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人和脊椎动物中枢神经系统的一部分,在椎管里面,上端连接延髓,两旁发出成对的神经,分布到四肢、体壁和内脏。脊髓的内部有一个H形(蝴蝶型)灰质区,主要由神经细胞构成;在灰质区周围为白质区,主要由有髓神经纤维组成。脊髓是许多简单反射的中枢。

组成结构

脊髓是中枢神经的一部分,位于脊椎骨组成的椎管内,
脊髓横截面图 脊髓横截面图
呈长圆柱状,人的脊髓全长41-45厘米。上端与颅内的延髓相连,下端呈圆锥形随个体发育而有所不同,成人终于第一腰椎下缘或第二腰椎上部(初生儿则平第三腰椎)。临床上作腰椎穿刺或腰椎麻醉时,多在第3-4或第4-5腰椎之间进行,因为在此处穿刺不会损伤脊髓。

神经

脊髓两旁发出许多成对的神经(称为脊神经)分布到全身皮肤、肌肉和内脏器官。脊髓是周围神经与脑之间的通路。也是许多简单反射活动的低级中枢。脊柱外伤时,常全并脊髓损伤。严重者脊髓损伤可引起下肢瘫痪大小便失禁等。
脊髓位于椎管内,呈圆柱形,前后稍偏,外包被膜,它与脊柱的弯曲一致。脊髓的上端在平齐枕骨大孔处与延髓相连,下端平齐第一腰椎下缘,长约40~45cm。脊髓的末端变细,称为脊髓圆柱。自脊髓圆柱向下延为细长的终丝,它已是无神经组织的细丛,在第二骶椎水平为硬脊膜包裹,向下止于尾骨的背面。
脊髓的全长粗细不等,有两个膨大部,自颈髓第四节到胸髓第一节称颈膨大;自腰髓第二至骶髓第三节称腰膨大
脊髓的表面有前后两条正中纵沟分为对称的两半。
前面的前正中裂较深,后面的后正中沟较浅。此外还有两对外侧沟,即前外侧沟和后外侧沟。前根自前外侧沟走出,由运动神经纤维组成;后根经后外侧沟进入脊髓,由脊神节感觉神经元的中枢突所组成。每条后根在与前根会合前,有膨大的脊神经节。腰、、尾部的前后根在通过相应的椎间孔之前,围绕终丝在椎管内向下行走一段较长距离,它们共同形成马尾。在成人(男性)一般第一腰椎以下已无脊髓,只有马尾。
脊髓的横切面,显有位于中央部的灰质和位于周围部的白质;脊髓的颈部,灰质和白质都很发达。

灰质

灰质,呈蝴蝶形或“H”状,其中心有中央管,中央
灰质 灰质
管前后的横条灰质称灰连合,将左右两半灰质联在一起。灰质的每一半由前角和后角组成。前角内含有大型运动细胞,其轴突贯穿白质,经前外侧沟走出脊髓,组成前根。颈部脊髓的前角特别发达,这里的前角细胞发出纤维支配上肢肌肉。后角内的感觉细胞,有痛觉和温度觉的第二级神经元细胞,并在后角底部有小脑本体感觉径路的第二级神经元细胞体(背核)。灰质周缘部和其联合细胞以其附近含有纤维的白质构成所谓的脊髓的固有基束,贯穿于脊髓的各节段,并在相当程度上保证完成各种复杂的脊髓反射性活动。

白质

脊髓白质主要由上行(感觉)和下行(运动)有髓鞘神经纤维组成(纵行排列),分为前索、侧索和后索三部分。

前索

前索位于前外侧沟的内侧,主要为下行纤维束,如皮质脊髓锥体)前束、顶盖脊髓束(视听反射)、内侧纵束(联络眼肌诸神经核和项肌神经核以达成肌肉共济活动)和前庭脊髓束(参与身体平衡反射)。两侧前索以白质前连合相互结合。

侧索

侧索位于脊髓的侧方前外侧沟和后侧沟之间,有上行和下行传导束。上行传导束有脊髓丘脑束(痛觉、温度觉和粗的触觉纤维所组成)和脊髓小脑束(本体感受性冲动和无意识性协调运动)。下行传导束有皮质脊髓侧束亦称锥体束随意运动)和红核脊髓束(姿势调节)。

后索

后索位于后外侧沟的内侧,主要为上行传导束(本体感觉和一部分精细触觉)。颈部脊髓的后索分为内侧的薄束和外侧的楔束

主要功能

反射功能

脊髓是神经系统的重要组成部分,其活动受脑的控制。来
脊髓反射功能 脊髓反射功能
自四肢和躯干的各种感觉冲动,通过脊髓的上行纤维束,包括传导浅感觉,即传导面部以外的痛觉、温度觉和粗触觉的脊髓丘脑束、传导本体感觉和精细触觉的薄束楔束等,以及脊髓小脑束的小脑本体感觉径路。这些传导径路将各种感觉冲动传达到脑,进行高级综合分析;脑的活动通过脊髓的下行纤维束,包括执行传导随意运动的皮质脊髓束以及调整锥体系统的活动并调整肌张力、协调肌肉活动、维持姿势和习惯性动作,使动作协调、准确、免除震动和不必要附带动作的锥体外系统,通过锥体系统和锥体外系统,调整脊髓神经元的活动。脊髓本身能完成许多反射活动,但也受脑活动的影响。
脊髓发生急性横断损伤时,病灶节段水平以下呈现弛缓性瘫痪、感觉消失和肌张力消失,不能维持正常体温,大便滞留,膀胱不能排空以及血压下降等,总称为脊髓休克。损伤一至数周后,脊髓反射始见恢复,如肌力增强和深反射亢进,对皮肤的损害性刺激可出现有保护性屈反射。数月后,比较复杂的肌反射逐渐恢复,内脏反射活动,如血压上升、发汗、排便和排尿反射也能部分恢复。膀胱功能障碍一般分为三个阶段,脊髓横断后,由于膀胱逼尿肌瘫痪而使膀胱括约肌痉挛,出现尿潴留;2~3周以后,由于逼尿肌日益肥厚,膀胱内压胜过外括约肌的阻力,出现溢出性尿失禁;到第三阶段可能因腹壁肌挛缩,增加膀胱外压而出现自动排尿
脊髓半侧切断综合症表现为病灶水平以下,同侧以上运动神经元麻痹,关节肌肉的振动觉缺失,对侧痛觉和温度觉消失; 在病灶侧与病灶节段相当,有节段性下运动神经元麻痹和感觉障碍。由于切断后索,病灶节段以下,同侧的本体感觉和两点辨别觉消失。由于切断锥体束,病灶节段水平以下,同侧出现上运动神经元瘫痪;由于锥体外系统的抑制作用被阻断,而脊髓后根传入冲动的作用明显,因而肌张力增强,深反射亢进,趾反射变为?趾背屈。由于切断脊髓丘脑束,在对侧,相当于病灶节段以下一或二脊髓节段水平以下,痛觉和温度觉消失。由于切断节段的后根受累,同侧出现节段性感觉消失;而由于对上位节段产生刺激,于感觉消失区的上方,有节段性感觉过敏。由于侧角受累,可以出现交感神经症状,如在颈8节段受损害,同侧颜面、头颈部皮肤可有血管运动失调征象和霍纳综合征瞳孔缩小、眼裂狭小和眼球内陷)。
脊蛙反射实验是指蛙在没有脑而只有脊髓的情况下,可以出现搔扒反射,而在没有脑、脊髓又受损的情况下,不能出现搔扒反射。这表明脊髓具有反射功能。
同时,脊髓里的神经中枢也是受大脑控制的,人能有意识地控制排便和排尿就是一个例证。婴幼儿因大脑的发育尚未完善,对排尿道的抑制能力较弱,所以排尿次数多,而且容易发生夜间遗尿现象。

传导功能

脊髓除具有反射功能外,还有什么功能?仍以成人排尿反射为例来说明。当尿液在膀胱内积存到一定量时,就会刺激膀胱壁上的感受器,使感受器产生神经冲动;神经冲动经过传入神经传到脊髓的排尿中枢;同时,神经冲动经过神经纤维向上传到大脑,使人产生尿意。在适宜的外界环境下,由大脑发出神经冲动经过神经纤维传到脊髓的排尿中枢,神经冲动再沿着传出神经到膀胱,引起排尿反射。如果外界环境不适宜(比如在课堂上),大脑就暂时抑制脊髓中的排尿中枢而不排尿。可见,脊髓还具有传导功能。

运动功能

屈肌对侧伸肌反射
肢体的皮肤受到伤害性刺激时,该侧肢体出现屈曲运动,关节的屈肌收缩而伸肌弛缓,称为屈肌反射。屈肌反射具有保护性意义,使肢体屈缩而避开伤害性刺激。屈肌反射的强度与刺激强度有关,例如足部较弱的刺激只引起踝关节的屈曲;刺激强度加大时,则膝关节和髓关节也可发生屈曲。如刺激强度更大,则可在同侧肢体发生屈肌反射的基础上,出现对侧肢体伸展的反射,称为对侧伸肌反射。动物的一侧肢体屈曲,对侧肢体伸直,以利于支持体重,维持姿势。屈肌反射与对侧伸肌反射的中枢均在脊髓。
牵张反射
骨骼肌受到外力牵拉而伸长时,能反射地引起受牵拉的同一块肌肉发生收缩,称为牵张反射。由于牵拉的形式不同,肌肉收缩的反射效应也不相同,因此牵张反射又可分为腱反射肌紧张两种类型。

调节功能

由于交感神经和部分副交感神经发源于脊髓侧角和相当于侧角的部位,因此脊髓是部分内脏反射活动的初级中枢。在脊髓颈部第五节段以下离断的动物,手术后暂时丧失反射活动的能力,进入无反应状态,这种现象称为脊髓休克。脊髓休克的主要表现为:在横断面以下的脊髓所支配的骨骼肌紧张性减低甚至消失,血压下降,外周血管扩张,发汗反射不出现,直肠膀胱中粪和尿积聚,说明动物躯体与内脏反射活动均减退以至消失。以后,脊髓反射活动可以逐渐恢复,恢复的迅速与否,与动物种类有密切关系;低等动物如蛙在脊髓离断后数分钟内反射即恢复,在犬则需几天,而在人类则需数周以至数月(人类由于外伤等原因也可出现脊髓休克)。反射恢复过程中,首先是一些比较简单、比较原始的反射先恢复,如屈肌反射、腱反射等;然后才是比较复杂的反射逐渐恢复,如对侧伸肌反射等。反射恢复后的动物,血压也逐渐上升到一定水平,动物可具有一定的排粪与排尿反射,发汗反射甚至亢进。这些均说明脊髓可以完成部分内脏反射活动,例如血管张力反射(维持血管紧张性以保持一定的外周阻力)、排便反射、排尿反射、发汗反射等。但是,这种反射调节功能是初级的,不能很好适应生理功能的需要;例如,基本的排尿反射可以进行,但排尿不能受意识控制,而且排尿也不完全。所以,内脏活动更完善的调节必须有较高级中枢的参与。

形态特征

脊髓位于椎管内,其前端在枕骨大孔处于延髓相连,后端止于荐骨中部。呈背腹略扁圆柱状。椎动物背部正中从前向后走行的白色素状物。与脑相连,并和脑一起构成中枢神经系统。它和脑都是由神经管分化产生的。其中心有纵行的连接脑室的中央管(analis centralis),围着中央管的灰质构成脊髓的内层,外层由白质构成。
脊髓表面有6条纵沟,前面正中的沟较深称前正中裂(anterior median fissure),后面正中的沟较浅称为后正中沟(posterior median sulcus)。前后正中两条纵沟把脊髓分为对称的两半。在前正中裂和后正中沟的两侧,分别有成对的前外侧沟和后外侧沟。在前后外侧沟内有成排的脊神经根丝出入,是由位于前灰柱的前柱细胞发出运动神经纤维形成,出前外侧沟的根丝形成31对前根(腹根)(anterior root),入后外侧沟的根丝形成31对由感觉神经形成的后根(背根)(posterior root)。在后根上有膨大的脊神经节(spinal ganglia)。前后根在椎间孔处汇合成1条脊神经,由椎间孔出椎管
与每对脊神经前后要相连的一段脊髓称为一个脊髓节段(segments of spinal cord),因此脊髓分为31个节段:8个颈段(C),12个胸段(T),5个腰段(L),5个段(S)和1个尾段(Co)。
按脊髓的节段出入脊髓,构成脊神经的末梢神经。在外侧柱有属于植物性神经系统的神经细胞。整个脊髓外面为与脑膜相连的脊髓膜包围,进而被保藏在纵贯整个脊柱椎管内。脊髓的横切面,头索类的呈三角形,圆口类的呈扁椭圆形高等脊椎动物的为椭圆形。板鳃类,由于其髓鞘发达,故其灰质白质可明显地区分开来。
两栖类以上的脊椎动物,在其发出前、后肢神经的部位已变为粗大,分别形成起自颈髓第4节段到胸髓第1节段的部分组成的颈膨大(intumesentia cervicalis)和自腰髓第2节段到骶髓第3节段组成的腰膨大(intu-mensentia lumbalis)。
胚胎3个月以前,脊髓和椎管的长度大概相等,所有脊神经根几乎都呈直角伸向相应的椎间孔,从胚胎第4个月起,脊髓的生长速度比脊柱缓慢,脊髓长度短于椎管,而其上端连接脑处位置固定,结果使脊髓节段的位置由上向下逐渐高出相应的椎骨,神经要向下斜行一段才达相应的椎间孔。腰、骶、尾段的神经要在未出相应的椎间孔之前,在椎管内垂直下行,围绕终丝形成马尾(cauda equina)。因此脊髓的长度与椎管的长度并不一致,成人的脊髓终止于第1腰椎,只有浸泡在脑脊液中的马尾和终丝,故临床上常在第3、4腰椎棘突之间进行腰椎穿刺。腰神经、骶神经和尾神经在椎管的不同高度的位置上伸出椎间孔,呈束状走向末梢。

主要病变

急性脊髓炎

急性脊髓炎是非特异性炎症引起脊髓白质脱髓鞘病变或坏死,导致急性横贯性脊髓损害,也称为急性横贯性脊髓炎,以病损水平以下肢体瘫痪、传导束性感觉障碍和尿便障碍为临床特征。
急性脊髓炎亦称急性非特异性脊髓炎,同病变常为脊髓横贯性损害,故又称横贯性脊髓炎。本病属常见的脊髓疾病,一年四季各地均有散在病例发生,但以夏秋季较多,冬季少见,多数病例来自农村。

脊髓损伤

脊髓损伤是一种致残率高、后果严重的疾病,直接或间接暴力作用于脊柱和脊髓皆可造成脊髓损伤。脊髓损伤占全身损伤的0.2%—0.5%,据估计其发病率每年约为人/100万人口。在房屋,矿山、公路、坑道倒塌事故中相当多见,在地震灾害中发病率高达10%,多伴发于脊柱外伤与骨折,在脊拄骨折脱位中伴发脊髓损伤的约占20%。
和平时期的脊髓损伤多见于砸伤,摔伤、跌落伤、交通事故和运动性损伤等,绝大多数为闭合性损伤。战时脊髓损伤多为枪炮弹片伤、爆炸性损伤和刀刺伤,常为开放性损伤。虽然损伤局限,因与外界变通,感染的危险较大。
脊髓损伤的处治原则是尽可能恢复脊髓功能,预防各种并发症的发生,闭合复位,保持肯柱的稳定性,进行椎板切除和脊髓前路减压术,重建脊髓性瘫痪的感觉、运动功能.恢复病人的劳动力和有效地降低残疾率。

脊髓肿瘤

椎管内肿瘤(intraspinaltumor)包括起源于椎管内不同组织如脊髓、神经根脊膜或椎骨的各种瘤样病变。小儿椎管内肿瘤的发病率较颅内肿瘤明显降低,其中成人较为常见的脊膜瘤神经纤维瘤在儿童尤为罕见而胚胎残余组织的肿瘤(上皮样囊肿皮样囊肿)则好发于儿童期。椎管内肿瘤可发生在脊椎的任何节段临床主要表现为肿瘤所在平面的神经根损害及该水平以下的长束受累的症状和体征。
椎管内肿瘤是指生长在椎管内的各种组织如脊髓、脊膜、神经根、血管和脂肪组织的原发性或继发性肿瘤
椎管内肿瘤的发生率据国外统计为2.5人/10万人口,国内约占神经系统疾病住院病人的2.5%。与颅内肿瘤相比为1:6- 10.7)。如按脊髓和脑体积的比值1:8计算,两者发生肿瘤的机会是相当的。因此椎管内肿瘤并非少见,而且绝大多数是良性肿瘤,如能及早诊治,疗效是满意的。

脊髓空洞症

脊髓空洞症,顾名思义就是脊髓内有空洞形成,是一种缓慢进展的脊髓退行性病变。大部分学者认为本病由先天性发育异常所致,空洞的形成可能是由于机械因素,在压力影响下脑脊液从蛛网膜下腔沿着血管周围间隙进入脊髓内所造成,由于脊髓形成病理性空洞并有胶质生成,所以其正常的功能如感觉传导、运动传导、躯体营养反射活动等就会发生明显的障碍。此外本病也可以发生在延髓,出现延髓空洞症。

研究进展

科学家利用脊髓刺激使瘫痪上肢重获抓握能力
英美研究人员在瑞士新一期《神经科学前沿》杂志上报告说,他们利用电脑作为媒介,重建了受损大脑神经与脊髓之间的信息传递通路,使上肢瘫痪的猴子重新获得抓握能力。
中风或脊髓损伤会使大脑指令信息向躯体传递的通路受阻,导致运动能力受损甚至瘫痪,而恢复运动能力往往需要漫长且艰苦的康复理疗过程。对脊髓进行模拟脑电波信号的电刺激,使躯体能重新接收运动指令,是这一领域的研究热点。
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