第三节 脊髓和脊神经
脊髓位于椎管内,表面包绕着被膜,这些被膜之间形成脊膜腔。脊髓发出31对脊神经根并组成脊神经,经相应的椎间孔走出椎管,分布到全身大部分结构。脊神经根内既有支配躯体感觉和运动的神经纤维,也有支配内脏血管腺体运动和感觉的自主神经纤维。
一、脊髓被膜
脊髓表面覆盖着3层结缔组织构成的被膜,由外向内依次为硬脊膜、脊髓蛛网膜和软脊膜,它们有保护和支持脊髓的作用。(图2-16)
图2-16 脊髓被膜
1.硬脊膜
硬脊膜是最外一层脊髓被膜,为厚而坚韧的管状膜,主要由胶原纤维构成,其间散有少量弹力纤维,其内覆有一层光滑的间皮,松松地包绕着脊髓,形成一长圆筒状的硬脊膜囊。
硬脊膜与硬脑膜相连续,二者在枕骨大孔处移行,并与枕骨大孔紧密附着。硬脊膜下端形成盲端,成人在第2骶椎水平,包裹终丝,末端附于尾骨。硬脊膜全长包裹着脊髓和脊神经根,因此可按部位分为脊髓硬膜和根硬膜两部分,根硬膜向外延续为脊神经干的神经外膜。根硬膜略薄于脊髓硬膜,在椎间孔附近的根硬膜最薄;在根硬膜与脊髓硬膜交界处,硬脊膜稍增厚形成一环状狭窄,称硬膜颈环。硬脊膜的血管分布较少,主要来自各脊神经的脊膜支。
2.脊髓蛛网膜
脊髓蛛网膜介于硬膜与软膜之间,是一层薄而透明的结缔组织,含有胶原、弹力和网状纤维,膜内无血管。脊髓蛛网膜与硬膜之间,隔有潜在性的硬膜下腔;与软膜间有较宽阔的蛛网膜下腔。蛛网膜向深方发出许多蛛网膜小梁附着于软膜的表面。在蛛网膜的内、外面及小梁的表面皆覆有一层间皮细胞。脊髓蛛网膜在枕骨大孔周围与脑蛛网膜直接延续,向下包裹脊髓和马尾,但不伸入其沟裂内,止于第2骶椎水平。
3.软脊膜
软脊膜为1层菲薄而富有血管神经的被膜,它与脊髓实质紧密结合,不易分开,并随脊髓表面沟裂而深入其内。软脊膜分为内外两层结构,内层称内软膜,由网状纤维和弹力纤维构成,紧贴神经组织;外层是胶原纤维束形成的网络,与蛛网膜小梁相连续,在脊髓两侧形成齿状韧带和前面的软脊膜前纤维索。软膜上有丰富的血管,但它们大多是分布到脊髓实质的血管。伴随血管向实质内延伸,组成血管外的“套袖”。软脊膜的感觉纤维与交感纤维皆来自邻近节段的脊神经。
二、脊膜腔
在硬脊膜囊外面与椎管壁(骨膜和韧带)之间的空隙称硬膜外腔,在硬脊膜内面与脊髓蛛网膜之间有硬膜下腔,在蛛网膜与软膜之间有蛛网膜下腔。其中以硬膜外腔和蛛网膜下腔更具有生理和临床意义(图2-17)。
图2-17 硬膜外腔
1.硬膜外腔
硬脊膜囊与椎管的骨内膜和黄韧带之间的间隙称硬膜外腔,上端起自枕骨大孔高度,下端终于骶管裂孔。由于硬脊膜附于枕骨大孔边缘,故此腔不通颅内。硬膜外腔内填充着疏松结缔组织、脂肪、淋巴管和椎内静脉丛,略呈负压,临床上以此作为判断进入硬膜外腔的依据。硬脊膜外面粗糙,有纤维束与硬膜外的脂肪相连,特别是在前正中线上与后纵韧带相连,但在后方与椎板和黄韧带之间则无任何联系,而填充着较多的脂肪,易于活动。硬脊膜外腔内脂肪含量以骶管较多,腰上部及胸下部较少,中胸部增多,上胸部又趋减少,颈部几乎无脂肪,而代之以纤维组织。
硬脊膜外腔被两侧神经根分为前后和两侧4个间隙。硬膜外后间隙位于后根硬膜以后与椎弓骨膜和黄韧带之间,又称根间隙,居前后根硬膜与椎管之间,由外侧间隙向外,经椎间孔与袖套间隙相通。硬膜外间隙对脑脊液的吸收、硬膜外麻醉药的吸收和渗透等方面十分重要,是临床硬膜外麻醉药液易产生作用的部位。
2.硬膜下腔
硬脊膜内面光滑,与深面的脊蛛网膜较紧密相贴,两者之间的潜在腔隙为硬膜下腔。其中仅有少量浆液,起润滑作用,无重要生理和临床意义。临床进行椎间孔封闭或硬膜外封闭时,因穿刺针控制不慎,有时可引起硬膜下腔阻滞,出现多节段阻滞。
3.蛛网膜下腔
蛛网膜下腔为脊髓蛛网膜与软膜之间的空隙,其间充满脑脊液。有蛛网膜小梁和脊髓血管通过。蛛网膜下腔向上经枕骨大孔与脑蛛网膜下腔相通,下端在腰部扩大,称终池。池内已无脊髓,大量脑脊液浸泡着马尾,为腰穿的理想部位。临床上,实施椎管内封闭时要谨防出现局麻药进入蛛网膜下腔,以免引起全脊髓麻醉而危及生命。
三、脊髓
1.脊髓的形态
脊髓位于椎管内,呈前后稍扁的圆柱状结构。上端于枕骨大孔处与延髓相接,下端以脊髓圆锥终于第1腰椎水平(小儿平第3腰椎),向下借终丝固定于尾骨背面。全长有两处膨大,颈膨大始自第3颈髓至第2胸髓,在第6颈髓处最粗;腰膨大自第9胸髓至脊髓下端,在第12胸椎相对处最粗。脊髓下部由腰膨大向下逐渐尖细,形成脊髓圆锥。自脊髓圆锥向下成为细长的索条,称为终丝。终丝下降经骶管终于第2尾椎的背面。
(1)脊髓表面沟裂:
脊髓表面有6条纵沟。
前正中裂:
位于腹侧正中线,最深,平均3mm,软膜连同血管深入沟中。
后正中沟:
居背侧正中线上,较浅,此沟的深部有薄的胶质板形成的后正中隔,深入脊髓约5mm,直达深部的灰质。
前外侧沟:
左右各一,平浅,脊神经前根的根丝沿此发出。
后外侧沟:
左右各一,较深,脊神经后根的根丝成列进入此沟。
后中间沟:
在后正中沟和后外侧沟之间各有1后中间沟,为脊髓内部薄束和楔束的表面分界。
(2)髓节和根丝:
脊髓全长共31个节段,即8个颈节、12个胸节、5个腰节、5个骶节和1个尾节。与脊髓前外侧沟和后外侧沟相连的脊神经前根和后根根丝组成31对脊神经的前根和后根,从相应的椎间孔穿出。每对脊神经的前后根丝与脊髓相对应的部分,称为1个脊髓节。腰、骶、尾部的神经根在穿出相应的椎间孔之前,有1长段在椎管内走行,它们围绕终丝形成马尾。在脊髓颈段上部外侧,前、后根丝之间,还发出1列根丝,联合形成副神经脊根,在脊髓两侧上行,穿枕骨大孔入颅。
(3)脊髓与椎管的关系:
在胚胎3个月以前,脊髓占据椎管全长,脊髓各节分别与相应的椎骨平齐,各脊髓神经几乎成直角由其相应的椎间孔走出。以后由于脊髓的生长速度比脊柱迟缓,其上端与脑相连,位置固定,结果使脊髓节段的位置逐渐高于相应的椎骨。到出生前,脊髓下端达第3腰椎。在成人则至第1腰椎下缘,仅占椎管的上2/3。
2.脊髓内部结构
(1)脊髓灰质:
脊髓灰质位于脊髓的中央,主要是由神经元、神经胶质细胞体和毛细血管形成的致密结构。灰质在横切面上略呈H形,全长呈立柱状。灰质中间部为横行的灰质联合,位于脊髓中央管前后的部分,分别称为灰前外沟、脊神经灰质前联合和灰质后联合;灰质的两侧部向前、后延展,成为前角和后角(在整体观上称前柱和后柱);前、后角间的胸髓灰质为中间带。在胸髓和上腰髓的中间带向外突出,形成侧角(柱)。
1952年,Rexed根据神经元的形态、大小和排列认为,脊髓灰质内的神经元不是分群存在,而是像大脑和小脑皮质的细胞一样分层存在,把灰质从后到前分为9层,中央管则列为第10层。Ⅰ~Ⅳ层是脊髓外部感觉接受区,也是上行传导束的始区;Ⅴ~Ⅵ层主要接受本体感觉的传入,对运动的精细调节起重要作用;Ⅶ层与中脑、小脑有联系,是调节姿势和运动的反射中枢,同时还参与内脏的反射活动;Ⅷ层主要是联络同侧和对侧脊髓的活动及调节两侧前角运动神经元的活动;Ⅸ层是脊髓的主要运动区,是躯体运动的最后公路。板层构筑理论对研究轴突演变的定位和电生理及促进形态与功能精细结合,具有重要作用。
1)后角:
在脊髓横切面上,后角自后向前分为尖、胶状质、头、颈和基部。后角内的神经元属感觉性。接受后根传入脊髓的各种感觉纤维。后角的主要核团如下:
后角边缘核:位于Ⅰ层中,为后角尖端表面呈弧形包被的薄层灰质,由小、中型和少量大型梭形或星形细胞构成,占脊髓全长,但在腰、骶髓最多,胸髓最少。此核的轴突参与构成对侧脊髓丘脑束。
Rolando胶状质:相当于Ⅱ层,由大量密集的小卵圆形和多角形细胞构成,胞质内有少量尼氏体。胶状质占脊髓全长,在腰髓和第1颈髓最发达,在第1颈髓节与三叉神经脊束核相连。胶状质接受传导伤害性和温度的后根纤维,是痛觉通路上的侧支性突触。胶状质内小神经元的轴突主要参与形成背外侧束,在束中上行或下行1~4个脊髓节,发出侧支,至胶状质和固有核,最后仍进入胶状质。当它再返回胶状质时,可与来自后索进入此区的第1级传入纤维形成轴一轴型突触,推测可对感觉性传入进行调节。
后角固有核:位于Ⅲ、Ⅳ层中,为中等大梭形细胞和少数大多角形细胞,位于后角头和中央部,占脊髓全长,以腰、骶髓最多。一般认为后角固有核发出的纤维主要形成脊髓丘脑束。后角固有核也可能是联络神经元。
网状核:约位于Ⅴ层中,为中、小型细胞,位于后角固有核外侧,部分纤维和下行束(皮质脊髓侧束的小部分纤维和红核脊髓束)止于网状质。
Clarke背核或胸核:主要位于Ⅵ、Ⅶ层中,为大多极细胞或圆形细胞,胞质内有粗大的尼氏体。细胞群明显,位于胸髓节和上腰髓节的后角基部内侧,是脊髓小脑后束的起始核。此外,后根内侧部粗纤维降支中多数纤维终止于此核,交换神经元后形成二级上行传导束。
后角联合核:后角联合核位于胸核的后内侧,为中、小型细胞,占据脊髓全长,与周围界限不清楚。
2)侧角与中间带:
位于Ⅶ层中,主要有两个核团。
中间内侧核:中间内侧核为中、小型细胞,呈三角形,位于中央管的外侧,占据脊髓全长,其轴突组成脊髓小脑前束。此核可能接受内脏传入纤维,并传递到内脏运动神经元。
中间外侧核:中间外侧核为中型大多极细胞,呈梭形或卵圆形,胞质内有细小尼氏体。此核在中间带外侧的尖端,占据侧角(柱),上起自第8颈髓节,下至第3腰髓节,属交感神经节前神经元。其轴突经前根、白交支终止于交感神经节,节后纤维支配内脏器官运动、汗腺分泌、血管运动和神经营养功能。其中,第8颈髓节和第1胸髓节的交感神经元称睫状脊髓中枢,自此处发出的纤维经前根至颈交感神经节,其大部分节后纤维组成颈内动脉周围交感神经丛,至眼部支配瞳孔开大肌、上睑板肌和眼眶肌,损伤时出现Horner征。
在第2~4骶髓节前角基部外侧,也有散在类似的细胞,且不形成侧角,称骶副交感核或脊髓副交感神经中枢。自此核发出轴突,经前根至盆神经的副交感神经节,节后纤维参与排尿、排便及性功能活动。
3)前角:
相当于Ⅷ、Ⅸ层,皮质脊髓束大部分纤维终止于前角。前角内含大、中和小型神经元,各型神经元混合存在,纵贯脊髓。其中大、中型神经元多为α和γ运动神经元。在前角内另有一些小型细胞,为中间神经元,其中可能包括Renshaw细胞。
α运动神经元:α运动神经元为大的多极细胞,细胞内有大的中心位泡状核,尼氏体粗大成块状。一个α运动神经元的表面约有6000个突触位点,主要是轴-体和轴-树突触。80%突触位于树突上,可有效地接受外来的传入冲动。α运动神经元在颈和腰、骶膨大处最发达,在胸髓则较少。此神经元发出的纤维经前根、脊神经至骨骼肌的梭外肌,可使肌肉保持紧张和产生运动。
γ运动神经元:γ运动神经元为中型神经元,散在于大型前角运动神经元之间,发出的纤维经前根、脊神经至骨骼肌的梭内肌。此神经元与肌梭内的感觉神经共同组成肌肉张力的监控系统,能平稳地执行正常的反射活动和随意运动。
Renshaw细胞:位于前角腹内侧部,为一种短轴突的具有抑制功能的小型神经元,接受α运动神经元轴突返支的突触终末(胆碱能),突触终末(甘氨酸能)又终止于发出返支同一α运动神经元的胞体上,形成抑制性突触,构成环路,具有反馈抑制α运动神经元活动的作用。α运动神经元激发骨骼肌活动时,通过Renshaw细胞的反馈抑制,使α运动神经元自身亦受到抑制,从而保证了肌肉运动的稳定性和准确性。
脊髓前角运动神经元分为内、外侧两大群。内侧群见于脊髓全长,支配躯干肌。外侧群在颈和腰、骶膨大部最发达,支配四肢肌。一般认为越靠近前角后外侧的细胞群,支配越远端的四肢肌肉。从前角最内侧向外,这些细胞群依次支配脊柱、躯干、肩或腰带、上臂或大腿、前臂或小腿的肌肉,而后外侧群支配手或足肌。
(2)脊髓白质:
脊髓白质位于灰质周围,主要是由神经纤维和神经胶质网构成。白质内含有联系脊髓内部的固有束及联系脑的上、下纵行排列的纤维束。每侧白质以前、后外侧沟为界,分为3个白质柱,即前索、侧索和后索。在灰质前联合的前方有横行纤维,为白质前联合。脊髓白质主要由上、下纵行的纤维束构成,每个纤维束的纤维一般具有共同的起止部位和走行路径,称传导束,分为上行传导束、下行传导束和固有束。
1)脊髓的上行传导束(感觉传导束):
脊神经中传导浅感觉、深感觉和内脏感觉的纤维,经后根进入脊髓后,分为外侧和内侧两部分。外侧部为B类和C类纤维,主要传导痛觉、温觉、粗略触觉和内脏感觉;内侧部主要为A类纤维,传导深部感觉和精细触觉。感觉传导束不仅将感觉信息经过中继传至大脑皮质引起意识感觉,也传导感觉信息至脑干和小脑,调节肌肉张力和运动协调等。
薄束和楔束:薄束和楔束位于后索,传导意识性深部感觉和精细触觉。薄束位于后索的内侧,传导中胸节以下后根的传入冲动;楔束位于薄束外侧,传导中胸节以上后根传入的冲动。后索的上行纤维分层排列,由内向外依次为骶、腰、胸、颈的纤维(图2-18)。
图2-18 脊髓传导束
脊神经节细胞(第1级神经元)的周围突起自肌肉、肌腱、骨膜、关节、皮肤和皮下结缔组织的各种感觉末梢,中枢突经后根内侧部在后角尖的内侧进入脊髓后索,分为升支和降支,其中一部分纤维或其侧支可直接或间接止于前角运动神经元,形成单突触或多突触反射联系。后根纤维升支在后索形成薄束和楔束。其中部分纤维(25%)直接上行至延髓的薄束核和楔束核(第2级神经元),另一部分纤维可能直接或间接终止于脑干和小脑。
由薄束核和楔束核发出的二级纤维弯向前内,形成内弓状纤维,绕中央管的前方跨越中线,在延髓下部中缝核处交叉,即内侧丘系交叉,之后又折向上行,形成内侧丘系,向上经脑桥、中脑,终止于丘脑腹后外侧核(第3级神经元)。由丘脑腹后外侧核发出第3级纤维,经内囊后支投射到大脑皮质躯体感觉区。
后索病变的特征为病灶同侧病变部位以下意识性深部感觉和精细触觉减退或丧失,而痛觉、温觉保存,因此可以发生感觉性共济失调及后索性运动失调。
脊髓丘脑束:脊髓丘脑束位于脊髓侧索前部和脊髓前索后外侧,主要传导对侧半身的痛温觉和两侧的触、压等浅感觉。脊髓丘脑束的纤维分层排列,自外向内分别为骶、腰、胸和颈的纤维。
脊神经节细胞周围突起自皮肤、黏膜等处的各种感觉末梢,中枢突大部分经后根外侧部进入脊髓,在背外侧束中分为升支和降支,侧支进入同节或上、下1~3个脊髓节至后角边缘核、胶状质和后角固有核团。这些核团(主要是胶状质)发出的部分纤维组成背外侧束,其中的部分纤维参与完成脊髓节段内或节段间的反射,另一部分纤维是胶状质小神经元的节段间通路。
脊髓丘脑束纤维多数来自侧的后角边缘核和后角固有核,经白质前联合交叉至对侧的侧索和前索,分别形成脊髓丘脑侧束和脊髓丘脑前束。而传导内脏感觉、肛门和外生殖器区痛、温觉的一小部分纤维,不交叉而行至同侧侧索和前索内,并加入脊髓丘脑束中上行。粗略触觉和压觉,借双侧脊髓丘脑前索和侧索传导。
脊髓丘脑束中直达丘脑的纤维为长距离纤维,主要止于丘脑腹后外侧核,与之伴行的还有许多同样功能的短距纤维,终止于上位脊髓、脑干网状结构的神经元。长距离的脊髓丘脑侧束亦可发出侧支至网状结构,共同形成脊髓-网状结构-丘脑通路,传导较弥散和缺乏定位的痛觉。从丘脑腹后外侧核(第3级神经元)发出的纤维,经内囊后支投射到大脑皮质躯体感觉区。
在临床上,一侧脊髓丘脑束损伤,可以出现病灶对侧低于病变水平1~2个脊髓节段的痛觉、温觉障碍,内脏、肛门和外生殖器区常不明显,双侧触觉减退或正常。髓内病变,痛觉、温觉障碍自病变脊髓节段逐渐向身体下部扩展;髓外病变则痛觉、温觉障碍自身体下部向上扩展。
脊髓小脑束:脊髓小脑束位于侧索的外侧缘,传导无意识的深部感觉。分为脊髓小脑后束脊髓小脑前束。
脊髓小脑后束:传导来自肌梭、腱器官和触、压觉感受器的信息。起自肌梭者经Ⅰα类和Ⅱ类纤维传导;起自腱器官者经Ⅰ类纤维传导,脊神经节内相应神经元的中枢突经后根进入脊髓至胸核(T1~L2),由此核发出的纤维向外经同侧侧索后部周缘上行,形成脊髓小脑后束,经小脑下脚终止于小脑皮质。由下位腰神经和骶神经后根进入脊髓的纤维先行于薄束内,至胸核出现处,这些纤维再脱离薄束而进入脑核内。
脊髓小脑前束:主要传导来自腱器官的神经冲动,经Ⅰb类传入纤维至脊神经节内神经元,其中枢突经后根进入脊髓,可能止于后角内侧中间核和前角后外侧部边缘细胞。由这些细胞发出的纤维大部分经白质前联合交叉至对侧,形成对侧脊髓小脑前束,不交叉的纤维形成同侧脊髓小脑前束,上行至延髓时与脊髓小脑后束分离,经小脑上脚进入小脑,终止于小脑皮质。此外,近年来研究还发现楔小脑束、脊髓小脑侧束的功能,分别与小脑后束和前束相似,主要传导上肢肌肉运动觉和皮肤的触压觉至小脑。双侧脊髓小脑束损伤,可出现肌张力减低和共济运动失调。
脊髓的上行传导束还有:脊丘束(传导皮肤轻触觉和伤害性感觉信息,在人类此束极小或无)、脊髓顶盖束(脊丘束的一个侧副通路,传导躯体感觉至视觉和听觉有关的皮质下中枢)、脊髓网状束(属脊髓-网状结构-丘脑系,对保持意识的清醒起作用)、脊髓皮质束、脊髓橄榄束、脊髓前庭束、脊髓脑桥束和内脏感觉传导束等。
2)脊髓的下行传导束(运动传导束):
自脑的运动神经元发出,下行至脊髓,支配躯体运动和内脏运动,有调节肌张力和脊髓反射等功能。人类最大和最重要的下行传导束为锥体束(皮质脑干束和皮质脊髓束),支配骨骼肌的随意运动。
皮质脊髓束:大脑皮质运动区(4区)上2/3和旁中央小叶巨锥体细胞及运动前区(6区)和顶叶(3、1、2、5和7区)锥体细胞发出的纤维,组成皮质脊髓束,经过辐射冠逐渐集中到内囊后支的前2/3;下行至中脑时,位于大脑脚中3/5;继续下行经脑桥至延髓下端,大部分纤维交叉至对侧,下行于脊髓侧索中,形成皮质脊髓侧束;小部分不交叉的纤维下行至同侧脊髓前索中,形成皮质脊髓前束。
皮质脊髓侧束:皮质脊髓侧束(锥体侧束或锥体主束)位于脊髓小脑后束内侧和脊髓丘脑侧束的后方,在腰、骶髓因无脊髓小脑后束,皮质脊髓侧束位置变得表浅。皮质脊髓侧束在脊髓的纤维分层排列,由内向外依次为颈部、上肢、躯干和下肢(C、T、L、S)。此束在下行中,其纤维陆续进入同侧相应节段的脊髓灰质。其中大部分纤维(慢纤维)经中间神经元至前角运动神经元,小部分纤维(起自巨锥体细胞,快纤维)直接与前角运动神经元联络,形成单突触联系。皮质脊髓侧束主要支配同侧上、下肢的骨骼肌。此外可能有少量未经交叉的皮质脊髓束的纤维随皮质脊髓侧束下行,终止于同侧脊髓灰质或前角运动神经元。
皮质脊髓前束:皮质脊髓前束(锥体前束或直接锥体束)在同侧脊髓前索前正中裂的两侧下行,大部分纤维陆续经白质前联合交叉至对侧,终止于脊髓灰质或前角运动神经元;小部分纤维终止于同侧脊髓灰质或前角运动神经元。皮质脊髓前束存在于颈、胸髓,主要支配颈部和躯干的骨骼肌。
皮质脊髓束的纤维终止于颈、胸和腰髓者,分别为50%、20%和30%。支配骨骼肌的随意运动,对脊髓前角的α和γ运动神经元均有影响。一侧皮质脊髓束损伤时出现同侧病灶水平以下肢体的上运动神经元性瘫痪,而颈肌、躯干肌和会阴肌的随意运动不受影响。
红核脊髓束:自红核背侧部、中间部和腹外侧部发出的纤维,分别下行至颈髓、胸髓和腰髓髓,并终止于这些部位的脊髓网状核和胸核。在脊髓内,红核脊髓束位于皮质脊髓侧束的前方,两束纤维有部分混合。红核脊髓束可能是经多突触联系,控制对侧肢体的屈肌张力和协调运动。
网状脊髓束:网状脊髓束起自脑桥和延髓的网状核,少量纤维起自中脑的网状结构。此束分为网状脊髓内侧束(脑桥网状脊髓束)和网状脊髓外侧束(延髓网状脊髓束),前者的纤维不交叉,下行至脊髓前索内侧部;后者的纤维大部分交叉,下行至侧索中红核脊髓束的前方。网状脊髓束占脊髓全长,终止于胸核、中间带及前角内的大型和小型神经元。此束对脊髓的α和γ运动神经元有易化性或抑制性作用,借此可调整腱反射活动。此外,中缝核群含有5-羟色胺能神经元,它发出的纤维可能参与网状脊髓束,终止于后角边缘核和胶状质,有抑制后角神经元活动的作用。这一部分后角神经元与接受伤害性刺激和发出脊髓丘脑束有关,故推测可能参与镇痛。
前庭脊髓束:前庭脊髓束主要是起自前庭神经外侧核的不交叉纤维,其次是起自前庭神经内侧核的交叉纤维,位于脊髓前索内顶盖脊髓束的外侧,部分纤维伴随内侧纵束下行。前庭神经外侧核腹上部发出的纤维和前庭神经内侧核发出的纤维至颈髓;前庭神经外侧核的中间部发出的纤维至胸髓;背下部发出的纤维至腰、骶髓,终止于前角的大、小型神经元和胸核。前庭脊髓束的主要功能是易化同侧伸肌神经元和抑制屈肌神经元,调节肌张力及维持平衡反射。
内侧纵束:内侧纵束起自脑干的Casual中介核、前庭神经核、网状结构等,在脑干部含上、下行纤维;脊髓部主要为下行纤维,下行至前索的内侧部,终止于上颈髓节的前内侧运动神经元和中间带。内侧纵束的主要功能是协调头颈部肌肉和眼球运动与平衡姿势反射。
顶盖脊髓束:顶盖脊髓束起自上、下丘的深层,向前内绕过中央灰质,两侧纤维交叉,下行至内侧纵束的前方,大部分纤维终止于上部颈髓,少量纤维终止于下部颈髓。此束纤维进入灰质后,主要终止于前角内侧运动神经元和胸核,通过中间神经元影响前角运动神经元,执行视、听反射的传出通路。
内脏下行传导通路:下丘脑是调节内脏活动的皮质下中枢,发出细的薄髓鞘纤维,弥散下行于脊髓前索和侧索。内脏下行传导通路属多突触通路,与网状脊髓束和侧固有束密切联系,终止于中间外侧核,主要功能是调节内脏活动。下丘脑内的内脏运动神经核和孤束核发出的部分纤维,可直接投射到脊髓,这些纤维可能与内脏躯体反射有关。
3)脊髓固有束:
在脊髓内联系脊髓不同节段的短距离上、下行的纤维束,称固有束。固有束起自灰质内的联络神经元,其纤维走出灰质后立即分为升支与降支,升、降一定距离后,其末端及侧支又返回到灰质。它们位于脊髓的前索、侧索和后索的灰质附近,分别称为前、侧和后固有束。在颈膨大和上胸髓有位于薄束和楔束分界线处的束间束或逗号束;在腰髓有位于后正中隔中部的隔缘束或卵圆束;在骶髓有位于后正中隔边缘三角区内的三角束。固有束把同侧和对侧相邻脊髓节的神经冲动联系起来,是脊髓固有反射的基础,对脊髓的反射活动起重要作用。
(3)脊髓中央管:
脊髓中央管为细长的管道,内含脑脊液,位于脊髓灰质联合的中央,纵贯脊髓全长,管径非常细小,管壁衬以室管膜上皮。脊髓中央管上续第4脑室,下至脊髓圆锥下部扩大,形成一梭形膨大,称为终室,为盲管。
脊髓各种结构的形态和量,在颈、胸、腰、骶和尾髓节都有差异。如颈、腰膨大含有多量的灰质和白质。按灰质与白质的比例,颈髓的白质较多,而腰髓的灰质较多。
3.齿状韧带
齿状韧带是由软脊膜外层在脊髓前后根之间形成的一系列尖端向外的三角形皱襞,从脊髓侧方纵形的间沟内稀疏地向两边延伸,在脊髓的侧面组成两排三角形韧带,固定于蛛网膜和硬膜内面。齿状韧带结构以胶原纤维束为主,因此具有一定的弹性纤维,有固定脊髓、防止震荡和突然移位的作用,也是纤维管内手术的一个标志。脊髓靠两侧齿状韧带的悬系,漂浮于脑脊液之中,硬膜外腔的脂肪组织又形成良好的衬垫,因此脊髓不致受到震荡的影响。
解剖学发现,脊髓每侧齿状韧带齿的数目可为18~24个,其中20~22个者较多。颈椎的齿状韧带数目比较恒定,一般都是7个齿,与第1~7颈髓节相当。胸髓和腰髓的齿状韧带数目不恒定,有的在1个髓节的长度上有2个齿,但也有时1齿也没有。最后1个齿状韧带附着于硬脊膜的高度变动于腰2~3脊髓节的平面。
四、脊神经
1.脊神经根
脊神经根有31对,即颈神经8对、胸神经12对、腰神经5对、骶神经5对和尾神经1对。第1~7颈神经在相应椎骨的上缘穿出,第8颈神经在第7颈椎下缘穿出,胸、腰、骶、尾神经都在相应椎骨下缘穿出。
脊神经根的组成:每一脊神经根均由前根和后根汇集而成(图2-19)。脊神经后根又称背根,较大,其根丝亦较多,直径较粗,排列整齐,由发自后根节假单极细胞的中枢突构成。后根的外侧端紧靠两根联合处呈卵圆形膨大,称脊神经节,主要由神经元的细胞体集结而成。神经元的轴突很快分为两支,中央支组成后根进入脊髓,周围支随脊神经及其分支至皮肤、肌肉、肌腱、关节、韧带和骨膜等处的感受器。
图2-19 脊神经根组成
脊神经前根又称腹根,根丝松散,以不整齐的根丝从脊髓前外侧沟发出。脊神经前根主要是脊髓前柱内α运动神经元和γ运动神经元发出的躯体传出纤维,司骨骼肌的随意运动。在胸神经和第1、2腰神经的前根中,还含有从脊髓侧柱交感神经节前细胞发出的交感节前纤维;第2、3、4骶神经的前根内有由副交感节前细胞发出的副交感节前纤维。这些纤维职司内脏、血管和腺体的活动。在部分脊神经前根中也存在少量传入纤维,其细胞体也在脊神经节。这些传入纤维绝大多数为无髓的,有内脏传入纤维也有躯体传入纤维,可能与痛觉刺激传递有关。
2.脊神经纤维成分
前后根在椎间孔处汇合,形成混合性的脊神经总干,内含4种成分的纤维。
(1)躯体传出纤维:
起于脊髓灰质的前角运动神经核,支配骨骼肌的运动。
(2)躯体传入纤维:
起于脊神经节的假单极细胞,其中枢突经后根进入脊髓,周围突加入脊神经,传导来自皮肤的痛、温、触、压觉及肌肉、关节与韧带的本体(姿势)感觉。
(3)内脏传出纤维:
起于T1~L2脊髓侧角的细胞,经前根及交通支至相应的椎旁神经节或椎前神经节;自椎旁神经节发出的节后纤维以灰交通支至脊神经,支配平滑肌、心肌和腺体的活动。
(4)内脏传入纤维:
来自脊神经节的假单极细胞,其周围突随脊神经走行,或经白交通支随内脏传导神经走行,分布于心血管和内脏,传导内环境变化的各种信息。
3.脊神经支配
脊神经在椎间孔外侧分为前后两支,前支粗,构成颈、臂、腰、骶神经丛;后支细,向后行经骨纤维孔的外侧界分为内外侧支(图2-20、图2-21)。
图2-20 臂丛神经组成模式
图2-21 腰、骶神经丛组成模式
所有脊柱前肌肉皆由脊神经前支供应,胸下部及腰部的外侧横突间肌和颈部前、后横突间肌也由脊神经前支供应。脊柱部深组肌肉绝大部分由脊神经后支供应,枕下部肌也由第1颈神经后支供应。脊神经后支若干支神经供应肌肉以后,再分支供应脊柱部皮肤。
由第3颈神经到第3骶神经后支皆再分为内外支,向下斜行,供应低于穿出平面1~2节处的肌肉,内支供应内侧的肌肉,外支供应外侧的肌肉。内侧支较细,直径大约1mm,自后支发出后紧贴横突根部骨纤维孔下降,然后沿下位椎骨的上关节突外缘下行,进入乳突与副突之间的骨纤维管;该支进入骨纤维管后,行程类似S形,先行向上外,爬过骨坡,翻越骨嵴,转向内下,然后出管道的内口,随即发出分支至后关节、骶棘肌内侧束及回旋肌、多裂肌、棘间韧带和棘突。主干继续向下、内背侧走行,约下降3个椎骨平面,由后正中线附近穿出深筋膜至皮下。
外侧支较粗,直径1mm,发出后沿横突背面下行,自骶棘肌深面向下、外背侧穿行;在进入骶棘肌前,也有向同位和下位小关节发出关节分支。主干在骶棘肌中间束和外侧束之间穿出腰背筋膜,然后在骶棘肌外侧束表面继续下降2个椎骨平面至皮下;外侧支在皮下行程长,供应范围广,L1外侧支至髂嵴外侧下方;L2、L3外侧支跨髂嵴行臀部到股后;L3可延伸到腘窝上方;L4、L5外侧支经髂嵴、骶髂关节至骶后。臀上皮神经由L1-3后外侧组成,行经腰部,穿胸腰筋膜浅出,越髂嵴分布至臀区。
腰脊神经后支、后内侧支及全外侧支在其各自的行程中,分别通过骨纤维孔、骨纤维管或腰背筋膜裂隙,尤其是腰神经后内侧支骨纤维管内特殊的S形行程。正常情况下,这些孔道或裂隙其内径比所通过的血管神经大得多,且有疏松结缔组织充填,以保护血管神经通过时不受挤压,是其保护性结构。但是,构成孔道的肌腱或筋膜组织坚韧,缺乏弹性,当其受到损伤,发生出血、炎症改变、肿胀或出现瘢痕等病变时,孔道周围的组织因缺乏弹性而容易被撕裂,进而使孔道变形、缩窄甚至紧锁而挤压通过的神经。由于下位骨纤维孔内有横向的纤维束分隔,所以走行于腰背筋膜夹层中的神经纤维受压的可能性更大。而从结构上看,神经根包裹在一层薄膜中,无神经外膜抵御机械应力,故极易损伤。神经根受机械压迫后,可以造成神经内毛细血管通透性增高,导致水肿形成,从而使神经内压升高,影响神经根的营养输送,造成淤血或缺血。据研究,静脉淤血是造成神经根疼痛的一个重要因素,缺血对神经根的传导功能的影响更甚于压力本身。腰神经后支与前支共同组成腰神经根,所有对后支神经的激惹,均可通过神经反射引起腰腿痛等临床症状的出现。