Лекция 9. Физиология спинного мозга

Частная физиология ЦНС

В основе современных представлений о структуре и функциях ЦНС лежит Нейронная теория, рассматривающая ЦНС как совокупность синаптически связанных между собой нервных элементов – нейронов. Однако, хотя мозг и представляет собой единую нейронную сеть, для анализа его функциональных свойств удобно выделять отделы (области). Бесспорно, такое деление – условно.

Физиология спинного мозга

1. Свойства нервных элементов спинного мозга

Спинной мозг имеет сегментарное строение (31-33 сегмента). Имеет пять отделов: шейный 8 сегментов, грудной – 12, поясничный – 5, крестцовый – 5, копчиковый – 2-3. Имеет 2 утолщения: шейный и поясничный. В них более крупные соматические нейроны, больше волокон и более толстые волокна.

Характеристика нейронов: Всего около 13 млн нейронов: 3% – мотонейроны, 97% – интернейроны.

Все нейроны спинного мозга можно классифицировать по нескольким основаниям: по отделу (соматический – вегетативный); по назначению (афферентные, вставочные, ассоциативные, эфферентные); по влиянию (возбуждающие – тормозные).

Эфферентные нейроны: относятся к соматической НС. Направляются к органам-эффекторам Þ эти нейроны называют мотонейронами.

a – мотонейроны иннервируют скелетную мускулатуру. Каждый такой нейрон имеет до 20 тыс. синапсов. Имеют высокую скорость проведения – 70-120м/с. a₁ – мотонейроны иннервируют быстрые белые мышечные волокна (лабильность – 50 имп/с), a₂ – медленные мотонейроны красных мышечных волокон (15 имп/с). Низкая лабильность a – мотонейронов обусловлена длительной следовой гиперполяризацией.

g-мотонейроны иннервируют мышечные рецепторы (проприорецепторы)). Имеют высокую лабильность (200 имп/с), скорость – 10-40 м/с. Расположены среди альфа-мотонейронов. Они управляются нейронами вышележащих отделов ЦНС. Активизация проприорецепторов под действием g-мотонейронов приводит к возбуждению a – мотонейронов этой же мышцы и торможению a – мотонейронов мышцы антагониста. Таким образом регулируется тонус мышц и двигательные реакции.

Афферентные нейроны соматической н.с. локализуются не в спинном мозге, а в спинальных ганглиях и ганглиях черепных нервов. Причем, они являются униполярными или псевдоуниполярными, т.е. в этих клетках нет дендритов. Один отросток после разветвления идет на периферию и связан с рецепторами, другой направляется в спинной мозг. Следовательно, при афферентной передаче нет синаптических контактов. Их отростки заканчиваются либо на a – мотонейронах, либо на вставочных нейронах.

Вставочные нейроны (как разновидность интернейронов): устанавливают связь с афферентами и эфферентами, также с ядрами ствола мозга, а через них с корой больших полушарий. Имеют тела меньшего диаметра, чем мотонейроны. Могут быть как возбуждающими, так и тормозными. Лабильность до 1000 имп/с (т.к. следовая гиперполяризация выражена незначительно).

Ассоциативные нейроны (другая разновидность интернейронов) образуют собственный аппарат спинного мозга, устанавливающий связь между сегментами и внутри сегментов. Участвует в координации позы, тонуса мышц, движений.

Нейроны симпатической н.с. тоже вставочные, расположены в боковых рогах с 8 шейного по 2 поясничный сегмент. Имеют фоновую активность 3-5 имп/с.

Нейроны парасимпатической НС – вставочные, расположены во 2-4 крестцовых сегментах, также имеют фоновую активность.

Ретикулярная формация (состоит из тонких перекладин серого вещества, пересекающихся в различных направлениях, ее нейроны имеют большое количество отростков, т.е. это сетчатое образование) обнаруживается на уровне шейных сегментов между передними и задними рогами, на уровне верхнегрудных сегментов – между боковыми и задними рогами в белом веществе, примыкающем к серому.

Нервные центры: Здесь локализованы центры регуляции деятельности большинства внутренних органов и скелетных мышц.

Центры управления скелетной мускулатурой. Иннервируют сегментарно: шею (Ш₁-Ш₄), диафрагму (Ш₃-Ш₅), верхние конечности (Ш₅-Гр₂), туловище (Гр₃-П₁), нижние конечности (П₂-К₅). Имеется дублирование как в иннервации мышц, так и в чувствительной иннервации. Так, каждый сегмент спинного мозга участвует в чувствительной иннервации трех дерматомов. Это повышает биологическую надежность их деятельности.

Мотонейроны в передних рогах образуют скопления (учили 5 групп ядер) – специфические ядра, все клетки которых посылают сигналы к определенной мышце. Каждое такое ядро растянуто на несколько сегментов.

Центры симпатического отдела. Центр зрачкового рефлекса (Ш₈-Гр2), регуляции деятельности сердца (Гр-1-Гр5), слюноотделения (Гр2-Гр4), регуляции функции почек (Гр5-П3), сегментарно расположены центры потовых желез, сосудов, гладких мышц внутренних органов.

Центры парасимпатического отдела (К2-К4) органы малого таза: мочевой пузырь, часть толстой кишки, половые органы.

Функции спинного мозга:

1. Проводниковая.

2. Рефлекторная.

Проводниковая функция

Осуществляется через восходящие и нисходящие пути.

Закон Белла – Мажанди: Афферентная информация поступает в спинной мозг через задние (дорсальные) корешки, эфферентная – через передние (вентральные) корешки («вход – с заднего двора»).

Афференты несут информацию от 3 групп рецепторов:

1. кожные рецепторы (болевые, температурные, прикосновения, давления, вибрации),

2. проприорецепторы (мышечные веретена, сухожильные рецепторы, рецепторы надкостницы и оболочек суставов),

3. висцерорецепторы (механо- и хеморецепторы внутренних органов. Других видов рецепторов во внутренних органах не бывает).

Значение афферентной импульсации

1. участие в координационной функции ЦНС (при выключении афферентации управление становится несовершенным);

2. участие в регуляции деятельности внутренних органов;

3. поддержание тонуса ЦНС (без афферентных импульсов – падает);

4. несет информацию об изменениях окружающей среды.

Основные проводящие пути спинного мозга

Восходящие (чувствительные) пути	Физиологическое значение
Тонкий пучок (пучок Голля), задние рога, импульсация идет в кору	Осознаваемая импульсация от опорно-двигательного аппарата
Клиновидный пучок (пучок Бурдаха), задние рога, импульсация идет в кору	Клиновидный пучок (пучок Бурдаха), задние рога, импульсация идет в кору
Задний спинно-мозжечковый путь (Флексига)	Проводит импульсы от проприорецепторов в мозжечок, импульсация не осознается
Передний спинно-мозжечковый (Говерса)	Передний спинно-мозжечковый (Говерса)
Латеральный спиноталамический	Болевая и температурная чувствительности
Передний спиноталамический	Тактильная чувствительность, прикосновение, давление
Нисходящие (двигательные) пути	Физиологическое значение
Латеральный кортикоспинальный (пирамидный)	Импульсы к скелетным мышцам, произвольные движения
Передний кортикоспинальный (пирамидный)	Передний кортикоспинальный (пирамидный)
Руброспинальный (Монакова), боковые рога	Импульсы, поддерживающие тонус скелетных мышц
Ретикулоспинальный, передние рога	Импульсы, поддерживающие тонус скелетных мышц, регулирует состояние спинальных вегетативных центров
Вестибулоспинальный, передние рога	Импульсы, обеспечивающие поддержание позы и равновесия тела.
Тектоспинальный (имеется в виду четверохолмие среднего мозга), передние рога	Импульсы, обеспечивающие зрительные и слуховые двигательные рефлексы (рефлексы четверохолмия)