Спинной мозг снаружи покрыт оболочками, которые являются продолжением оболочек головного мозга. Выполняют функции защиты от механических повреждений, обеспечивают питание нейронов, контролируют водный обмен и метаболизм нервной ткани. Между оболочками циркулирует спинномозговая жидкость, которая отвечает за обмен веществ.
Центральная нервная система
Спинной и головной мозг – части центральной нервной системы, которая отвечает и контролирует все процессы, происходящие в организме – от мыслительных до физиологических. Функции головного мозга более обширные. Спинной мозг отвечает за двигательную активность, осязание, чувствительность рук и ног. Оболочки спинного мозга выполняют определенные задачи и обеспечивают слаженную работу по обеспечению питания и выведения продуктов метаболизма из мозговых тканей.
Строение спинного мозга и окружающих тканей
Если внимательно изучить строение позвоночника, то станет ясно, что серое вещество надежно спрятано сначала за подвижными позвонками, потом за оболочками, которых имеется три, далее следует белое вещество спинного мозга, которое обеспечивает проведение восходящих и нисходящих импульсов. По мере подъема вверх по позвоночному столбу, количество белого вещества увеличивается, так как появляется больше подконтрольных участков – руки, шея.
Белое вещество – это аксоны (нервные клетки), покрытые миелиновой оболочкой.
Серое вещество обеспечивает связь внутренних органов с головным мозгом при помощи белого вещества. Отвечает за процессы памяти, зрение, эмоциональный статус. Нейроны серого вещества не защищены миелиновой оболочкой и весьма уязвимы.
Чтобы обеспечить одновременно питание нейронов серого вещества и защитить его от повреждений и инфекции, природа создала несколько препятствий в виде спинномозговых оболочек. Головной и спинной мозг имеют идентичную защиту: оболочки спинного мозга являются продолжением оболочек головного мозга. Чтобы разобраться, как работает спинномозговой канал, необходимо провести морфофункциональную характеристику каждой отдельной его части.
Функции твердой оболочки
Твердая мозговая оболочка расположена сразу за стенками позвоночного канала. Она наиболее плотная, состоит из соединительной ткани. С наружной стороны имеет шероховатую структуру, а гладкой стороной обращена внутрь. Шероховатый слой обеспечивает плотное смыкание с позвоночными костями и удерживает мягкие ткани в позвоночном столбе. Слой гладкого эндотелия твердой оболочки спинного мозга – наиболее важный компонент. В его функции входит:
- производство гормонов – тромбина и фибрина,
- обмен тканевой и лимфатической жидкости,
- контроль артериального давления,
- противовоспалительная и иммуномодулирующая.
Соединительная ткань в процессе развития зародыша происходит из мезенхимы – клеток, из которых впоследствии развиваются сосуды, мышцы, кожа.
Строение наружной оболочки спинного мозга обусловлено необходимой степенью защиты серого и белого вещества: чем выше – тем толще и плотнее. Вверху срастается с затылочной костью, а в районе копчика истончается до нескольких слоев клеток и выглядит как нить.
Из того же вида соединительной ткани сформирована защита для спинномозговых нервов, которая прикрепляется к костям и надежно фиксирует центральный канал. Существует несколько видов связок, которыми внешняя соединительная ткань скреплена с надкостницей: это латеральные, передние, дорсальные связующие элементы. При необходимости извлечения твердой оболочки из костей позвоночника – хирургической операции – данные связки (или тяжи) представляют проблему из-за своего строения для врача-хирурга.
Паутинная оболочка
Схема расположения оболочек описана от внешней к внутренней. Паутинная оболочка спинного мозга расположена за твердой. Через небольшое пространство она примыкает изнутри к эндотелию и также покрыта эндотелиальными клетками. По виду – полупрозрачная. В паутинной оболочке имеется огромное количество глиальных клеток, которые помогают генерировать нервные импульсы, участвуют в обменных процессах нейронов, выделяет биологически активные вещества, осуществляет опорную функцию.
Спорным для медиков является вопрос об иннервации паутинной пленки. В ней нет кровеносных сосудов. Также некоторые ученые рассматривают пленку как часть мягкой оболочки, так как на уровне 11-го позвонка они сливаются в одно целое.
Срединная оболочка спинного мозга называется паутинной, так как имеет очень тонкое строение в виде паутины. Содержит фибробласты – клетки, которые производят внеклеточный матрикс. В свою очередь он обеспечивает транспортировку питательных и химических веществ. При помощи паутинной оболочки происходит движение ликвора в венозную кровь.
Грануляциями средней оболочки спинного мозга являются ворсинки, которые проникают в наружную твердую оболочку и совершают обмен ликворной жидкости через венозные синусы.
Внутренняя оболочка
Мягкая оболочка спинного мозга соединяется с твердой с помощью связок. Более широкой площадью связка прилежит к мягкой оболочке, а более узкой – к внешней оболочке. Таким образом происходит скрепление и фиксация трех оболочек спинного мозга.
Анатомия мягкого слоя более сложная. Это рыхлая ткань, в которой находятся кровеносные сосуды, доставляющие питание нейронам. Из-за большого количества капилляров цвет ткани розовый. Мягкая оболочка полностью окружает спинной мозг, по своей структуре более плотная, чем аналогичная ткань головного мозга. Оболочка настолько плотно прилегает к белому веществу, что при малейшем рассечении оно появляется из разреза.
Примечательно, что такое строение имеется только у человека и других млекопитающих.
Данный слой хорошо омывается кровью и выполняет благодаря этому защитную функцию, так как в крови находится большое количество лейкоцитов и других клеток, отвечающих за иммунитет человека. Это крайне важно, так как попадание микробов или бактерий внутрь спинного мозга способны вызвать интоксикацию, отравление и гибель нейронов. В такой ситуации можно потерять чувствительность определенных участков тела, за которые отвечали погибшие нервные клетки.
Мягкая оболочка имеет двухслойное строение. Внутренний слой – это те же глиальные клетки, которые непосредственно соприкасаются со спинным мозгом и обеспечивают его питание и вывод продуктов распада, а также участвуют в передаче нервных импульсов.
Пространства между оболочками спинного мозга
3 оболочки не соприкасаются между собой плотно. Между ними существуют пространства, которые имеют свои функции и названия.
Эпидуральное пространство находится между костями позвоночника и твердой оболочкой. Заполнено жировой тканью. Это своего рода защита от недостатка питания. В экстренных ситуациях жир может стать источником питания нейронов, что позволит нервной системе функционировать и контролировать процессы в организме.
Рыхлость жировой ткани является амортизатором, который при механическом воздействии снижает нагрузку на глубокие слои спинного мозга – белое и серое вещество, не допуская их деформации. Оболочки спинного мозга и пространства между ними представляют собой буфер, через который происходит сообщение верхних и глубоких слоев ткани.
Субдуральное пространство находится между твердой и арахноидальной(паутинной) оболочкой. Оно заполнено спинномозговой жидкостью. Это наиболее часто меняющаяся среда, объем которой приблизительно 150 – 250 мл у взрослого человека. Жидкость вырабатывается организмом и обновляется 4 раза в сутки. Всего за сутки головным мозгом продуцируется до 700 мл спинномозговой жидкости (ликвора).
Ликвор выполняет защитную и трофическую функции.
- При механическом воздействии , ударе, падении, сохраняет давление и препятствует деформации мягких тканей, даже при надломах и трещинах костей позвоночника.
- В составе ликвора имеются питательные вещества – белки, минералы.
- Лейкоциты и лимфоциты в спинномозговой жидкости подавляют развитие инфекции вблизи центральной нервной системы, поглощая бактерии и микроорганизмы.
Ликвор является важной жидкостью, с помощью которой врачи определяют наличие у человека инсульта или мозговых повреждений, при котором нарушается гематоэнцефалический барьер. В таком случае в жидкости появляются эритроциты, чего в норме быть не должно.
Состав ликвора меняется в зависимости от работы других органов и систем человека. К примеру, при нарушениях в системе пищеварения, жидкость становится более вязкой, в результате чего протекание затрудняется, и появляются болезненные ощущения, в основном головные боли.
Снижение уровня кислорода также нарушает работу нервной системы. Сначала изменяется состав крови и межклеточной жидкости, затем процесс передается на спинномозговую жидкость.
Большой проблемой для организма является обезвоживание. В первую очередь страдает центральная нервная система, которая в тяжелых условиях внутренней среды не в состоянии контролировать работу остальных органов.
Подпаутинное пространство спинного мозга (другими словами – субарахноидальное) находится между мягкой оболочкой и паутинной. Здесь находится наибольшее количество ликвора. Связано это с необходимостью обеспечить наибольшую безопасность некоторых отделов центральной нервной системы. К примеру – ствола, мозжечка или продолговатого мозга. Особенно много цереброспинальной жидкости в районе ствола, так как там находятся все жизненно важные отделы, которые отвечают за рефлексы, дыхание.
При наличии достаточного количества жидкости, механические внешние воздействия на область мозга или позвоночника доходят до них в значительно меньшей мере, так как жидкость компенсирует и снижает удар извне.
В арахноидальном пространстве жидкость циркулирует в различных направлениях. Скорость зависит от частоты движений, дыхания, то есть, напрямую связана с работой сердечно-сосудистой системы. Поэтому важно соблюдать режим физической нагрузки, прогулок, правильного питания и употребления воды.
Обмен цереброспинальной жидкости
Ликвор через венозные синусы попадает в кровеносную систему и далее направляется на очистку. Система, которая продуцирует жидкость, предохраняет ее от возможного попадания отравляющих веществ из крови, поэтому избирательно пропускает элементы из крови в ликвор.
Оболочки и межоболочечные пространства спинного мозга омываются замкнутой системой спинномозговой жидкости, поэтому при нормальных условиях обеспечивают стабильную работу центральной нервной системы.
Различные патологические процессы, которые начинаются на каком-либо участке центральной нервной системы, могут распространяться на соседние. Причина этого – непрерывная циркуляция ликвора и перенос инфекции на все отделы головного и спинного мозга. Не только инфекционные, но и дегенеративные, а также метаболические расстройства оказывают влияние на всю центральную нервную систему.
Анализ спинномозговой жидкости является главным при определении степени повреждения тканей. Состояние ликвора позволяет прогнозировать течение заболеваний и следить за эффективностью лечения.
Излишки СО2, азотной и молочной кислот удаляются в кровеносное русло, чтобы не создавать токсического воздействия на нервные клетки. Можно сказать, что ликвор имеет строго постоянный состав и поддерживает это постоянство при помощи реакций организма на появление раздражителя. Происходит замкнутый круг: организм старается угодить нервной системе, поддерживая баланс, а нервная система с помощью отлаженных реакций помогает организму этот баланс поддерживать. Такой процесс называется гомеостаз. Он является одним из условий выживания человека во внешней среде.
Связь оболочек между собой
Связь оболочек спинного мозга прослеживается с самого раннего момента формирования – на этапе эмбрионального развития. В возрасте 4 недель зародыш уже имеет зачатки центральной нервной системы, в которой из всего лишь нескольких видов клеток формируются различные ткани организма. В случае с нервной системой – это мезенхима, которая дает начало соединительной ткани, из которой состоят оболочки спинного мозга.
В сформированном организме некоторые оболочки проникают одна в другую, что обеспечивает обмен веществ и выполнение общих функций по защите спинного мозга от внешних воздействий.
