какие важные функции выполняет спинной мозг

Зачем нам спинной мозг

Задумывались ли вы когда-нибудь, зачем нам спинной мозг? С головным все понятно: он отвечает за когнитивные функции, принимает и распространяет импульсы по организму, благодаря чему все наши системы работают. А что делает спинной мозг? Это своеобразное связующее звено между головным мозгом и периферической нервной системой. И если с ним что-то случается, организм перестает полноценно работать.

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.

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):

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.

Если спинной мозг разрезать поперек, то можно увидеть, что его трубка имеет овальную, почти круглую форму. Верхний слой этого органа состоит из белого вещества, под которым содержится серая спинномозговая субстанция. В поперечном разрезе она имеет форму бабочки, от которой вперед, назад и вбок отходят рога серого вещества. В центральной части спинномозговой субстанции располагается промежуточное ядро серого вещества. Эта часть является самой важной. Она отвечает за сбор всей информации и принятие решений об активации той или иной реакции организма.

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.

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.

Функции спинного мозга

Итак, серое вещество спинного мозга имеет 3 рога, которые собственно и выполняют главные функции этого органа:

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:

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.

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

Мочевыводящая система состоит из почек, которые фильтруют кровь и производят мочу, а также мочевого пузыря, который собирает, а затем выводит ее из организма. После спинномозговой травмы почки продолжают выделять мочу, но пузырь может не работать так, как раньше. После травмы человек может не ощущать, когда его мочевой заполнен жидкостью, или его мочевыводящая система, из-за отсутствия необходимых импульсов, может потерять способность выводить мочу естественным образом. В результате для опорожнения пузыря может понадобиться катетер. Другой вариант: моча может, наоборот, выходить непроизвольно и человек теряет способность контролировать этот процесс.

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.

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

После травмы спинного мозга в поясничном или крестцово-копчиковом сегменте может пострадать функциональность половой системы. У мужчин обычно появляется эректильная дисфункция, возникают проблемы с эякуляцией и фертильностью. У женщин после травмы может нарушиться чувствительность в области гениталий, хотя непосредственно сама фертильность может и не пострадать.

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.

Эмоции и чувства

Спинномозговая травма влияет не только на тело, но и на эмоции человека. После повреждения позвоночника многие люди впадают в депрессию, становятся подавленными, замкнутыми и озлобленными. Поэтому специалисты настаивают, чтобы пациенты с такого рода травмами проходили курс психотерапии. Также люди, у которых повреждение позвоночника вызвало нарушение мобильности, нуждаются в поддержке и помощи близких.

Спинной мозг является важнейшим центром, от которого зависит работоспособность всего организма, но в то же время этот орган и очень уязвим. Его главной защитой служат позвонки, через которые проходит нервный канал. Между позвонками располагаются диски – полужесткие хрящи, а через узкое пространство между ними проходят спинномозговые нервы. И в этих местах ЦНС является наиболее уязвимой. С возрастом диски между позвонками теряют эластичность, они становятся все более жесткими, что делает их более восприимчивыми к повреждениям, а значит и повышается риск травмы спинного мозга. Частичный или полный разрыв нервного пучка, идущего внутри позвоночника, обычно происходит из-за резкого смещения позвонков. Согласно статистическим данным, такое чаще всего случается во время автокатастроф. На втором месте по частоте травм спинного мозга – ныряние в водоемах головой вперед. Если спинной мозг разрывается, сегменты, расположенные ниже места повреждения, перестают получать импульсы от головного мозга, из-за чего нарушается чувствительность и возникает паралич на уровне этих «этажей».

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Источник

Строение и функции спинного мозга

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:

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.

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

Метамер и сегментарное строение

Каждая часть спинного мозга является составным элементом определенного метамера тела. Причем есть «кусочек» спинного мозга включает в себя участок серого вещества с парой корешков, то метамер включает в себя сам спинномозговой сегмент, мышечное волокно (миотом), участок эпидермиса (дерматом), костную составляющую (склетором), внутренний орган (спланхиотом), подконтрольный этим сегментом. У человека и высших представителей животного мира наблюдается корешковая метамерия – приуроченность спинного мозга к отдельным участкам тела.

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.

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.

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:

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:

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.

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

Еще одной важной функцией спинного мозга является проводниковая. Она обеспечивает передачу импульса от кожного покрова, поверхности слизистой, внутреннего органа в головной мозг и в обратном направлении. В качестве «проводника» выступает белое вещество. Именно оно несет информацию о поступающих импульсах снаружи. Благодаря этой способности человек может дать характеристику любому предмету, который его окружает.

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.

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.

Источник