Вентрикулярная система головного мозга и спинномозгового канала

Введение

Набор структур, содержащих спинномозговую жидкость в головном мозге.

В нейроанатомии желудочковая система представляет собой набор из четырех взаимосвязанных полостей, известных как мозговые желудочки. Внутри каждого желудочка находится область хороидного сплетения, которая производит циркулирующую спинномозговую жидкость (СМЖ). Желудочковая система непрерывно связана с центральным каналом спинного мозга через четвертый желудочек, обеспечивая циркуляцию СМЖ. Вся желудочковая система и центральный канал спинного мозга выстланы эпендимой – специализированной формой эпителия, соединенного плотными соединениями, формирующими гематоэнцефалический барьер. боковые желудочки – правый и левый (по одному для каждого полушария) третий желудочек четвертый желудочек

Существует несколько отверстий (форамен), функционирующих как каналы, соединяющие желудочки. Межжелудочковые отверстия (также известные как отверстия Монро) соединяют боковые желудочки с третьим желудочком, обеспечивая проток спинномозговой жидкости. Название Откуда Куда межжелудочковые отверстия (Монро) боковые желудочки третий желудочек акведук мозга (Силвия) третий желудочек четвертый желудочек срединное отверстие (Магенди) четвертый желудочек субарахноидальное пространство через цистерну большой цистерны правые и левые боковые отверстия (Люшка) четвертый желудочек субарахноидальное пространство через цистерну большой мозговой вены.

Желудочки

Четыре полости человеческого мозга называются желудочками. Два самых крупных – это боковые желудочки в больших полушариях головного мозга, третий желудочек расположен в диэнцефалоне переднего мозга между правым и левым таламусом, а четвертый желудочек находится в задней части моста и верхней половине продолговатого мозга заднего мозга. Желудочки участвуют в производстве и циркуляции спинномозговой жидкости.

Разработка

Структуры желудочковой системы эмбриологически происходят из нервного канала, центральной части нервной трубки. В качестве части примитивной нервной трубки, которая развивается в ствол мозга, нервный канал расширяется дорсально и латерально, формируя четвертый желудочек, в то время как нервный канал, который не расширяется и остается неизменным на уровне среднего мозга, расположенного выше четвертого желудочка, образует мозговой акведук. Четвертый желудочек сужается в области obex (в каудальной части продолговатого мозга), переходя в центральный канал спинного мозга. Более подробно, примерно на третьей неделе развития эмбрион представляет собой трехслойный диск. Эмбрион покрыт на дорсальной поверхности слоем клеток, называемым эктодермой. В середине дорсальной поверхности эмбриона находится линейная структура, называемая хордой. По мере пролиферации эктодермы хорда втягивается в середину развивающегося эмбриона. По мере развития мозга, к четвертой неделе эмбрионального развития, внутри эмбриона вокруг нервного канала, в области будущего развития головы, формируются три вздутия, известные как мозговые пузырьки. Эти три первичных мозговых пузырька представляют собой различные компоненты центральной нервной системы: просенцефалон, мезенцефалон и ромбенцефалон. Они, в свою очередь, делятся на пять вторичных пузырьков. По мере развития этих отделов вокруг нервного канала, внутренний нервный канал становится известен как примитивные желудочки. Они формируют желудочковую систему мозга: просенцефалон делится на теленцефалон, который формирует кору развитого мозга, и диэнцефалон. Желудочки, содержащиеся в теленцефалоне, становятся боковыми желудочками, а желудочки в диэнцефалоне формируют третий желудочек. Ромбенцефалон делится на метэнцефалон и миеленцефалон. Желудочки, содержащиеся в ромбенцефалоне, становятся четвертым желудочком, а желудочки, содержащиеся в мезенцефалоне, формируют акведук Сильвия. Между передними рогами боковых желудочков располагается пелюцидная перегородка – тонкая, треугольная, вертикальная мембрана, простирающаяся от мозолистого тела вниз к форниксу. В течение третьего месяца развития плода между двумя септальными пластинками формируется пространство, известное как пещера пелюцидной перегородки (CSP), которое является маркером нарушений нервного развития плода. В течение пятого месяца развития пластинки начинают закрываться, и это закрытие завершается примерно через три-шесть месяцев после рождения. Слияние септальных пластинок обусловлено быстрым развитием альвеолей гиппокампа, миндалевидного тела, септальных ядер, форникса, мозолистого тела и других срединных структур. Недостаточное развитие этих лимбических структур прерывает слияние от заднего к переднему концу, что приводит к сохранению CSP во взрослом возрасте.

The structures of the ventricular system are embryologically derived from the neural canal, the centre of the neural tube. As the part of the primitive neural tube that will develop into the brainstem, the neural canal expands dorsally and laterally, creating the fourth ventricle, whereas the neural canal that does not expand and remains the same at the level of the midbrain superior to the fourth ventricle forms the cerebral aqueduct. The fourth ventricle narrows at the obex (in the caudal medulla), to become the central canal of the spinal cord. In more detail, around the third week of development, the embryo is a three layered disc. The embryo is covered on the dorsal surface by a layer of cells called ectoderm. In the middle of the dorsal surface of the embryo is a linear structure called the notochord. As the ectoderm proliferates, the notochord is dragged into the middle of the developing embryo. As the brain develops, by the fourth week of embryological development three swellings known as brain vesicles have formed within the embryo around the canal, near where the head will develop. The three primary brain vesicles represent different components of the central nervous system: the prosencephalon, mesencephalon and rhombencephalon. These in turn divide into five secondary vesicles. As these sections develop around the neural canal, the inner neural canal becomes known as primitive ventricles. These form the ventricular system of the brain:
The prosencephalon divides into the telencephalon, which forms the cortex of the developed brain, and the diencephalon. The ventricles contained within the telencephalon become the lateral ventricles, and the ventricles within the diencephalon become the third ventricle. The rhombencephalon divides into a metencephalon and myelencephalon. The ventricles contained within the rhombencephalon become the fourth ventricle, and the ventricles contained within the mesencephalon become the aqueduct of Sylvius. Separating the anterior horns of the lateral ventricles is the septum pellucidum: a thin, triangular, vertical membrane which runs as a sheet from the corpus callosum down to the fornix. During the third month of fetal development, a space forms between two septal laminae, known as the cave of septum pellucidum (CSP), which is a marker for fetal neural maldevelopment. During the fifth month of development, the laminae start to close and this closure completes from about three to six months after birth. Fusion of the septal laminae is attributed to rapid development of the alvei of the hippocampus, amygdala, septal nuclei, fornix, corpus callosum and other midline structures. Lack of such limbic development interrupts this posterior to anterior fusion, resulting in the continuation of the CSP into adulthood.

Поток спинномозговой жидкости

Желудочки заполнены спинномозговой жидкостью (СМЖ), которая омывает и амортизирует мозг и спинной мозг внутри их костных границ. СМЖ вырабатывается модифицированными эпендимальными клетками хороидного сплетения, расположенного во всех компонентах желудочковой системы, за исключением акведукта головного мозга и задних и передних рогов боковых желудочков. СМЖ оттекает из боковых желудочков через межжелудочковые отверстия в третий желудочек, а затем в четвертый желудочек через мозговой акведук в среднем мозге. Из четвертого желудочка она может поступать в центральный канал спинного мозга или в субарахноидальные цистерны через три небольших отверстия: центральное срединное отверстие и два латеральных отверстия. Согласно традиционному пониманию физиологии спинномозговой жидкости (СМЖ), большая часть СМЖ производится хороидным сплетением, циркулирует через желудочки, цистерны и субарахноидальное пространство, где она всасывается в кровь паутинными грануляциями. Затем жидкость течет вокруг верхнего сагиттального синуса для реабсорбции через грануляции паутинного вещества (или паутинные вилли) в венозные пазухи, после чего она проходит через яремную вену и основную венозную систему. СМЖ в спинном мозге может оттекать вниз в поясничную цистерну в конце спинного мозга, окружающую конский хвост, где выполняются люмбальные пункции. Мозговой акведук между третьим и четвертым желудочками очень узкий, как и отверстия, что означает, что они могут легко блокироваться.

Защита мозга

Мозг и спинной мозг покрыты менингами – тремя защитными оболочками: прочной твердой мозговой оболочкой, паутинной оболочкой и мягкой мозговой оболочкой. Спинномозговая жидкость (СМЖ), находящаяся в черепе и позвоночном канале, обеспечивает дополнительную защиту и плавучесть, и располагается в субарахноидальном пространстве между мягкой и паутинной оболочками. СМЖ, вырабатываемая в желудочковой системе, также необходима для поддержания химической стабильности и обеспечения мозга питательными веществами. СМЖ помогает защитить мозг от сотрясений и ударов, а также обеспечивает плавучесть и поддержку, противодействуя силе тяжести. (Поскольку плотность мозга и СМЖ примерно одинакова, мозг плавает в состоянии нейтральной плавучести, находясь во взвешенном состоянии в СМЖ.) Это позволяет мозгу увеличиваться в размерах и массе, не оказывая давления на основание черепа, что привело бы к повреждению нервной ткани.

Клиническое значение

Узкость мозгового акведукта и отверстий означает, что они могут быть заблокированы, например, кровью после геморрагического инсульта. Поскольку спинномозговая жидкость постоянно вырабатывается хороидным сплетением внутри желудочков, блокировка оттока приводит к прогрессирующему повышению давления в боковых желудочках. Как следствие, это часто приводит к гидроцефалии. В медицине это состояние называется постгеморрагической приобретенной гидроцефалией, но в обиходе его часто называют "водянка головного мозга". Это крайне серьезное состояние, независимо от причины закупорки. Эндоскопическая третья вентрикулостомия – это хирургическая процедура для лечения гидроцефалии, при которой с помощью эндоскопа, введенного в желудочковую систему через трепанационное отверстие, создается отверстие в дне третьего желудочка. Это позволяет спинномозговой жидкости напрямую поступать в базальные цистерны, обходя любое препятствие. Хирургическая процедура для создания отверстия для доступа к любому из желудочков называется вентрикулостомией. Она выполняется для дренирования накопленной спинномозговой жидкости либо через временный катетер, либо через постоянный шунт. Другие заболевания желудочковой системы включают воспаление оболочек мозга (менингит) или самих желудочков (вентрикулит), вызванное инфекцией или попаданием крови после травмы или кровоизлияния (внутримозговое кровоизлияние или субарахноидальное кровоизлияние). В период эмбриогенеза в хороидном сплетении желудочков могут формироваться кисты хороидного сплетения. Научное изучение КТ-сканов желудочков в конце 1970-х годов дало новые сведения об изучении психических расстройств. Исследователи обнаружили, что у людей с шизофренией (в среднем по группе) желудочки были больше обычного. Это стало первым "доказательством" биологической природы шизофрении и привело к возобновлению интереса к ее изучению с использованием методов нейровизуализации. Магнитно-резонансная томография (МРТ) вытеснила КТ в исследованиях, направленных на выявление желудочковых аномалий при психических заболеваниях. Не установлено, является ли увеличение желудочков причиной или следствием шизофрении. Увеличенные желудочки также встречаются при органической деменции и в значительной степени объясняются факторами окружающей среды. Также было установлено, что размеры желудочков сильно различаются у разных людей, так что процентная разница в средних показателях групп в исследованиях шизофрении (+16%) была описана как "не очень значительная разница в контексте нормальной вариабельности" (от 25% до 350% от среднего значения). Воронка септума пеллюцидума слабо связана с шизофренией, посттравматическим стрессовым расстройством, черепно-мозговой травмой, а также с антисоциальным расстройством личности.

The narrowness of the cerebral aqueduct and foramina means that they can become blocked, for example, by blood following a hemorrhagic stroke. As cerebrospinal fluid is continually produced by the choroid plexus within the ventricles, a blockage of outflow leads to increasingly high pressure in the lateral ventricles. As a consequence, this commonly leads in turn to hydrocephalus. Medically one would call this post haemorrhagic acquired hydrocephalus, but is often referred to colloquially by the layperson as "water on the brain". This is an extremely serious condition regardless of the cause of blockage. An endoscopic third ventriculostomy is a surgical procedure for the treatment of hydrocephalus in which an opening is created in the floor of the third ventricle using an endoscope placed within the ventricular system through a burr hole. This allows the cerebrospinal fluid to flow directly to the basal cisterns, thereby bypassing any obstruction. A surgical procedure to make an entry hole to access any of the ventricles is called a ventriculostomy. This is done to drain accumulated cerebrospinal fluid either through a temporary catheter or a permanent shunt. Other diseases of the ventricular system include inflammation of the membranes (meningitis) or of the ventricles (ventriculitis) caused by infection or the introduction of blood following trauma or haemorrhage (cerebral haemorrhage or subarachnoid haemorrhage). During embryogenesis in the choroid plexus of the ventricles, choroid plexus cysts can form. The scientific study of CT scans of the ventricles in the late 1970s gave new insight into the study of mental disorders. Researchers found that individuals with schizophrenia had (in terms of group averages) larger than usual ventricles. This became the first "evidence" that schizophrenia was biological in origin and led to a renewed interest in its study via the use of imaging techniques. Magnetic resonance imaging (MRI) has superseded the use of CT in research in the role of detecting ventricular abnormalities in psychiatric illness. Whether the enlarged ventricles is a cause or a result of schizophrenia has not yet been established. Enlarged ventricles are also found in organic dementia and have been explained largely in terms of environmental factors. They have also been found to be extremely diverse between individuals, such that the percentage difference in group averages in schizophrenia studies (+16%) has been described as "not a very profound difference in the context of normal variation" (ranging from 25% to 350% of the mean average). The cave of septum pellucidum has been loosely associated with schizophrenia, post traumatic stress disorder, traumatic brain injury, as well as with antisocial personality disorder.