Онтогенез спинного мозга кратко

Обновлено: 05.07.2024

В обзорной статье представлены современные сведения о структурной и функциональной организации спинного мозга человека в пренатальном и постнатальном периодах развития.

Ключевые слова

НЕРЕЦИПРОКНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ, ПРЕСИНАПТИЧЕСКОЕ ТОРМОЖЕНИЕ, ДВИЖЕНИЯ, Н-РЕФЛЕКС, ВОЗРАСТ, ОНТОГЕНЕЗ, СПИННОЙ МОЗГ, МОТОНЕЙРОН, ВОЗБУДИМОСТЬ, РЕЦИПРОКНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ

Текст научной работы

Спинной мозг (medulla spinalis) представляет собой достаточно сложную в структурном и функциональном отношении управляющую систему и поэтому способен играть существенную роль в сенсорно-моторной интеграции и в решении проблем управляемости скелетно-мышечной системы [64]. Как наиболее древнее филогенетическое образование спинной мозг является первым интегративным центром нервной системы. Основная функция этого уровня управления движениями – обеспечение фоновых координаций [14]. Однако спинной мозг не только выполняет гомеостатическую и передаточную функции по отношению к движению [16], но и способен автономно обеспечивать выполнение простейших двигательных программ. Примером такой автономии является спинальный генератор шагательных движений у кошки и человека, параметрически управляемый посредством супраспинальных нисходящих влияний [3, 9, 10].

Возрастным изменениям морфологии спинного мозга и его проводящих путей посвящено незначительное количество работ. Известно, что в пренатальном онтогенезе человека спинной мозг развивается из нервной трубки, расположенной в области шеи и туловища. В своём развитии и строении он сохраняет черты метамерии (сегментарности). Из вентральных отделов плащевого слоя возникают передние столбы, или рога серого вещества спинного мозга, а из дорсальных его отделов – задние рога [17, 41]. Относительно быстрый рост и развитие передних рогов по сравнению с задними, объясняется более ранней дифференцировкой и быстрым ростом мотонейронов спинного мозга. Преобразование двигательного нейробласта в нейрон характеризуется появлением в его цитоплазме нейрофибрилл и образованием отростков, сначала нейтритов, а затем дендритов. Нейтриты этих клеток, выходя из спинного мозга, образуют вентральные, или передние, корешки. А входящие в их состав двигательные нервные волокна очень рано вступают в связь с закладками скелетных мышц эмбриона. В отличие от передних рогов, отростки которых выходят за пределы спинного мозга, пучковые клетки задних рогов посылают свои нейтриты в краевую зону нервной трубки. С наступлением миелинизации эта зона превращается в белое вещество спинного мозга. Из дорсального отдела возникают задние столбы серого вещества (клеточные тела вставочных нейронов), задние канатики (отростки чувствительных нейронов) [69].

У новорождённых спинной мозг морфологически имеет более зрелое строение по сравнению с головным мозгом, в связи с чем, оказывается и более совершенным в функциональном отношении [5, 41]. Спинной мозг новорождённого относительно длиннее, чем у взрослых. Согласно данным А. Андронеску [1] спинной мозг новорождённого имеет длину в среднем 14,1 см (13,6-14,8) и растёт в длину медленнее позвоночника, достигая каудально до нижнего края второго поясничного позвонка или верхнего края третьего поясничного позвонка. Нижняя граница спинного мозга до 4 лет находится на расстоянии 4-5 см от наивысшей точки гребня подвздошной кости, а в 4-6 лет – на расстоянии 6-8 см. К двум годам длина спинного мозга достигает 20 см, а к 10 годам по сравнению с периодом новорожденности удваивается, а у взрослых она составляет в среднем 43-45 см [24]. Наиболее быстро растут грудные сегменты спинного мозга и рост спинного канала наиболее выражен в этом отделе [4]. А. Андронеску [1] указывает на тесную связь между длиной спинного мозга и тела: эти величины увеличиваются прямо пропорционально в процессе онтогенеза человека. Различные отделы спинного мозга увеличиваются по длине гетерохронно [54]. Больше других увеличивается грудной отдел (pars thoracica), особенно грудные сегменты VI и VII, затем шейная область (pars cervicalis) и медленнее всех поясничная область (pars lumbalis) [1]. Ростовые процессы спинного мозга продолжаются приблизительно до 20-ти летнего возраста. За это время масса спинного мозга увеличивается почти в восемь раз. Вес спинного мозга у новорождённого около 3-4 г, у детей 1 года - около 9,5-10 г, в 5 лет – 17,5 г, в 14 лет – 22 г. С возрастом увеличивается отношение веса спинного мозга к весу головного мозга. Так, у ребёнка 1 года - это соотношение составляет 1:1000, а у взрослого – 1:38 [21].

В первые годы жизни ребёнка шейное и поясничное утолщения выражены хорошо, центральный канал (canalis centralis) шире, чем у взрослого [70, 54]. Диаметр центрального канала спинного мозга у новорождённых больше, чем у взрослых и редукция его просвета происходит главным образом в течение 1-2 лет, а также в более поздние возрастные периоды, когда увеличивается масса серого (substantia grisea) и белого вещества (substantia alba). Объем белого вещества возрастает быстрее, особенно за счёт собственных пучков сегментарного аппарата, который формируется раньше, чем проводящие пути, соединяющие спинной мозг с головным [11]. При этом отмечают, что к 5-6 годам соотношение спинного мозга и позвоночного канала становится таким же, как и взрослого человека [54].

Гистологическое изучение спинного мозга у новорождённых детей показало, что на поперечном срезе он имеет вид, как у взрослого человека [7, 20, 28]. У новорождённых отмечается преобладание передних рогов над задними, нервные клетки расположены группами, ткань глии хорошо развита [4]. К 6-му месяцу жизни постнатального онтогенеза глия развивается полностью [1]. Клетки, выстилающие внутреннюю поверхность позвоночного канала, уплощены, сморщены, содержат малое количество протоплазмы.

С возрастом и развитием ребёнка наблюдается увеличение количества клеток и изменение их микроструктуры в спинном мозге. Число всех моторных клеток спинного мозга у младенцев на половину меньше, чем у взрослых [54]. Общее количество нейронов спинного мозга у взрослого человека около 13 млн., из них 3% - мотонейроны, 97% - вставочные нейроны, относящиеся, в том числе и к вегетативной нервной системе [19].

По мере развития человека изменяется скорость проведения возбуждения по нервным волокнам спинного мозга [15, 49]. J.B. Cracco и его коллеги [36] с помощью методики соматосенсорных вызванных потенциалов (SSEP) определили скорость проведения возбуждения в разных сегментах спинного мозга (L1-L4 - пояснично-крестцовых, T6 - плечевом, C7 – шейном) при стимуляции n. tibialis у детей в возрасте от 1 года до 8 лет. Авторы заключили, что в процессе роста и развития организма скорость проведения по ростральным сегментам быстрее, чем по каудальным сегментам спинного мозга, а скорость проведения возбуждения вдоль спинного мозга прогрессивно увеличивается с возрастом [36]. Имеются и другие предположения, которые концентрируются на сопоставлении роста детей и скорости проведения по волокнам спинного мозга [59]. В общей сложности, по мнению многих исследователей, функциональные характеристики моторных проводящих путей спинного мозга начинают полностью соответствовать параметрам взрослого человека только в возрасте 12-14 лет [12, 71].

Рост спинного мозга в длину и толщину, развитие клеточных структур обеспечивают формирование не только его проводящих путей, но и рефлекторной функции [4, 18]. Формирование рефлекторных функций находится в полном соответствии с морфологическим развитием нервной системы. Показано, что сначала созревают рефлекторные дуги спинномозговых рефлексов, вследствие чего у плода появляются первые двигательные реакции, связанные с деятельностью спинного мозга [65, 53]. Развитие движений у ребёнка опирается на две взаимосвязанные тенденции: усложнение двигательных функций и угасание врождённых безусловных рефлексов. В настоящее время хорошо изучены закономерности развития многих безусловных рефлексов у плода и ребёнка первых лет жизни.

В последние годы в клинической нейрофизиологии наиболее информативными методами исследования функционального состояния мотонейронов спинного мозга человека является Н-рефлекс [51, 58]. В отличие от рефлексов, которые реализуются в нормальных условиях движения, Н-рефлекс представляет собой искусственно вызываемую реакцию. Н-рефлекс рассматривается как аналог Ахиллова рефлекса (сухожильного рефлекса) и относится к числу самых простых рефлексов, осуществляемых по моносинаптической рефлекторной дуге. Рефлекторная моносинаптическая дуга у человека начинает функционировать в возрасте 25 недель внутриутробного развития [67, 31]. В работах многих авторов имеются данные о регистрации Н-рефлекса мышц верхней конечности при стимуляции n. medianus и n. ulnaris в первые годы постнатального онтогенеза [32, 33, 44, 55 и др.] а так же мышц нижних конечностей при стимуляции n. peroneus и n. tibialis [35, 37]. У здоровых взрослых Н-рефлекс определяется в m. soleus и m. gastrocnemius [47, 48], а также в m. quadriceps femoris [39], в m. extensor digitorum brevis и в m. flexor carpi radialis [38] при стимуляции соответствующих нервных стволов.

Спинной мозг обеспечивает все основные свойства локомоторных актов и играет достаточно важную роль в реализации естественных движений. Установлено, что шагательные рефлексы новорождённых характеризуются наличием коактивации мышц агонистов и антагонистов [62]. В процессе возрастного развития активация паттернов шагательного рефлекса при свободной ходьбе становится более взаимно организованной, что связано с включением кортикальных тормозящих механизмов и повышением порога рефлекса на растяжение [43].

Внутренние механизмы спинного мозга, осуществляемые через моносинаптическую рефлекторную дугу, лежат в основе координации работы мышц сгибателей и разгибателей, позволяя усовершенствовать двигательную активность рук, ног, тела при выполнении различных по сложности движений. Исследование прямохождения у детей в возрасте от 6 месяцев до 7 лет показало, что реципрокный способ активации ЭМГ мышц нижней конечности во время локомоции присутствует у детей 4 лет, а в возрасте 5-7 лет двигательные паттерны становятся подобны взрослому человеку [30]. Авторы предположили, что осуществляемые паттерны локомоции контролируются тормозной интернейронной сетью, связанной с афферентными влияниями группы I на соответствующие мотонейроны спинального уровня, и модулируются на разных этапах онтогенеза человека [29, 43]. По мнению Л.А. Леоновой с соавторами [13] в 7-летнем возрасте спинальный механизм управления движением является сформированным, а совершенствование управления движения в возрасте 7-11 лет связано с процессом становления супраспинальных регуляторных механизмов. Точка зрения Л.А. Леоновой с соавторами [13] была экспериментально подтверждена M. Hodapp с соавторами [46], которые показали, что во время ходьбы у детей 7-12 лет и подростков 13-16 лет моносинаптический рефлекс находится под постоянным супраспинальным контролем, что выражается в его подавлении, причём это подавление наиболее выражено у подростков, чем у детей. У взрослых во время ходьбы наблюдается облегчение Н-рефлекса [56]. Предполагается, что такие особенности моносинаптического рефлекса во время ходьбы связаны с ещё несформированными супраспинальными структурами центральной нервной системы у детей и подростков [46, 45, 68].

В регуляции двигательной активности крайне важная роль отводится спинальным тормозным системам, которые являются важнейшими нервными механизмами координационной и интегративной деятельности центральной нервной системы [26, 25, 22, 63]. В результате исследования основных онтогенетических закономерностей формирования спинального торможения у человека определены основные этапы развития и становления процессов спинального торможения, установлены периоды их ослабления и усиления в процессе онтогенеза [26, 22]. Полученные данные свидетельствуют, что формирование и становление разных видов спинального торможения в период от 9 до 18 лет происходит гетерохронно и дефинитивный уровень их развития приходится на различный возраст: пресинаптического торможения гетеронимных Ia афферентов и реципрокного торможения гомонимных α-мотонейронов в возрасте 9-12 лет, возвратного торможения гетеронимных α-мотонейронов – 17-18 лет, нереципрокного торможения гетеронимных и гомонимных α-мотонейронов – 14-15 лет. Выявленные факты согласуются с теорией системогенеза П.К. Анохина [2], в соответствии с которой важные для данного возрастного периода жизненные функции развиваются раньше и быстрее других.

Вместе с тем наши данные восполняют пробел в научных знаниях о механизмах функционирования спинальных тормозных систем в процессе двигательной деятельности на разных этапах онтогенеза [23, 22]. Совершенствование спинальных тормозных интернейрональных сетей при произвольной регуляции движений продолжается вплоть до 17-18 лет, что объясняется длительным периодом морфофункционального созревания моторной коры мозга, мозжечка и кортикоспинального тракта, определяющие формирование произвольных движений человека.

Результаты исследования пресинаптического торможения Ia афферентов, нереципрокного и реципрокного торможения α-мотонейронов m. soleus у взрослых свидетельствуют о том, что для дефинитивного возраста характерно ослабление тормозных процессов в реализации произвольных движений [23, 22]. Изложенные нами данные о модуляции разных видов спинального торможения в процессе реализации произвольного движения у мужчин 22-27 лет в определённой мере подтверждаются многими исследованиями [63, 50 и др.]. Этими авторами показано, что у взрослого человека на интернейроны пресинаптического, нереципрокного и реципрокного торможения конвергируют кортикоспинальные волокна, оказывающие тормозные влияния на интернейроны Ia пресинаптического торможения и возбуждающие влияния на интернейроны Ia реципрокного торможения и Ib нереципрокного торможения в начале произвольного мышечного сокращения. Пресинаптический, реципрокный и нереципрокный тормозной контроль при произвольной регуляции движений взрослого человека находится также под корректирующим влиянием с периферии двигательного аппарата [63].

Результаты собственных исследований показали, что у детей 9-12 лет в условиях произвольной двигательной активности проявляется самое слабое пресинаптическое торможение Ia афферентов m. soleus, у подростков 14-15 лет – самое большое, к 17-18 годам – слабое и достигает уровня взрослого человека. Полученные данные дают основание полагать, что у подростков 14-15 лет в процессе управления произвольными статическими усилиями нисходящие потоки от кортикоспинального тракта и восходящие потоки от афферентов Ia m. tibialis anterior оказывают более активное тормозное влияние на спинальные интернейронные сети пресинаптического торможения мышц-антагонистов голени по сравнению с детьми 9-12 лет [22].

Анализ возрастных изменений нереципрокного торможения α-мотонейронов m. soleus человека при выполнении произвольного движения показал, что у мальчиков 9-12 лет отмечалась самая большая выраженность этого вида торможения по сравнению с другими возрастными группами. Можно предполагать, что у детей 9-12 лет произвольное сокращение мышц голени сопровождается более значительной афферентной импульсацией сухожильных рецепторов Гольджи и более выраженными возбуждающими супраспинальными влияниями на тормозные интернейроны Ib по сравнению с другими возрастными группами. Выявленная самая слабая выраженность нереципрокного торможения α-мотонейронов m. soleus при выполнении произвольного движения подростками 14-15 лет и юношами 17-18 лет связана с ослаблением возбуждающих супраспинальных и периферических влияний на тормозные интернейроны Ib, что приводит к усилению облегчающих влияний на мотонейронный пул m. soleus [22].

Данные, полученные по изучению реципрокного торможения α-мотонейронов m. soleus человека при выполнении произвольного движения, указывают на то, что в возрасте 9-12 лет наблюдается большая выраженность данного вида торможения, у подростков 14-15 лет – самая малая, а в возрасте 17-18 лет – слабая и достигает дефинитивного уровня. Эти данные позволяют высказать предположение о том, что у детей 9-12-летнего возраста напряжение мышц голени вызывает большее усиление афферентных потоков от m. tibialis anterior к мотонейронам m. soleus по сравнению с подростками 14-15 лет, юношами 17-18 лет и мужчинами 22-27 лет. Возможно, детям 9-12 лет при произвольном усилии требуется также увеличение нисходящих возбуждающих влияний на тормозные Ia и Ib интернейроны для компенсации развивающихся при удержании статического усилия реципрокных и нереципрокных тормозных процессов, снижающих возбудимость спинальных α-мотонейронов [22].

Базируясь на концепциях П.К. Анохина [2] и Н.А. Бернштейна [6] о гетерохронности созревания систем мозга, обусловленной филогенетическими особенностями становления жизненно важных функциональных систем, обеспечивающих приспособление организма к внешней среде, можно утверждать, что возрастные изменения в проявлении разных видов спинального торможения направлены на поддержание оптимального уровня функционирования двигательной системы на разных этапах индивидуального развития человека.

Список литературы

Цитировать

Спинной мозг представляет собой основную часть центральной нервной системы человека. На него возлагаются особые функции, и выделяется он среди остальных органов уникальным строением. Расположен в позвоночном канале, и напрямую связан с головным мозгом. При нормальном развитии спинной мозг обеспечивает нормальную работу всех отделов и частей организма, выполняет задачу проводника, передает рефлексы и импульсы.

Общая информация

Анатомия спинного мозга отличается от головного продолговатым строением. На латыни орган носит название – medulla spinalis. Представляет он собой утолщенную трубку с небольшим каналом внутри, немного приплюснутую спереди и сзади. Именно такое строение обеспечивает нормальную транспортировку нервных импульсов от главного органа, расположенного в черепной коробке к периферийным структурам нервной системы.

Локально орган расположен в позвоночном канале, где сосредоточены мягкие и костные ткани, нервные окончания, отвечающие за множество функций тела человека. Без нормально работающего спинного мозга не представляется возможным естественное дыхание, пищеварение, сердцебиение, репродуктивная деятельность, любая двигательная активность.

У человека начинает он формироваться примерно на 4 неделе развития внутри утробы матери. Но в каком виде он наблюдается у взрослого человека, он появляется намного позже, сначала это нервная трубка, постепенно развивающаяся в полноценный орган. Заканчивает он свое формирование в течение 2-х лет после появления на свет.

Строение

Локальное расположение спинного мозга вдоль всей спины имеет свои особенности. Такая физиология обеспечивает выполнение органом основных функций. Начинается орган на уровне 1 шейного позвонка, где он мягко перестраивается в головной мозг, но четкого разделения в них нет. В месте стыковки наблюдается перекрест пирамидных путей, отвечающих за двигательную активность конечностей. Заканчивается спинной мозг в районе 2 поясничного позвонка, поэтому по длине он меньше, чем весь позвоночник в целом. Такая особенность позволяет проводить люмбальную пункцию на уровне 3-4 поясничного позвонка, без риска повредить спинной мозг.

В чем особенность строения? Продолговатая трубка имеет спереди и сзади две борозды. Покрыт мозг тремя оболочками:

Твердой . Представляет собой ткань надкостницы позвоночного канала, после чего идет эпидуральное пространство и внешний слой твердой оболочки.
Паутинной . Тонкая пластинка, не имеющая цвета, которая срастается с твердой оболочкой в области межпозвоночного отверстия. В месте отсутствия сращения располагается субдуральное пространство.
Сосудистой . Мягкая оболочка, отделенная от предыдущей, подпаутинным пространством со спинномозговой жидкостью. Примыкает оболочка к спинному мозгу и состоит преимущественно из сосудистых сплетений.

Пространство между ними заполнено спинномозговой жидкостью – ликвором. В центре органа располагается серое вещество. Состоит оно из вставочных и двигательных нейронов. Также в нем находятся два типа рогов: передние, содержащие двигательные нейроны и задние, место, где располагаются вставочные нейроны.

Внешние характеристики

Внешнее строение спинного мозга во многом повторяет очертания позвоночника, так как структуры подстраиваются под его физиологические изгибы. Наблюдаются два утолщения в районе шеи и нижнего грудного, начале поясничного отелов. Эти места характеризуются как выходы корешков спинномозговых нервов, ответственных за иннервацию рук и ног.

Внешнее строение можно кратко описать следующими характеристиками:

Толщина спинного мозга неравномерная и зависит от того, в каком отделе делается замер. Также выделяют у органа четыре поверхности: две округлых боковые, выпуклая задняя и уплощенная передняя. Наружное строение во многом напоминает внутреннюю часть хребта, так как орган заполняет собой весь канал. Орган надежно защищен костной тканью.

Внутреннее строение

Спинной мозг состоит из клеток нервной ткани, которые называются нейроны. Они сосредоточены все ближе к центру, и образуют собой серое вещество. По приблизительным подсчетам ученых всего в органе содержится около 13 миллионов клеток, что во много раз меньше, чем в головном отделе. Серое вещество располагается внутри белого, и если сделать поперечный разрез, то по форме он будет напоминать бабочку. Это особенно хорошо видно на схеме.

Схематичное строение спинного мозга в поперечном разрезе

Такое уникальная анатомия позволяет разделить спинной мозг на несколько структур. Устроен он следующим образом:

Передние рога. Отличаются округлой широкой формой и состоят их нейронов, отвечающих за то, чтобы передавать мышцам нервные импульсы. Именно потому, что они выполняют такую задачу, их называют двигательные. Начинаются в передних рогах передние корешки спинномозговых нервов.
Задние рога. Отличаются длинной неширокой формой и состоят из промежуточных нейронов. Они носят такое название, благодаря способности принимать поступающие сигналы от чувствительных корешков спинномозговых нервов, по-другому они называются задние корешки.
Боковые рога. Имеются только в нижних сегментах органа, и содержат вегетативные ядра, ответственные за расширения зрачков, или функционирование потовых желез.

Физиологическая функция нервных окончаний заключается в передаче сигналов от головного мозга спинному, а также доставка полученных импульсов в обратном направлении. Таким образом обеспечивается взаимосвязь на всех уровнях и участках нервной системы. Нервные волокна объединяются в пучки и имеются по всей длине спинного мозга.

Метамер и сегментарное строение

Кожные участки тела, состоящие из сенсорных волокон, подходят к соответствующему сегменту спинного мозга, называют дерматомы. Они представляют собой полоски эпидермиса, подконтрольные чувствительными нервными окончаниями корешками. Расположены они по всему телу, и бывают перекрывают друг друга.

Наглядное представление связи кожи и спинного мозга

Миотомами называют группы мышц, получающие моторные волокна от определенных участков мозга. Благодаря изучению и знанию их расположения существенно упрощается процесс поражения и диагностирования поражений спинного мозга. Повреждения определенного сегмента спинного мозга провоцируют чувствительные и двигательные нарушения.

Связь спинного мозга и мышечного волокна

Сегментарное строение

Спинной мозг условно делят на пять отделов, хотя он и представляет собой единое целое. Название каждого напрямую зависит от его расположения в теле. Всего у человека могут наблюдаться 31-33 сегмента, которые состоят из:

Шейного участка – включает в себя 8 сегментов.
Грудной отдел – 12 сегментов.
Поясничный отдел – 5 сегментов.
Крестцовый – 5 сегментов.
Копчиковый – 1-3 сегмента.

Такое деление позволяет детальнее рассмотреть орган, упростить процесс диагностирования различных патологий.

Белое и серое вещество

Симметричные половины в разрезе можно подробно разглядеть и заметить переднюю серединную щель, соединительно-тканевую перегородку. Часть, расположенная внутри, более темная и носит название серого вещества (СВ), находится она в более светлой субстанцией – белом веществе (БВ). Больше всего СВ расположено в поясничном отделе, меньше всего наблюдается в грудном. Какие основные функции серого вещества:

Передача болевых импульсов.
Реагирование на температурные изменения.
Замыкание рефлекторных дуг.
Получение сведений от мышечной ткани, сухожилий, связок.
Образование проводящих путей.

Каково строение белого вещества? Оно состоит из миелиновых, безмиелиновых нервных волокон, кровеносных сосудов и небольшого количества соединительное ткани. Основная его задача заключается в запуске простейших рефлексов, обеспечение связей со скелетными мышцами.

Функции

Функциональная анатомия подразумевает, что, являясь частью центральной нервной системы, спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функцию. В первом случае орган контролирует выполнение простейших действий на уровне реакций, заключенных в подсознании. Ярким примером является запуск двигательной функции с отдергиванием руки, если поверхность слишком горячая. Делает это конечность раньше, чем сам человек поймет, что произошло. Вторая задача органа заключается в передаче нервных импульсов в головной отдел ЦНС, по восходящим и нисходящим путям движения.

Коротко об основных функциях спинного мозга

Рефлекторная функция

Эта основная функция органа представляет собой ответную реакцию на раздражение извне. Например, появление рефлекторного кашля на попадание в дыхательные пути посторонних предметов и частиц, устранение руки от колючек кактуса или источника опасности. Импульс поступает внутрь спинномозгового канала через двигательные нейроны, они же запускают сокращение мышц. Этот процесс не требует привлечения головного мозга, и моторная реакция происходит без его участия. То есть человек даже не задумывается над своим действием, часто не осознает его.

У детей проверяют врожденные рефлексы после появления на свет. Они обычно заключаются в способности сосать молоко, дышать, дергать ножками. В процессе развития появляются и приобретенные рефлексы, которые помогают выявить врачам корректность функционирования элементов дуги, отдельных сегментов спинного мозга. Проверка проводится в процессе неврологического осмотра. Основной акцент делается на подошвенный рефлекс, коленный и брюшной. Именно они позволяют проверить, насколько здоров человек в тот или иной момент времени.

Проводниковая функция

Познание мира осуществляется через передачу сведений после прикосновения в головной мозг. Именно благодаря этой функции человек понимает, что предмет скользкий, гладкий, шершавый или мягкий. При потере чувствительности, больной перестает понимать, что перед, ним прикасаясь к предмету. Кроме этого, мозг получает данные о положении тела в пространстве, напряжении мышечной ткани или раздражении болевых рецепторов.

Какие органы контролирует спинной мозг?

Также важно понимать, какие внутренние органы связаны со спинным мозгом и могут страдать при повреждении определенного участка позвоночника. Определенные спинномозговые сегменты контролируют определенные части тела путем транслирования нервных импульсов и передачи ответных реакций по двигательным нейронам. За что отвечает каждый позвонок наглядно можно увидеть в таблице.

Сегмент спины	Порядковый номер позвонка	Подконтрольные внутренние органы
Шейный	3-5	Диафрагма
Шейный	6-8	Суставная ткань верхних конечностей
Грудной	1,2, 5-8	Мышечная ткань и эпидермис кистей, локтей и предплечья
Грудной	2-12	Мышцы, кожный покров туловища
Грудной	1-11	Межреберные мышцы
Грудной	1-5	Головы, сердце
Грудной	5-6	Нижняя часть пищевода
Грудной	6-10	Желудочно-кишечный тракт
Поясничный	1-2	Простата, паховая область, надпочечники, мочевой пузырь, матка.
Поясничный	3-5	Мышцы и кожа ног
Крестцовый	1-2	Мышечная ткань и эпидермис нижних конечностей
Крестцовый	3-5	Наружные половые органы, рефлекторные центры, дисфункция эрекции и дефекации

Повреждение спинного мозга в конкретном отделе негативно сказывается на работе указанных внутренних органов. В некоторых случаях наблюдается дисфункция прежде, чем обнаружится компрессия или смещение позвонков.

Опасность повреждения органа

Благодаря характерной особенности строения мозга, он связан с большинством систем в организме. Целостность его структуры крайне важно для корректного функционирования опорно-двигательного аппарата, здоровья внутренних органов. Любая травма, независимо от степени тяжести, может привести к инвалидности. Растяжения, вывихи, повреждения дисков, переломы позвонков со смещением или без могут вызвать спинальный шок и паралич ног, нарушить нормальную работу канатиков.

Тяжелые травмы приводят к появлению шока, длящегося от нескольких часов до нескольких месяцев. При этом патологическое состояние сопровождается рядом неврологических симптомов. К ним относится онемение, нарушение чувствительности, дисфункция тазовых органов, неспособность контролировать процесс мочеиспускания и дефекации.

Лечение легких повреждений позвоночника проводится амбулаторно, с использованием медикаментов, лечебной гимнастики и массажа. Тяжелые травмы требуют оперативного вмешательства, особенно если выявленная компрессия спинного мозга. Клетки быстро повреждаются и погибают, поэтому любое промедление может стоить человеку здоровья. Восстановительный период после такого вмешательства составляет до двух лет. Помогают в этом различные физиотерапевтические процедуры, например, рефлексотерапия, эрготерапия, электрофорез, магнитотерапия и прочее.

Спинной мозг представляет собой ключевой элемент центральной нервной системы человека, который связан тем или иным образом практически со всеми внутренними органами, мышечной тканью человека. Специфическое строение позволяет передавать импульсы и сигналы, обеспечивать полноценную двигательную деятельность, и выполнять ряд других функций.

Рис. 1. Схема слоев нервной трубки и их преобразований в спинном мозге: 1 — эпендимный слой; 2 — плащевой слой; 3 — краевая вуаль; 4 — эпендима центрального канала; 5 — серое вещество спинного мозга; 6 — белое вещество спинного мозга.

Вначале все стенки нервной трубки имеют одинаковую толщину. На поперечном сечении нервной трубки различают дорзальную стенку — покровную, вентральную стенку — донную и боковые стенки (рис. 2).

Рис. 2. Схема стенок нервной трубки и их преобразований: 1 — покровная пластинка; 2 — боковая пластинка; 3 — донная пластинка; 4 — sulcus limitans; 5 — крыльная пластинка; 6 — основная пластинка; 7 — задний канатик; 8 — задний рог; 9 — боковой рог; 10 — боковой канатик; 11 — передний рог; 12 — передний канатик; 13 — нейробласт ганглиозного валика; 14 — собственные пучки.

Вентральная стенка и дорзальная отстают в росте от боковых стенок и постепенно погружаются между интенсивно развивающимися боковыми стенками. На месте их погружения образуются продольные срединные борозды спинного мозга.

Со стороны полости трубки на внутренней поверхности боковых стенок формируются пограничные бороздки — sulcus limitans, которые разделяют боковые стенки нервной трубки на вентральную — основную и дорзальную — крыльную пластинки.

Из основной пластинки развиваются передние столбы серого вещества и передние канатики белого. Отростки ее нейробластов прорастают из нервной трубки, образуя передний корешок спинномозгового нерва, направляющийся к исчерченной мускулатуре.

Из зоны sulcus limitans формируются боковые рога и канатики.

Из крыльной пластинки развиваются задние столбы и канатики.

В крыльную пластинку врастают отростки нейробластов ганглиозных валиков, образуя задние корешки спинномозговых нервов. Отростки одних нейробластов крыльной пластинки растут и вступают в контакт с двигательными клетками основной пластинки. Отростки других — перемещаются, образуя собственные пучки спинного мозга или проекционные волокна. Так устанавливаются двухсторонние связи спинного мозга с головным мозгом и замыкаются простые рефлекторные дуги.

На ранних стадиях развития эмбриона нервная трубка тянется по всей длине тела. С образованием позвоночника спинной мозг заключается в спинномозговой канал. До трех месяцев эмбрионального периода развития спинномозговой канал и спинной мозг совпадают в размерах, и нервы выходят через межпозвоночные отверстия напротив мест своего образования. После трех месяцев рост позвоночника происходит более интенсивно, чем спинного мозга. Спинной мозг перемещается вверх, а его конец вытягивается в тонкий тяж — filum terminale. Спинномозговые нервы каудальных отделов удлиняются и проходят в виде пучка нервов, так называемым конским хвостом (40 корешков нижних сегментов и конечная нить).

Верхняя граница спинного мозга — foramen magnum или перекрест пирамид. Нижний уровень у новорожденных расположен у Ⅲ поясничного позвонка, к концу 1 года — Ⅱ поясничного позвонка, с 4 лет как у взрослых — между Ⅰ и Ⅱ поясничными позвонками. Сегмент спинного мозга — отрезок, соответствующий паре спинномозговых нервов. Выделяют 8 шейных сегментов, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый сегмент (рис. 3).

Правило Шипо.

В верхнем шейном отделе сегменты спинного мозга располагаются соответственно позвонкам, в нижнем шейном и верхнем грудном — на 1 позвонок выше, в среднем грудном — на 2, в нижнем грудном — на 3 позвонка выше (рис. 3). Крестцовые сегменты находятся на уровне Ⅻ грудного — Ⅱ поясничного позвонка.

В спинном мозге различают 2 утолщения. Шейное утолщение состоит из 4 нижних шейных и 1 грудного сегмента и соответствует месту отхождения нервов, направленных к верхней конечности. Пояснично-крестцовое утолщение состоит из 4 нижних поясничных и 2 верхних крестцовых сегментов и соответствует отхождению нервов для иннервации нижней конечности.

Рис. 3. Схема расположения сегментов спинного мозга и спинномозговых нервов по отношению к позвонкам.

Онтогенез. В онтогенезе спинной мозг формируется из заднего отдела медуллярной трубки. На первых стадиях развития нервная трубка на всем протяжении состоит из трех слоев: наружного (краевого), среднего (мантийного), внутреннего (эпендимного). Эпендимные клетки выстилают внутренние стенки полости мозговой трубки. Клетки мантийного слоя преобразуются в нейробласты и спонгиобласты. Стенки трубки утолщаются неравномерно. Основной прирост нервной ткани идет в ее боковых частях. Нервные и глиальные клетки боковых стенок спинномозговой трубки образуют две пластинки: крыловидную и базальную. Крыловидная пластинка располагается дорсолатерально вдоль дорсальной части нервной трубки, а основная, или базальная, лежит вентролатерально. Правая и левая половины пластинок соединены с дорсальной стороны тонкой крышей, а с вентральной стороны — дном. Причем и дно, и крыша расположены в глубине, около центрального канала. Отделяются пластинки друг от друга боковыми пограничными бороздами. Клетки крыловидной пластинки формируют чувствительные, сенсорные структуры задних отделов спинного мозга (задние рога серого вещества). Базальная пластинка дает начало клеткам передних рогов — моторным структурам. Клетки, расположенные вблизи пограничных борозд, образуют вегетативные центры спинного мозга. Полость нервной трубки сужается из-за роста стенок спинного мозга и превращается в центральный спинномозговой канал. Возникают борозды, которые делят спинной мозг на правую и левую половины. Отростки нейронов спинного и головного мозга прорастают, покрываются миелином и формируют белое вещество спинного мозга.

Филогенез. В филогенезе спинного мозга отмечается вариабельность количества сегментов у представителей различных классов и видов. Но, являясь филогенетически древней структурой, спинной мозг мало изменяется в ходе эволюции. Пирамидные пути появляются только у млекопитающих в связи с развитием коры больших полушарий. Удельный вес спинного мозга по отношению к общей массе ЦНС в ходе филогенеза уменьшается за счет увеличения массы головного мозга.

ОСНОВНЫЕ ПРОВОДЯЩИЕ ПУТИ СПИННОГО И ГОЛОВНОГО МОЗГА

Проводящие пути – это совокупность нервных волокон, проходящих в определенных зонах белого вещества головного и спинного мозга, объединенных общностью морфологического строения и функции. В спинном и головном мозге выделяют по строению и функции три группы проводящих путей. Ассоциативные пути соединяют участки серого вещества, различные функциональные центры (кора мозга, ядра) в пределах одной половины мозга. Выделяют короткие и длинные ассоциативные волокна. Короткие волокна соединяют близлежащие участки серого вещества и располагаются в пределах одной доли мозга – внутридолевые пучки волокон.

Длинные ассоциативные волокна связывают участки серого вещества, расположенные на значительном расстоянии друг от друга, обычно в различных зонах. К ним относятся верхний продолговатый пучок, соединяющий кору лобной доли с теменной и затылочной, нижний продолговатый пучок, связывающий серое вещество височной доли с затылочной долей. В спинном мозге ассоциативные волокна связывают между собой нейроны, расположенные в различных сегментах. Они образуют собственные пучки спинного мозга (межсегментарные пучки), которые располагаются вблизи серого вещества. Короткие пучки перекидываются через 2-3 сегмента, а длинные пучки соединяют далеко расположенные сегменты спинного мозга. Коммисуральные (спаечные нервные волокна) связывают нервные центры (серое вещество) правого и левого полушария большого мозга, образуют мозолистое тело (коммисуру), спайку свода и переднюю спайку, т.е. коммисуральные волокна проходят из одного полушария в другое. В мозолистом теле располагаются волокна, соединяющие новые, более молодые отделы мозга. Выделяют проекционные восходящие и нисходящие пути. Восходящие (афферентные, чувствительные) несут импульсы, идущие от органов чувств, опорно-двигательного аппарата, внутренних органов и сосудов в головной мозг, к его подкорковым и высшим центрам. По характеру проводимых импульсов восходящие проекционные пути делят на 3 группы:

1) экстерорецептивные пути – импульсы поступают от органов чувств (зрения, слуха, вкуса, обоняния), кожных покровов (болевые, температурные, осязания, давления);

2) проприорецептивные пути – импульсы поступают от органов движения, несут информацию о положении частей тела, о размахе движений;

3) интерорецептивные пути – импульсы поступают от внутренних органов, сосудов (хемо-, баро-, механорецепторы).

ОСНОВНЫЕ ПРОВОДЯЩИЕ ПУТИ СПИННОГО И ГОЛОВНОГО МОЗГА

3) интерорецептивные пути – импульсы поступают от внутренних органов, сосудов (хемо-, баро-, механорецепторы).

Читайте также: