Внутреннее строение спинного мозга

Спинной мозг состоит из нервных клеток и волокон серого вещества, имеющего на поперечном срезе вид буквы Н или бабочки. На периферии серого вещества находится белое вещество, образованное нервными волокнами. В центре серого вещества располагается центральный канал, содержащий спинномозговую жидкость. Верхний конец канала сообщается с IV желудочком, а нижний образует концевой желудочек. В сером веществе различают передние, боковые и задние столбы, а на поперечном срезе они, соответственно, передние, боковые и задние рога. В передних рогах расположены двигательные нейроны, в задних – чувствительные нейроны и в боковых – нейроны, образующие центры симпатической нервной системы.

Спинной мозг человека содержит около 13 млн нейронов, из них 3% – мотонейроны, а 97% – вставочные. Функционально нейроны спинного мозга можно разделить на 4 основные группы:

1) мотонейроны, или двигательные – клетки передних рогов, аксоны которых образуют передние корешки;

2) интернейроны – нейроны, получающие информацию от спинальных ганглиев и располагающиеся в задних рогах. Эти нейроны реагируют на болевые, температурные, тактильные, вибрационные, проприорецептивные раздражения;

3) симпатические, парасимпатические нейроны расположены преимущественно в боковых рогах. Аксоны этих нейронов выходят из спинного мозга в составе передних корешков;

4) ассоциативные клетки – нейроны собственного аппарата спинного мозга, устанавливающие связи внутри и между сегментами.

В средней зоне серого вещества (между задним и передним рогами) спинного мозга имеется промежуточное ядро (ядро Кахаля) с клетками, аксоны которых идут вверх или вниз на 1-2 сегмента и дают коллатерали на нейроны ипси- и контралатеральной стороны, образуя сеть. Подобная сеть имеется и на верхушке заднего рога спинного мозга – эта сеть образует так называемое студенистое вещество и выполняет функции ретикулярной формации спинного мозга.

Средняя часть серого вещества спинного мозга содержит преимущественно короткоаксонные веретенообразные клетки (промежуточные нейроны), выполняющие связующую функцию между симатическими отделами сегмента, между клетками его передних и задних рогов.

Мотонейроны. Аксон мотонейрона своими терминалями иннервирует сотни мышечных волокон, образуя мотонейронную единицу. Чем меньше мышечных волокон иннервирует один аксон, тем более дифференцированные, точные движения выполняет мыщца.

Мотонейроны спинного мозга функционально делят на α- и
γ-нейроны.

α-мотонейроны образуют прямые связи с чувствительными путями, идущими от экстрафузальных волокон мышечного веретена, имеют до 20000 синапсов на своих дендритах и характеризуются низкой частотой импульсации (10-20 в секунду).

γ-мотонейроны, иннервирующие интрафузальные мышечные волокна мышечного веретена, получают информацию о его состоянии через промежуточные нейроны. Сокращение интрафузального мышечного волокна не приводит к сокращению мышцы, но повышает частоту разрядов импульсов, идущих от рецепторов волокна в спинной мозг. Эти нейроны обладают высокой частотой импульсации (до 200 в секунду).

Интернейроны. Эти промежуточные нейроны, генерующие импульсы с частотой до 1000 в секунду, являются фоновоактивными и имеют на своих дендритах до 500 синапсов. Функция интернейронов заключается в организации связей между структурами спинного мозга в обеспечении влияния восходящих и нисходящих путей на клетки отдельных сегментов спинного мозга. Очень важной функцией интернейронов является торможение активности нейронов, что обеспечивает сохранение направленности пути возбуждения. Возбуждение интернейронов, связанных с моторными клетками, оказывает тормозящее влияние на мышцы-антагонисты.

Нейроны симпатического отдела автономной системы расположены в боковых рогах сегментов грудного отдела спинного мозга. Эти нейроны являются фоновоактивными, но имеют редкую частоту импульсации (3-5 в секунду).

Нейроны парасимпатического отдела автономной системы локализуются в сакральном отделе спинного мозга и являются фоновоактивными.

Таким образом, серое вещество спинного мозга образует сегментарный аппарат спинного мозга. Основная его функция – это осуществление врожденных рефлексов в ответ на раздражение (внутреннее или внешнее).

Белое вещество разделяют на три канатика с каждой стороны: передний, боковой и задний.

Передний канатик включает следующие проводящие пути:

1. Передний корково-спинномозговой (пирамидный) двигательный путь. Он содержит отростки пирамидных клеток. Пучок нервных волокон, образующих этот путь, лежит вблизи передней срединной щели. Проводящий путь передает импульсы двигательных реакций от коры большого мозга к передним рогам спинного мозга.

2. Ретикулярно-спинномозговой путь проводит импульсы от ретикулярной формации головного мозга к двигательным ядрам переднего рога спинного мозга. Он располагается в центральной части переднего канатика, латеральнее корково-спинномозгового пути.

3. Покрышечно-спинномозговой путь связывает подкорковые центры зрения и слуха с двигательными ядрами передних рогов спинного мозга. Пучок этих волокон непосредственно примыкает к передней срединной щели. Наличие этого тракта позволяет осуществлять рефлекторные защитные движения при зрительных и слуховых раздражениях.

4. Передний спинно-таламический путь находится несколько кпереди от ретикулярно-спинномозгового. Проводит импульсы тактильной чувствительности.

5. Задний продольный пучок расположен между передним пирамидным путем и передней серой спайкой. Волокна этого пучка проводят нервные импульсы, координирующие работу мышц и глазного яблока.

6. Преддверно-спинномозговой путь находится на границе переднего канатика с боковым. Обеспечивает поддержание равновесия и осуществляет координацию движения.

Боковой канатик содержит следующие пути:

1. Задний спинно-мозжечковый путь (пучок Флексига) проводит импульсы проприорецетивной чувствительности, идущие в мозжечок.

2. Передний спинно-мозжечковый путь (пучок Говерса) несет проприоцептивные импульсы в мозжечок.

3. Латеральный спинно-таламический путь располагается в передних отделах бокового канатика, проводит импульсы болевой и температурной чувствительности.

4. Латеральный корково-спинномозговой путь проводит двигательные импульсы от коры большого мозга к передним рогам спинного мозга.

5. Красноядерно-спинномозговой путь расположен кпереди от латерального корково-спинномозгового (пирамидного) пути. Этот путь является проводником импульсов автоматического (подсознательного) управления движениями и тонусом скелетных мышц. Проводит импульсы к передним рогам спинного мозга.

Задний канатик на уровне шейного и верхних грудных сегментов спинного мозга делится на два пучка задней промежуточной бороздой: тонкий (пучок Голля) и клиновидный (пучок Бурдаха).

Тонкий пучок состоит из более длинных проводников, идущих от нижних отделов туловища и нижних конечностей соответствующей стороны к продолговатому мозгу. Тонкий и клиновидный пучки – это проводники проприоцептивной чувствительности (суставно-мышеч­ное чувство), которые несут в кору полушарий большого мозга информацию о положении тела и его частей а пространстве.

Белое вещество образовано миелиновыми волокнами. Пучки нервных волокон, связывающие различные отделы нервной системы называются проводящими путями спинного мозга. Выделяют три проводящих путей:

1) волокна, соединяющие участки спинного мозга на различных уровнях;

2) двигательные (эфферентные, нисходящие) волокна, идущие из головного мозга в спинной на соединения с клетками передних рогов;

3) чувствительные (афферентные, восходящие) волокна, направляющиеся к центрам большого мозга и мозжечка.

Все восходящие корковые пути состоят из 3-х типов нейронов: первые располагаются в органах чувств, заканчиваются в спинном мозге или в стволовой части мозга; вторые располагаются в ядрах спинного или головного мозга, и заканчиваются в ядрах таламуса и гипоталамуса, эти нейроны образуют центростремительные восходящие пути; третьи лежат в ядрах промежуточного мозга (в ядрах таламуса) для кожной и мышечно-суставной чувствительности, для зрительных импульсов в коленчатом теле, обонятельных импульсов и в сосцевидных телах. Отростки третьих нейронов заканчиваются на клетках соответствующих корковых центров (зрительного, слухового, обонятельного и общей чувствительности).

Среди центробежных нервных путей необходимо выделить корково-спинномозговые (пирамидные) и корково-мозжечковые пути.

Пирамидные пути начинаются от клеток пятого слоя коры в области предцентральной извилины. Они обеспечивают передачу нервных импульсов от двигательного центра коры мозга к двигательным ядрам черепных нервов и двигательным нейронам передних рогов спинного мозга. Эти импульсы участвуют в формировании сознательных двигательных реакций человека. Нервные волокна идут через ножку мозга, мост и проходят в пирамиды продолговатого мозга, где большая часть волокон перекрещивается и нервные волокна идут в боковой канатик спинного мозга, а затем к передним его рогам, которые связаны с мышцами.

Корково-мозжечковые связи соединяют кору полушарий большого мозга с мозжечком. Это – двухнейронный путь. Тело первого нейрона лежит в спинномозговом узле, а вторые нейроны лежат в задних рогах спинного мозга. При помощи этой связи кора большого мозга оказывает регулирующее влияние на деятельность мозжечка.

Функция спинного мозга заключается в том, что он служит координирующим центром простых спинальных рефлексов (коленный рефлекс) и автономных рефлексов (сокращение мочевого пузыря), а также осуществляет связь между спинальными нервами и головным мозгом.

Спинному мозгу присущи две функции: рефлекторная и проводниковая.

Рефлекторные функции

Нервные клетки организма связаны с рецепторами и рабочими органами. Двигательные нейроны мозга иннервируют все мышцы туловища, конечностей, шеи и дыхательные мышцы – диафрагму и межреберные мышцы.

Собственная рефлекторная деятельность спинного мозга осуществляется сегментарными рефлекторными дугами.

Сегментарная рефлекторная дуга состоит из рецептивного поля, из которого импульсация по чувствительному волокну нейрона спинального ганглия, а затем по аксону этого же нейрона через задний корешок входит в спинной мозг, далее аксон может идти прямо к мотонейрону переднего рога, аксон которого подходит к мышце. Так образуется моносинаптическая рефлекторная дуга, которая имеет один синапс между афферентным нейроном спинального ганглия и мотонейроном переднего рога. Эти рефлекторные дуги образуются в таких рефлексах, которые возникают только при раздражении рецепторов мышечных веретен. Другие спинальные рефлексы реализуются с участием интернейронов заднего рога или промежуточной области спинного мозга. В итоге возникают полисинаптические рефлекторные дуги.

Проводниковые функции выполняются за счет восходящих и нисходящих путей. Эти пути связывают определенные сегменты спинного мозга друг с другом, а также с головным мозгом.

Оболочки спинного мозга

Спинной мозг окружен тремя оболочками.

1. Наружная – твердая оболочка представлена продолговатым мешком с прочными стенками, расположенным в позвоночном канале и содержащим спинной мозг с корешками. Внутренняя поверхность твердой оболочки спинного мозга отделена от средней (паутинной) оболочки узким щелевидным субдуральным пространством, которое пронизано соединительно-тканными волокнами.

2. Паутинная (средняя) оболочка – это тонкая, прозрачная оболочка, расположенная кнутри от твердой оболочки. Паутинная оболочка срастается с твердой оболочкой возле межпозвоночных отверстий.

3. Мягкая (сосудистая) оболочка – это внутренняя оболочка, плотно прилегает к спинному мозгу и срастается с ним. В ней различают 2 слоя – внутренний и наружный, между которыми располагаются кровеносные сосуды. Между мягкой и паутинной оболочками располагается подпаутинное пространство, заполненное спинномозговой жидкостью (примерно 120-140 мл).