Спинномозговая жидкость

редактировать
В головном и спинном мозге обнаружена прозрачная бесцветная телесная жидкость

Спинномозговая жидкость
1317 CFS Circulation.jpg Цереброспинальная жидкость циркулирует в субарахноидальное пространство вокруг головного мозга и спинного мозга и в желудочках головного мозга.
Blausen 0216 CerebrospinalSystem.png Изображение, показывающее расположение выделения CSF желудочковая система мозга
Подробности
Идентификаторы
Латинское ликвора cerebrospinalis
Акроним (ы)CSF
MeSH D002555
TA98 A14.1.01.203
TA2 5388
FMA 20935
Анатомическая терминология [редактировать в Викиданных ]

Цереброспинальная жидкость (CSF ) представляет собой прозрачную бесцветную биологическую жидкость, обнаруженную в головном мозге и спинном мозге. Он продуцируется специализированными эпендимными клетками в сосудистых сплетениях желудочков головного мозга и абсорбируется паутинными грануляциями. Одновременно присутствует около 125 мл спинномозговой жидкости, и около 500 мл вырабатывается каждый день. ЦСЖ действует как амортизатор или буфер, обеспечивая базовую механическую и иммунологическую защиту мозга внутри черепа. ЦСЖ также выполняет жизненно важную функцию в ауторегуляции мозга мозгового кровотока.

ЦСЖ занимает субарахноидальное пространство (между паутинной оболочкой и pia mater ) и желудочковая система вокруг и внутри головного и спинного мозга. Он заполняет желудочки головного мозга, цистерны и борозды, а также центральный канал спинного мозга. Также существует связь субарахноидального пространства с костным лабиринтом внутреннего уха через перилимфатический проток, где перилимфа непрерывна. со спинномозговой жидкостью. Эпендимные клетки сосудистых сплетений имеют несколько подвижных ресничек на их апикальных поверхностях, которые ударяются, перемещая спинномозговую жидкость через желудочки.

Образец спинномозговой жидкости можно взять с помощью люмбальной пункции. Это может выявить внутричерепное давление, а также указать на заболевания, включая инфекции головного мозга или окружающих его мозговых оболочек. Хотя Гиппократ отметил, что только в 18 веке Эмануэлю Сведенборгу приписывают его повторное открытие, и уже в 1914 году Харви Кушинг продемонстрировал, что CSF секретируется. сосудистым сплетением.

Содержание

  • 1 Структура
    • 1.1 Циркуляция
    • 1.2 Содержание
  • 2 Разработка
  • 3 Физиология
    • 3.1 Функция
    • 3.2 Производство
    • 3.3 Реабсорбция
    • 3.4 Регулирование
  • 4 Клиническое значение
    • 4.1 Давление
    • 4.2 Утечка спинномозговой жидкости
    • 4.3 Поясничная пункция
    • 4.4 Анестезия и химиотерапия
  • 5 История болезни
  • 6 Другие животные
  • 7 См. Также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки

Структура

Циркуляция

МРТ, показывающая пульсацию CSF Распределение CSF

Одновременно имеется около 125–150 мл CSF. Этот CSF циркулирует в желудочковой системе головного мозга. Желудочки - это серия полостей, заполненных спинномозговой жидкостью. Большая часть спинномозговой жидкости вырабатывается из двух боковых желудочков. Отсюда CSF проходит через межжелудочковые отверстия в третий желудочек, затем по водопроводе мозга в четвертый желудочек. Из четвертого желудочка жидкость проходит в субарахноидальное пространство через четыре отверстия - центральный канал спинного мозга, срединное отверстие и два боковые отверстия. ЦСЖ присутствует в субарахноидальном пространстве, которое покрывает головной и спинной мозг и простирается ниже конца спинного мозга до крестца. Существует связь субарахноидального пространства с костным лабиринтом внутреннего уха, благодаря чему спинномозговая жидкость непрерывно связана с перилимфой у 93% людей.

ЦСЖ движется в одном направлении наружу от желудочков, но разнонаправленно в субарахноидальном пространстве. Движение жидкости является пульсирующим, оно соответствует волнам давления, создаваемым в кровеносных сосудах при биении сердца. Некоторые авторы оспаривают это, утверждая, что нет однонаправленного кровообращения спинномозговой жидкости, но есть зависимые от сердечного цикла двунаправленные систоло-диастолические движения спинномозговой жидкости в спинномозговом отделе и обратно.

Содержание

CSF. происходит из плазмы и во многом схож с ней, за исключением того, что CSF почти не содержит белков по сравнению с плазмой и имеет несколько других уровней электролитов. Из-за способа производства CSF имеет более высокий уровень хлорида, чем плазма, и эквивалентный уровень натрия.

CSF содержит примерно 0,3% белков плазмы, или приблизительно от 15 до 40 мг / дл, в зависимости от места отбора пробы. В целом глобулярные белки и альбумин находятся в более низкой концентрации в спинномозговой жидкости желудочков по сравнению с поясничной или цистернальной жидкостью. Этот непрерывный поток в венозную систему снижает концентрацию более крупных, нерастворимых в липидах молекул, проникающих в мозг и спинномозговую жидкость. СМЖ обычно не содержит эритроцитов и содержит не более 5 лейкоцитов на мм³ (если количество лейкоцитов выше чем это, он составляет плеоцитоз ).

Развитие

Примерно на третьей неделе развития эмбрион представляет собой трехслойный диск, покрытый эктодерма, мезодерма и энтодерма. По средней линии развивается трубчатое образование, называемое хордой. Хорда высвобождает внеклеточные молекулы, которые влияют на трансформацию вышележащей эктодермы в нервную ткань. нервная трубка, образующаяся из эктодермы, содержит CSF до развития сосудистых сплетений. Открытые нейропоры нервной трубки закрываются после первого месяца развития, и давление в спинномозговой жидкости постепенно увеличивается.

По мере развития мозга к четвертой неделе эмбриологического развития внутри эмбриона формируются три опухоли вокруг канала, рядом с которым будет развиваться голова. Эти вздутия представляют собой разные компоненты центральной нервной системы : передний мозг, средний мозг и ромбовидный мозг. Субарахноидальные пространства впервые проявляются примерно на 32-й день развития возле ромбовидного мозга; циркуляция видна с 41-го дня. В это время можно увидеть первое сосудистое сплетение, обнаруженное в четвертом желудочке, хотя время, в которое они впервые секретируют спинномозговую жидкость, еще не известно.

Развивающийся передний мозг окружает нервный канатик. По мере развития переднего мозга нервный шнур внутри него становится желудочком, в конечном итоге образующим боковые желудочки. Вдоль внутренней поверхности обоих желудочков стенка желудочков остается тонкой, и развивается сосудистое сплетение, производящее и выделяющее ликвор. ЦСЖ быстро заполняет нервный канал. Арахноидальные ворсинки образуются примерно на 35-й неделе развития, с паутинными грануляциями, отмеченными примерно на 39-й неделе, и продолжают развиваться до 18-месячного возраста.

субкомиссуральный орган секретирует SCO-спондин, который образует волокно Рейсснера в спинномозговой жидкости, помогая движению через церебральный водопровод. Он присутствует на раннем этапе внутриутробной жизни, но исчезает на раннем этапе развития.

Физиология

Функция

CSF служит нескольким целям:

  1. Плавучесть: Фактическая масса мозга человека составляет около 1400–1500 граммов; однако чистый вес мозга, взвешенного в спинномозговой жидкости, эквивалентен массе 25-50 граммов. Таким образом, мозг существует с нейтральной плавучестью, что позволяет мозгу сохранять свою плотность без ущерба для собственного веса, который может перекрыть кровоснабжение и убить нейронов в нижних отделах без спинномозговой жидкости.
  2. Защита: спинномозговая жидкость защищает ткань головного мозга от травм при толчках или ударах, обеспечивая буфер жидкости, который действует как амортизатор от некоторых форм механических травма.
  3. Профилактика головного мозга ишемия : Профилактике ишемии головного мозга способствует уменьшение количества спинномозговой жидкости в ограниченном пространстве внутри черепа. Это снижает общее внутричерепное давление и облегчает перфузию крови .
  4. гомеостаз : CSF позволяет регулировать распределение веществ между клетками мозга и нейроэндокринной факторов, незначительные изменения которых могут вызвать проблемы или повредить нервную систему. Например, высокая концентрация глицина нарушает контроль температуры и артериального давления, а высокая CSF pH вызывает головокружение и обморок.
  5. Удаление отходов: CSF позволяет удалять продукты жизнедеятельности из мозга и имеет решающее значение для лимфатической системы, называемой глимфатическая система. Продукты метаболизма быстро диффундируют в спинномозговую жидкость и удаляются в кровоток по мере всасывания спинномозговой жидкости. Когда все идет наперекосяк, спинномозговая жидкость может быть токсичной, например, при боковом амиотрофическом склерозе, наиболее распространенной форме болезни двигательных нейронов.

Продукция

Сравнение сыворотки и спинномозговой жидкости
ВеществоCSFСыворотка
Содержание воды (%)9993
Белок (мг / дл)357000
Глюкоза (мг / дл)6090
Осмолярность (мОсм / л)295295
Натрий (mEq/L)138138
Калий (mEq/L)2,84,5
Кальций (mEq/L)2,14,8
Магний (mEq/L)2,0–2,51,7
Хлорид (mEq/L)119102
pH7.337,41

Мозг производит примерно 500 мл спинномозговой жидкости в день со скоростью примерно 25 мл в час. Эта трансцеллюлярная жидкость постоянно реабсорбируется, так что в любой момент времени присутствует только 125–150 мл.

Объем спинномозговой жидкости выше у детей на мл / кг по сравнению со взрослыми. У младенцев объем CSF составляет 4 мл / кг, у детей - объем CSF 3 мл / кг, а у взрослых - объем CSF 1,5–2 мл / кг. Большой объем спинномозговой жидкости - вот почему у младенцев требуется большая доза местного анестетика из расчета на мл / кг. Кроме того, больший объем спинномозговой жидкости может быть одной из причин того, почему у детей более низкая частота возникновения головной боли после пункции.

Большая часть (примерно от двух третей до 80%) спинномозговой жидкости вырабатывается сосудистым сплетением. Сосудистое сплетение - это сеть кровеносных сосудов, присутствующих в отделах четырех желудочков мозга. Он присутствует во всей желудочковой системе, за исключением водопровода головного мозга и лобных и затылочных рогов боковых желудочков. CSF также продуцируется одинарным слоем столбчатых эпендимных клеток, выстилающих желудочки; подкладкой, окружающей субарахноидальное пространство ; и небольшое количество непосредственно из крошечных пространств, окружающих кровеносные сосуды вокруг головного мозга.

ЦСЖ продуцируется сосудистым сплетением в два этапа. Во-первых, фильтрованная форма плазмы перемещается из фенестрированных капилляров в сосудистом сплетении в интерстициальное пространство, причем движение определяется разницей давления между кровью в капиллярах и межклеточной жидкостью.. Затем эта жидкость должна пройти через клетки эпителия, выстилающие сосудистое сплетение, в желудочки; этот активный процесс требует транспорта натрия, калия и хлорид, который втягивает воду в спинномозговую жидкость, создавая осмотическое давление. В отличие от крови, проходящей из капилляров в сосудистое сплетение, эпителиальные клетки, выстилающие сосудистое сплетение, содержат плотные соединения между клетками, которые препятствуют свободному току большинства веществ в спинномозговую жидкость. Реснички на спинномозговой жидкости. апикальные поверхности эпендимных клеток бьются, помогая транспортировать CSF.

Вода и углекислый газ из интерстициальной жидкости диффундируют в эпителиальные клетки. В этих клетках карбоангидраза преобразует вещества в бикарбонат и ионы водорода. Они обмениваются на натрий и хлорид на поверхности клетки, обращенной к интерстицию. Затем натрий, хлорид, бикарбонат и калий активно секретируются в просвет желудочков. Это создает осмотическое давление и втягивает воду в CSF, чему способствуют аквапорины. Хлорид с отрицательным зарядом движется вместе с положительно заряженным натрием, чтобы поддерживать электронейтральность. Калий и бикарбонат также выводятся из спинномозговой жидкости. В результате в спинномозговой жидкости содержится более высокая концентрация натрия и хлоридов, чем в плазме крови, но меньше калия, кальция, глюкозы и белка. Сосудистые сплетения также секретируют факторы роста, йод, витамины B1, B12, C, фолат, бета-2 микроглобулин, аргинин вазопрессин и оксид азота в спинномозговую жидкость. Котранспортер Na-K-Cl и Na / K-АТФаза, обнаруженные на поверхности эндотелия сосудистой оболочки, по-видимому, играют роль в регуляции секреции и состава спинномозговой жидкости.

Орешкович и Кларица предполагают, что спинномозговая жидкость в первую очередь не продуцируется сосудистым сплетением, а постоянно вырабатывается внутри всей системы спинномозговой жидкости в результате фильтрации воды через стенки капилляров в интерстициальную жидкость окружающей ткани мозга, регулируемую AQP-4.

Существуют циркадные вариации секреции спинномозговой жидкости, механизмы которых не до конца изучены, но потенциально связаны с различиями в активации вегетативной нервной системы в течение дня.

Сосудистое сплетение бокового желудочка производит спинномозговую жидкость из артериальной крови, поступающей через переднюю хориоидальную артерию. В четвертом желудочке спинномозговая жидкость вырабатывается из артериальной крови из передней нижней мозжечковой артерии (мостомозжечковый угол и прилегающая часть латерального кармана), задней нижней мозжечковой артерии (крыша и среднее отверстие), и верхняя мозжечковая артерия.

Реабсорбция

ЦСЖ возвращается в сосудистую систему, попадая в дуральные венозные синусы через паутинные грануляции. Это выходы паутинной оболочки в венозные синусы вокруг мозга с клапанами, обеспечивающими односторонний дренаж. Это происходит из-за разницы давлений между паутинной оболочкой и венозными синусами. Также было замечено, что CSF дренирует в лимфатические сосуды, особенно в сосуды, окружающие нос, через дренаж вдоль обонятельного нерва через решетчатую пластинку. Путь и протяженность в настоящее время неизвестны, но может включать ток спинномозговой жидкости по некоторым черепным нервам и быть более заметным у новорожденного. ЦСЖ обновляется от трех до четырех раз в день. Также было замечено, что спинномозговая жидкость реабсорбируется через оболочки черепных и спинномозговых нервов и через эпендиму.

Регламент

Состав и скорость образования спинномозговой жидкости зависят от гормонов, содержания и давления крови и спинномозговой жидкости. Например, когда давление спинномозговой жидкости выше, разница в давлении между капиллярной кровью в сосудистых сплетениях и спинномозговой жидкости меньше, что снижает скорость, с которой жидкости перемещаются в сосудистое сплетение и образование спинномозговой жидкости. вегетативная нервная система влияет на секрецию спинномозговой жидкости сосудистого сплетения, при этом активация симпатической нервной системы увеличивает секрецию, а парасимпатическая нервная система снижает ее. Изменения pH крови могут влиять на активность карбоангидразы и некоторых лекарств (таких как фуросемид, действующих на Na-Cl cotransporter ) могут воздействовать на мембранные каналы.

Клиническая значимость

Давление

Давление спинномозговой жидкости, измеренное с помощью люмбальной пункции, является 10–18 см вод. Ст. 2O (8–15 мм рт. Ст. или 1,1–2 кПа ), когда пациент лежит на боку, и 20–30 см вод. 2 0 (16–24 мм рт. Ст. Или 2,1–3,2 кПа), когда пациент сидит. У новорожденных давление спинномозговой жидкости колеблется от 8 до 10 см вод. Ст. 2O (4,4–7,3 мм рт. Ст. Или 0,78–0,98 кПа). Большинство вариаций связано с кашлем или внутренним сдавлением яремных вен на шее. В положении лежа давление спинномозговой жидкости, оцененное с помощью люмбальной пункции, аналогично внутричерепному давлению..

Гидроцефалия - аномальное накопление спинномозговой жидкости в желудочках головного мозга. Гидроцефалия может возникнуть из-за обструкции прохождения спинномозговой жидкости, например, из-за инфекции, травмы, образования или врожденной аномалии. Гидроцефалия без обструкции, связанная с нормальным давлением спинномозговой жидкости тоже может произойти. Симптомы могут включать проблемы с походкой и координацией, недержание мочи, тошноту и рвоту, а также прогрессирующее нарушение познание. У младенцев гидроцефалия может вызвать увеличение головы, так как кости черепа еще не срослись, судороги, раздражительность и сонливость. КТ или МРТ может выявить увеличение одного или обоих боковых желудочков, или причинных масс или поражений, а люмбальная пункция может использоваться для демонстрации и в некоторые обстоятельства снижают высокое внутричерепное давление. Гидроцефалию обычно лечат путем введения шунта, например вентрикуло-перитонеального шунта, который отводит жидкость в другую часть тела.

Идиопатическая внутричерепная гипертензия является состоянием неизвестной причины характеризуется повышением давления спинномозговой жидкости. Это связано с головными болями, двоением в глазах, проблемами со зрением и опуханием диска зрительного нерва. Это может произойти в связи с приемом антибиотиков витамина А и тетрациклинового или вообще без какой-либо идентифицируемой причины, особенно у молодых тучных женщин. Лечение может включать прекращение любых известных причин, применение ингибитора карбоангидразы, такого как ацетазоламид, повторное дренирование через люмбальную пункцию или установку шунта, такого как вентрикулоперитонеальный шунт.

Утечка CSF

CSF может вытекать из твердой мозговой оболочки в результате различных причин, таких как физическая травма или люмбальный прокол, или из неизвестной причины, когда он называется спонтанной утечкой спинномозговой жидкости. Обычно это связано с внутричерепной гипотензией : низким давлением спинномозговой жидкости. Это может вызвать головные боли, усиливающиеся при стоянии, движении и кашле, так как низкое давление спинномозговой жидкости заставляет мозг «провисать» вниз и оказывать давление на его нижние структуры. При обнаружении утечки бета-2 трансферрин тест утечки жидкости, если он положительный, является высокоспецифичным и чувствительным для обнаружения утечки спинномозговой жидкости. Медицинская визуализация, например компьютерная томография. и МРТ можно использовать для исследования предполагаемой утечки спинномозговой жидкости, когда очевидной утечки не обнаружено, но обнаружено низкое давление спинномозговой жидкости. Кофеин, принимаемый перорально или внутривенно, часто дает облегчение симптомов. Лечение выявленной утечки может включать инъекцию крови человека в эпидуральное пространство (эпидуральный пластырь с кровью ), хирургическое вмешательство на позвоночнике или фибриновый клей.

Люмбальная пункция

Флаконы с цереброспинальной жидкостью человека.

ЦСЖ можно тестировать для диагностики различных неврологических заболеваний, обычно получаемых с помощью процедуры, называемой люмбальной пункцией. Люмбальная пункция проводится в стерильных условиях путем введения иглы в субарахноидальное пространство, обычно между третьим и четвертым поясничными позвонками. СМЖ извлекается через иглу и исследуется. Около трети людей испытывают головную боль после люмбальной пункции, а боль или дискомфорт в месте введения иглы являются обычным явлением. Более редкие осложнения могут включать синяки, менингит или продолжающееся истечение спинномозговой жидкости после люмбальной пункции.

Часто обследование, включая наблюдение за цветом жидкости, измерение давления спинномозговой жидкости, подсчет и идентификацию белые и эритроциты в жидкости; измерение уровня белка и глюкозы; и культивирование жидкости. Наличие эритроцитов и ксантохромии может указывать на субарахноидальное кровоизлияние ; тогда как инфекции центральной нервной системы, такие как менингит, могут указываться по повышенным уровням лейкоцитов. Культура спинномозговой жидкости может дать микроорганизм, который вызвал инфекцию, или ПЦР может быть использован для определения вирусной причины. Исследования общего типа и природы белков указывают на конкретные заболевания, включая рассеянный склероз, паранеопластические синдромы, системную красную волчанку, нейросаркоидоз, церебральный ангиит ; и специфические антитела, такие как Аквапорин 4, могут быть протестированы для помощи в диагностике аутоиммунных состояний. Люмбальная пункция с дренированием спинномозговой жидкости также может использоваться как часть лечения некоторых состояний, в том числе идиопатическая внутричерепная гипертензия и гидроцефалия нормального давления.

Люмбальная пункция также может быть выполнена для измерения внутричерепное давление, которое может повышаться при некоторых типах гидроцефалии. Однако люмбальная пункция никогда не должна выполняться, если есть подозрение на повышение внутричерепного давления из-за определенных ситуаций, таких как опухоль, поскольку это может привести к летальному исходу грыжи мозга.

Анестезия и химиотерапия

Некоторые анестетики и химиотерапия вводятся интратекально в субарахноидальное пространство, где они распространяются вокруг спинномозговой жидкости, то есть вещества, которые не могут пересечь гематоэнцефалический барьер, могут все еще быть активным во всей центральной нервной системе. Баричность относится к плотности вещества по сравнению с плотностью спинномозговой жидкости человека и используется в регионарной анестезии для определения способа, которым конкретное лекарство будет распространяться в внутреннем пространстве.

История

Различные комментарии древних врачей были прочитаны как относящиеся к CSF. Гиппократ обсуждал «воду», окружающую мозг, когда описывал врожденную гидроцефалию, а Гален говорил о «экскрементах» в желудочках мозга, которые, по его мнению, были промыли в нос. Но в течение 16 прошедших столетий непрерывных анатомических исследований CSF оставалась незамеченной в литературе. Возможно, это связано с преобладающей техникой вскрытия, при которой отрезали голову и таким образом удаляли признаки спинномозговой жидкости до исследования мозга.

Современное повторное открытие спинномозговой жидкости приписывают Эмануэлю Сведенборгу. В рукописи, написанной между 1741 и 1744 годами и не публиковавшейся при его жизни, Сведенборг назвал ЦСЖ «спиритуальной лимфой», секретируемой от крыши четвертого желудочка до продолговатого мозга и спинного мозга. В конце концов, эта рукопись была опубликована в переводе в 1887 году.

Альбрехт фон Галлер, швейцарский врач и физиолог, в своей книге по физиологии 1747 года отметил, что «вода» мозга секретируется в желудочки и поглощается ими. вены, а когда секретируется в избытке, может привести к гидроцефалии. Francois Magendie изучил свойства CSF путем вивисекции. Он обнаружил отверстие Magendie, отверстие в крыше четвертого желудочка, но ошибочно полагал, что спинномозговая жидкость секретируется мягкой мозговой оболочкой.

Томас Уиллис (отмеченный как первооткрыватель круга Уиллис ) обратил внимание на тот факт, что консистенция спинномозговой жидкости изменяется при менингите. В 1869 году Густав Швальбе предположил, что отток спинномозговой жидкости может происходить через лимфатические сосуды.

В 1891 году W. Эссекс Винтер начал лечить туберкулезный менингит, удаляя спинномозговую жидкость из субарахноидального пространства, а Генрих Квинке начал популяризировать люмбальную пункцию, которую он пропагандировал как в диагностических, так и в терапевтических целях. В 1912 году невролог Уильям Местрезат дал первое точное описание химического состава спинномозговой жидкости. В 1914 г. Харви В. Кушинг опубликовал убедительные доказательства того, что CSF секретируется сосудистым сплетением.

других животных

Во время филогенеза CSF присутствует. внутри нейраксиса до его циркуляции. ЦСЖ Teleostei рыбы содержится в желудочках мозга, но не в несуществующем субарахноидальном пространстве. У млекопитающих, где присутствует субарахноидальное пространство, в нем присутствует ликвор. Поглощение спинномозговой жидкости наблюдается у амниот и более сложных видов, и по мере того, как виды становятся все более сложными, система поглощения становится все более усиленной, и роль спинномозговых эпидуральных вен в поглощении становится все меньше и меньше. роль.

Количество спинномозговой жидкости зависит от размера и вида. У людей и других млекопитающих спинномозговая жидкость, продуцируемая, циркулирующая и реабсорбируемая таким же образом, как и у людей, и выполняя аналогичную функцию, обновляется со скоростью 3–5 раз в день. Проблемы с циркуляцией спинномозговой жидкости, приводящие к гидроцефалии, встречаются и у других животных.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме Цереброспинальная жидкость.
Последняя правка сделана 2021-05-14 03:26:21
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте