Как обеспечить защиту спинного мозга и подвижность головы при воздействии ветра

Защита спинного мозга является важным аспектом, обеспечивающим безопасность и функциональность позвоночника, особенно при выполнении движений, связанных с наклонами и поворотами головы. Спинной мозг, как часть центральной нервной системы, играет ключевую роль в передаче сигналов от мозга к остальным частям тела, и безопасность этой структуры критически важна для координации движений и поддержания равновесия.

При воздействии ветра на голову и верхнюю часть тела опоры необходимо учитывать анатомические особенности и механизмы защиты. Организмы адаптировались к внешним условиям, и функционирование системы опоры, включая мышцы и суставы, позволяет не только противостоять ветровым нагрузкам, но и поддерживать устойчивость при динамических движениях. Это достигается благодаря комплексному взаимодействию нервной и musculoskeletal системе.

Коротко о главном

Обзор механизмов защиты спинного мозга в контексте движений головы.
Роль опорных структур в обеспечении стабильности позвоночника при ветрении.
Влияние ветровых нагрузок на функциональность органов опоры.
Анализ адаптации спинного мозга к динамическим изменениям позы.
Подходы к реабилитации и поддержке здоровья спинного мозга в условиях нагрузки.

Расположение и строение

Чтобы понять функции структуры человеческого скелета, нужно разобраться в их устройстве, расположении и взаимодействии с другими частями тела. В первую очередь следует изучить анатомию.

Спинной мозг окружен тремя оболочками из соединительных тканей. Каждая из них плавно переходит в соответствующий слой головного мозга. Эти оболочки формируются из мезодермы в процессе внутриутробного развития и имеют различные внешние характеристики и структурные особенности.

Последовательность расположения, начиная изнутри:

Мягкая, или внутренняя оболочка – окружает спинной мозг.
Средняя оболочка, известная как паутинная.
Твёрдая, или наружная оболочка – располагается у стенок позвоночного канала.

Далее рассмотрим основные аспекты строения каждой из оболочек и их местоположение в позвоночном канале.

Мягкая

Внутренняя оболочка, которая также называется мягкой, вплотную окутывает непосредственно спинной мозг. Она представляет собой рыхлую соединительную ткань, очень мягкую, что видно даже из названия. В её составе выделяют два листка, между которыми расположено очень много кровеносных сосудов. Наружная часть покрыта эндотелием.

От наружного слоя отходят мелкие связки, соединяющие его с твердой оболочкой. Эти связки называются зубчатыми. Их точки соединения совпадают с местами выхода передних и задних нервных корешков. Эти связки играют ключевую роль в фиксации спинного мозга и его оболочек, не позволяя ему растягиваться.

Паутинная

Средняя оболочка, называемая паутинной, представляет собой тонкую полупрозрачную пластинку, которая соединяется с твердой оболочкой на местах выхода корешков. Она также покрыта эндотелиальными клетками.

Мнение эксперта

Захарова Ирина Семеновна

Кандидат медицинских наук, врач терапевт, стаж работы 10 лет

Защита спинного мозга является одной из ключевых задач в области неврологии и нейрохирургии. Спинной мозг, будучи частью центральной нервной системы, выполняет важнейшие функции, включая передачу нервных импульсов от мозга к телу и обратно. В частности, его защита от механических повреждений особенно актуальна для обеспечения подвижности головы и сохранения равновесия при воздействии ветра. Ветер может оказывать значительное давление на структуру головы и шейного отдела позвоночника, что требует наличия надежных защитных механизмов.

Опора на движение головы при потенциально неблагоприятном воздействии среды обеспечивается не только мышцами и связками, но и анатомическим строением позвонков и дисков, которые играют роль амортизаторов. Их синергия позволяет распределять нагрузки, минимизируя риск травм спинного мозга при резких поворотах или колебаниях. Важно отметить, что неподвижность в этом сегменте может привести к ограничению подвижности и функциональности, что нередко наблюдается у людей, занимающихся экстримальными видами спорта или работать в неблагоприятных условиях.

Таким образом, соблюдение целостности позвоночного столба и его защитных структур является важным аспектом для предотвращения травматизации спинного мозга. Разработка технологий, направленных на улучшение защиты головы и шеи от ветра и других внешних факторов, обусловлена необходимостью сохранения здоровья и функциональности. Мы должны уделять внимание как индивидуальному подходу к тренировкам и реабилитации, так и инвестициям в научные исследования, направленные на улучшение защитных механизмов нашего организма.

В этой оболочке нет сосудов, она не является сплошной – на протяжении её длины встречаются небольшие щелевидные отверстия. Эта оболочка разделяет субдуральное и подпаутинное пространство, где находится важнейшая жидкость организма – ликвор.

Твердая

Твёрдая оболочка, являющаяся наружной, наибольшая по размерам. Она состоит из двух слоев и имеет цилиндрическую форму. Внешний слой шероховатый и направлен к стенкам позвоночного канала. Внутренний же – гладкий, сияющий и покрыт эндотелием.

Она наиболее широкая в области затылочного отверстия, где частично срастается с надкостницей затылочной кости. Направляясь вниз, цилиндр заметно сужается и к надкостнице копчика прикрепляется в виде тяжа или нити.

Из соединительной ткани твердой оболочки образуются вместилища для каждого спинномозгового нерва. Они постепенно расширяются и направляются к межпозвоночным отверстиям. К позвоночнику, а конкретно к его задней продольной связке, осуществляется крепление с помощью небольших перемычек. Эти перемычки из соединительной ткани фиксируют нервные корешки к костной части скелета.

Функции

Все три оболочки спинного мозга играют важнейшую роль для корректного функционирования нервной системы, обеспечивая координацию движений и чувствительность всей массы тела. Полноценные функции спинного мозга могут проявляться только при сохранении целостности всех его компонентов.

Среди наиболее важных аспектов роли 3 оболочек спинного мозга можно назвать такие:

Защитная функция. Несколько соединительнотканных слоев, обладающих различной толщиной и структурой, защищают спинной мозг от механических повреждений и ударов. На костную ткань позвоночника приходится значительная нагрузка, однако у здравого человека это никак не отражается на внутрипозвоночных структурах.
Разделение пространства. Между соединительнотканными слоями находятся пространства, заполненные важными для организма веществами. Это будет рассмотрено подробнее дальше. Благодаря тому, что они ограничены друг от друга и от внешней среды, сохраняется стерильность и правильное функционирование.
Фиксация. Мягкая оболочка плотно прикреплена к спинному мозгу, и по всей длине связками прочно соединена с твердой, которая в свою очередь фиксируется на костных структурах позвоночника. Таким образом, спинной мозг надежно зафиксирован и не подвижен.
Обеспечение стерильности. Благодаря надежному барьеру спинной мозг и ликвор остаются стерильными, сюда не могут проникнуть бактерии извне. Инфицирование возможно только при поврежлении или в случае тяжелых заболеваний.
Протяжение структур нервной ткани (передние и задние корешки, иногда и ствол нерва) и сосудов, содержащих их.

Каждая из трех оболочек представляет собой важную и незаменимую часть человеческого скелета, обеспечивая защиту центральной нервной системы и участков нервов, которые направляются к периферическим частям тела от инфекций и механических повреждений.

Строение спинного мозга

Тяж этого органа делится на две симметричные половинки передней и задней продольными бороздами. Это делает его похожим в разрезе на бабочку. В центре проходит спинномозговой канал, содержащий спинномозговую жидкость – ликвор. Ликвор синтезируется в головном мозге. И обеспечивает два важные функции: механическую защиту спинного мозга путём повышения амортизации и питание нейронов этого органа.

Вокруг спинномозгового канала располагается серое вещество, образуемое телами нейронов и их отростками – дендритами. Вокруг серого вещества находится белое вещество, состоящее из аксонов нервных клеток.

Аксон – это самый длинный отросток нейрона, по которому из него выходят сигналы. Длина аксона может достигать полутора метров, несмотря на то, что сам нейрон имеет менее 0,1 мм в размере. У нейрона всегда только один аксон, в то время как дендритов может быть много.

Серое вещество мозга, которое в разрезе тоже похоже на бабочку, делится на задние, передние и боковые рога. В передних рогах находятся двигательные нейроны, которые также носят название «мотонейроны». Аксоны мотонейронов идут к мышцам и дают сигнал начать или закончить мышечное сокращение. Благодаря работе мотонейронов мы можем двигаться.

В задних рогах расположены вставочные нейроны, обеспечивающие связь между чувствительными и двигательными нейронами. Чувствительные нейроны располагаются вне спинного мозга, в спинальных ганглиях или черепно-мозговых ганглиях.

Боковые рога содержат нейроны симпатической и парасимпатической нервных систем. Они получают информацию от рецепторов внутренних органов и от нейронов-регуляторов вегетативных функций, которые располагаются в продолговатом мозге.

От спинного мозга отходят передние и задние корешки, состоящие из отростков нейронов, которые проходят между позвонками. Передние рога формируются из аксонов двигательных нейронов, а задние – из аксонов чувствительных нейронов, образующих синапсы с вставочными нейронами.

На протяжении всей длины спинного мозга имеется 31 пара корешков, образованных слиянием переднего и заднего корешка. Участок, формируемый одной парой корешков, называется сегментом. Каждый сегмент включает десятки тысяч нейронов, отвечающих за функционирование определенной части тела или органа.

Всего есть 31 сегмент:

шейные – 8 штук,
грудные – 12 штук,
поясничные – 5 штук,
крестцовые – 5 штук,
копчиковый – 1 (в некоторых случаях может быть до трех).

Сегменты не совпадают с позвонками, так как спинной мозг короче позвоночного столба. Для определения соответствия сегментов позвонкам используют правило Шипо:

верхние шейные сегменты с 1 по 4 находятся на уровне соответствующих позвонков,
нижние шейные (с 5 по 8) и верхние грудные (с 1 по 4) размещены на 1 позвонок выше,
средние грудные с 5 по 8 располагаются на 2 позвонка выше,
все 5 поясничных сегментов располагаются на уровне 10–11 грудных позвонков,
все крестцовые и копчиковые сегменты находятся на уровне 12 грудного и 1 поясничного позвонков.

Ниже 1 поясничного позвонка расположен «конский хвост» – отростки нервных клеток. В спинном мозге есть два утолщения: шейное и пояснично-крестцовое. Утолщения соответствуют нейронам, которые отвечают за работу верхних и нижних конечностей.

Оболочки спинного мозга

Защиту и питание спинного мозга обеспечивают мозговые оболочки, всего их три, и каждая из них имеет свои особенности и функции.

Мягкая оболочка – непосредственно касается спинного мозга, обтягивая его подобно чулку, состоит из двух слоев и множества сосудов.
Паутинная оболочка располагается над мягкой и не имеет сосудов, но содержит множество связок, надежно фиксирующих спинной мозг.
Твёрдая оболочка – самая внешняя и наиболее плотная, обеспечивает механическую защиту от ударов и повреждений.

Между оболочками располагаются пространства, заполненные различными веществами.

Эпидуральное пространство – между внутренней поверхностью позвоночного канала и твёрдой оболочкой, заполнено жировой тканью и венозными сплетениями.
Субдуральное пространство – расположено между паутинной и твёрдой оболочками, содержит ликвор.
Подпаутинное (субарахноидальное) пространство – между мягкой и паутинной оболочками, также содержит ликвор.

Строение спинного мозга

Это отдел центральной нервной системы, который располагается в позвоночном канале, сформированном дугами позвонков. Он имеет длину 43—45 см и представляет собой шнур с узким центральным каналом, который продолжается в головном мозге, образуя полости – желудочки. Спинной мозг также защищен тремя оболочками: мягкой, покрывающей его substance, твёрдой, примыкающей к позвонкам, и паутинной, располагающейся между ними. Центральный канал и пространство между оболочками заполнены цереброспинальной (спинно-мозговой) жидкостью, похожей на плазму крови. Она образуется в сосудистых системах желудочков головного мозга, омывает спинной и головной мозг, поддерживает постоянное внутричерепное давление, сохраняет водно-электролитный баланс, защищает мозг от соприкосновения с твёрдой костной поверхностью позвонков и черепа, а также предохраняет его от сотрясений, создавая необходимую для его клеток среду.

Спинной мозг имеет вид длинного шнура, заостренного внизу. На уровне большого затылочного отверстия он переходит в головной мозг, а на уровне второго поясничного позвонка заканчивается. Передняя щель и задняя борозда делят спинной мозг на две симметричные половины – правую и левую.

Несмотря на отсутствие четких делений, спинной мозг делится на пять отделов, каждый из которых получил название в соответствии с отделами позвоночника: шейный, грудной, поясничный и так далее.

Аудиофрагмент «Строение и функции спинного мозга» (2:57)

Спинной мозг делится на серое и белое вещество. Серое вещество представлено телами нейронов и их дендритами, в то время как белое состоит из длинных отростков этих нейронов, формирующих нервные волокна. По обеим сторонам от центрального канала располагаются серые столбы, соединённые узкой перемычкой. Белое вещество окружает серое и находится снаружи. При поперечном сечении спинного мозга серое вещество визуально напоминает бабочку с расправленными крыльями.

От спинного мозга отходит 31 пара нервов, связывающих его с органами либо непосредственно, либо через нервные узлы (ганглии). Так, на поверхности позвоночника в задних корешках спинно-мозговых нервов лежат тела нейронов спинно-мозговых узлов. Они несут информацию от кожных рецепторов в спинной мозг.

Нейроны симпатического ствола получают сигналы от спинного мозга, обрабатывают их и регулируют функции внутренних органов, таких как сердце, сосуды, желудок и кишечник. Передние и задние корешки объединяются, формируя смешанные нервы, состоящие из чувствительных и двигательных волокон. Если спинной мозг поврежден, это приводит к потере чувствительности и способности двигать конечностями.

Функции спинного мозга

В спинном мозге находятся центры врожденных безусловных рефлексов, в частности оборонительных, заставляющих нас уклоняться от травмирующих предметов. Он регулирует движения туловища и конечностей, работу внутренних органов: сердца, почек, легких, органов пищеварения и др. Помимо рефлекторной спинной мозг выполняет и проводящую функцию. По его нервным путям проходят нервные импульсы в головной мозг и из головного мозга. Через спинной мозг головной мозг получает информацию о состоянии внешней среды, через спинной мозг передаются команды от головного мозга к мышцам, совершающим произвольные действия.

Деятельность спинного мозга находится под контролем головного мозга. Например, несмотря на болезненность при взятии крови из пальца, мы не убираем руку, так как сигналы от головного мозга тормозят рефлекс. Рассмотрим дуги соматических и вегетативных рефлексов, которые проходят через спинной мозг.

Когда кто-то ненароком касается горячего предмета, реакцией будет немедленное отдергивание руки — это примеры соматического рефлекса. Возбуждение рецепторов кожи вызывает поток нервных импульсов, которые направляются к нейронам спинно-мозгового узла, расположенным вне спинного мозга. Далее сигнал проходит по аксонам этих нейронов в спинной мозг, возбуждая вставочные нейроны. Эти нейроны передадут сигнал исполнительным нейронам, чьи аксоны, входящие в состав двигательного нерва, вызовут сокращение мышц руки.

Одновременно с соматической нервной системой на воздействие ожога реагирует автономная нервная система. В результате увеличивается выход плазмы крови из сосудов и образуется тканевая жидкость (например, пузырь на ожоге), изменяется частота и сила сердечных сокращений, и на лбу могут появиться капли пота. Проследим за дугой вегетативного рефлекса.

Ее начало будет таким же, как у соматического рефлекса. Раздражение рецепторов чувствительного нейрона и его тела , распространение нервных импульсов по аксонам чувствительного нейрона в спинной мозг и передача возбуждения вставочным нейронам . Далее вставочные нейроны передадут возбуждение исполнительным вегетативным нейронам , нервные импульсы от них пойдут к узлам , и только от нейронов узлов поступят сигналы к сосуду. Ожог вызывает резкое сужение сосуда, кровь некоторое время в этом месте пройти не сможет, а будет накапливаться перед ним. Сосуд станет разбухать, его стенки растянутся, и жидкая часть крови заполнит пузырь . Образовавшийся пузырь защитит глубжележащие ткани от травмы и отделит здоровые ткани от поврежденных.

Проводящие пути спинного мозга включают восходящие пути, которые «сообщают» мозгу о внешних и внутренних состояниях организма, а также нисходящие пути, которые передают нервные импульсы от различных участков головного мозга. Однако мышца начнёт работать только при получении сигнала от исполнительного нейрона, расположенного в спинном мозге.

Спинной мозг находится внутри позвоночного канала. Он разделяется на серое и белое вещество. От него отходят 31 пара нервов, начинающихся от передних и задних корешков, которые объединяются в смешанный нерв. Чувствительные нейроны располагаются в задних корешках, где находятся спинно-мозговые узлы.

Вегетативные узлы симпатического ствола тянутся слева и справа вдоль позвоночника. Узлы парасимпатического подотдела расположены около иннервирующих органов. Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводящую функции.