.
Аксоны чувствительных нейронов из спинальных ганглиев входят в спинной мозг через задние корешки и далее в краевую зону, где делятся на две ветви: короткую нисходящую и длинную восходящую. По боковым ответвлениям от этих ветвей аксона импульсы передаются на ассоциативные нейроны серого вещества. Болевая, температурная и тактильная чувствительность проецируется на нейроны студневидного вещества и собственного ядра заднего рога. В составе студневидного вещества находятся интернейроны, продуцирующие опиоидные пептиды, которые влияют на болевые ощущения (так называемые «ворота боли»). Импульсы от внутренних органов передаются на нейроны ядер промежуточной зоны. Сигналы от мышц, сухожилий, суставных капсул и др. (проприорецепция) направляются на ядро Кларка и другие ядра. Аксоны нейронов этих ядер формируют восходящие проводящие пути.
В задних рогах спинного мозга много диффузно расположенных нейронов, аксоны которых заканчиваются в пределах спинного мозга той же или противоположной стороны серого вещества. Аксоны этих нейронов выходят в белое вещество и тут же делятся на нисходящую и восходящую ветви. Распространяясь на уровне 4-5 спинномозговых сегментов, эти ветви образуют в совокупности собственные пучки белого вещества, непосредственно прилежащие к серому веществу. При этом различают задний, боковой и передний собственные пучки. Все эти пучки белого вещества относятся к собственному аппарату спинного мозга. От аксонов, входящих в состав собственных пучков, отходят коллатерали, заканчивающиеся синапсами на двигательных нейронах. Благодаря этому создаются условия для лавинообразного нарастания числа нейронов, передающих импульсы по рефлекторным дугам собственного аппарата спинного мозга.
Сегменты спинного мозга
Спинной мозг является ключевым органом центральной нервной системы, которые располагается вдоль позвоночника. В целом его масса составляет не более 45 г, но при этом на него возложены жизненно важные функции и задачи. Внешне он представляет собой длинный канат, от которого отходят нервные окончания. Строение у него сегментарное, и от каждого такого отрезка отходит своя пара корешков. Их количество составляет 31, причем это общее число, неравномерно разделенное по отделам.
Особенности анатомии
Спинной мозг представляет собой уникальный орган человеческого тела, поэтому неудивительно, что он имеет свои особенности. Расположен он вдоль позвоночника, и такая анатомия позволяет эффективно защитить этот сверхважный и чувствительный орган от любых механических воздействий извне. Но по длине он короче, чем весь хребет, поэтому соотношение сегментов спинного мозга не соответствует нумерации отделов самого столба. Полное совпадение наблюдается лишь у детей дошкольного возраста.
Начинается спинной мозг в районе затылка и заканчивается на уровне поясницы примерно на уровне L1-L2. У женщин тяж немного короче, чем у мужчин. В целом его длина достигает 43–45 см. Заканчивается спинной мозг конусом, от которого тянется терминальная нить, окруженная пуском нервов.
Весь тяж по всей длине неодинаковый в толщине, так как имеет два уплотнения в районе шейного отдела и пояснично-крестцового. Это обусловлено необходимостью размещения большого количества нейронов, отвечающих за работу нижних и верхних конечностей.
Какие выделяют сегменты
Отделы спинного мозга отличаются от тех, которые используются для условного разделения зон позвоночника. Длина их разная, меньше всего элементов насчитывается в копчиковой части. Соединены сегменты с определенными участками в организме нервными проводниками. В целом мозг подразделяется на следующие сегменты:
Основная длина приходится на грудные сегменты спинного мозга, после него 23,2% отводят на шею и только 7,3% на поясницу. Они являются задними и передними правильно чередующиеся нервными корешками. Располагаются они выше позвонков с таким же номером. Основная их задача сообщать о движениях, отвечать за мышечные сокращения. Поэтому передние нервные корешки еще называют двигательными, а задние – чувствительными.
В межпозвоночном отверстии находятся корешки каждого отдельного сегмента. Направление их неодинаково, ведь позвоночный столб заполнен мозгом. В области шейного отдела они лежат горизонтально, в грудном – направлены по диагонали, а в нижней части идут практически вертикально.
Самыми короткими считаются сегменты шеи, а самые удлиненные – в пояснице и крестце. В нижней части они образуют так называемый «конский хвост» – это пучок из корешков, размещенный ниже 2 позвонка.
Особенности расположения
Скелетотопия участков индивидуально изменчива, так как нижняя часть поясницы может располагаться у взрослых от нижней трети тела 9 грудного позвонка до диска между L1-L2. Из-за этого появляется определенная особенность. Когда верхние отростки направлены в поперечном направлении, то чем дальше по каналу вниз, тем выше расположен участок выхода относительно межпозвоночного отверстия.
Каждый сегмент спинного мозга отвечает за свою часть периферии. Это может быть мышечная ткань, внутренние органы или кожа. Разделение на такие отделы у всех людей практически идентичное, поэтому врачам не составляет труда выявить место поражения по определенной чувствительности той или иной области. Подробнее взаимосвязь можно увидеть в таблице:
Отдел
Количество корешков
Связанный отдел
Шейный
8
Кожа и мышцы в области шеи, верхние конечности, диафрагма
Грудной
12
Кожный покров в области груди, спина и живот
Поясничный Крестцовый Копчиковый
5 5 1
Нижняя часть тела, ноги, стопы, органы таза
Например, когда пациент жалуется неприятные ощущения в области пупка, то высока вероятность, что патология затаилась ниже 10 грудного позвонка. Проверять наличие поражения врач будет именно в этой части тела.
Строения сегментов
Строение сегментов в спинном мозге парное, при этом с органами они соединены при помощи нервов. Передние и задние и корешки обеспечивают передачу информации, при этом основной их задачей является стимуляция мышечного сокращения. Чувствительностью обладают только задние корешки, именно они активизируются от раздражителей рецепторов. Спинной мозг в разрезе неоднородный, а представляет собой субстанцию, состоящую из белого и серого вещества.
Белое вещество
Белое вещество спинного мозга представлено отростками нервных клеток, которые составляют проводящие пути. Оно располагается по периферии серого вещества и образовано из нервных пучков. В белом веществе есть нисходящие восходящие волокна, которое проходят в головной мозг. По ним передается информация, поступающая от рецепторов. Расположение их закономерное, по стороне спины идут восходящие, по брюшной – исходящие. Белое вещество разграничено бороздами спинного мозга на:
Белое вещество содержит проекционные, ассоциативные и комиссуральные нервные тракты. Первые обеспечивают связь с головным мозгом.
Серое вещество
Серое вещество состоит из вставочных и двигательных нейронов. Именно они обеспечивают двигательные рефлексы и связь между нейронами. Всего оно занимает примерно 18% от всего объема спинного мозга, и включает в себя примерно 13,5 миллионов нейронов. Это особый аппарат, в который заложены некоторые функции ЦНС. Благодаря двусторонней связи, раздражение может проходить как по восходящим, так и по восходящим путям. Ответом является сокращение мышечной ткани и двигательный ответ.
Кровоснабжение
Поступление питательных веществ осуществляется через кровь, которая течет по многочисленным сосудам. Они отходят от верхней части, по щитовидной и позвоночной артерии. Начинаются они от аорты и позвоночных артерий, которых в норме у человека примерно 6–8. Самые крупные из них обеспечивают питание шейного и поясничного утолщения.
Самой крупной корешково-спинальной артерией является нижняя –артерия Адамкевича, всего задних артерий 15–20 штук, но все они существенно уже. Их главной задачей является обеспечение питание задней трети спинного мозга.
Все сосуды соединены между собой, такие стыки носят название анастомоз. Вся система обеспечивает питание разных отделов мозга, при этом защищена от образования тромбов. Даже если отдельный сосуд закрыла пробка, участок, за который он отвечает без питания не останется, именно это обеспечивает анастомоз. Он спасает нейроны от гипоксии и гибели.
Кроме артерий, спинной мозг питают и вены, которые соединены с черепными сплетениями. Это целая система сосудов, по которым кровь поступает от этого органа в полые вены. Благодаря наличию специальных клапанов, кровь не способна вытекать обратно.
Основные функции спинного мозга
Сегментарное строение спинного мозга позволяет ему эффективно справляться с поставленными задачами. Их слаженная коммуникация обеспечивает высокую скорость проведения импульсов, восприятия информации, поступающей из окружающей среды. Основными функциями спинного мозга при этом выделяют проводниковую и рефлекторную. Именно они обеспечивают способность органа выполнять все необходимые действия, для нормальной жизнедеятельности организма.
Сегментарный аппарат связан практически со всеми внутренними органами и обеспечивает активность человека и функциональность каждой системы. Первая функция позволяет получать полную информацию о мире вокруг: какие воздействия оказываются на кожу или тело, больно или нет. «Связь» двусторонняя, так как мозг не только реагирует на события вокруг, но и дает команды, что нужно делать. Проводниковая функция обеспечивает мыслительную и двигательную активность.
Рефлекторная функция не менее важная. Само понятие объясняет, в чем она заключается. Благодаря спинному мозгу, если рука чувствует боль или жжение, при воздействии на рецепторы огня, человек быстро ее одергивает рефлекторно. Неврологи в процессе обследования проверяют коленный рефлекс и другие реакции организма на раздражители, если их нет, это помогает вовремя диагностировать скрытые нарушения.
Спинной мозг имеет достаточно сложное строение, так как на него возложены самые важные функции в организме, а именно: пищеварение, мочеиспускание, кровообращение, дыхание, сексуальная жизнь, двигательная активность и многие другие. Именно благодаря рефлексам, за которые он отвечает, человек спасается в моменты опасности. Состоит он из множества сегментов, которые помогают передавать импульсы с периферии в направлении головного мозга. Благодаря слаженной их работе, у человека сокращаются мышцы, он ощущает мир вокруг себя.
