Лекция №12 Рефлекторная регуляция функций. Анатомия спинного мозга

Лекция по теме «Рефлекторная регуляция функций.

Функциональная анатомия спинного мозга»

Нервная система - одна из важнейших систем, которая обес­печивает координацию протекающих в организме процессов и установле­ние взаимосвязей организма с внешней средой. Учение о нервной системе называется неврологией.

Основные функции нервной системы включают:

1) восприятие действующих на организм раздражителей;

2) проведение и обработку воспринимаемой информации;

3) формирование ответных и приспособительных реакций, включая высшую нервную деятельность и психику.

По топографическому принципу нервную систему делят на централь­ную и периферическую. К центральной нервной системе (ЦНС) относят спинной и головной мозг, к периферической - все то, что находится за пределами спинного и головного мозга: спинномозговые и черепные нер­вы с их корешками, их ветви, нервные окончания и ганглии (нервные уз­лы), образованные телами нейронов. Кроме того, нервная система условно разделяется на соматическую и вегетативную (автономную), связанные и взаимодействующие между собой. Основная функция соматической нервной системы заключа­ется в регулировании взаимоотношений между организмом и внешней средой, основная же функция вегетативной нервной системы - в регулировании соотношений и процессов внутри организма.

Основной формой нервной деятельности является рефлекс. Рефлекс - это причинно обусловленная реакция организ­ма на раздражение, осуществляемая при обязательном участии ЦНС. По­нятие рефлекса как основного акта нервной деятельности было впервые введено в физиологию в XVII веке Рене Декартом, а сам термин ’’рефлекс" был впервые введен в конце XVIII века чехом И.Прохаской. Открыл явле­ние центрального торможения и создал учение о рефлексах головного моз­га И.М.Сеченов (1829-1905). Экспериментально обосновал и сформулиро­вал основные принципы условнорефлекторной деятельности полушарий большого мозга И.П.Павлов.

Структурную основу рефлекторной деятельности составляют ней­ронные цепи из рецепторных, вставочных и эффекторных нейронов. Они образуют путь, по которому проходят нервные импульсы от рецепторов к исполнительному органу, называемому рефлекторной дугой. В ее состав входят: рецептор -> афферентный нервный путь -> рефлектор­ный центр -> эфферентный путь -> эффектор.

В настоящее время рефлекторная дуга существенно дополнена и рас­сматривается как замкнутое образование в виде кольца с обратной связью [П.К.Анохин (1898-1974) и его школа]. Это обусловлено наличием в рабо­чем органе рецепторов, информирующих рефлекторный центр о правиль­ности выполненной команды. Существование обратной связи в функциональных системах организма позволяет произ­водить постоянную непрерывную коррекцию любых реакций на различ­ные изменения условий внешней и внутренней среды.

Спинной мозг (medulla spinalis) является начальным отделом ЦНС. Он находится в позвоночном канале и представляет собой цилинд­рический, несколько сплющенный спереди назад тяж длиной 40-45 см, шириной - от 1 до 1,5 см, массой.34-38 г, что составляет примерно 2% массы головного мозга. Вверху он переходит в продолговатый мозг, а вни­зу заканчивается заострением - мозговым конусом на уровне I-II пояс­ничных позвонков, где от него отходит тонкая терминальная (концевая) нить. Эта нить представляет собой рудимент каудального (хвостового) конца спинного мозга. Диаметр спинного мозга на разных участках неоди­наков. В шейном и поясничном отделах он образует утолщения, которые обусловлены большими скоплениями серого вещества в этих участках в связи с иннервацией верхних и нижних конечностей. На передней поверх­ности спинного мозга имеется передняя срединная щель, на задней - менее выраженная задняя срединная борозда. Они разделяют спинной мозг на связанные между собой правую и левую симметричные половины. На ка­ждой половине различают слабо выраженные переднюю латеральную (бо­ковую) и заднюю латеральную (боковую) борозды. Первая является ме­стом выхода из спинного мозга передних двигательных корешков, вторая - местом проникновения в мозг задних чувствительных корешков спинно­мозговых нервов. Эти боковые борозды служат также границей между передними, боковыми и задними канатиками спинного мозга. Внутри спинного мозга имеется узкая полость - центральный канал, заполненный спинномозговой жидкостью. Верхний конец его сообщается с IV желудоч­ком, а нижний, несколько расширяясь, образует слепо заканчивающийся концевой желудочек. У взрослого человека центральный канал в различ­ных отделах спинного мозга, а иногда и на всем протяжении зарастает.

Спинной мозг подразделяют на части: шейную, грудную, пояс­ничную, крестцовую и копчиковую, а части - на сегменты спинного мозга Сегмент является структурно-функциональной единицей спинного мозга. Сегментом называют участок спинного мозга, соответствующий двум па­рам корешков (два передних и два задних). На всем протяжении спинного мозга с каждой его стороны отходит 31 пара корешков. Соответственно 31 паре спинномозговых нервов в спинном мозге выделяют 31 сегмент: 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1-3 копчиковых.

Спинной мозг состоит из серого и белого вещества. Серое вещество - это нейроны (около 13 млн), образующие в каждой половине спинного мозга 3 серых столба: передний, задний и боковой. На поперечном срезе спинного мозга столбы серого вещества с каждой стороны имеют вид ро­гов. Выделяют более широкий передний рог и узкий задний рог, соответ­ствующие переднему и заднему серым столбам. Боковой рог соответствует промежуточному столбу (вегетативному) серого вещества. В сером веще­стве передних рогов находятся двигательные нейроны (мотонейроны), задних - вставочные чувствительные нейроны, боковых - вставочные веге­тативные нейроны. Кроме того, в сером веществе имеются особые тормоз­ные вставочные нейроны - клетки Б.Реншоу, которые могут тормозить мотонейроны передних рогов и сокращение мыщц - антагонистов, а в бе­лом веществе, примыкающем к серому в боковых канатиках, расположены нейроны ретикулярной формации. Чувствительные рецепторные нейроны расположены в прилежащих межпозвоночных спинномозговых узлах, а эфферентные вегетативные нейроны - в ганглиях на разном расстоянии от спинного мозга.

Белое вещество спинного мозга локализуется кнаружи от серого веще­ства и образует передний, боковой и задний канатики. Оно состоит преиму­щественно из продольно идущих нервных волокон, объединенных в пучки, - проводящие пути. В белом веществе передних канатиков находятся пре­имущественно нисходящие проводящие пути (пирамидный - передний кор­ково-спинномозговой путь - двигательный и экстрапирамидные рефлектор­ные двигательные пути), в боковых канатиках - и восходящие, и нисходя­щие пути: передний и задний спинно-мозжечковые пути, латеральный спинно-таламический путь, латеральный корко­во-спинномозговой (пирамидный) путь, красноядерно-спинномозговой путь. В белом веществе задних канатиков спинного мозга находятся восходящие проводящие пути: тонкий (нежный) пучок Ф.Голля и клиновидный пучок К.Бурдаха.

Связь спинного мозга с периферией осуществляется посредством нервных волокон, проходящих в спинномозговых корешках. Передние корешки содержат центробежные двигательные волокна, а задние - цен­тростремительные чувствительные волокна. Спинной мозг покрыт тремя мозговыми оболочками: внутренней - мягкой (сосудистой), средней - паутинной и наружной - твердой. Между твердой оболочкой и надкостницей позвоночного канала имеется эпиду­ральное пространство, заполненное жировой клетчаткой и венозными сплетениями, между твердой и паутинной - субдуральное пространство, которое пронизано большим количеством тонких соединительнотканных перекладин. От мягкой (сосудистой) оболочки паутинную оболочку отде­ляет подпаутинное (субарахноидальное) пространство, содержащее спин­номозговую жидкость. Общее количество спинномозговой жидкости ко­леблется в пределах 100-200 мл (чаще 120-140 мл). Образуется в сосуди­стых сплетениях желудочков головного мозга. Выполняет трофическую и защитную функции.

Спинной мозг выполняет две функции: рефлекторную и про­водниковую.

Рефлекторная функция осуществляется нервными центрами спин­ного мозга, которые являются сегментарными рабочими центрами безус­ловных рефлексов. Их нейроны непосредственно связаны с рецепторами и рабочими органами. Установлено, что каждый сегмент спинного мозга через свои корешки иннервирует три метамера (поперечных отрезка) тела и получает чувствительную информацию также от трех метамеров. Вслед­ствие такого перекрытия каждый метамер тела иннервируется тремя сег­ментами и передает сигналы (импульсы) в три сегмента спинного мозга (фактор надежности). В спинной мозг поступает афферентация от рецеп­торов кожи, двигательного аппарата, кровеносных сосудов, пищевари­тельного тракта, выделительных и половых органов. Эфферентные им­пульсы от спинного мозга идут к скелетным мышцам, в том числе к дыха­тельным - межреберным и диафрагме, к внутренним органам, кровенос­ным сосудам, потовым железам и т.д. Вышележащие отделы ЦНС, не имея прямой связи с периферией, управляют ею посредством сегментарных центров спинного мозга.

Проводниковая функция спинного мозга осуществляется за счет вос­ходящих и нисходящих проводящих путей. Восходящие пути передают информацию от тактильных, болевых, температурных рецепторов кожи и от проприорецепторов скелетных мышц через нейроны спинного мозга и другие отделы ЦНС к мозжечку и коре большого мозга. К восходящим путям относятся:

1) передний спинно-таламический путь - это афферентный путь ося­зания и давления (тактильной чувствительности);

2) латеральный спинно-таламический путь - это путь болевой и тем­пературной чувствительности;

3) передний и задний спинно-мозжечковые пути - это афферентные пути мышечно-суставной (проприоцептивной) чувствительности мозжечкового направления;

4) тонкий (нежный) пучок Ф.Голля и клиновидный пучок К.Бурдаха - это афферентные пути мышечно-суставной (проприоцептивной) чувстви­тельности коркового направления от нижних конечностей и нижней поло­вины туловища и соответственно от верхних конечностей и верхней поло­вины туловища.

Нисходящие проводящие пути связывают кору большого мозга, подкор­ковые ядра и образования ствола мозга с мотонейронами спинного мозга. Они обеспечивают влияние высших отделов ЦНС на деятельность скелетных мышц. К нисходящим пирамидным путям относятся: передний корково-спин­номозговой (пирамидный) и латеральный корково-спинномозговой (пирамид­ный) пути - проводят импульсы произвольных двигательных реакций от коры большого мозга к передним рогам спинного мозга (управление осознанными движениями).

К нисходящим экстрапирамидным путям, осуществляющим управление непроизвольными движениями, относятся: ретикулярно-спинномозговой (ре- тикулоспинальный), покрышечно-спинномозговой (тектоспинальный), пред­дверно-спинномозговой (вестибулоспинальный) и красноядерно-спинномозговой (руброспинальный) пути.

Рис. 3. Простейшая двухнейронная рефлекторная дуга. 1 - чувствительный нейрон, 2 - спинномозговой узел, 3 - миелиновое нервное волокно, 4 - чувствительное нервное окончание, 5 - нервное окончание (бляшка) на мышечном волокне, 6 - спинномозговой нерв, 7 - корешки спинномозговых нервов, 8 - эфферентный (двигательный) нейрон в переднем роге спинного мозга.