Где начинается и заканчивается спинной мозг в позвоночном столбе

Спинной мозг представляет собой важную часть центральной нервной системы, начинающуюся в шейном отделе позвоночного столба. Он проходит вниз по позвоночному каналу и заканчивается на уровне третьего поясничного позвонка, где переходит в пучки нервов, известные как кауда экьюна.

Эта анатомическая структура обеспечивает связь между головным мозгом и телом, контролируя множество функций, таких как движение, чувствительность и рефлексы. Такое расположение спинного мозга позволяет защищать его от травм и поддерживать функциональность всей нервной системы.

Спинной мозг начинается в шейном отделе позвоночного столба и доходит до третьего поясничного позвонка

Спинной мозг, известный как medulla spinalis (от греческого myelos), располагается в позвоночном канале и у взрослых индивидуумов имеет длину примерно 45 см у мужчин и от 41 до 42 см у женщин. Это цилиндрическое образование, сплюснутое спереди назад, в верхней своей части (краниально) соединяется с продолговатым мозгом, а в нижней части (каудально) завершается коническим утолщением, называемым conus medullaris, которое располагается на уровне второго поясничного позвонка.

Эта информация имеет важное практическое значение. Например, при выполнении поясничной пункции для забора спинномозговой жидкости или анестезии важно не повредить спинной мозг, поэтому иглу шприца следует вводить между остистыми отростками третьего и четвертого поясничных позвонков.

От conus medullaris отклоняется вниз так называемая концевая нить, или filum terminale. Это дегенерированная нижняя часть спинного мозга, на нижнем конце которой располагаются оболочки спинного мозга, прикрепляющиеся к второму копчиковому позвонку.

Спинной мозг на своем протяжении имеет два утолщения, соответствующих корешкам нервов верхней и нижней конечностей: верхнее из них называется шейным утолщением, intumescentia cervicalis, а нижнее — пояснично-крестцовым, intumescentia lumbosacralis.

Из утолщений спинного мозга наиболее объемным является пояснично-крестцовое, в то время как шейное утолщение отличается большей дифференциацией, что обусловлено более сложной иннервацией руки как рабочего органа.

Образовавшимися вследствие утолщения боковых стенок спинномозговой трубки и проходящими по средней линии передней и задней продольными бороздами: глубокой fissura mediana anterior, и поверхностной, sulcus medianus posterior, спинной мозг делится на две симметричные половины — правую и левую; каждая из них в свою очередь имеет слабо выраженную продольную борозду, идущую по линии входа задних корешков (sulcus posterolateralis) и по линии выхода передних корешков (sulcus anterolateralis).

Строение

Какова структура спинного мозга? Понимание анатомических особенностей этого органа имеет важное значение для осознания механизма функционирования всего организма. Как и остальные части центральной нервной системы, ткань спинного мозга состоит из серого и белого веществ.

Состав серого вещества. Серое вещество спинного мозга представлено скоплениями клеток, называемых нейронами, в которых расположены ядра и важные органеллы, выполняющие функции нейронов.

Серое вещество организовано в виде ядер, которые протягиваются по всей длине спинного мозга. Эти ядра ответственны за выполнение большинства функциональных задач.

В сером веществе находятся ключевые центры для двигательной, чувствительной и вегетативной систем, которые будут рассмотрены далее в тексте.

Белое вещество спинного мозга образовано другими отделам нервных клеток. Этот участок ткани находится вокруг ядер и представляет собой отростки клеток. Белое вещество состоит из так называемых аксонов – они передают все импульсы от маленьких ядер нервных клеток до места выполнения функции.

Анатомические особенности имеют прямое отношение к выполняемым функциями. Например, травма двигательных ядер может привести к нарушению функций и ограничению определенных движений.

В строении этого элемента нервной системы выделяют следующие компоненты:

1. Собственный аппарат спинного мозга, включающий вышеописанное серое вещество и корешки (задние и передние). Эта область способна выполнять рефлексы без участия других структур.
2. Надсегментарный аппарат, состоящий из проводников и путей, которые проходят как вверх, так и вниз.

Поперечный срез

Как выглядит спинной мозг на поперечном сечении? Ответ на этот вопрос позволяет понять многое о строении этого органа тела.

Структура спинного мозга значительно варьирует в зависимости от уровня. Тем не менее, основные элементы его вещества имеют много общего:

• В центре спинного мозга находится спинномозговой канал, который является продолжением желудочков головного мозга. Он выстлан специфическими покровными клетками и содержит немного жидкости, поступающей из четвертого желудочка, а на нижнем конце канал заканчивается слепо.
• Вокруг этого канала располагается вещество, разделенное на серое и белое. Нервные клетки формируют в сечении фигуру, напоминающую бабочку или букву Н, и разделяются на передние и задние рога, причем в грудном отделе образуются еще боковые рога.
• Передние рога инициируют образование передних двигательных корешков, задние – чувствительных, а боковые – вегетативных.
• В белом веществе располагаются аксоны, которые могут идти снизу вверх или сверху вниз. В верхних участках белого вещества их количество значительно больше, так как тут располагается больше проводящих путей.
• Также белое вещество делится на отделы: передние, задние и боковые канатики, каждый из которых образован аксонами различных нейронов.

Проводящие пути спинного мозга, входящие в каждый канатик, характеризуются значительной сложностью и становятся объектом тщательного изучения анатомами.

Сегменты

Сегмент спинного мозга представляет собой уникальную функциональную единицу, играющую ключевую роль в этой важнейшей части нервной системы. Этот участок располагается на одном уровне с двумя передними и задними корешками.

Отделы спинного мозга повторяют строение позвоночника человека. Так орган разделяется на следующие части:

• Шейный отдел – в этом значительном сегменте находятся 8 отдельных сегментов.
• Грудной отдел – самая длинная часть спинного мозга, включающая 12 сегментов.
• Поясничный отдел – количество сегментов соответствует числу поясничных позвонков и составляет 5.
• Крестцовый отдел – также состоит из пяти сегментов.
• Копчиковый – этот участок может варьироваться по длине у различных людей и включает от одного до трех сегментов.

Важно отметить, что у взрослого человека спинной мозг короче, чем позвоночный столб, поэтому местоположение сегментов спинного мозга находится на уровне, превышающем соответствующие позвонки.

Расположение сегментов относительно позвонков можно представить следующим образом:

1. В шейном отделе сегменты располагаются примерно в соответствии с одноименными позвонками.
2. В верхней части грудного отдела и восьмой шейный сегменты находятся на одну позицию выше, чем соответствующие им позвонки.
3. В среднем грудном отделе сегменты располагаются уже на два позвонка выше аналогичных позвонков.
4. В нижнем грудном отделе этот уровень увеличивается на еще один позвонок.
5. Поясничные сегменты находятся на уровне грудных позвонков в нижней части этого отдела.
6. Крестцовый и копчиковый отделы соответствуют двенадцатому грудному и первому поясничному позвонкам.

Эти взаимосвязи являются крайне важными для специалистов в области анатомии и нейрохирургии.

Спинномозговые корешки

Спинной мозг, спинномозговые нервы и корешки представляют собой взаимосвязанные структуры, чьи функции тесно переплетены.

Корешки спинного мозга располагаются в позвоночном канале и не выходят из него непосредственно. Между ними на уровне внутренней части межпозвоночного отверстия должен образовываться единый спинномозговой нерв.

Функции корешков спинного мозга можно разделить следующим образом:

• Передние корешки исходят из органа. Они содержат аксоны, которые передают импульсы от центральной нервной системы к периферическим участкам, обеспечивая двигательные функции.
• Задние корешки состоят из чувствительных волокон, которые направляются от периферии к центру, поступая в спинной мозг и выполняя сенсорные функции.

Соответственно сегментам корешки образуют 31 пару спинномозговых нервов, которые уже выходят из канала через межпозвоночные отверстия. Далее нервы осуществляют свою непосредственную функцию, разделяются на отдельные волокна и иннервируют мышцы, связки, внутренние органы и другие элементы тела.

Важно уметь различать передние и задние корешки. Хотя они объединяются, образуя один нерв, их функции кардинально отличаются. Аксоны передних корешков направлены к периферии, в то время как составляющие задних корешков возвращаются в центральную нервную систему.

Рефлексы спинного мозга

Понимание функций данного важного элемента нервной системы невозможно без рассмотрения рефлекторной дуги. На уровне одного сегмента этот путь достаточно короткий:

Рефлексы спинного мозга люди имеют с рождения и по ним можно определить функциональную состоятельность отдельного участка этого органа.

Структуру рефлекторной дуги можно представить следующим образом:

• Этот путь начинается с специализированного нервного элемента – рецептора, который улавливает сигналы из окружающей среды.
• Далее нервный импульс движется по центростремительным чувствительным волокнам, представляющим собой аксоны периферических нейронов, которые передают информацию в центральную нервную систему.
• Импульс следует в нервный тяж, поступая через задние корешки в ядра задних рогов.
• Следующий элемент, который не всегда присутствует, называется центральным звеном; оно передает импульсы от задних рогов к передним.
• Ключевым элементом рефлекторной дуги является эффектор, находящийся в передних рогах. Именно отсюда импульсы направляются на периферию.
• Импульсы передаются от нейронов передних рогов к эффектору – органу, выполняющему активные действия, зачастую представляют собой скелетные мышцы.

Импульс, проходящий от нейронов, демонстрирует свой сложный путь, как это происходит, например, при ударе молоточком по сухожилиям колена.

Анатомия и физиология позвоночника

Человеческий позвоночник представляет собой сложный механизм, работа которого существенно влияет на деятельность остальных систем организма.

Позвоночник (от лат. «columna vertebralis», синоним — позвоночный столб) состоит из 32 — 33 позвонков (7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, соединенных в крестец, и 3 — 4 копчиковых), между которыми расположены 23 межпозвоночных диска.

Позвоночные структуры, такие как связочно-мышечный аппарат, межпозвоночные диски и суставы, объединяют позвонки, что обеспечивает поддержку тела в вертикальном положении и позволяет осуществлять необходимые движения. Эластичность межпозвоночных дисков при ходьбе, беге и прыжках помогает смягчать удары и толчки, которые передаются на позвоночник, спинной и головной мозг.

Физиологические изгибы тела создают позвоночнику дополнительную упругость и помогают смягчать нагрузку на позвоночный столб.

Позвоночник является ключевой опорной конструкцией нашего тела. Без него человек не мог бы ни стоять, ни ходить. Кроме того, позвоночник защищает спинной мозг. Увеличение заболеваемости позвоночника у современного человека во многом связано с тем, что все больше людей двигаются в вертикальном положении и страдают от травм.

Структура позвоночника включает: шейный, грудной и поясничный отделы, а также крестец и копчик. В процессе роста формируются шейные и поясничные лордозы, а грудной и крестцово- копчиковый кифозы, благодаря чему позвоночник становится «пружинищим», способным противостоять вертикальным нагрузкам. В медицинской практике для обозначения шейных позвонков используется буква «С» — от С1 до С7, грудные позвонки обозначаются «Th» — Th1 до Th12, и «L» — для поясничных от L1 до L5.

Шейный отдел. Это самый верхний отдел позвоночного столба. Он отличается особой подвижностью, что обеспечивает такое разнообразие и свободу движения головы. Два верхних шейных позвонка с красивыми названиями атлант и аксис, имеют анатомическое строение, отличное от строения всех остальных позвонков. Благодаря наличию этих позвонков, человек может совершать повороты и наклоны головы.

Грудной отдел позвоночника соединён с 12 парами рёбер, образуя заднюю стенку грудной клетки, в которой расположены жизненно важные органы. Поэтому этот отдел отличается малой подвижностью.

Поясничный отдел. Этот отдел состоит из самых массивных позвонков, так как на них лежит самая большая нагрузка. У некоторых людей встречается шестой поясничный позвонок. Это явление врачи называют люмбализацией. Но в большинстве случаев такая аномалия не имеет клинического значения.

Некоторые позвонки, в количестве от 8 до 10, срастаются, образуя крестец и копчик.

Позвонок состоит из тела, дуги, двух ножек, остистого отростка, двух поперечных и четырёх суставных отростков. Внутри дуги, тела и ножек каждого позвонка находятся позвонковые отверстия, образующие позвоночный канал.

Между телами двух смежных позвонков располагается межпозвонковый диск, состоящий из фиброзного кольца и пульпозного ядра и выполняющий 3 функции: амортизация, удержание смежных позвонков, обеспечение подвижности тел позвонков. Вокруг ядра располагается многослойное фиброзное кольцо, которое удерживает ядро в центре и препятствует сдвиганию позвонков в сторону относительно друг друга.

Фиброзное кольцо включает множество слоев и волокон, которые переплетаются в трёх плоскостях. В нормальном состоянии фиброзное кольцо создаётся из прочных волокон. Однако при дегенеративных заболеваниях дисков (остеохондроз) волокна начинают заменяться рубцовой тканью, не обладающей такой прочностью и эластичностью, что приводит к ослаблению межпозвоночного диска и может вызвать разрыв фиброзного кольца при повышенном внутридисковом давлении.

Значительное повышение давления внутри межпозвоночных дисков может привести к разрыву фиброзного кольца и выходу части пульпозного ядра за пределы диска. Так формируется грыжа диска, которая может приводить к сдавлаванию нервных структур, что вызывает, в свою очередь появление болевого синдрома и неврологических нарушений.

Связочный аппарат представлен передними и задними продольными связками, а также надостистыми и межостистыми связками, жёлтыми, межпоперечными связками и капсулой межпозвонковых суставов. Каждый позвоночный сегмент состоит из двух позвонков, межпозвоночного диска и связочного аппарата.

Когда межпозвоночные диски и суставы разрушаются, связки начинают компенсировать возникшую патологическую подвижность (нестабильность) позвонков, что приводит к гипертрофии связок. Это уменьшает пространство позвоночного канала, и даже небольшие грыжи или костные наросты могут сжимать спинной мозг и его корешки.

Такое состояние получило название стеноза позвоночного канала. Для расширения позвоночного канала производится операция декомпрессии нервных структур.

Спинной мозг и корешки «конского хвоста» располагаются в позвоночном канале. Спинной мозг исходит от головного мозга и заканчивается на уровне между первым и вторым поясничными позвонками, образуя коническое заострение. От спинного мозга в канале идут спинномозговые нервные корешки, собираясь в «конский хвост».

Спинной мозг окружён твёрдой, паутинной и мягкой мозговыми оболочками и фиксирован в канале корешками и клетчаткой. Твёрдая оболочка образует герметичный соединительнотканный мешок (дуральный мешок), в котором находятся спинной мозг и несколько сантиметров нервных корешков. Спинной мозг окружён спинномозговой жидкостью (ликвором), которая заполняет дуральный мешок.

От спинного мозга отходит 31 пара нервных корешков. Из позвоночного канала нервные корешки выходят через межпозвоночные (фораминарные) отверстия, которые образуются ножками и суставными отростками соседних позвонков.

У человека, как и у других позвоночных, фиксируется сегментарная иннервация, что означает, что каждый сегмент спинного мозга отвечает за определенные области тела.

Например, шейные сегменты иннервируют шею и руки, грудные — грудную клетку и живот, а поясничные и крестцовые — ноги, перинеум и органы малого таза (мочевой пузырь, прямую кишку).

По периферическим нервам нервные импульсы поступают от спинного мозга ко всем органам нашего тела для регуляции их функции. Информация от органов и тканей поступает в центральную нервную систему по чувствительным нервным волокнам.

Большинство нервов в организме содержат чувствительные, двигательные и вегетативные волокна. Спинной мозг имеет две утолщения: шейное и поясничное, что делает межпозвоночные грыжи в шейном отделе более опасными, чем в поясничном.

Врач, определяя в какой области тела, появились расстройства чувствительности или двигательной функции, может предположить, на каком уровне произошло повреждение спинного мозга.

Строение позвоночника

Строение позвоночника человека определяется его функциями: опорной, защитной, амортизирующей и двигательными. Позвоночник — это изогнутый вертикальный столб, который поддерживает голову вверху и опирается на таз и нижние конечности снизу. Он состоит из 33-34 позвонков, 24 из которых подвижны и соединены межпозвоночными дисками. В его состав входят 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4-5 копчиковых позвонков.

На латыни позвонки называются (вертебре), а наука, изучающая их строение и патологии, именуется вертебрологией. В медицинских диагнозах можно встретить термины вертеброгенный или вертебральный, что означает «происходящий от позвоночника». У шейных позвонков в отличие от остальных присутствуют особые отверстия в поперечных отростках, формирующие канал.

В канале проходит позвоночная артерия в полость черепа. Она питает головной мозг, в том числе области, ответственные за координацию движений, слух, эмоции, сон, бодрствование и многое другое. Этим объясняются многоликие истории болезни у людей с шейным остеохондрозом.

В целом позвоночник является гибким стержнем, поддерживающим голову, плечевые пояса и руки, а также органы грудной и брюшной полостей. Он соединяет верхнюю и нижнюю части скелета. Опорные функции позвоночника основаны на постепенном увеличении размеров позвонков от шейного к крестцовому отделу; поясничные позвонки имеют наибольший размер. Позвонки, расположенные ниже, срастаются в единую мощную кость — крестец, в то время как копчик представляет собой рудимент исчезнувшего хвоста у человека.

Защитная функция позвоночника заключается в предохранении спинного мозга от повреждений. В связи с окончанием спинного мозга на уровне второго поясничного позвонка позвоночное отверстие в нижерасположенных позвонках постепенно сужается и у копчика совсем исчезает.

Характерная черта позвоночника, обеспечивающая его амортизационные свойства, — это физиологические изгибы. Между телами всех позвонков, за исключением первых двух шейных, находятся межпозвоночные диски, благодаря которым позвоночник остается подвижным, эластичным и способным справляться с большими нагрузками.

Простое разгибание позвоночника может создать давление на диски до 90-123 кг. Если с разгибанием соединяется поднятие тяжестей, давление на диск увеличивается многократно. Исследования показывают, что нагрузка в 100 кг уменьшает высоту диска на 1,4 мм и увеличивает его ширину на 0,75 мм. Болезненные состояния дисков приводят к ухудшению функций позвоночника.

Пребывание в горизонтальном положении в течение нескольких часов расправляет диски и удлиняет позвоночник человека больше, чем на 2 см. За счет потери упругости диска, которая происходит с возрастом из-за снижения его способности связывать воду, рост человека может снизиться иногда более чем на 7 см.

Связочный аппарат и мышцы

Связки, являясь плотными соединительнотканными структурами, надежно связывают позвонки и контролируют их движения в разных направлениях. Связки способны выдерживать большие нагрузки и имеют такую прочность на растяжение, что при травмах не рвутся, а отрывается участок кости на месте прикрепления связок. Множество мышц спины в сочетании со связками обеспечивают надежную фиксацию позвонков и подвижность позвоночника.

Защищая спинной мозг, структуры позвоночника тесно взаимодействуют с ним, его корешками и нервами, обеспечивая работу соответствующих им внутренних органов и звеньев опорно-двигательного аппарата. Спинной мозг лежит в позвоночном канале, располагаясь от края затылочного отверстия черепа до уровня первого-второго поясничных позвонков, постепенно истончаясь и заканчиваясь конусом. Ниже спинного мозга в позвоночном канале находится пучок отходящих от него нервных корешков, который называется «конский хвост».

Спинной мозг окружён тремя оболочками: мягкой, паутинной и твердой. Мягкая оболочка непосредственно покрывает спинной мозг. Между ней и паутинной оболочкой находится подпаутинное пространство, где спинной мозг и его корешки «плавают» в спинномозговой жидкости. Твёрдая оболочка крепится к позвонкам.

От спинного мозга отходят спинномозговые нервы: 8 пар шейных, 12 пар грудных, 5 пар поясничных, 5 пар крестцовых и 1-2 пары копчиковых. Каждый спинномозговой нерв выходит через межпозвонковое отверстие двумя корешками: задним (чувствительным) и передним (двигательным), которые объединяются в единый ствол. Каждая пара спинномозговых нервов иннервирует определённые участки тела, такие как кожа, мышцы, кости, суставы и внутренние органы. Все автоматически изученные и рефлекторные (непроизвольные) движения контролирует спинной мозг.

Проводниковая функция спинного мозга

Важная функция спинного мозга, кроме рефлекторной деятельности — проводниковая. Проводниковая функция спинного мозга осуществляется которая путем проведения нервных импульсов белым веществом или нервными спинномозговыми волокнами.

Проводящие пути представляют собой группу нервных волокон, обладающих общими структурами и функциями, которые соединяют спинной мозг с головным и различными его отделами.

По функциональным особенностям нервные волокна делятся на:

• ассоциативные;
• комиссуральные;
• проекционные (афферентные и эфферентные).

Ассоциативные волокна позволяют осуществлять одностороннюю связь между различными участками спинного мозга, объединяя разные сегменты и формируя свои собственные пучки.

Комиссуральные волокна соединяют противоположные участки различных отделов спинного мозга, имея схожие функции.

Проекционные волокна отвечают за связь спинного мозга с отделами, расположенными выше. При их участии формируются основные проводящие пути, состоящие из восходящих (чувствительные, афферентные и центростремительные) и нисходящих (это двигательные, эфферентные и центробежные) путей.

Восходящие проводящие пути спинного мозга передают информацию от рецепторов, которые воспринимают данные из внутренней и внешней среды.

Проводниковые пути делятся исходя из вида проводимой чувствительности:

• экстерочувствительности (внешние);
• проприочувствительности (суставно-сухожильно-мышечная, тканевая механорецепция);
• интерочувствительности (внутренние).

Спинные пути отвечают за передачу нервных сигналов от головного мозга к двигательным ядрам, что позволяет организовать различные реакции на как внешние, так и внутренние стимулы. Внешние отделы центральной нервной системы взаимодействуют с эффекторными нейронами спинного мозга.

Методы исследования спинного мозга

Традиционные подходы к исследованию спинного мозга основываются на его перерезании или повреждении, после чего изучается, как это влияет на выполнение определенных функций.

В последнее время популярность получили электрофизиологические методы, регистрирующие суммарные электрические процессы. Есть еще внешне- и внутриклеточные методы регистрации активности отдельных клеток.

Согласно правилу Белла-Мажанди, задние корешки спинного мозга выполняют роль чувствительных, тогда как передние корешки отвечают за двигательную активность.