Где расположен спинной мозг и почему ему нужна надежная защита

Все об опорно-двигательном аппарате на одном сайте: Спина, Суставы, Кости и не только

Главная › Анатомия › Где расположен спинной мозг и почему ему нужна надежная защита

В статье рассказывается о том, почему спинной мозг нуждается в надежной защите. Описаны анатомические структуры, защищающие этот орган.

О том, где расположен спинной мозг, знает каждый – в позвоночнике. А точнее, в позвоночном канале, который надежно защищает мозг от повреждений. Однако и такая защита бывает нарушенной. Тогда развиваются тяжелые патологические состояния, порой крайне опасные для жизни.

• Общие сведения
• Расположение
• Какие могут быть повреждения

Что такое спинной мозг

Спинной мозг вместе с головным является частью центральной нервной системы человеческого организма. Оба они начинают формироваться еще на ранних стадиях развития эмбриона. Примерно на 20 день беременности на тельце эмбриона образуются некие складки, которые в итоге превратятся в то, что специалисты называют нервной трубкой плода. Она представляет собой зачаток будущей центральной нервной системы. В ходе развития трубки ее передняя часть превратится в головной мозг, а задняя послужит основой для создания спинного.

Содержание:

• Что такое спинной мозг
• Как спинной мозг управляет организмом
• Функции спинного мозга
• Последствия травмы ЦНС

Структуру и роль спинного мозга человечество изучает со времен античности. К примеру, древнегреческий медик Гален исследовал ЦНС животных и гладиаторов, анализируя как разные виды травм влияют на функциональность организма. Современные ученые уже точно знают, что спинной мозг – это пучок нервных волокон цилиндрической формы, который связан с головным мозгом и проходит через позвоночник от шеи до нижней части спины. Также ученым известно, что в теле взрослого человека этот орган может достигать 40-45 см в длину, 1-1,5 см в ширину и весить около 35 г. Он имеет форму толстостенной трубки с узким каналом внутри, несколько сплющенную в передне-заднем направлении, расположенную внутри позвоночного канала, которая разделена на сегменты (они соответствуют отделам позвоночника):

• 7 шейных;
• 12 грудных;
• 5 поясничных;
• 5 крестцовых;
• 3-4-копчиковых.

Что интересно, в теле взрослого спинной мозг занимает не всю полость позвоночного канала, а только около 2/3 его длины. Эту особенность специалисты объясняют тем, что позвоночный столб растет быстрее, чем спинной мозг, поэтому по мере роста человека эта часть ЦНС занимает все меньше места в позвоночном канале. То есть в теле взрослых спинной мозг в нижней его части доходит только до первых поясничных позвонков.

Спинной мозг покрыт тремя мозговыми (защитными) оболочками. Первая, расположенная ближе всего к спинномозговому веществу (внутренняя), называется мягкой оболочкой спинного мозга. Она состоит из сети сосудов, которые отвечают за кровоснабжение мозга. Поверх нее располагается средняя арахноидальная оболочка, под которой содержится спинномозговая жидкость – ликвор. Кстати, когда делают пункцию спинного мозга, то на анализ берут как раз ликвор, то есть иглой проникают в пространство между внутренней и средней оболочками. Самая верхняя (наружная) оболочка – твердая. Она защищает нервные корешки, идущие к межпозвоночным отверстиям.

Белое вещество состоит из пучков нервных волокон, которые называются аксонами. Они позволяют разным уровням ЦНС обмениваться импульсами. Известно, что каждый пучок аксонов отличается по специфике передаваемых сигналов. Так, часть из них (восходящие) передают информацию в мозг, в то время как остальные (нисходящие) отвечают за передачу импульсов от мозга к нейронам в разных мышцах и железах, расположенных по всему телу. Аксоны белого вещества покрыты изолирующей миелиновой оболочкой, которая способствует быстрой и свободной передаче импульсов. Миелин имеет беловатый цвет, отсюда и название – белое вещество.

Серая субстанция спинного мозга образуется из нервных клеток и их разветвленных отростков – дендритов. Эта субстанция отвечает за восприятие и обработку информации. К примеру, если говорить о головном мозге, то именно серое вещество в нем наделяет человека способностью думать. Если говорить о спинном, то рога серого вещества также обрабатывают разные информационные посылы организма. Причем каждому рогу отведена собственная функция.

Оболочки

Снаружи спинной мозг покрывают три структуры:

• Паутинная средняя.
• Твердая наружная.
• Мягкая внутренняя.

Между надкостницей канала позвоночника и твердой оболочкой расположено эпидуральное пространство. Оно заполнено венозными сплетениями и жировой клетчаткой. Между паутинной и твердой оболочками находится субдуральное пространство. Оно пронизано соединительнотканными тонкими перекладинами. Мягкая оболочка отделена от паутинной субарахноидальным подпаутинным пространством. В нем содержится ликвор. Спинномозговая жидкость формируется в сосудистых сплетениях, находящихся в желудочках головного мозга. От перевозбуждения ЦНС предохраняют клетки Реншоу.

Как спинной мозг управляет организмом

Каждый из сегментов спинного мозга управляет функциональностью определенной части тела. Так, сегмент ЦНС, расположенный вдоль шейных позвонков, посылает импульсы затылку, шее и верхним конечностям. Грудные сегменты отвечают за функциональность туловища (грудной клетки, брюшной полости). Поясничная зона ЦНС управляет нижними конечностями, а крестцово-копчиковые сегменты – тазом и внутренними органами, размещенными в этой области.

Взаимосвязь между сегментами спинного мозга и частями тела всегда строго соблюдается. На каждом «этаже» тела от мозга отходят нервные окончания, распределяющиеся по тому участку, которым управляют эти сегменты.

Спинной мозг представляет собой трубку, которая проходит внутри позвоночника, а из межпозвоночных промежутков выходят спинномозговые нервные отростки. Понимая строение этой части ЦНС, становится понятно, насколько опасно для человека малейшее нарушение естественных позиций позвонков. Любое смещение даже одного позвонка может привести к сдавливанию спинномозговых нервов и нарушению взаимодействия между отделами ЦНС и частью тела, за которую отвечает сегмент.

Многие знают, что травмы позвоночника чреваты параличом. Но это не единственная опасность, которая может возникнуть из-за травмы спинного мозга. По большому счету, большинство проблем со здоровьем могут возникать из-за смещения позвонков – даже гастрит или язва. Вот представьте себе, позвонок смещается, пережимает нервное окончание, из-за чего мозг посылает неправильные сигналы в пищеварительную систему и желудочный сок начинает продуцироваться в избытке, разъедая слизистую желудка. Результат – гастрит, а после и язва.

Восходящие пути

• Передний спиноталамический. Это афферентный путь давления и осязания.
• Латеральный спиноталамический. Это путь температурной и болевой чувствительности.
• Задний и передний спиномозжечковые. Это афферентные пути мышечно-суставной чувствительности мозжечковой направленности.
• Пучки Бурдаха (клиновидный) и Голля (тонкий). Это афферентные пути передачи мышечно-суставной чувствительности корковой направленности от нижней половины туловища и ног и от верхней части тела и рук соответственно.

Функции спинного мозга

• анализируют сенсорные сигналы;
• управляют внутренними органами (вегетативная функция);
• управляют мышцами (двигательная функция).

Сбор сенсорных сигналов происходит отдельно на каждом «этаже» тела. То есть каждый сегмент спинного мозга аккумулирует информацию о происходящем на «подконтрольной» ему территории. Эта информация также строго структурирована. Она касается трех аспектов:

• боли, то есть повреждения клеток и тканей на «этаже»;
• кожной чувствительности, то есть о тепле, холоде, вибрациям и т.п.;
• мышечной чувствительности, то есть о состоянии мышц, сухожилий и положения суставов.

Всю информацию спинной мозг получает через скопления нервных клеток, известных как спинальные ганглии (спинномозговые узлы). Количество этих узлов в точности соответствует количеству спинномозговых сегментов – 31. Клетки, входящие в ганглий, имеют особую структуру: 1 длинный дендрит и 1 аксон. Дендрит собирает информацию о происходящем на подконтрольном «этаже», а аксон соединяется с задним рогом серого спинномозгового вещества, которому и передает полученные данные. На этом участке происходит первичная обработка сенсорных сигналов и затем передача информации в промежуточное ядро серого спинномозгового вещества, которое и определяет дальнейшую реакцию организма. Но здесь стоит упомянуть об еще одном интересном моменте. Нейроны промежуточного ядра получают сигналы не только из рога, но и от головного мозга, за которым также сохраняется право голоса о том, какой должна быть реакция на полученный от рога импульс.

Для более легкого восприятия этой информации используем пример. Допустим, человек взял стакан с кипятком. В результате сенсорные волокна посылают в спинной мозг информацию о боли. Следовательно, он готов дать сигнал бросить раскаленный предмет. Но в то же время из головного мозга приходит другой сигнал, что, например, в стакане содержится нечто ценное или сама посуда представляет собой ценность, поэтому следует донести сосуд до поверхности. Эти противоречивые сигналы приходят в промежуточное ядро спинномозгового серого вещества, где нейроны анализируют оба варианта и либо запускают, либо блокируют реакцию. Если промежуточное ядро одобряет реакцию, он передает соответствующий сигнал в передние и боковые рога серой субстанции.

В передних рогах спинномозгового серого вещества содержатся так называемые мотонейроны, которые вызывают сокращения мышц. В боковых рогах сосредоточены вегетативные нейроны (симпатическая и парасимпатическая нервная система), которые регулируют активность внутренних органов.

Основные «рабочие» элементы

Функции, которыми обладает спинной мозговой центр, были бы невозможными без двух субстратов – белого и серого. Они находятся непосредственно в канале самого мозга, при этом количество того или иного вещества преобладает на различных участках. Основная масса серого субстрата сосредоточена в верхней части трубки и в поясничном отделе. Белое вещество преобладает в области груди, и чем ниже, тем его количество более уменьшается и постепенно сводится к нулю. При поперечном разрезе спинного мозга мы также видим, что серое вещество – это серединка, которая похожа на букву Н, и со всех сторон она окружена белой оболочкой.

Последствия травмы ЦНС

Даже частичное повреждение спинного мозга может вызвать нарушение функциональности самых разных систем и органов.

Кости и суставы

Травма спинного мозга может привести к нарушению усвоения в костной ткани кальция и некоторых других важных минералов. Но в то же время эти вещества могут накапливаться в мочевой системе, вызывая образование камней. Такие процессы специалисты обычно объясняют снижением двигательной активности человека. Кроме того, ухудшение мобильности может привести к скованности суставов, в том числе коленных, локтевых и в области плеч. Чтобы предотвратить это, существуют специальные комплексы упражнений для лиц с ограниченными физическими возможностями.

Мочевыводящая система

Дыхательная система

Даже после травмы позвоночника человеческие легкие продолжают работать. Тем не менее возможность вдыхать и выдыхать воздух контролируется мышцами. В зависимости от уровня травмы человек может потерять способность кашлять или делать глубокие вдохи. А они необходимы для полного распрямления легких и глубокой циркуляции воздуха.

Самый важный для дыхания мускул – это диафрагма. Она представляет собой большую дугообразную мышцу, которая располагается прямо под легкими. И если из-за повреждения спинного мозга диафрагма парализуется, для поддержания дыхательной функции может понадобиться специальная аппаратура.

Кожа

Повреждение спинного мозга может отрицательно сказаться и на коже. Кожа для человека играет очень важную роль. Она защищает организм от микробов и других патогенов внешнего мира. Спинной мозг является важным органом, который помогает защитить кожу от повреждения. Например, когда долго сидеть в одном положении, мозг посылает сигналы в виде ощущения дискомфорта, которое подталкивает сменить позу и предотвратить повреждение или передавливание кожи. Таким же образом ЦНС защищает от ожогов, порезов и других возможных повреждений кожного покрова (например, человек рефлекторно одергивает руку от горячего или режущего предмета). При спинномозговых повреждениях такие сигналы могут не появляться, что в разы повышает риск повреждения кожного покрова и, следовательно, проникновения микробов внутрь организма.

Половая система

Кишечник

Общеизвестно, что за расщепление употребляемой еды, усвоение полезных веществ из нее и выведение продуктов метаболизма отвечает пищеварительная система. Довольно распространенное последствие травмы ЦНС – нарушение перистальтики кишечника. То есть пищеварительная система продолжает поглощать и переваривать еду, но процесс выведения экскрементов нарушается. В здоровом организме, когда прямая кишка наполняется, происходит обмен импульсами между кишечником и мозгом. При повреждении спинного мозга такие сигналы могут не поступать. В результате человек теряет способность контролировать процесс дефекации.

Вегетативная нервная система

Вегетативная нервная система регулирует активность внутренних органов, кровеносных и лимфатических сосудов, а также желез внутренней и внешней секреции. От нее зависит температура тела, кровяное давление, пищеварение и другие важные функции. После травмы позвоночника некоторые ее функции могут быть нарушены. Довольно часто (особенно если повреждение приходится на грудной сегмент) после травмы организм теряет способность к терморегуляции. Что это значит? Если вегетативная нервная система работает правильно, то температура тела остается стабильной вне зависимости от погодных условий на улице или микроклимата в помещении. Из-за повреждения спинного мозга температура тела может расти или снижаться в соответствии с температурными показателями в помещении или на улице. Нарушения терморегуляции наиболее заметны в частях тела, расположенных ниже области повреждения.

Какие могут быть повреждения

Несмотря на такую массивную защиту, возможны случаи повреждения спинного мозга:

• при автомобильных авариях;
• при падении с высоты;
• некоторые инфекционные заболевания;
• опухолевые процессы;
• дегенеративные заболевания позвоночника.

При травмах и дегенеративных заболеваниях причиной повреждения являются различные нарушения расположения позвонков. При инфекционных заболеваниях мозг повреждается токсинами микроорганизмов. При опухолевых процессах происходит сдавление мозга снаружи.

Симптомы, которые будут наблюдаться у пациента, будут зависеть от локализации повреждения. Подробнее об этом можно узнать из видео в этой статье.

Зная о том, где расположен спинной мозг, специалисты предполагают те или иные заболевания. Также эти знания помогают в проведении некоторых диагностических и лечебных процедур.

Сегментирование

Отделы спинного мозга делятся на пять частей, значение которых зависит не от расположения, а от того, в каком отделе выходящие нервы покидают позвоночный канал. Всего у человека может быть 31-33 сегмента, пять частей:

• шейная часть – 8 сегментов, на ее уровне больше серого вещества;
• грудная – 12;
• поясничная – 5, вторая область с большим количеством серого вещества;
• крестцовая – 5;
• копчиковая – 1-3.

Спинной мозг человека разделен на несколько отделов с сегментами. Количество сегментов – 32. Каждый сегмент контролирует определённые функции иннервации.

Строение позвоночника

• шейный отдел имеет 8 сегментов;
• грудной включает в себя 12 сегментов;
• из 5 сегментов состоят последующие отделы (поясничный и крестцовый);
• всего лишь 2 сегмента насчитывает копчиковый отдел.

Диаметр спинного мозга в разных местах отличается. В двух отделах имеется утолщение спинного мозга, возникающее в первые пару лет развития ребенка из-за повышенной нагрузки на них. Шейное утолщение спинного мозга и поясничное утоление несут ответственность за двигательную активность и работу конечностей.

Строение сегмента спинного мозга

Строение сегмента спинного мозга таково, что он содержит пары корешков, связанных с другими органами посредством нервов. Корешки покидают позвоночный канал и формируют из себя нервы, ответвляющиеся к различным тканям и органам. Передние и задние корешки спинного мозга являются проводниками информации.

Чувствительность обеспечивают задние корешки, которые передают информацию от раздражителя посредством активации рецепторов и несут ее в задние корешки. У места соединения переднего и заднего корешков располагается спинальный ганглий – скопление нейронов, находящийся под защитной оболочкой.

Корешки выходят в отверстия между позвонками, поэтому часть из них проходит ровно на уровне, а другая часть – под наклоном. Например, в шейном отделе такие корешки расположены горизонтально, а в грудном – по косой линии. Остальные отделы вынуждают корешки искривляться почти вертикально вниз. Часть корешков из этих отделов идет настолько плотно друг к другу, что на фото образовавшийся пучок получил название конский хвост в спинном мозге.

Каждый сегмент отвечает за свою зону иннервации. К зоне иннервации относят внутренние органы, кости, мышцы и участок кожи. Зная зону иннервации, можно четко определить, какой именно сегмент нерва отвечает за него, предположить патологию этого участка. Сегментарный принцип, показывающий, где находится причина патологии, помогает как в диагностике, так и в лечении заболеваний.

Рефлексы

Функциональное разнообразие нейронов спинномозговых структур создает условия для рефлекторной деятельности, как с участием собственных элементов, так и центральных – коры и подкорковых центров.

В каждой такой рефлекторной дуге обязательно присутствуют звенья:

• афферентное – воспринимает импульсы;
• вставочное – связывает между собой чувствительный и двигательный нейроны;
• эфферентное – передает импульс непосредственному исполнителю.

Среди двигательных рефлексов следует уделить внимание – миотатическим, которые направлены на растяжение/сокращение мышц, а также кожные – подошвенный и брюшной. С их помощью каждый человек может выполнять произвольные и непроизвольные движения.

Помимо двигательных, существуют и другие рефлексы. Так, вегетативные принято подразделять на симпатические и парасимпатические. Их общая задача – контроль и обеспечение постоянства внутренней среды организма для поддержания жизнедеятельности людей.

Вывод

Таким образом, потеря определенных функций, к примеру, движений ног, позволяет определить, какой именно отдел оказался поврежден. Травмы данного органа являются одними из самых серьезных, и повреждения зачастую оказываются неисправимыми. Главное, следить за здоровьем своего позвоночника, и не перенагружать его без серьезной необходимости.

Орган расположен в позвоночном канале, а его длина составляет не более 45 см, что меньше, чем длина самого позвоночника. Это обусловлено тем, что мозг растет только до пятилетнего возраста, а позвоночник, как правило, до конца полового созревания.

Особенности серого вещества

Данный субстрат состоит преимущественно из нервных волокон, клеток и отростков. Изначально кажется, что серое вещество является самой центральной частью мозга, но на самом деле оно выполняет функцию очередной, так сказать, оболочки. В самом центре расположена очень узкая полость, которая слегка расширяется лишь в области шейных позвонков (на данном этапе диаметр составляет менее 1 мм). Эта полость является тем самым каналом, по которому спинной мозг передает в головной всю необходимую информацию.