Циркуляция спинно-мозговой жидкости

Карагандинский Государственный Медицинский Университет

Кафедра анатомии

 

 

 

 

СРС

На тему : Циркуляция спинно-мозговой жидкости.

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Тастамбеков А. 2-062 ОМ

Проверил: преподаватель

 

 

 

 

Караганда 2014г.

План

1. ВВЕДЕНИЕ
2. ОБРАЗОВАНИЕ СМЖ
3. СОСТАВ СПИНОМОЗГОВОЙ ЖИДКОСТИ
4. ПУТИ ЦИРКУЛЯЦИИ СПИННОМОЗГОВОЙ ЖИДКОСТИ
5. ОТТОК СПИННОМОЗГОВОЙ ЖИДКОСТИ ЗА ПРЕДЕЛЫ  ПОДПАУТИННОГО ПРОСТРАНСТВА
6. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

О РОЛИ СПИННОМОЗГОВОЙ ЖИДКОСТИ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

7. ЛИТЕРАТУРА

 

 

Введение

Использование современных лабораторных методов исследования и новейшей аппаратуры позволило расширить наши представления и приблизиться к пониманию сущности процессов, происходящих в мозге. Интерес к изучению спинномозговой (цереброспинальной) жидкости обусловлен тем, что, являясь одной из сред организма, она быстро реагирует на все патологические процессы в центральной нервной системе изменением своего биохимического и клеточного состава. При большинстве заболеваний нервной системы исследование жидкости является главным моментом в постановке диагноза, помогает уточнить характер патологического процесса, его течение, производить контроль и прогнозировать лечение. В настоящее время считается общепризнанным, что пространство, заполненное спинномозговой жидкостью (СМЖ), является непосредственным продолжением внеклеточного, перикапиллярного и периваскулярного пространства мозга, также заполненных жидкостью. Поэтому  изменения,  происходящие  в  центральной  нервной  системе  (дегенеративные, воспалительные,  метаболические)  отражаются  в  изменениях  составных  компонентов спинномозговой жидкости. Ликворная система, как составная часть гематоэнцефалического барьера, считается шунтирующим  звеном  ее  морфологических  образований  (Росин  Я.А.,  1977). Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) – активный физиологический механизм, регулирующий состав и свойства внутренней среды нервной системы и защищающий ее от вредных химических и физико-химических воздействий (Кассиль Г.Н., 1983). Новейшие методы исследования ликворной системы мозга (пневмоэнцефалография и вентрикулография,  эхоэнцефалография,  изотопный  анализ,  компьютерная  томография, электронная и объемная микроскопия мозга и т.д.) позволили по-новому взглянуть на структуры анатомических элементов, формирующих гематоэнцефалический барьер. По современным представлениям анатомическими субстратами ГЭБ являются: эндотелий и базальная мембрана капилляров мозга; нейроны и отростки нейроглии; эпендима желудочков мозга; сосудистые сплетения; оболочки мозга (в частности, ворсинки паутинной оболочки мозга и синусы твердой мозговой оболочки), ликворная система. Гематоэнцефалический барьер - саморегулирующаяся система. Его проницаемость связана с непрерывным поступлением мигательных веществ к нервным клеткам и своевременным выведением продуктов обмена. В настоящее время можно говорить о селективной (избирательной) проницаемости ГЭБ, более высокой для одних веществ и более низкой для других. Особенности функционирования ГЭБ достаточно сложны. Сегодня преобладает представление о множественности барьерных механизмов в центральной нервной системе, среди которых главным являются гематоликворный, гематоцеребральный и ликвороцеребральный барьеры. Проницаемость данных барьеров в различных отделах центральной нервной системы неодинакова. Принята точка зрения, что субстратом, осуществляющим "барьерную" функцию гематоликворного барьера, являются звездчатые клетки макроглии - астроциты, которые своими отростками покрывают 85 % поверхности мозговых капилляров. С помощью специальных ножек- присосок астроциты стягивают стенки капилляров, замедляя переход веществ из крови в ткань мозга. Одновременно, они извлекают из капилляров некоторые питательные вещества (глюкозу) и передают их нейронам. Астроциты получили название "клетки-кормилицы". Установлено, что нейроны могут функционировать только благодаря снабжению со стороны нейроглии. Последняя поставляет им гликоген и освобождает нейроны от окислительных продуктов обмена. В некоторых отделах мозга (гипоталамус, средний мозг) проницаемость ГЭБ выше, чем в других, что, вероятно, зависит от повышенной проницаемости капиллярной стенки, а также относительно  большей  площади  капиллярного  русла.  По-видимому,  таким способом обеспечивается быстрая гуморальная информация важных вегетативных центров о состоянии физиологических функций организма. Ликворная система мозга создает отличающиеся от других органов совершенно уникальные условия для осуществления обменных процессов в центральной нервной системе.

 

ОБРАЗОВАНИЕ, ПУТИ ЦИРКУЛЯЦИИ И ОТТОКСПИННОМОЗГОВОЙ ЖИДКОСТИ

ОБРАЗОВАНИЕ СМЖ

Согласно современным представлениям, в образовании спинномозговой жидкости принимают участие сосудистые сплетения желудочков мозга, сосудистая система мозга, нейроглия и нейроны. Образование ликвора происходит путем сочетания осмотической ультрафильтрации из капилляров мозга и сплетений, диффузного и активного транспорта. Методом электронной микроскопии установлено, что в межклеточных пространствах (величина межклеточных щелей составляет 20 нм) содержится около 20% всей спинномозговой жидкости, находящейся в мозге. Эта экстрацеллюлярная жидкость, по-видимому, заменяет лимфатическую систему, которая, как установлено, в мозге не существует. Полагают, что основное количество первичного ликвора образуется сосудистыми сплетениями с помощью активного транспорта, а в конечном итоге состав ликвора определяется активным участием и других структур гемато-энцефалического барьера. Пути образования ликвора с участием элементов ГЭБ представляются следующим образом (Макаров А.Ю., 1984):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1 Основные пути формирования состава ликвора (указаны стрелками).

У  взрослого  человека  в  сутки  секретируется  около  500 мл  спинномозговой  жидкости. Количество ликвора во всех ликвороносных путях у взрослых людей, по мнению многих авторов, составляет 125-150 мл, что соответствует 10-14% от массы головного мозга. В  желудочках  головного  мозга  присутствует  25-30  мл  (из  них  20-30  мл  в  боковых желудочках и 5 мл в III и IV желудочках), в подпаутинном краниальном пространстве – 30 мл, а в спинальном – 70-80 мл. Количество спинномозговой жидкости у человека меняется в зависимости от возраста, что связано  с  изменением  объема  желудочковой  системы  и  подпаутинного  пространства.  Так,  у новорожденного определяется 15-20 мл, у годовалого ребенка – 35 мл, у 5-летнего – 60-80 мл, у десятилетнего – 100-200 мл, у взрослого – до 140 мл спинномозговой жидкости. В течение суток жидкость может обмениваться 3-4 раза у взрослого и до 6-8 раз у детей раннего возраста. Точное измерение количества жидкости у живых субъектов крайне затруднено, а  на  трупах  также  измерение  практически  невозможно,  так  как  после смерти  ликвор  начинает быстро всасываться и через 2-3 суток исчезает из желудочков мозга. Увеличение количества спинномозговой жидкости наблюдается при застое крови в венах мозга,  при  резком  повышении  венозного  давления,  при  воспалении  мозговых  оболочек  и сосудистых сплетений и связано, как правило, с повышенной экссудацией ликвора.

Состав спинномозговой жидкости

Для  лабораторных  исследований  с  диагностической  целью  спинномозговую  жидкость (СМЖ)  получают  путем  люмбальной  пункции.  У  взрослого  и  ребенка  эту  манипуляцию производят, как правило, в положении лежа на боку с согнутыми в коленных и тазобедренных суставах  ногами  и  резко  наклоненной  головой.  Делают  поясничный  прокол  между  остистыми отростками  в  промежутке L3–L4  или  L4–L5,  извлекают  несколько  миллилитров  ликвора, измеряют  ликворное  давление  и  при  необходимости  проводят  ликвородинамические  пробы. Иногда с диагностической целью производят субокципитальную пункцию. Преимущество люмбальной пункции состоит в минимальном риске повреждения спинного мозга,  поскольку  в  нижних  отделах  подпаутинное  пространство  содержит  лишь  корешки спинномозговых нервов. При  исследовании  СМЖ  определяют  ее физические,  морфологические, бактериологические и биохимические показатели.

• СМЖ - абсолютно прозрачная и бесцветная.
• Удельный вес ликвора колеблется в пределах 1,006-1,008, в цистернальной жидкости
• уд. вес равен 1,004-1,008, а в желудочках мозга 1,002-1,004.
• Вязкость СМЖ, зависящая от содержания белка и клеточных элементов составляет
• 1,01 -1,06.
• Точка замерзания ликвора (криоскопия) близка к таковой крови и равна - 0,56-0,57°.
• Температура ликвора в норме 37°-37,5°.
• Ликвор имеет слабощелочную реакцию, рН=7,4-7,6 (плазма крови имеет рН=7,35-7,4).

Химический состав СМЖ не изучен полностью до настоящего времени. Ликвор сходен по составу с сывороткой крови (табл. 1) и состоит на 89 - 90 % из воды и 10-11 % сухого вещества (неорганические и органические вещества). Кроме того, в СМЖ выявлено 15 микроэлементов. Состав  спинномозговой  жидкости  различен  в  зависимости  от  того,  получена  ли  она  из поясничного мешка, из мозжечково-мозговой цистерны или из желудочков мозга. Наибольшие отличия отмечаются по количеству белка и сахара. Содержание белка - важная практическая и теоретическая  проблема,  поскольку  под  влиянием  патологического  процесса  он  подвержен количественным изменениям. С  помощью электрофоретических методов возможно оценивать в спектре до 14 фракций белка. В  ликворе  определяются  свободные  аминокислоты.  В  общей  сложности их  в  жидкости выявлено от 20 до 25, однако, не все они встречаются постоянно. В спинномозговой жидкости обнаружены почти все ферменты, принимающие участие в обмене  веществ  мозга.  Это  гликолитические  ферменты,  аминотрансферазы,  ферменты, участвующие в обмене белков, пептидов, нуклеиновых кислот, холинэстеразы и другие. В ликворе могут быть обнаружены физиологически активные вещества, осуществляющие гормональную и нервную регуляцию в синапсах центральной нервной системы. К ним относятся медиаторы  (ацетилхолин,  норадреналин,  дофамин,  серотонин  и  др.),  гормоны  (мелатонин, эндофины, энкефалины, кинины) и собственно физиологически активные вещества. В клинике необходимы также морфологические исследования спинномозговой жидкости. Определение клеточного состава спинномозговой жидкости имеет весьма существенное значение для диагностики воспалительных  заболеваний нервной системы, инсультов, опухолей и других заболеваний. В нормальной спинномозговой жидкости обнаруживаются лимфоидные и фагоцитарные клетки,  нейтрофилы,  моноциты,  макрофаги.  Точная  классификация  всех  клеток  СМЖ  стала возможной  после  применения  новейших  иммунологических  методов  исследования  и моноклональных антител. Содержание клеток в СМЖ здоровых людей в различные возрастные периоды (Фридман А.П., 1971) По данным Малашхия Ю.А. (1972), количество клеток в ликворе здоровых молодых людей от 16 до 30 лет колеблется от 3 до 5 в 1 мкл. Институт нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко АМН СССР  принял  такие  нормы:  желудочковый  ликвор  содержит  0 –  3  клетки  в  3  мкл;  ликвор  из большой (мозжечково-мозговой) цистерны – 0-2 клетки в 3 мкл; в ликворе, полученном путем люмбальной пункции должно содержаться 7-10 клеток в 3 мкл. При  инфекционных  заболеваниях  (например,  туберкулезный  менингит)  приводится бактериологическое исследование СМЖ.

ПУТИ ЦИРКУЛЯЦИИ СПИННОМОЗГОВОЙ ЖИДКОСТИ

 

Спинномозговая  жидкость  (СМЖ)  наполняет  подпаутинные  пространства головного  и  спинного  мозга  и  мозговые  желудочки.  Небольшое  количество  ликвора  имеется  под  твердой  мозговой  оболочкой,  в  субдуральном  пространстве. По  своему  составу  СМЖ  сходна  только  с  эндо-  и  перилимфой  внутреннего  уха и  водянистой  влагой  глаза,  но  существенно  отличается  от  состава  плазмы  кро- ви, поэтому СМЖ нельзя считать ультрафильтратом крови. Подпаутинное  пространство  (caritas  subarachnoidalis)  ограничено  паутинной  и  мягкой (сосудистой) оболочками и представляет собой сплошное вместилище, окружающее головной и спинной мозг (рис. 2). Эта часть ликвороносных путей представляет собой внемозговой резервуар спинномозговой жидкости. Он тесно связан с системой периваскулярных, внеклеточных и периад-вентициальных щелей  мягкой  мозговой  оболочки  головного  и  спинного  мозга  и с  внутренним (желудочковым) резервуаром. Внутренний –  желудочковый –  резервуар  представлен  желудочками  головного  мозга  и центральным  спинномозговым  каналом.  Система  желудочков  включает  в  себя  два  боковых желудочка, расположенных в правом и левом полушариях, III-й и IV-й. Желудочковая система и центральный  канал  спинного  мозга –  результат  преобразования мозговой  трубки  и  мозговых пузырей ромбовидного, среднего и переднего мозга. Боковые желудочки расположены в глубине головного мозга. Полость правого и левого боковых желудочков имеет сложную форму, т.к. части желудочков располагаются во всех долях полушарий (кроме островка). Каждый желудочек имеет 3 отдела, так называемые рога: передний рог – cornu frontale (anterius) – в лобной доле; задний рог – cornu occipitale (posterius) – в затылоч-ной доле; нижний рог –  cornu temporale  (inferius) –  в височной доле; центральная часть –  pars centralis – соответствует теменной доле и связывает рога боковых желудочков (рис.3). 

Рис. 2. Основные пути циркуляции ликвора (показаны стрелками) (по H.Davson, 1967) 1 –грануляции паутинной оболочки; 2 - боковой желудочек; 3- полушарие мозга; 4 - мозжечок; 5 -  IV  желудочек;  6-  спинной  мозг;  7 -  спинальное  подпаутинное  пространство;  8 -  корешки спинного мозга; 9 - сосудистое сплетение; 10 - намет мозжечха; 11- водопровод мозга; 12 - III желудочек; 13 - верхний сагиттальный синус; 14 - подпаутинное пространство головного мозга.

Посредством  парных  межжелудочковых,  отвергши -foramen  interventriculare  -  боковые желудочки  сообщаются  с III-им.  Последний  с  помощью  водопровода  мозга –  aquneductus mesencephali  (cerebri)  или  сильвиева  водопровода –  связан  с IV-ым  желудочком.  Четвертый желудочек  через  3  отверстия –  срединную  апертуру, apertura  mediana,  и  2  боковых  апертуры, aperturae laterales – соединяется с подпаутинным пространством головного мозга (рис.4). Циркуляция  СМЖ  схематично  может  быть представлена  следующим  образом:  боковые желудочки → межжелудочковые отверстия → III желудочек → водопровод мозга → IV желудочек →  срединная  и  боковые  апертуры →  цистерны  мозга  →  субарахноидальное  пространство головного  и  спинного  мозга  (рис.  5).  Ликвор  с  наибольшей  скоростью  образуется  в  боковых желудочках  головного  мозга,  создавая  в  них  максимальное  давление,  что  в  свою очередь  обу-словливает  каудальное  движение  жидкости  к  отверстиям IV-гo  желудочка.  В  желудочковый резервуар,  помимо  секреции  ликвора  сосудистым  сплетением,  возможна диффузия  жидкости через  эпендиму,  выстилающую  полости  желудочков,  а  также  и  обратный  ток  жидкости  из желудочков  через  эпендиму  в  межклеточные  пространства,  к  клеткам  мозга.  С  помощью новейших  радиоизотопных  методик  обнаружено,  что  СМЖ в  течение  нескольких  минут выводится из желудочков головного мозга, а затем в течение 4 – 8 часов переходит из цистерн основания мозга в подпаутинное пространство.Циркуляция жидкости в подпаутинном пространстве происходит по специальной системе ликвороносных  каналов  и  подпаутинных  ячеек.  Движения  СМЖ  в  каналах  усиливается  под влиянием мышечных движений и при изменении положения тела. Наибольшая скорость движения ликвора  отмечена  в  подпаутинном  пространстве  лобных  долей.  Считается,  что  часть  СМЖ, находящейся в поясничном отделе подпаутинного пространства спинного мозга, в течение 1 часа перемещается краниально, в базальные цистерны головного мозга, хотя движение СМЖ в обоих направлениях также не исключается.

Рис. 3. Желудочки мозга справа (слепок) (по Воробьеву)1 -  ventriculus  lateralis; 2 -  cornu  frontale  (anterius); 3-  pars  centrslis; 4 -  cornu  occipitale (posterius); 5 - cornu  temporale  (inferius); 6- foramen  interventriculare  (Monroi); 7 - ventriculus tertius; 8 - recessus  pinealis; 9 - aqueductus  mesencephali  (Sylvii); 10 - ventriculus  quartus; 11- apertura  mediana  ventriculi  quarti  (foramen  Magendi); 12 -  apertura lateralis  ventriculi  quarti (foramen Luschka) ; 13 - canalis centralis

 

 

ОТТОК СПИННОМОЗГОВОЙ ЖИДКОСТИ ЗА ПРЕДЕЛЫ  ПОДПАУТИННОГО ПРОСТРАНСТВА

В настоящее время преобладает мнение, что основная роль в выведении спинномозговой жидкости  принадлежит  паутинной  оболочке  головного  и  спинного  мозга.  Ультраструктурные исследования  паутинной  оболочки  головного  мозга  уточнили  роль  грануляций  паутинной оболочки (пахионовых грануляций, по имени А.Пахиони, описавшем их в 1705 г.) в оттоке СМЖ из  подпаутинного  пространства.  Отток  ликвора  в  основном  (на  30-40%)  происходит  через пахионовы  грануляции  в  верхний  сагиттальный  синус,  являющийся  частью  венозной  системы головного мозга.

 

Рис. 4. Желудочки мозга сверху (слепок) (по Воробьеву) 1 - ventriculus lateralis; 2 - cornua frontalia; 3- pars centralis; 4 - cornu occipitale; 5 - cornu temporale; 6- foramen intcrventriculare; 7 - ventriculus III; 8 - aqueductus mesen-cephali (cerebri); 9 - ventriculus IV; 10 - recessus lateralis ventriculi IV

 

Рис. 5. Схема сообщения желудочков мозга. 1  -  plexus  choroideus  ventriculi  lateralis;  2  -  plexus  choroideus ventriculi  III;  3-  foramen interventriculare; 4 -  venticulus  lateralis;  5 -  plexus  choroideus  ventriculi  IV; 6-  apertura  lateralis ventriculi IV; 7 - apertura mediana ventriculi IV; 8 - canalis centralis.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.  6. Схема  взаимоотношений  оболочек  головного  мозга  и  грануляций  паутинной оболочки. 1 - твердая оболочка головного мозга; 2 - субдуральное пространство; 3 - паутинная оболочка; 4 - подпаутинное пространство; 5 - грануляции паутинной оболочки; 6 - верхний сагиттальный синус; 7 - боковая лакуна; 8 - сосудистая оболочка.

 

 

 

 

 

 

Арахноидальные  грануляции  (конгломераты  ворсинок) появляются  в  виде  выростов паутинной  оболочки  у  человека  в  возрасте  15-18  месяцев.  Они представляют  собой  округлые образования серо-розового цвета, мягковатые на ощупь. Грануляции разрастаются на наружной поверхности  паутинной  оболочки  вдоль  крупных  пазух  твердой  мозговой  оболочки  и  вен головного мозга. Чаще всего они контактируют с боковыми лакунами верхнего сагиттального и поперечного синусов, находятся на стенках синусов и в главном их русле. Грануляции паутинной оболочки присутствуют также и в той ее части, которая окружает спинной мозг. Арахноидальные грануляции растут только в сторону твердой мозговой оболочки и костей черепа, совершенно не соприкасаясь  с  мягкой  (сосудистой)  оболочкой  и  веществом  мозга  (рис.  6).  Степень  оттока (фильтрации) ликвора через пахионовые грануляции, возможно, определяется разницей давлений крови в верхнем сагиттальном синусе и СМЖ в подпаутинном пространстве. Давление ликвора в норме превышает венозное давление в верхнем сагиттальном синусе на 15-50 мм вод. ст. Отток СМЖ происходит также по ликвороносным каналам в субдуральное пространство, а затем  ликвор  поступает  в  кровеносные  капилляры  твердой  мозговой  оболочки  и  выводится  в венозную систему. Решетилов В.И. (1983) показал в эксперименте с введением радиоактивного вещества в подпаутинное пространство спинного мозга движение ликвора преимущественно из субарахноидального  в  субдуральное  и  его  резорбцию  структурами  микроциркулярного  русла твердой мозговой оболочки. На  давление  ликвора  влияют  пульсовые  колебания  в  черепе:  пульсовая  волна, возникающая  на  основании  черепа,  передается  в  герметически  закрытой  костной  полости  на жидкость,  достигает  наивысших  парасагиттальных  зон,  суммируется  и  оказывает  давление  на паутинную оболочку, включая грануляции. Считается, что между венозной и ликворной системами имеется постоянная зависимость. Кроме  описанных  двух  основных  путей  оттока  СМЖ  в  венозное  русло  имеются  и дополнительные пути вывода ликвора: 1) частично в лимфатическую систему по периневральным пространствам черепных и спинномозговых нервов (от 5 до 30%); 2) всасывание ликвора клетками эпендимы желудочков и сосудистых сплетений, в их вены (около 10%); 3) резорбция в паренхиме мозга,  в  основном,  вокруг  желудочков,  в  межклеточных  пространствах,  при  наличии гидростатического давления и коллоидно-осмотической разницы на границе двух сред – ликвора и венозной крови.