онтогенез спинного мозга кратко

Онтогенез спинного мозга кратко

Спинной мозг, medulla spinalis. Развитие спинного мозга.

Как уже отмечалось, филогенетически спинной мозг (туловищный мозг ланцетника) появляется на III этапе развития нервной системы (трубчатая нервная система). В это время головного мозга еще нет, поэтому туловищный мозг имеет центры для управления всеми процессами организма, как вегетативными, так и анимальными (висцеральные и соматические центры). Соответственно сегментарному строению тела туловищный мозг имеет сегментарное строение, он состоит из связанных между собой невромеров, в пределах которых замыкается простейшая рефлекторная дуга. Метамерное строение спинного мозга сохраняется и у человека, чем и обусловливается наличие у него коротких рефлекторных дуг.

С появлением головного мозга (этап кефализации) в нем возникают высшие центры управления всем организмом, а спинной мозг попадает в подчиненное положение. Спинной мозг не остается только сегментарным аппаратом, а становится и проводником импульсов от периферии к головному мозгу и обратно, в нем развиваются двусторонние связи с головным мозгом. Таким образом, в процессе эволюции спинного мозга образуется два аппарата: более старый сегментарный аппарат собственных связей спинного мозга и более новый надсегментарный аппарат двусторонних проводящих путей к головному мозгу. Такой принцип строения наблюдается и у человека.

Решающим фактором образования туловищного мозга является приспособление к окружающей среде при помощи движения. Поэтому строение спинного мозга отражает способ передвижения животного. Так, например, у пресмыкающихся, не имеющих конечностей и передвигающихся с помощью туловища (например, у змеи), спинной мозг развит равномерно на всем протяжении и не имеет утолщений. У животных, пользующихся конечностями, возникает два утолщения, при этом, если более развиты передние конечности (например, крылья птиц), то преобладает переднее (шейное) утолщение спинного мозга; если более развиты задние конечности (например, ноги страуса), то увеличено заднее (поясничное) утолщение; если в ходьбе участвуют и передние, и задние конечности (четвероногие млекопитающие), то одинаково развиты оба утолщения. У человека в связи с более сложной деятельностью руки как органа труда шейное утолщение спинного мозга дифференцировалось сильнее, чем поясничное.

Отмеченные факторы филогенеза играют роль в развитии спинного мозга и в онтогенезе. Спинной мозг развивается из нервной трубки, из ее заднего отрезка (из переднего возникает головной мозг). Из вентрального отдела трубки образуются передние столбы серого вещества спинного мозга (клеточные тела двигательных нейронов), прилегающие к ним пучки нервных волокон и отростки названных нейронов (двигательные корешки). Из дорсального отдела возникают задние столбы серого вещества (клеточные тела вставочных нейронов), задние канатики (отростки чувствительных нейронов).

Таким образом, вентральная часть мозговой трубки является первично двигательной, а дорсальная — первично чувствительной. Деление на моторную (двигательную) и сенсорную (чувствительную) области простирается на всю нервную трубку и сохраняется в стволе головного мозга.

Из-за редукции каудальной части спинного мозга получается тонкий тяж из нервной ткани, будущая filum terminale. Первоначально, на 3-м месяце утробной жизни, спинной мозг занимает весь позвоночный канал, затем позвоночник начинает расти скорее, чем мозг, вследствие чего конец последнего постепенно перемещается кверху (краниально). При рождении конец спинного мозга уже находится на уровне III поясничного позвонка, а у взрослого достигает высоты I — II поясничного позвонка. Благодаря такому «восхождению» спинного мозга отходящие от него нервные корешки принимают косое направление.

Источник

Онтогенез спинного мозга кратко

а) Нейруляция. Вся нервная система берет начало из нервной трубки — эктодермального утолщения на дне амниотического мешка. В течение 3-й недели после оплодотворения нервная трубка образует два нервных валика, которые, сливаясь, формируют нервную трубку и спинномозговой канал.

Слияние нервных валиков начинается в области будущей шеи эмбриона и продолжается в ростральном и каудальном направлениях. Открытые краниальный и каудальный концы нервной трубки — нейропоры — замыкаются к концу 4-й недели. Процесс формирования нервной трубки из эктодермы называют нейруляцией.

Клетки, расположенные погранично в месте смыкания нервных валиков, отделяются и мигрируют, формируя вблизи нервной трубки нервный гребень. Клетки нервного гребня — предшественники спинномозговых и вегетативных ганглиев, меланоцитов и шванновских клеток периферических нервов.

(А) Поперечное сечение трехсомитного эмбриона (20-й день).
(Б и В) Поперечные сечения восьмисомитного эмбриона (22-й день).

б) Спинномозговые нервы. Дорсальную часть нервной трубки называют крыловидной пластинкой, вентральную — базальной пластинкой. Из крыловидной пластинки развиваются преимущественно чувствительные нейроны, образующие дорсальные спинномозговые корешки, а из базальной пластинки — двигательные, дающие начало вентральным корешкам спинного мозга. В определенных участках спинного мозга в состав вентральных корешков входят еще и вегетативные нервные волокна.

Дорсальные и вентральные корешки, объединяясь, формируют спинномозговые нервы, выходящие из спинномозгового канала в промежутке между нейральными дугами позвонков, сформированных из мезенхимы.

Клетки спинального ганглия (являющегося частью дорсальных корешков) изначально развиваются как биполярные клетки, но их отростки сливаются, и клетки становятся униполярными.

P.S. Для удобства эмбрион описан в положении лежа на животе, таким образом, понятия «вентральный» и «дорсальный» у эмбриона соответствуют понятиям «передний» и «задний» у взрослого человека, а «ростральный» и «каудальный» — «верхний» и «нижний».

Нервная трубка, спинномозговой нерв и мезенхимальный позвонок эмбриона на 6-й неделе развития.

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 9.11.2018

Источник

ОНТОГЕНЕЗ СПИННОГО МОЗГА

В период образования нервная трубка имеет три слоя:

Рис. 1. Схема слоев нервной трубки и их преобразований в спинном мозге: 1 — эпендимный слой; 2 — плащевой слой; 3 — краевая вуаль; 4 — эпендима центрального канала; 5 — серое вещество спинного мозга; 6 — белое вещество спинного мозга.

Вначале все стенки нервной трубки имеют одинаковую толщину. На поперечном сечении нервной трубки различают дорзальную стенку — покровную, вентральную стенку — донную и боковые стенки (рис. 2).

Рис. 2. Схема стенок нервной трубки и их преобразований: 1 — покровная пластинка; 2 — боковая пластинка; 3 — донная пластинка; 4 — sulcus limitans; 5 — крыльная пластинка; 6 — основная пластинка; 7 — задний канатик; 8 — задний рог; 9 — боковой рог; 10 — боковой канатик; 11 — передний рог; 12 — передний канатик; 13 — нейробласт ганглиозного валика; 14 — собственные пучки.

Вентральная стенка и дорзальная отстают в росте от боковых стенок и постепенно погружаются между интенсивно развивающимися боковыми стенками. На месте их погружения образуются продольные срединные борозды спинного мозга.

Со стороны полости трубки на внутренней поверхности боковых стенок формируются пограничные бороздки — sulcus limitans, которые разделяют боковые стенки нервной трубки на вентральную — основную и дорзальную — крыльную пластинки.

Из основной пластинки развиваются передние столбы серого вещества и передние канатики белого. Отростки ее нейробластов прорастают из нервной трубки, образуя передний корешок спинномозгового нерва, направляющийся к исчерченной мускулатуре.

Из зоны sulcus limitans формируются боковые рога и канатики.

Из крыльной пластинки развиваются задние столбы и канатики.

В крыльную пластинку врастают отростки нейробластов ганглиозных валиков, образуя задние корешки спинномозговых нервов. Отростки одних нейробластов крыльной пластинки растут и вступают в контакт с двигательными клетками основной пластинки. Отростки других — перемещаются, образуя собственные пучки спинного мозга или проекционные волокна. Так устанавливаются двухсторонние связи спинного мозга с головным мозгом и замыкаются простые рефлекторные дуги.

На ранних стадиях развития эмбриона нервная трубка тянется по всей длине тела. С образованием позвоночника спинной мозг заключается в спинномозговой канал. До трех месяцев эмбрионального периода развития спинномозговой канал и спинной мозг совпадают в размерах, и нервы выходят через межпозвоночные отверстия напротив мест своего образования. После трех месяцев рост позвоночника происходит более интенсивно, чем спинного мозга. Спинной мозг перемещается вверх, а его конец вытягивается в тонкий тяж — filum terminale. Спинномозговые нервы каудальных отделов удлиняются и проходят в виде пучка нервов, так называемым конским хвостом (40 корешков нижних сегментов и конечная нить).

Верхняя граница спинного мозга — foramen magnum или перекрест пирамид. Нижний уровень у новорожденных расположен у Ⅲ поясничного позвонка, к концу 1 года — Ⅱ поясничного позвонка, с 4 лет как у взрослых — между Ⅰ и Ⅱ поясничными позвонками. Сегмент спинного мозга — отрезок, соответствующий паре спинномозговых нервов. Выделяют 8 шейных сегментов, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый сегмент (рис. 3).

Правило Шипо.

В верхнем шейном отделе сегменты спинного мозга располагаются соответственно позвонкам, в нижнем шейном и верхнем грудном — на 1 позвонок выше, в среднем грудном — на 2, в нижнем грудном — на 3 позвонка выше (рис. 3). Крестцовые сегменты находятся на уровне Ⅻ грудного — Ⅱ поясничного позвонка.

В спинном мозге различают 2 утолщения. Шейное утолщение состоит из 4 нижних шейных и 1 грудного сегмента и соответствует месту отхождения нервов, направленных к верхней конечности. Пояснично-крестцовое утолщение состоит из 4 нижних поясничных и 2 верхних крестцовых сегментов и соответствует отхождению нервов для иннервации нижней конечности.

Рис. 3. Схема расположения сегментов спинного мозга и спинномозговых нервов по отношению к позвонкам.

Источник

Онтогенез спинного мозга кратко

а) Нотохорд. К 17-му дню эмбрионального развития некоторая часть клеток объединяется и формирует нотохорд — стержневидное образование, расположенное в рострально-каудальном направлении. Нотохорд стимулирует процесс нейруляции, в ходе которого нервная пластинка (уплощенная область эмбриона) замыкается с образованием нервной трубки. В процессе онтогенеза большая часть клеток нотохорда подвергается дегенерации и исчезает, однако небольшие группы клеток сохраняются в виде пульпозных ядер межпозвоночных дисков.

Дифференцировка клеток спинного мозга в эмбриогенезе (А-В).

б) Дифференцировка клеток. Нервная трубка представлена нервным каналом, окруженным псевдомногослойным эпителием. Дорсальнее пограничной борозды скопления клеток эпителия формируют крыловидную пластинку, а вентральнее — базальную пластинку.

В составе нейроэпителия присутствуют матричные клетки, которые синтезируют ДНК, а затем переходят в расположенную глубже вентрикулярную зону, где происходит их деление. Дочерние ядра этих клеток перемещаются в поверхностные слои эпителия, так же, как и матричные, синтезируют новую ДНК, мигрируют вглубь и делятся. После завершения нескольких таких циклов постмитотические клетки остаются в промежуточной зоне. Часть этих клеток являются незрелыми нейронами, а некоторые постмитотические клетки представляют собой глиобласты, которые впоследствии дифференцируются в астроциты или олигодендроциты. Некоторые глиобласты формируют эпендимальную выстилку неврального канала.

Базофилы (клетки крови) дают начало клеткам микроглии ЦНС.

Расширение промежуточной зоны крыловидной пластинки формирует задний рог серого вещества, к которому направляются центральные отростки клеток спинномозгового чувствительного ганглия. Как описано в главе 1, предшественниками гангионарных клеток служат клетки нервного гребня.

Частичная окклюзия нервного канала развивающимся задним рогом спинного мозга приводит к образованию дорсальной срединной перегородки и окончательному формированию центрального канала спинного мозга.

Расширение промежуточной зоны базальной пластинки дает начало передним рогам и передней срединной борозде. Аксоны, выходящие из передних рогов, формируют передние корешки спинного мозга.

В наиболее латеральной области маргинальной зоны нервной трубки аксоны направляются в головной и спинной мозг и покидают эти структуры.

(А, Б) Рудименты копчиковых сегментов спинного мозга образуют терминальную (концевую нить) спинного мозга.
(В, Г) Миграция спинного мозга.
(Обратите внимание: последние данные показывают, что количество эмбриональных копчиковых позвонков не превышает три или четыре, как представлено на рисунке).

в) Развитие спинного мозга. Спинной мозг занимает всю длину позвоночного канала не раньше конца 12-й недели с момента зачатия. В период 6-8-й недели происходит регрессия конца нервной трубки в нейроглиальное образование — терминальную нить.

Быстрый рост позвоночного столба после 12-й недели обусловливает растяжение спинного мозга в вертикальном направлении. В момент рождения конец спинного мозга располагается на уровне второго или третьего поясничного позвонка (L2 или L3). После двух месяцев постнатального развития конец спинного мозга располагается на уровне L1 или L2 (как у взрослого человека).

В организме человека места прикрепления спинномозговых корешков к спинному мозгу не соответствуют таковым вертебральным уровням из-за большего смещения нижней части спинного мозга по сравнению с верхней.

г) Нервные дуги. В течение 5-й недели из мезенхимы позвонков, окружающей хорду, образуются защищающие спинной мозг нервные дуги, которые изначально раздвоены (расщеплены). Однако позже они объединяются по срединной линии, образуя позвоночные столбы.

Все патологические состояния, при которых не произошло объединение нервных дуг, носят собирательное название spina bifida.

Сопоставление позвонков и сегментов спинного мозга.
Спинномозговые нервы 1-7 проходят над позвонками, остальные — под позвонками. Расщепление нервной трубки у 8-недельного эмбриона (в норме).

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 14.11.2018

Источник

Строение и функции спинного мозга

Спинной мозг представляет собой основную часть центральной нервной системы человека. На него возлагаются особые функции, и выделяется он среди остальных органов уникальным строением. Расположен в позвоночном канале, и напрямую связан с головным мозгом. При нормальном развитии спинной мозг обеспечивает нормальную работу всех отделов и частей организма, выполняет задачу проводника, передает рефлексы и импульсы.

Общая информация

Анатомия спинного мозга отличается от головного продолговатым строением. На латыни орган носит название – medulla spinalis. Представляет он собой утолщенную трубку с небольшим каналом внутри, немного приплюснутую спереди и сзади. Именно такое строение обеспечивает нормальную транспортировку нервных импульсов от главного органа, расположенного в черепной коробке к периферийным структурам нервной системы.

Локально орган расположен в позвоночном канале, где сосредоточены мягкие и костные ткани, нервные окончания, отвечающие за множество функций тела человека. Без нормально работающего спинного мозга не представляется возможным естественное дыхание, пищеварение, сердцебиение, репродуктивная деятельность, любая двигательная активность.

У человека начинает он формироваться примерно на 4 неделе развития внутри утробы матери. Но в каком виде он наблюдается у взрослого человека, он появляется намного позже, сначала это нервная трубка, постепенно развивающаяся в полноценный орган. Заканчивает он свое формирование в течение 2-х лет после появления на свет.

Строение

Локальное расположение спинного мозга вдоль всей спины имеет свои особенности. Такая физиология обеспечивает выполнение органом основных функций. Начинается орган на уровне 1 шейного позвонка, где он мягко перестраивается в головной мозг, но четкого разделения в них нет. В месте стыковки наблюдается перекрест пирамидных путей, отвечающих за двигательную активность конечностей. Заканчивается спинной мозг в районе 2 поясничного позвонка, поэтому по длине он меньше, чем весь позвоночник в целом. Такая особенность позволяет проводить люмбальную пункцию на уровне 3-4 поясничного позвонка, без риска повредить спинной мозг.

В чем особенность строения? Продолговатая трубка имеет спереди и сзади две борозды. Покрыт мозг тремя оболочками:

Пространство между ними заполнено спинномозговой жидкостью – ликвором. В центре органа располагается серое вещество. Состоит оно из вставочных и двигательных нейронов. Также в нем находятся два типа рогов: передние, содержащие двигательные нейроны и задние, место, где располагаются вставочные нейроны.

Внешние характеристики

Внешнее строение спинного мозга во многом повторяет очертания позвоночника, так как структуры подстраиваются под его физиологические изгибы. Наблюдаются два утолщения в районе шеи и нижнего грудного, начале поясничного отелов. Эти места характеризуются как выходы корешков спинномозговых нервов, ответственных за иннервацию рук и ног.

Внешнее строение можно кратко описать следующими характеристиками:

Толщина спинного мозга неравномерная и зависит от того, в каком отделе делается замер. Также выделяют у органа четыре поверхности: две округлых боковые, выпуклая задняя и уплощенная передняя. Наружное строение во многом напоминает внутреннюю часть хребта, так как орган заполняет собой весь канал. Орган надежно защищен костной тканью.

Внутреннее строение

Спинной мозг состоит из клеток нервной ткани, которые называются нейроны. Они сосредоточены все ближе к центру, и образуют собой серое вещество. По приблизительным подсчетам ученых всего в органе содержится около 13 миллионов клеток, что во много раз меньше, чем в головном отделе. Серое вещество располагается внутри белого, и если сделать поперечный разрез, то по форме он будет напоминать бабочку. Это особенно хорошо видно на схеме.

Такое уникальная анатомия позволяет разделить спинной мозг на несколько структур. Устроен он следующим образом:

Метамер и сегментарное строение

Каждая часть спинного мозга является составным элементом определенного метамера тела. Причем есть «кусочек» спинного мозга включает в себя участок серого вещества с парой корешков, то метамер включает в себя сам спинномозговой сегмент, мышечное волокно (миотом), участок эпидермиса (дерматом), костную составляющую (склетором), внутренний орган (спланхиотом), подконтрольный этим сегментом. У человека и высших представителей животного мира наблюдается корешковая метамерия – приуроченность спинного мозга к отдельным участкам тела.

Кожные участки тела, состоящие из сенсорных волокон, подходят к соответствующему сегменту спинного мозга, называют дерматомы. Они представляют собой полоски эпидермиса, подконтрольные чувствительными нервными окончаниями корешками. Расположены они по всему телу, и бывают перекрывают друг друга.

Миотомами называют группы мышц, получающие моторные волокна от определенных участков мозга. Благодаря изучению и знанию их расположения существенно упрощается процесс поражения и диагностирования поражений спинного мозга. Повреждения определенного сегмента спинного мозга провоцируют чувствительные и двигательные нарушения.

Сегментарное строение

Спинной мозг условно делят на пять отделов, хотя он и представляет собой единое целое. Название каждого напрямую зависит от его расположения в теле. Всего у человека могут наблюдаться 31-33 сегмента, которые состоят из:

Такое деление позволяет детальнее рассмотреть орган, упростить процесс диагностирования различных патологий.

Белое и серое вещество

Симметричные половины в разрезе можно подробно разглядеть и заметить переднюю серединную щель, соединительно-тканевую перегородку. Часть, расположенная внутри, более темная и носит название серого вещества (СВ), находится она в более светлой субстанцией – белом веществе (БВ). Больше всего СВ расположено в поясничном отделе, меньше всего наблюдается в грудном. Какие основные функции серого вещества:

Каково строение белого вещества? Оно состоит из миелиновых, безмиелиновых нервных волокон, кровеносных сосудов и небольшого количества соединительное ткани. Основная его задача заключается в запуске простейших рефлексов, обеспечение связей со скелетными мышцами.

Функции

Функциональная анатомия подразумевает, что, являясь частью центральной нервной системы, спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функцию. В первом случае орган контролирует выполнение простейших действий на уровне реакций, заключенных в подсознании. Ярким примером является запуск двигательной функции с отдергиванием руки, если поверхность слишком горячая. Делает это конечность раньше, чем сам человек поймет, что произошло. Вторая задача органа заключается в передаче нервных импульсов в головной отдел ЦНС, по восходящим и нисходящим путям движения.

Рефлекторная функция

Эта основная функция органа представляет собой ответную реакцию на раздражение извне. Например, появление рефлекторного кашля на попадание в дыхательные пути посторонних предметов и частиц, устранение руки от колючек кактуса или источника опасности. Импульс поступает внутрь спинномозгового канала через двигательные нейроны, они же запускают сокращение мышц. Этот процесс не требует привлечения головного мозга, и моторная реакция происходит без его участия. То есть человек даже не задумывается над своим действием, часто не осознает его.

У детей проверяют врожденные рефлексы после появления на свет. Они обычно заключаются в способности сосать молоко, дышать, дергать ножками. В процессе развития появляются и приобретенные рефлексы, которые помогают выявить врачам корректность функционирования элементов дуги, отдельных сегментов спинного мозга. Проверка проводится в процессе неврологического осмотра. Основной акцент делается на подошвенный рефлекс, коленный и брюшной. Именно они позволяют проверить, насколько здоров человек в тот или иной момент времени.

Проводниковая функция

Еще одной важной функцией спинного мозга является проводниковая. Она обеспечивает передачу импульса от кожного покрова, поверхности слизистой, внутреннего органа в головной мозг и в обратном направлении. В качестве «проводника» выступает белое вещество. Именно оно несет информацию о поступающих импульсах снаружи. Благодаря этой способности человек может дать характеристику любому предмету, который его окружает.

Познание мира осуществляется через передачу сведений после прикосновения в головной мозг. Именно благодаря этой функции человек понимает, что предмет скользкий, гладкий, шершавый или мягкий. При потере чувствительности, больной перестает понимать, что перед, ним прикасаясь к предмету. Кроме этого, мозг получает данные о положении тела в пространстве, напряжении мышечной ткани или раздражении болевых рецепторов.

Какие органы контролирует спинной мозг?

Также важно понимать, какие внутренние органы связаны со спинным мозгом и могут страдать при повреждении определенного участка позвоночника. Определенные спинномозговые сегменты контролируют определенные части тела путем транслирования нервных импульсов и передачи ответных реакций по двигательным нейронам. За что отвечает каждый позвонок наглядно можно увидеть в таблице.

Опасность повреждения органа

Благодаря характерной особенности строения мозга, он связан с большинством систем в организме. Целостность его структуры крайне важно для корректного функционирования опорно-двигательного аппарата, здоровья внутренних органов. Любая травма, независимо от степени тяжести, может привести к инвалидности. Растяжения, вывихи, повреждения дисков, переломы позвонков со смещением или без могут вызвать спинальный шок и паралич ног, нарушить нормальную работу канатиков.

Тяжелые травмы приводят к появлению шока, длящегося от нескольких часов до нескольких месяцев. При этом патологическое состояние сопровождается рядом неврологических симптомов. К ним относится онемение, нарушение чувствительности, дисфункция тазовых органов, неспособность контролировать процесс мочеиспускания и дефекации.

Лечение легких повреждений позвоночника проводится амбулаторно, с использованием медикаментов, лечебной гимнастики и массажа. Тяжелые травмы требуют оперативного вмешательства, особенно если выявленная компрессия спинного мозга. Клетки быстро повреждаются и погибают, поэтому любое промедление может стоить человеку здоровья. Восстановительный период после такого вмешательства составляет до двух лет. Помогают в этом различные физиотерапевтические процедуры, например, рефлексотерапия, эрготерапия, электрофорез, магнитотерапия и прочее.

Спинной мозг представляет собой ключевой элемент центральной нервной системы человека, который связан тем или иным образом практически со всеми внутренними органами, мышечной тканью человека. Специфическое строение позволяет передавать импульсы и сигналы, обеспечивать полноценную двигательную деятельность, и выполнять ряд других функций.

Источник