Структура и функция спинного мозга

Физиология спинного мозга      Спинной мозг является физиологически наиболее древним  отделом  мозга.Он осуществляет в основном 2 функции: проводниковую и рефлекторную.  Спинноймозг иннервирует всю скелетную  мускулатуру,  за  исключением  мышц  головы,которые инервируются черепно-мозговыми нервами.  Спинной  мозг  участвует  восуществлении всех сложных двигательных реакций. Многие из  них  могут  бытьрезультатом   рефлекторной   функции   самого   спинного    мозга,    другиеосуществляются  через  спинной  мозг  и  являются  результатом  деятельностивышележащих отделов  мозга,  т.е.  в  этом  случае  спинной  мозг  выполняетпроводниковую функцию.      Спинной мозг  воспринимает  импульсы  от  рецепторных  структур  череззадние рога спинного мозга.  Они  попадают  к  мотонейронам  передних  роговспинного мозга. Импульсы передаются к эффекторным органам, т.е.  реализуетсяспинальная рефлекторная дуга.      Важнейшая функция спинного  мозга  –  это  проведение  возбуждения  отнижележащих отделов спинного мозга к вышележащим и  обратно.  Пре  перерезкизадних корешков спинного мозга, животное теряет чувствительность  к  внешнимвоздействиям, но у него  сохраняются  двигательные  реакции.  При  перерезкипередних корешков спинного мозга, животное теряет возможность двигаться,  носохраняется возможность воспринимать внешние раздражения.      Нервные  волокна  чувствительных   клеток   по   скорости   проведениявозбуждения и диаметру этих волокон делятся на 3 группы: а,  в,  с.  Волокнатипа а обычно толстые, миелинизированные, с  диаметром  3-22  мкр.  Скоростьпроведения возбуждения в этих волокнах  12-120  м.с.  К  волокнам  группы  вотносятся миелинизированные волокна средней толщины со скоростью  проведениявозбуждения 3-14 м.с.;  по  ним  передаются  в  основном  ощущения  боли.  Кэфферентным волокнам типа с относят безмиелиновые  волокна  с  диаметром  неболее 2 микрон, скорость проведения возбуждения по ним  составляет  2  м.с.;эти волокна проводят возбуждение от хемо- механорецепторов  и  т.д.  Спинноймозг состоит из следующих сегментов: 8 шейных, 12 грудных, 5  поясничных,  5крестцовых, 1-3  копчиковых  Спинной  мозг  человека  содержит  до  12  млн.нейронов,  из  которых  всего  3%  составляют   эфферентные   (двигательные)нейроны, 97% приходится на долю интернейронов (вставочных). В боковых  рогахспинного мозга находятся центральные нейроны  вегетативной  нервной  системы(симпатической,  парасимпатической).  В  спинном  мозге  важнейшие  рефлексысосредоточены  в  шейном,  грудном  и  позвоночном  отделах,  где  находятсядвигательные  мотонейроны.  В  спинном  мозге   сосредоточены   все   центрыдвигательных  рефлексов,  за  исключением  мускулатуры   головы:   -   здесьсосредоточены рефлексы мочеполовой системы, прямой  кишки.  Здесь  находятсяцентры большинства терморегуляторных рефлексов, рефлексов диафрагмы  и  т.д.Однако проявление этих рефлексов  зависит  от  целостности  того  или  иногоотдела спинного мозга. При перерезки вышележащих отделов  мозга  сохраняютсяспинальные рефлексы и исчезают  рефлексы  высших  отделов  головного  мозга.Однако проведение рефлексов в этом  случае  зависит  от  уровня  организацииживотного: при перерезки вышележащих отделов спинного мозга у  лягушки,  онаспособна сидеть в естественной позе, тогда  как  перерезка  этих  отделов  усобаки приводит к полной  потере  тонуса  мускулатуры  и  животное  способнотолько лежать.  Помимо рефлекторной  деятельности  ЦНС,  важнейшей  функциейспинного мозга является  проводниковая  функция,  она  осуществляется  черезбелое  вещество  спинного  мозга  по  восходящим  и  нисходящим   спинальнымтрактам.      В соответствии с функциональными  особенностями,  различают  3  группынервных   волокон:    ассоциативные,    комиссуральные    и    проекционные.Ассоциативные волокна или их пучки осуществляют  одностороннюю  связь  междуотдельными частями спинного мозга. Комисуральные – соединяют в единое  целоепротивоположно лежащие участки спинного мозга. Проекционные нервные  волокнасвязывают спинной мозг  с  внешними  отделами  головного  мозга  и  образуютафферентные восходящие пути и эфферентные нисходящие пути.

Физиология спинного мозга

Спинному мозгу присущи две функции: рефлекторная и проводниковая. Как рефлекторный центр спинной мозг способен осуществлять сложные двигательные и вегетативные рефлексы. Афферентными - чувствительными - путями он связан с рецепторами, а эфферентными - со скелетной мускулатурой и всеми внутренними органами.
Длинными восходящими и нисходящими путями спинной мозг соединяет двусторонней связью периферию с головным мозгом. Афферентные импульсы по проводящим путям спинного мозга проводятся в головной мозг, неся ему информацию об изменениях во внешней и внутренней среде организма. По нисходящим путям импульсы от головного мозга передаются к эффекторным нейронам спинного мозга и вызывают или регулируют их деятельность.

Рефлекторная функция. Нервные центры спинного мозга являются сегментарными, или рабочими, центрами. Их нейроны непосредственно связаны с рецепторами и рабочими органами. Кроме спинного, мозга, такие центры имеются в продолговатом и среднем мозге. Надсегментарные центры, например промежуточного мозга, коры больших полушарий, непосредственной связи с периферией не имеют. Они управляют ею посредством сегментарных центров. Двигательные нейроны спинного мозга иннервируют все мышцы туловища, конечностей, шеи, а также дыхательные мышцы - диафрагму и межреберные мышцы.

Помимо двигательных центров скелетной мускулатуры, в спинном мозге находится ряд симпатических и парасимпатических вегетативных центров. В боковых рогах грудного и верхних сегментах поясничного отделов спинного мозга расположены спинальные центры симпатической нервной системы, иннервирующие сердце, сосуды, потовые железы, пищеварительный тракт, скелетные мышцы, т.е. все органы и ткани организма. Именно здесь лежат нейроны, непосредственно связанные с периферическими симпатическими ганглиями.

В верхнем грудном сегменте, находится симпатический центр расширения зрачка, в пяти верхних грудных сегментах - симпатические сердечные центры. В крестцовом отделе спинного мозга заложены парасимпатические центры, иннервирующие органы малого таза (рефлекторные центры мочеиспускания, дефекации, эрекции, эякуляции).

Спинной мозг имеет сегментарное строение. Сегментом называют такой отрезок, который дает начало двум парам корешков. Если у лягушки перерезать на одной стороне задние корешки, а на другой передние, то, лапки на стороне, где перерезаны задние корешки, лишаются чувствительности, а на противоположной стороне, где перерезаны передние корешки, окажутся парализованными. Следовательно, задние корешки спинного мозга являются чувствительными, а передние - двигательными.

В опытах с перерезкой отдельных корешков было установлено, что каждый сегмент спинного мозга иннервирует три поперечных отрезка, или метамера, тела: свой собственный, один выше и один ниже. Следовательно, каждый метамер тела получает чувствительные волокна от трех корешков и, для того чтобы лишить чувствительности участок тела, необходимо перерезать три корешка (фактор надежности). Скелетные мышцы также получают двигательную иннервацию от трех соседних сегментов спинного мозга.

Каждый спинальный рефлекс имеет свое рецептивное поле и свою локализацию (место нахождения), свой уровень. Так, например, центр коленного рефлекса находится во II - IV поясничном сегменте; ахиллова - в V поясничном и I - II крестцовых сегментах; подошвенного - в I - II крестцовом, центр брюшных мышц - в VIII - XII грудных сегментах. Важнейшим жизненно важным центром спинного мозга является двигательный центр диафрагмы, расположенный в III - IV шейных сегментах. Повреждение его ведет к смерти вследствие остановки дыхания.

Для изучения рефлекторной функции спинного мозга приготовляют спинальное животное - лягушку, кошку или собаку, делая поперечную перерезку спинного мозга ниже продолговатого. Спинальное животное в ответ на раздражение осуществляет оборонительную реакцию - сгибание или разгибание конечности, чесательный рефлекс - ритмическое сгибание конечностей, проприоцептивные рефлексы. Если спинальную собаку поднять за переднюю часть туловища и слегка надавить ей на подошву задней лапки, то возникает шагательный рефлекс - ритмическое, поочередное сгибание и разгибание лап.

Проводниковая функция спинного мозга. Спинной мозг выполняет проводниковую функцию за счет восходящих и нисходящих путей, проходящих в белом веществе спинного мозга. Эти пути связывают отдельные сегменты спинного мозга друг с другом, а также с головным мозгом.

Спинальный шок. Перерезка или травма спинного мозга вызывает явление, получившее название - спинального шока (шок в переводе с английского означает удар). Спинальный шок выражается в резком падении возбудимости и угнетении деятельности всех рефлекторных центров спинного мозга, расположенных ниже места перерезки. Во время спинального шока раздражители, обычно вызывающие рефлексы, оказываются недействительными. Укол лапы не вызывает сгибательного рефлекса. В то же время деятельность центров, расположенных выше перерезки, сохраняется. Обезьяна, которой перерезка спинного мозга была сделана в области верхних грудных сегментов, после того как пройдет наркоз, передними лапами берет банан, чистит его, подносит ко рту и съедает. После перерезки исчезают не только скелетно-моторные рефлексы, но и вегетативные. Снижается кровяное давление, отсутствуют сосудистые рефлексы, акты дефекации и микции (мочеиспускания).

Продолжительность шока различна у животных, стоящих на различных ступенях эволюционной лестницы. У лягушки шок продолжается 3 - 5 мин, у собаки - 7 - 10 дней, у обезьяны - больше 1 месяца, у человека - 4 - 5 мес. Шок у человека нередко наблюдается как последствие бытовых или военных травм. Когда шок проходит, рефлексы восстанавливаются.

Причиной спинального шока является выключение вышерасположенных отделов головного мозга, оказывающих на спинной мозг активирующее влияние, в котором большая роль принадлежит ретикулярной формации ствола мозга.