Măduva spinării

Măduva spinării este o structură lungă, subțire, tubulară, formată din țesut nervos, care se extinde de la medula oblongata din trunchiul cerebral până la regiunea lombară a coloanei vertebrale a animalelor vertebrate. Centrul măduvei spinării este gol și conține o structură numită canal central, care conține lichid cefalorahidian. Măduva spinării este, de asemenea, acoperită de meninge și închisă de arcadele neurale. Împreună, creierul și măduva spinării formează sistemul nervos central (SNC).

La om, măduva spinării este o continuare a trunchiului cerebral și începe anatomic la osul occipital, iese din foramen magnum și apoi intră în canalul rahidian la începutul vertebrelor cervicale. Măduva spinării se extinde până la între prima și a doua vertebră lombară, unde se îngustează pentru a deveni equina caudal. Coloana vertebrală osoasă protejează măduva spinării. Are aproximativ 45 cm lungime la bărbații adulți și aproximativ 43 cm lungime la femeile adulte. Diametrul măduvei spinării variază de la 13 mm în regiunile cervicale și lombare până la 6,4 mm în zona toracică.

Măduva spinării are rol în primul rând de a transmite semnalele nervoase de la cortexul motor către corp și de la fibrele aferente ale neuronilor senzoriali la cortexul senzorial. Este, de asemenea, un centru pentru coordonarea multor reflexe și conține arcuri reflexe care pot controla în mod independent reflexele. Este, de asemenea, locația grupurilor de interneuroni spinali care alcătuiesc circuitele neuronale cunoscute sub numele de generatoare de modele centrale. Aceste circuite sunt responsabile pentru controlul instrucțiunilor motorii pentru mișcările ritmice, cum ar fi mersul pe jos.

Structură

Măduva spinării este calea principală pentru informații care conectează creierul și sistemul nervos periferic.  Mult mai scurtă decât coloana vertebrală protectoare, măduva spinării umane își are originea în trunchiul cerebral, trece prin foramen magnum și continuă până la conus medullaris în apropierea celei de-a doua vertebre lombare înainte de a se termina într-o extensie fibroasă cunoscută sub numele de filum terminale.

Măduva spinării, la cei nenăscuți ajunge până în sacrum, la sugari ajunge până în regiunea lombară, iar la adulți măduva spinării se întinde de la cap numai până la a doua vertebră lombară. Acest fenomen se explică prin următorul fapt: coloana vertebrală se dezvoltă (crește) mai repede decât măduva spinării. Prin acest fenomen de ascensiune a măduvei, nervii spinali se prelungesc pentru a ajunge mai departe la orificiul de ieșire intravertebral, formându-se așa-numita „coadă de cal” (Cauda equina); acest fenomen este important în medicină, între vertebra 3/4 lombară se poate preleva cu o seringă o probă din lichidul rahidian sau injecta anumite medicamente, fără a leza cu acul măduva spinării. Nu la toate vertebratele se întâlnește acest fenomen de ascensiune a măduvei spinării. 

Măduva spinării este localizată în canalul vertebral și ține de la vertebra cervicală C1 până la vertebra lombară L2. De acolo, are o formațiune terminală numită fillum terminale. Fillum terminale împreună cu rădăcinile nervilor spinali sacrali și lombari formează „coada de cal”.

Măduva spinării este continuă cu porțiunea caudală a medulului, mergând de la baza craniului până la corpul primei vertebre lombare. La adulți nu parcurge toată lungimea coloanei vertebrale. Este format din 31 de segmente din care se ramifică o pereche de rădăcini nervoase senzoriale și o pereche de rădăcini nervoase motorii. Rădăcinile nervoase se contopesc apoi în perechi bilateral simetrice de nervi spinali. Sistemul nervos periferic este alcătuit din aceste rădăcini spinale, nervi și ganglioni.

Rădăcinile dorsale sunt fascicule aferente, care primesc informații senzoriale de la piele, mușchi și organe viscerale pentru a fi transmise creierului. Rădăcinile se termină în ganglionii rădăcinii dorsale, care sunt formați din corpurile celulare ale neuronilor corespunzători. Rădăcinile ventrale constau din fibre eferente care apar din neuronii motori ale căror corpuri celulare se găsesc în coarnele gri ventrale (sau anterioare) ale măduvei spinării.

Măduva spinării (și creierul) sunt protejate de trei straturi de țesut sau membrane numite meninge, care înconjoară canalul. Dura mater este stratul cel mai exterior și formează un strat protector dur. Între dura mater și osul înconjurător al vertebrelor se află un spațiu numit spațiu epidural. Spațiul epidural este umplut cu țesut adipos și conține o rețea de vase de sânge. Matera arahnoidă, stratul protector mijlociu, este numită pentru aspectul său deschis, asemănător unei pânze de păianjen. Spațiul dintre arahnoid și pia-mater subiacent se numește spațiu subarahnoidian. Spațiul subarahnoidian conține lichid cefalorahidian (LCR), care poate fi prelevat printr-o puncție lombară sau procedura de „puncție spinală”. Piamater delicat, stratul protector cel mai interior, este strâns asociat cu suprafața măduvei spinării.

În secțiune transversală, regiunea periferică a cordonului conține tracturi de substanță albă neuronală care conțin axoni senzoriali și motorii. 

Măduva spinării este eliptică în secțiune transversală, fiind comprimată dorsolateral. Două șanțuri proeminente, sau șanțuri, se desfășoară pe lungimea sa. Şanţul median posterior este şanţul din partea dorsală, iar fisura mediană anterioară este şanţul din partea ventrală.

Segmente

Coloana vertebrală

Măduva spinării umane este împărțită în segmente în care se formează perechi de nervi spinali (mixte; senzoriali și motorii). Șase până la opt rădăcini ale nervilor motori se ramifică din șanțurile ventralaterale drepte și stângi într-o manieră foarte ordonată. Rădăcinile nervoase se combină pentru a forma rădăcini nervoase. De asemenea, rădăcinile nervoase senzitive formează șanțurile laterale dorsale din dreapta și stânga și formează rădăcinile nervoase senzitive. Rădăcinile ventrale (motorii) și dorsale (senzoriale) se combină pentru a forma nervii spinali (mixte; motorii și senzoriali), câte unul pe fiecare parte a măduvei spinării. Nervii spinali, cu excepția C1 și C2, se formează în interiorul foramenului intervertebral (FIV). Aceste rădăcini formează demarcația dintre sistemul nervos central și periferic.

În general, segmentele măduvei spinării nu corespund nivelurilor vertebrelor osoase. Pe măsură ce măduva spinării se termină la nivelul L1-L2, alte segmente ale măduvei spinării ar fi poziționate superioare corpului vertebral osos corespunzător. De exemplu, segmentul spinal T11 este situat mai sus decât vertebra osoasă T11, iar segmentul măduvei spinării sacrale este mai înalt decât corpul vertebral L1.

Coloana gri, (ca trei regiuni de coloane gri) din centrul cordonului, are forma unui fluture și constă din corpuri celulare de interneuroni, neuroni motori, celule neuroglia și axoni nemielinizați. Coloana cenușie anterioară și posterioară prezintă ca proiecții ale substanței cenușii și sunt cunoscute și sub numele de coarnele măduvei spinării. Împreună, coloanele gri și comisura gri formează „Hul gri”.

Substanța albă este situată în afara substanței cenușii și constă aproape în totalitate din axoni motori și senzoriali mielinizați. „Coloanele” de substanță albă transportă informații fie în sus, fie în jos, în măduva spinării.

Măduva spinării propriu-zisă se termină într-o regiune numită conus medullaris, în timp ce pia mater continuă ca o extensie numită filum terminale, care ancorează măduva spinării de coccis. Cauda equina („coada calului”) este o colecție de nervi inferiori conului medular care continuă să călătorească prin coloana vertebrală până la coccis. Cauda equina se formează deoarece măduva spinării încetează să crească în lungime la aproximativ patru ani, chiar dacă coloana vertebrală continuă să se lungească până la vârsta adultă. Acest lucru are ca rezultat nervii spinali sacrali care provin din regiunea lombară superioară. Din acest motiv, măduva spinării ocupă doar două treimi din canalul vertebral. Partea inferioară a canalului vertebral este umplută cu lichid cefalorahidian (LCR), iar spațiul se numește cisternă lombară.

În cadrul sistemului nervos central (SNC), corpurile celulelor nervoase sunt în general organizate în grupuri funcționale, numite nuclei. 

Există 31 de segmente nervoase ale măduvei spinării la om:

• 8 segmente cervicale care formează 8 perechi de nervi cervicali (nervii spinali C1 ies din coloana vertebrală dintre foramen magnum și vertebra C1; nervii C2 ies între arcul posterior al vertebrei C1 și lamina C2; nervii spinali C3-C8 trec prin FIV deasupra vertebrelor cervicale corespunzătoare, cu excepția perechii C8 care iese între vertebrele C7 și T1)
• 12 segmente toracice formând 12 perechi de nervi toracici
• 5 segmente lombare formând 5 perechi de nervi lombari
• 5 segmente sacrale formând 5 perechi de nervi sacrali
• 1 segment coccigian

Funcțiile măduvei spinării

Măduva spinării are doua funcții principale. În primul rând, ea acționează ca un sistem de conducere in ambele sensuri între creier și sistemul nervos periferic. Această funcție este îndeplinită prin intermediul neuronilor senzitivi și motori;fibrele acestora din urmă formează fascicule lungi, care pleacă din diferite parți ale creierului. Ele coboară pe distanțe variate prin măduva spinării și la capătul lor la mare distanță de creier, vin în contact cu dendritele sau cu corpii celulari ai neuronilor senzitivi sau motorii aparținând sistemului nervos periferic. Mesajele pot fi transmise prin intermediul sinapselor, între neuronii periferici și cei spinali. 

A doua funcție a măduvei spinării este de a controla activitățile reflexe simple. Aceasta se obține prin neuroni, ale căror prelungiri se extind pe distanțe mici în sus și în jos prin măduva spinării și prin interneuroni care transmit mesajele direct între neuronii senzitivi și cei motori. Dacă puneți mâna pe o sobă fierbinte, receptorii pentru durere din piele transmit mesaje la măduva spinării. Unele dintre acestea sunt transmise imediat prin interneuroni la neuronii motorii ce controlează mișcările mușchilor brațului și a mâinii iar mâna este retrasă rapid și automat. Mesajele urcă prin măduva spinării și sunt conectate prin interneuroni cu nervii motori care controlează mișcările gâtului.

Semnificație clinică

O tulburare congenitală este diastematomielia în care o parte a măduvei spinării este divizată, de obicei, la nivelul vertebrelor lombare superioare. Uneori, despărțirea poate fi de-a lungul lungimii măduvei spinării.

Leziuni ale măduvei spinării

Leziunile măduvei spinării pot fi cauzate de traumatisme ale coloanei vertebrale (întindere, vânătăi, aplicarea presiunii, tăiere, lacerație etc.). Oasele vertebrale sau discurile intervertebrale se pot sparge, ceea ce face ca măduva spinării să fie perforată de un fragment ascuțit de os. De obicei, victimele leziunilor măduvei spinării vor suferi pierderea sensibilității în anumite părți ale corpului. În cazurile mai ușoare, o victimă ar putea suferi doar pierderea funcției mâinii sau piciorului. Leziunile mai severe pot duce la paraplegie, tetraplegie (cunoscută și sub denumirea de tetraplegie) sau paralizia întregului corp sub locul leziunii măduvei spinării.

Șocul spinal și șocul neurogen pot apărea de la o leziune a coloanei vertebrale. Șocul spinal este de obicei temporar, durează doar 24-48 de ore și este o absență temporară a funcțiilor senzoriale și motorii. Șocul neurogen durează săptămâni întregi și poate duce la o pierdere a tonusului muscular din cauza neutilizarii mușchilor de sub locul rănit.

Cele două zone ale măduvei spinării cel mai frecvent rănite sunt coloana cervicală (C1-C7) și coloana lombară (L1-L5). (Notația C1, C7, L1, L5 se referă la locația unei vertebre specifice fie în regiunea cervicală, toracică sau lombară a coloanei vertebrale.) Leziunea măduvei spinării poate fi, de asemenea, netraumatică și cauzată de boală (mielita transversală, poliomielita, spina bifida, ataxia lui Friedreich, tumora măduvei spinării, stenoza spinării etc.)

La nivel global, se așteaptă să existe în jur de 40 până la 80 de cazuri de leziuni ale măduvei spinării la un milion de populație și aproximativ 90% dintre aceste cazuri rezultă din evenimente traumatice.

Leziunile reale sau suspectate ale măduvei spinării necesită imobilizare imediată, inclusiv cea a capului. Vor fi necesare scanări pentru a evalua rănirea. Un steroid, metilprednisolonul, poate fi de ajutor, la fel ca și terapia fizică și, eventual, antioxidanții. Tratamentele trebuie să se concentreze pe limitarea morții celulare post-leziune, promovarea regenerării celulare și înlocuirea celulelor pierdute. Regenerarea este facilitată prin menținerea transmisiei electrice în elementele neuronale.

Stenoza spinării

Stenoza coloanei vertebrale la nivelul regiunii lombare se datorează de obicei herniei de disc, hipertrofiei articulației fațete și ligamentum flavum, osteofitului și spondilolistezei. O cauză neobișnuită a stenozei spinale lombare este lipomatoza epidurală spinală, o afecțiune în care există un depozit excesiv de grăsime în spațiul epidural, provocând compresia rădăcinii nervoase și a măduvei spinării. Grăsimea epidurală poate fi văzută ca densitate scăzută la scanarea CT și intensitate ridicată pe imaginile RMN cu eco spin rapid ponderate T2.

Tumora spinării

Tumorile coloanei vertebrale pot apărea în măduva spinării și acestea pot fi fie în interiorul (indural), fie în exteriorul (extradural) durei mater.

Proceduri

Măduva spinării se termină la nivelul vertebrelor L1–L2, în timp ce spațiul subarahnoidian — compartimentul care conține lichidul cefalorahidian — se extinde până la marginea inferioară a S2. Puncțiile lombare la adulți sunt de obicei efectuate între L3–L5 (nivelul caudei equina) pentru a evita afectarea măduvei spinării. La făt, măduva spinării se extinde pe toată lungimea coloanei vertebrale și regresează pe măsură ce corpul crește.

Galerie de imagini

Anatomia secțională a măduvei spinării.

Secțiune transversală prin măduva spinării la nivelul toracic mijlociu.

Vertebră cervicală

O porțiune a măduvei spinării, care arată suprafața laterală dreaptă. Dura este deschisă și aranjată pentru a arăta rădăcinile nervoase.

Măduva spinării arată cum rădăcinile anterioare și posterioare se unesc în nervii spinali.

Proiecții ale măduvei spinării în nervi (roșu - funcția motorie, albastru - funcție senzorială).

Secțiune transversală a măduvei spinării la un șobolan adult

Măduva spinării. Membrane spinale și rădăcini nervoase. Disecție profundă. Vedere posterioara.