Строение и функции спинного мозга
Спинной мозг имеет вид шнура, свободно располагающийся в полости позвоночного канала: диаметр 1 см, длина 40-45 мс.
Вверху он переходит в продолговатый мозг, внизу спинной мозг достигает области 1-го или верхнего края 2-го поясничного позвонка, а у зародыша - до последнего
позвонка.
Ниже первого поясничного позвонка, где собственно спинной мозг уже отсутствует, нервы, которые идут книзу, формируют пучок, который называется «конский хвост» (cauda equina).
Спинной мозг имеет сегменты. Сегмент – это часть серого вещества спинного мозга с одной парой задних (сенсорных) и одной парой передних (моторных) корешков.
В спинном мозге насчитывается 31–32 сегмента:
8 шейных,
12 грудных,
5 поясничных,
5 крестцовых и
1–2 копчиковых.
От каждого сегмента отходит по 1 паре спинномозговых нервов.
Спинной мозг включает пять отделов: шейный (C1–С8),
грудной (Th1–Th12),
поясничный (L1–L5),
крестцовый (S1–S5) и
копчиковый (Со1–Со2).
Имеется два утолщения –
шейное (сегменты, иннервирующие верхние конечности) и
пояснично-крестцовое (сегменты, иннервирующие нижние конечности) как результат повышенной нагрузки на эти отделы спинного мозга.
В этих сегментах отходящие нейроны наиболее крупные, их больше. У некоторых животных утолщения отсутствуют (например, у змеи, так как передвигается благодаря участию в процессе движения всей мускулатуры тела, и у них нет конечностей).
Общее количество сегментов спинного мозга соответствует числу участков или метамеров тела, но каждый метамер получает импульсы от 2–3 лежащих рядом. Поэтому, например, при болезни сердца могут быть боли как в левой половине грудной клетки, так и в левой руке или лопатке. Их называют отраженными болями.
На поперечном срезе в спинном мозге можно легко различить серое и белое вещества (рис. ).
Серое вещество на поперечном срезе имеет очертание буквы «Н» и лежит в центре. Серое вещество состоит из нервных клеток с их отростками, нейроглии и сосудов. Часть нейронов, связанных между собой с помощью синаптических структур, располагаются группами, что обычно обозначается как ядра.
В центре Н-образного серого вещества расположен центральный канал, заполненный спинномозговой жидкостью.
В спинном мозге насчитывают около 13 млн нейронов (3 % – мотонейроны или двигательные, 97 % – вставочные нейроны, в том числе относящиеся и к вегетативной нервной системе).
Выделяют:
1) нейроны соматической и вегетативной нервной системы;
2) чувствительные (афферентные), двигательные (эфферентные),
вставочные (ассоциативные);
3) возбуждающие и тормозные.
Тела чувствительных нейронов соматической нервной системы локализуются в ганглиях задних корешков спинного мозга и ганглиях черепных нервов. Дендриты чувствительного нейрона длинные, ветвятся на периферии и воспринимают изменения внешней или внутренней среды организма.
Рис. Строение спинного мозга
Двигательные нейроны спинного мозга, относящиеся к соматической нервной системе иннервируют рабочие органы или эффекторы (скелетные мышцы) (рис. 29) .
α-мотонейроны иннервируют экстрафузальные мышечные волокна (скелетные мышцы).
Выделяют:
1) α1-мотонейроны – быстрые, иннервирующие белые мышечные волокна (лабильность – около 40 имп./с),
2) α2-мотонейроны – медленные, иннервирующие красные мышечные волокна (лабильность – 10–15 имп./с).
γ-мотонейроны иннервируют интрафузальные мышечные волокна, т. е. волокна мышечных веретен (проприорецепторов). Эти нейроны обладают высокой лабильностью – до 200 имп./с, но их аксонам свойственна более низкая скорость проведения возбуждения –15–40 м/с.
Вставочные (промежуточные) нейроны образуют связи с чувствительными нейронами, с мотонейронами ствола мозга и спинного мозга. Они обеспечивают связь спинного мозга с ядрами ствола мозга, а через них – с корой большого мозга. К ним также поступает импульсация от вышележащих отделов ЦНС. Этим нейронам присуща высокая лабильность – до 1 тыс. имп./с; они могут быть как возбуждающими, так и тормозными.
Нейроны симпатического отдела ВНС расположены в боковых рогах грудного, поясничного и частично шейного отделов спинного мозга (С8–L2). Они регулируют функции всех внутренних органов, головы и сосудов.
Нейроны парасимпатического отдела ВНС локализуются в сакральном (крестцовом) отделе спинного мозга (S2–S4). Их функция – регуляция деятельности нижнего отдела толстой кишки и мочеполовых органов.
Периферические нервы смешанные, т. е. содержат и двигательные, и чувствительные волокна.
У больного наблюдается снижение силы сокращения мышц левой ноги в связи с нарушением иннервации этой части тела. Как отличить, связана слабость мышц у данного больного с повреждением периферического (спинального) нерва или с поражением передних корешков спинного мозга?
Спинной мозг участвует в регуляции большинства внутренних органов и скелетных мышц:
– центр зрачкового рефлекса локализуется (сегменты C8–Th2),
– центр регуляции деятельности сердца (сегменты Th1–Th5),
– центр слюноотделения (сегменты Th2–Th5),
– центр регуляции функции желудка (сегменты Th6–Th9),
– центр регуляции функции почек (сегменты Th5–L3).
– парасимпатическую иннервацию получают из спинного мозга (S2–S4) все органы малого таза: мочевой пузырь, часть толстой кишки ниже ее левого изгиба, половые органы.
Центры управления скелетной мускулатурой находятся во всех отделах спинного мозга и иннервируют по сегментарному принципу:
– мышцы шеи (С1–С4),
– диафрагму (С3–С5),
– мышцы верхних конечностей (C5–Th2),
– мышцы туловища (Th3–L,)
– мышцы нижних конечностей (L2–S5).
Повреждения определенных сегментов спинного мозга или его проводящих путей вызывают специфические расстройства чувствительности и двигательные нарушения.
Функции спинного мозга:
Ø Рефлекторная.
Ø Проводниковая.
I. Рефлекторная функция осуществляется через серое вещество.
Рефлексы спинного мозга:
1) Вегетативные рефлексы (осуществляются через симпатическую и парасимпатическую нервные системы: потоотделение, мочеиспускание, дефекация)
2) Соматические рефлексы:
а) рефлексы конечностей
б) рефлексы туловища
в) рефлексы органов таза.
Рефлексы конечностей подразделяются на:
– сгибательные
– разгибательные
– позотонические
– ритмические.
Сгибательные рефлексы конечностей (фазные и тонические).
Фазные рефлексы – это однократное сгибание конечности при однократном раздражении кожи или мышечных рецепторов. Например, погружение в слабый раствор серной кислоты кончика лапки спинальной лягушки, подвешенной на крючке, или щипок кожи конечности пинцетом вызывают отдергивание конечности вследствие сгибания ее в коленном суставе, а при более сильном раздражении – ив тазобедренном суставе (сгибание конечности – избавление от раздражителя).
Функция: участие в формировании акта ходьбы. По степени выраженности фазных сгибательных и разгибательных рефлексов определяют состояние возбудимости ЦНС и возможные ее нарушения. Поэтому в клинической практике исследуют несколько сгибательных фазных рефлексов.
Ахиллов (пяточный) рефлекс выражается в подошвенном сгибании стопы в результате сокращения трехглавой мышцы голени, возникает при ударе молоточком по ахиллову сухожилию; рефлекторная дуга замыкается на уровне крестцовых сегментов S1–S2.
Подошвенный рефлекс – кожный, выражается в сгибании стопы и пальцев при штриховом раздражении подошвы; рефлекторная дуга замыкается также на уровне S1–S2.
Локтевой рефлекс: он выражается в сгибании руки в локтевом суставе, возникает при ударе молоточком по сухожилию бицепса (при вызове рефлекса рука должна быть слегка согнута в локтевом суставе); рефлекторная дуга замыкается в шейных сегментах спинного мозга (С5–С6).
Тонические сгибательные рефлексы конечностей участвуют в поддержании позы. Они возникают при длительном растяжении мышц и возбуждении мышечных рецепторов. Тоническое сокращение скелетных мышц является также фоновым для всех двигательных актов, осуществляемых с помощью фазных сокращений мышц. Изменение тонуса мышц конечностей свидетельствует о нарушениях в ЦНС.
Разгибательные рефлексы конечностей – возникают с проприорецепторов мышц-разгибателей.
Фазные разгибательные рефлексы, в отличие от фазных сгибательных рефлексов, возникают в ответ на однократное раздражение только мышечных рецепторов, например, при ударе по сухожилию четырехглавой мышцы ниже надколенника. При этом наблюдается коленный разгибательный рефлекс, вследствие сокращения четырехглавой мышцы. Рефлекторная дуга коленного разгибательного рефлекса замыкается в поясничных сегментах (L2–L4). Фазные разгибательные рефлексы, как и сгибательные, участвуют в формировании акта ходьбы (перемещение тела в пространстве).
Тонические разгибательные рефлексы – это длительное сокращение мышц-разгибателей при длительном их растяжении и возбуждении мышечных рецепторов. В положении стоя тоническое сокращение мышц-разгибателей предотвращает сгибание нижних конечностей и обеспечивает сохранение вертикальной естественной позы. Тоническое сокращение мышц спины удерживает туловище в вертикальном положении, обеспечивая осанку человека.
Таким образом, главная роль тонических рефлексов – поддержание позы организма.
Ритмические рефлексы выражаются в многократном повторном сгибании и разгибании конечностей. Примером является шагательный рефлекс. Центры рефлекса шагания лежат в поясничных сегментах спинного мозга.
Рефлексы позы заключаются в перераспределении тонуса мышц конечностей при изменении положения шеи относительно туловища. Они осуществляются с участием различных отделов ЦНС. На уровне спинного мозга замыкаются шейные позные рефлексы, наличие которых установил голландский физиолог Р. Магнус (1924) в опытах на кошке. Имеется две группы этих рефлексов.
Первая группа шейных позных рефлексов возникает при наклоне головы вперед или назад. При наклоне головы вниз (кпереди) увеличивается тонус мышц-сгибателей передних конечностей и тонус мышц-разгибателей задних конечностей, в результате чего передние конечности сгибаются, а задние –разгибаются. При наклоне головы вверх (кзади) возникают противоположные реакции: передние конечности разгибаются вследствие увеличения тонуса их мышц-разгибателей, а задние конечности сгибаются вследствие повышения тонуса их мышц-сгибателей.
Вторая группа шейных позных рефлексов (тонических) возникает с шейных проприорецепторов при поворотах или наклонах головы вправо или влево. Рефлекс выражается в повышении тонуса мышц-разгибателей обеих конечностей на стороне, в которую повернута (наклонена) голова, и в повышении тонуса мышц-сгибателей на противоположной стороне. Рефлекс направлен на сохранение позы, которая может быть нарушена вследствие изменения положения центра тяжести после поворота (наклона) головы.
Если животное положить набок, оно вернется в естественное для него положение. В этом случае осуществляется выпрямительный рефлекс (последовательное рефлекторное перераспределение тонуса, позволяющее телу вернуться в нормальное положение). В положении животного на боку раздражаются вестибулорецепторы и рецепторы кожи только с одной стороны (сигнал о нарушенной позе), что приводит к рефлекторному перераспределению тонуса шейных мышц, обеспечивающих поднимание головы (восстановление ее положения). Вследствие раздражения проприорецепторов мышц шеи подъем головы сопровождается рефлекторным перераспределением мышечного тонуса, в результате чего выпрямляются передние лапы и передняя часть туловища. При этом постороннее раздражение экстерорецепторов и проприорецепторов задних отделов туловища ведет к рефлекторному возвращению в естественное положение остальных частей тела.
При полной перерезке или сильном охлаждении спинного мозга в эксперименте возникает спинальный шок; при этом все центры, находящиеся ниже перерезки, перестают выполнять присущие им рефлексы. В период шока наблюдается резкое уменьшение тонуса конечностей и туловища, исчезновение двигательных рефлексов при раздражении кожи и мышц, падение АД, расширение сосудов, нарушение регуляции мочеиспускания и дефекации.
Если мозг отделен на уровне I–II шейных отделов, то наступает смерть вследствие прекращения дыхания, так как от дыхательного центра не поступают импульсы к дыхательным мышцам. При переpезке на уровне IV–V шейных сегментов сохраняется дыхание, а следовательно, и жизнь, поскольку сохраняется диафрагмальное дыхание. Чем ниже перерезан мозг, тем меньше нарушаются функции.
Длительность спинального шока зависит от вида животного: у лягушек – 5–10 мин, у собак и кошек – несколько часов, у человека – недели и даже месяцы.
Комментарии
Отправить комментарий