Спиномозговое кровообращение изолировано от центральной нервной системы благодаря наличию гематоэнцефалического барьера. Этот барьер представляет собой специализированную структуру, которая фильтрует вещества, проходящие из крови в мозг, защищая нервные клетки от потенциально вредных компонентов и токсинов. Таким образом, несмотря на сходство сосудистых систем, обмен веществ между спинальным каналом и CNS происходит ограниченно.
Кроме того, различия в анатомической организации и функции спинальных и центральных отделов нервной системы также способствуют минимизации их взаимодействия. Спинальные нервы выполняют свою роль, обеспечивая передачу сигналов от периферии, тогда как центральная нервная система отвечает за интеграцию и обработку информации, создавая тем самым уникальную и изолированную среду каждого из этих отделов.
- Спиномозговое кровообращение и центральная нервная система имеют разделённые системы кровоснабжения.
- Кровообращение спинного мозга осуществляется через спинномозговые артерии, уходящие от позвоночной артерии.
- Центральная нервная система получает кровоснабжение через внутренние сонные и позвоночные артерии.
- Наличие гематоэнцефалического барьера защищает нервную ткань от вредных веществ и инфекций.
- Разные компоненты и механизмы регуляции кровотока обеспечивают независимость этих систем.
- Таким образом, спиномозговое кровообращение не контактирует с центральной нервной системой, что способствует их функциональной автономии.
Нервная система представляет собой структурированную систему нервных тканей, которая пронизывает организм и объединяет его в единое целое.
Эта система является сетью взаимосвязей, позволяющей организму взаимодействовать с окружающим миром. Под термином «окружающая среда» понимаются как внешние факторы (вне организма), так и внутренние условия (внутри организма). Нервная система, интегрируя все органы и системы, обеспечивает умственную деятельность, чувствительность к внешним раздражителям, координацию движений и регуляцию всех функций, включая аспекты человеческой сексуальности и размножения. Нервная система человека обладает уникальными структурами и взаимосвязями, отличающими ее от нервных систем высших животных и служащими основой для мышления, креативности, способности к речи и трудовой деятельности. Все функции, включая процессы мышления, осуществляют группы нейронов, соединённых множеством синапсов.
Составными частями нервной системы являются:
— сенсорные компоненты — реагируют на явления окружающей среды;
— интегративные элементы — обрабатывают и сохраняют сенсорные и иные данные;
— моторные элементы — контролируют движения и секреторную активность желез.
На микроскопическом уровне нервная система представляет собой чрезвычайно сложное объединение различных клеток. Структурно-функциональной единицей этой системы являются нервные клетки, или нейроны, которые формируют коммуникационную сеть нервной системы. Главная задача нейрона заключается в сборе, обработке, передаче и распространении информации.
Нейроны отвечают за восприятие входящих сигналов и их дальнейшую передачу другим нейронам или клеткам-эффекторам. Вместе с тем, в нервной системе имеются и другие клетки, выполняющие вспомогательные функции. Это клетки нейроглии (от греческого «глия» — клей), которые делятся на несколько типов. Некоторые из них способствуют поддержанию химического состава межклеточной среды вокруг нейронов, в то время как другие формируют оболочку вокруг аксонов, что позволяет увеличить скорость передачи потенциалов действия.
Нейрон — основной структурный и функциональный элемент нервной системы; у человека насчитывается более ста миллиардов нейронов. Нейрон состоит из тела и отростков, обычно одного длинного отростка — аксона и нескольких коротких разветвленных отростков — дендритов . По дендритам импульсы следуют к телу клетки, по аксону — от тела клетки к другим нейронам, мышцам или железам. Благодаря отросткам нейроны контактируют друг с другом и образуют нейронные сети и круги, по которым циркулируют нервные импульсы.
Кроме основных функций, глия играет важную роль в самых различных метаболических процессах нервной ткани.
В центральной нервной системе различают серое вещество, представляющее собой скопление тел нейронов, и белое вещество, состоящее из аксонов, покрытых миелином, которые выполняют задачу проводимости.
К периферической нервной системе относят отходящие от них парные спинномозговые и черепные нервы с корешками, их ветви, нервные окончания и ганглии (нервные узлы, образованные телами нейронов), нервные сплетения и периферические нервы , которые обеспечивают связь ЦНС с различными частями тела.
На протяжении всей своей длины центральная нервная система окружена тремя мозговыми оболочками и находится в защитной костной капсуле, которая состоит из черепа и позвоночника. Головной мозг, кровь и цереброспинальная жидкость располагаются в черепной полости ( рис. 32.4 ). Снаружи головной мозг защищён плотной твердой оболочкой (dura mater), которая сливается с надкостницей черепа и позвоночника.
Мягкая мозговая оболочка (pia mater) располагается непосредственно на поверхности мозга. Между ней и твердой мозговой оболочкой находится паутинная оболочка (aracnoidea), которая формирует сеть соединительной ткани. Эта структура создает подпаутинное пространство, наполненное спинномозговой жидкостью (цереброспинальной жидкостью), находящееся между мягкой и паутинной оболочками. Основная часть цереброспинальной жидкости располагается в центральном канале спинного мозга, а в головном мозге она заполняет четыре крупных образования — мозговых желудочка. Спинномозговая жидкость окружает мозг как снаружи, так и изнутри, контактируя с кровеносными сосудами, которые обеспечивают нервные клетки необходимыми питательными веществами и кислородом, а также способствуют выведению продуктов метаболизма.
В крыше мозга находятся переднее сосудистое сплетение мозга и заднее сосудистое сплетение мозга , клетки которых выделяют спинномозговую жидкость. Объем спиномозговой жидкости составляет около 100 мл. Она выполняет питательную, выделительную и опорную функции и защищает нервные клетки от механических ударов о твердую костную поверхность. Ресничные клетки , выстилающие полость желудочков и центрального канала, поддерживают непрерывную циркуляцию спиномозговой жидкости.
Вес головного мозга у человека составляет приблизительно 1350 г, из которых около 15% (200 мл) составляют внеклеточные жидкости. Объем крови в черепной полости достигает примерно 100 мл, и столько же составляет внутричерепной объем цереброспинальной жидкости. В итоге общий объем внеклеточной жидкости в области черепа составляет ориентировочно 400 мл.
Существует еще одно деление нервной системы, согласно которому ее можно условно разбить на две части: соматическую (анимальную) и вегетативную (автономную, особую часть нервной системы). Соматическая система в основном отвечает за иннервацию тела (кости, скелетные мышцы, кожу) и обеспечивает связь организма с окружающей средой. Вегетативная (автономная) нервная система иннервирует внутренние органы, железы (включая эндокринные), гладкие мышцы органов и кожи, сосуды и сердце, а также контролирует обменные процессы в различных органах и тканях.
Нейроны различных частей нервной системы объединяются в сети и круги, формируя функциональные системы:
— сенсорные, обеспечивающие восприятие и анализ поступающей информации,
— моторные, которые занимаются планированием, подготовкой и выполнением движений,
— интегративные, обеспечивающие взаимодействие данных процессов во время целенаправленного поведения.
Передача нервных импульсов химическим путем происходит с помощью нейромедиаторов .
Спиномозговое кровяное обращение не имеет контакта с центральной нервной системой
а) Артерии спинного мозга. В области затылочного отверстия две позвоночные артерии выделяют передние и задние спинномозговые ветви. Передние ветви объединяются, формируя одну переднюю спинномозговую артерию, которая располагается в передней срединной борозде. От неё в попеременном порядке отходят ветви к левым и правым частям спинного мозга.
Задние спинномозговые артерии опускаются с обеих сторон вдоль линии прикрепления задних нервных корешков. Две задние спинномозговые артерии снабжают кровью заднюю треть спинного мозга.
Помимо трех спинномозговых артерий, спинной мозг также кровоснабжают несколько корешково-спиннномозговых артерий — ветви позвоночных артерий и межреберных артерий. Они отличаются от небольших корешковых артерий, которые проходят в каждом межпозвоночном отверстии и питают нервные корешки. Самая крупная корешково-спинномозговая артерия — артерия Адамкевича, которая отходит от самой нижней межреберной артерии или верхней поясничной артерии на левой стороне и питает поясничное утолщение и мозговой конус.
Заболевания сосудов спинного мозга встречаются довольно редко и чаще всего связаны с атеросклерозом или хирургическими вмешательствами на аорте. В случае атеросклероза возможно возникновение окклюзии ветвей передней спинномозговой артерии, что приводит к одностороннему некрозу в передней части спинного мозга. В результате клинические проявления могут напоминать симптомы «одностороннего бокового амиотрофического склероза» из-за повреждения нейронов переднего рога и снижение проводимости в латеральном корково-спинномозговом тракте на стороне поражения.
Тем не менее, заболевания артерий спинного мозга можно заподозрить при наличии достаточно выраженных симптомов, а также при утрате болевой и температурной чувствительности, которая возникает вследствие одновременного повреждения спинно-таламического пути на противоположной стороне ниже уровня поражения.
Артерии спинного мозга и спинномозговые нервные корешки.А. Поясничный отдел спинного мозга, вид спереди и сбоку. Б. Кровоснабжение поясничного отдела спинного мозга. Вклад в кровоснабжение спинного мозга передней и задней спинномозговых артерий.
Существует несколько синдромов, связанных с сосудистыми поражениями спинного мозга. Наиболее распространённым является синдром передней спинномозговой артерии, который может возникать как следствие хирургических процедур на аорте или её диссекции (внезапное проявление синдрома). Во время операции по устранению аневризмы брюшной аорты сосудистому хирургу крайне важно выделить и изолировать артерию Адамкевича.
Если зажим помещен на аорту, и артерия отходит ниже этого уровня, пациент подвергается риску возникновения инфаркта спинного мозга. В данном случае синдром передней спинномозговой артерии можно заподозрить, когда с обеих сторон остро возникают слабость нижних конечностей, нарушение чувствительности со стороны спинно-таламического пути ниже среднегрудного уровня (из-за относительно бедного кровоснабжения спинного мозга на этом уровне) и нормального постурального чувства, а Вегетативная дисфункция сфинктера. Сначала слабость может быть незначительной и не сопровождаться усилением сухожильных рефлексов, однако позже могут появляться гиперрефлексия и симптом Бабинского.
Спиномозговое кровообращение и центральная нервная система (ЦНС) действительно имеют отдельные сосудистые системы, что объясняется множеством анатомических и физиологических факторов. Первое, на что следует обратить внимание, это то, что спинной мозг защищён тремя оболочками: твердыми, паутинной и мягкими, которые создают особую среду для функционирования нервных клеток. Эти оболочки препятствуют смешиванию кровотоков спинного мозга и ЦНС, что позволяет поддерживать гомеостаз в области, критической для сенсорной и моторной активности.
Во-вторых, спиномозговое кровообращение функционирует независимо благодаря специальным артериям и венам, которые обеспечивают питательные вещества и кислород именно для структур спинного мозга. Спинальный венозный отток осуществляется через спинальные вены, которые не взаимодействуют с венозной системой головного мозга. Это позволяет избежать потенциальных негативных последствий такого контакта, как распространение инфекций или образование тромбов, что может существенно повлиять на работу ЦНС.
Кроме того, такая изолированность позволила организму адаптироваться и более эффективно реагировать на повреждения или воспалительные процессы. Например, если происходит травма спинного мозга, изолированная система кровообращения может минимизировать дальнейшие повреждения и воспаление, не позволяя этим процессам из области спинного мозга распространяться на головной мозг. Таким образом, несмотря на определённые общие функции, спиномозговая и центральная нервная системы поддерживают свою автономность для обеспечения оптимального функционирования организма в целом.
Классификация нарушения спинномозгового кровообращения
Нарушения спинномозгового кровообращения разделяют на:
- острые — внезапные состояния: ишемический и геморрагический спинальный инсульт;
- преходящие (транзиторные) — внезапные сбои в спинномозговом кровоснабжении, при которых все проявления исчезают в течение первых суток с момента их возникновения, к ним относятся: синдром «падающей капли», синдром Унтерхарншейдта, миелогическая перемежающаяся хромота, каудогенная перемежающаяся хромота;
- хронические — затяжные и медленно прогрессирующие: хроническая миелоишемия.
Симптомы нарушения спинномозгового кровообращения
Ишемический инсульт спинного мозга. Острые ишемические расстройства кровообращения в спинномозговых структурах чаще всего возникают за несколько минут или же в течение 1-2 часов, однако в некоторых случаях симптомы могут проявляться постепенно на протяжении нескольких дней. Приступы преходящих ишемий зачастую предшествуют возникновению ишемического инсульта спинного мозга. Если инсульт развивается стремительно, у пациента возможно повышение температуры и озноб. В остальном клиническая картина инсульта определяется местоположением и степенью распространенности ишемии в поперечном сечении спинного мозга.
В случае ишемического инсульта в сегментах С1-С4 спинного мозга (высший шейный отдел) наблюдается полное отсутствие движений в конечностях (тетраплегия), увеличение мышечного тонуса, а также расстройства всех типов чувствительности (болевой, тактильной, температурной) ниже пораженного участка. Кроме того, может возникнуть задержка мочеиспускания. Возможное развитие паралича дыхательных мышц, а при быстром прогрессировании ишемии — спинальный шок.
Ишемическое поражение шейного утолщения (С5-С6) характеризуется мышечной слабостью всех конечностей (тетрапарез или тетраплегия) с понижением мышечного тонуса в руках и повышением его в ногах, нарушением всех видов чувствительности ниже уровня поражения, задержкой мочеиспускания. Характерен синдром Горнера — энофтальм, сужение зрачка и глазной щели.
Для острого ишемического расстройства кровоснабжения спинного мозга в грудной области характерна слабость в нижних конечностях с увеличением мышечного тонуса (нижняя спастическая параплегия), расстройства чувствительности и задержка мочеиспускания. В данном случае брюшные рефлексы отсутствуют.
При ишемическом поражении в поясничной области наблюдается периферический (вялый) паралич верхних частей ног, который отличается понижением мышечного тонуса. При этом мышечная сила в стопах остается сохранной, ахилловые рефлексы повышены, а коленные рефлексы не проявляются. Все виды чувствительности нарушены от уровня паховой складки и ниже. Также наблюдается задержка мочеиспускания.
При ишемическом нарушении спинномозгового кровообращения в области мозгового конуса (нижние поясничные и копчиковый сегменты) наблюдается нарушение чувствительности в промежности, недержание мочи и кала. При нарушении спинномозгового кровообращения на любом уровне спинного мозга происходят трофические изменения иннервируемых тканей и образуются пролежни.
Геморрагический спинальный инсульт проявляется внезапно, чаще всего вследствие травмы позвоночника или после сильных физических нагрузок (например, при поднятии тяжестей). Симптоматика зависит от местоположения гематомы, возникшей в результате кровоизлияния. Наблюдается мышечная слабость, нарушения чувствительности и изменения в мышечном тонусе, аналогично ишемическому инсульту, в зависимости от уровня поражения. Возможны проблемы с мочеиспусканием и дефекацией. При кровоизлиянии в высокошейные сегменты спинного мозга может произойти паралич диафрагмальных мышц, что приводит к нарушениям дыхательной функции.
Синдром «падающей капли» представляет собой временное расстройство кровообращения в спинном мозге, вызываемое запрокидыванием головы назад или ее быстрым поворотом. В результате этого у пациента происходит внезапное падение из-за острого ослабления в конечностях, однако потеря сознания не наблюдается. Часто возникают боли в области шеи и затылка.
Спустя несколько минут приступ заканчивается, и мышечная сила в конечностях восстанавливается. Однако при следующем резком движении головой эпизод может повториться. Такие ситуации возникают из-за ухудшения кровоснабжения шейных участков спинного мозга и чаще всего наблюдаются при серьезных дегенеративно-дистрофических изменениях в шейном отделе позвоночника и значительных атеросклеротических изменениях сосудов, питающих позвоночник.
Синдром Унтерхарншейдта имеет клиническую картину, сходную с синдром «падающей капли», но для него характерна потеря сознания. Приступ внезапной слабости в конечностях возникает при резких поворотах головой и сопровождается отключением сознания на 2-3 минуты. После приступа сознание восстанавливается несколько раньше, чем мышечная сила, и пациент очнувшись не может двигать ни рукой, ни ногой. Через 3- 5 минут движения восстанавливаются, остается чувство слабости во всем теле. Синдром Унтерхарншейдта возникает, когда ишемические нарушения спинномозгового кровообращения затрагивают не только шейные сегменты спинного мозга, но и примыкающий к ним сверху ствол головного мозга.
Миелогенная перемежающаяся хромота представляет собой приступы ухудшения функции нижних конечностей, сопровождающиеся их онемением, и иногда — неожиданными и сильными позывами к мочеиспусканию или дефекации. Эти приступы часто возникают при физической активности или длительной ходьбе. После перерыва в 10 минут все неприятные ощущения исчезают, и пациент может продолжать движение.
Пациенты с данным состоянием сообщают о частом подвывихе ног во время ходьбы. Эта форма нарушения кровообращения в спинномозговых структурах обычно развивается на фоне болей в пояснице (люмбалгия) или по ходу седалищного нерва (люмбоишиалгия). Как правило, это связано с остеохондрозом и сжиманием одной из корешковых спинномозговых артерий в поясничной области из-за грыжи диска. Реже перемежающая хромота наблюдается при атеросклеротических изменениях в ветвях брюшной аорты или при спинальном васкулите.
Каудогенная перемежающаяся хромота проявляется появляющимися при ходьбе приступами парестезий в виде онемения, покалывания, ползанья мурашек. Парестезии начинаются в дистальных отделах ног, поднимаются выше, захватывают паховую область и половые органы. Если пациент пытается продолжить ходьбу, то он отмечает резкую слабость в ногах.
После короткого отдыха все указанные симптомы исчезают. Данный тип нарушения кровообращения в спинномозговой области возникает из-за сужения позвоночного канала в поясничной области. В редких случаях наблюдается сочетание миелогенной и каудогенной хромоты, что проявляется как слабость в конечностях, так и выраженными парестезиями.
Хроническая недостаточность спинального кровообращения обычно начинается с временных нарушений. Постепенно возникают стойкие и зачастую прогрессирующие проблемы с движением и чувствительность. В зависимости от того, на каком уровне произошло поражение, это может проявляться в виде мышечной слабости в руках и ногах (тетрапарез) или только в ногах (нижний парапарез), а также снижением или утратой чувствительности, изменением мышечного тонуса, нарушениями мочеиспускания и опорожнения кишечника.
К неврологическим осложнениям нарушений спинномозгового кровообращения относится отек спинного мозга, к соматическим — пролежни, вторичные инфекционные заболевания мочевыводящих путей, сепсис.
Спинномозговые нервы
Спинномозговые нервы представляют собой парные нервы, расположенные метамерно, которые выходят из спинного мозга. Эти нервы, как и черепно-мозговые, являются частью периферической нервной системы. Они формируются из двух корешков, отходящих от спинного мозга: заднего (чувствительного) и переднего (двигательного), которые соединяются в смешанный нерв у всех позвоночных (за исключением круглоротых). Спинномозговые нервы симметрично выходят с обеих сторон позвоночника через специальные межпозвонковые отверстия. Каждый из этих нервов соответствует определённому сомиту (парному сегменту мезодермы в организме зародыша) и иннервирует зрелые участки кожи (из дерматома), мышцы (из миотома) и кости (из склеротома). У человека насчитывается 31 пара спинномозговых нервов: 8 пар шейных, 12 пар грудных, 5 пар поясничных, 5 пар крестцовых и 1 пара копчиковых. Спинномозговые нервы и образующиеся на их основе сплетения — шейное, плечевое, поясничное, крестцовое и копчиковое — обеспечивают иннервацию кожи, внутренних органов и скелетных мышц.
Издание, посвященное биологии и биоресурсам
Спиномозговое кровяное обращение не имеет контакта с центральной нервной системой
Кровоснабжение спинного мозга осуществляется благодаря трем основным спинномозговым артериям: одной передней спинномозговой и двум задним спинномозговым артериям, а также через сегментные ветви шейных, межрёберных, поясничных и крестцовых артерий (см. рис. 70).
Передняя спинномозговая артерия формируется в результате соединения мелких ответвлений правой и левой позвоночных артерий, которые отходят от них на уровне продолговатого мозга (смотрите рис. 69). Она проходит вниз по передней поверхности спинного мозга, располагаясь вдоль его передней щели. На протяжении всего своего пути эта артерия отдает центральные ответвления, которые проходят через переднюю щель к центру спинного мозга, разделяясь на мелкие артерии, обеспечивающие кровоснабжение передних и боковых рогов серого вещества, а также передних и боковых канатиков спинного мозга.
Правая и левая задние спинномозговые артерииотходят самостоятельно соответственно от правой и левой позвоночной артерии (см. рис. 69, 70), по диаметру они гораздо тоньше передней спинномозговой артерии. Они направляются вниз, располагаясь в правой и левой задних боковых бороздах спинного мозга. На своём протяжении эти артерии отдают веточки вглубь спинного мозга, которые снабжают кровью задние канатики спинного мозга, а также периферические части задних рогов серого вещества.
Задние спинномозговые артерии формируют множество ответвлений, которые соединяют их как между собой, так и с передней спинномозговой артерией. Эти ответвления известны как венечные артерии, они окружают спинной мозг и образуют мелкие ветви, которые участвуют в формировании венечного артериального сплетения в мягкой оболочке спинного мозга. Из этого сплетения, а также от венечных артерий, к спинному мозгу поступают артерии, которые в основном отвечают за кровоснабжение белого вещества спинного мозга.
