13.3 Blóðrás og miðtaugakerfið

13.3 Blóðrás og miðtaugakerfið

Miðtaugakerfið er lífsnauðsynlegt fyrir starfsemi líkamans og hvers kyns skerðing í heila eða mænu getur valdið alvarlegum vanda. Blóðflæði miðtaugakerfisins nýtur sérstakrar verndar, eins og blóð-heilaþröskuldurinn gefur til kynna. Starfsemi miðtaugavefsins skiptir sköpum fyrir lifun lífverunnar og því mega efni í blóðinu ekki berast óhindrað inn í hann. Strangt er stjórnað hvaða efni mega fara úr almennu blóðrásinni inn í heila og mænu til að verja svæðið gegn eiturefnum og sýklum sem kunna að berast með blóðinu. Þessi sérstaða krefst sérhæfðra bygginga sem viðhalda blóðrásinni. Fyrst er þar einstakt skipulag æða sem flytja súrefnisríkt blóð inn í miðtaugakerfið. Auk blóðveitunnar síar miðtaugakerfið blóðið og myndar heila- og mænuvökva (CSF), sem streymir síðan um holrými heilans og mænunnar sem nefnast heilahólf og miðgöng.

Blóðveita heilans

Súrefnisskortur í miðtaugakerfi getur haft skelfilegar afleiðingar og hjarta- og æðakerfið býr yfir sérstökum stjórnviðbrögðum sem tryggja að blóðveitan rofni ekki. Blóð getur borist inn í miðtaugakerfið eftir fleiri en einni leið og sérhæfingar vernda blóðveituna og hámarka möguleika heilans á samfelldu gegnflæði.

Slagæðablóðveita

Ósæðin er meginæðin sem flytur nýsúrefnisríkt blóð frá hjartanu. Fyrstu greinar hennar sjá hjartanu sjálfu fyrir næringarefnum og súrefni. Næstu greinar mynda hálssamslagæðarnar, sem greinast síðan í innri hálsslagæðar. Ytri hálsslagæðarnar sjá vefjum á yfirborði höfuðkúpunnar fyrir blóði. Við rætur hálssamslagæðanna eru tognemar sem bregðast samstundis við blóðþrýstingsfalli þegar staðið er upp. Réttstöðuviðbragðið svarar þessari breytingu á líkamsstöðu og viðheldur blóðþrýstingi gegn auknum áhrifum þyngdaraflsins (orthostatic merkir „uppréttur“). Hjartsláttartíðnin eykst fyrir tilstilli viðbragðs í semjuhluta ósjálfráða taugakerfisins og hækkar þannig blóðþrýsting.

Bláæðabakflæði

Verndarhimnur heila og mænu

Bast

Bastið er sterk ytri himna sem hylur heilann líkt og þykk hetta. Latneska heitið dura mater merkir „hörð móðir“ og vísar til þess hve öfluga efnislega vernd himnan veitir. Hún umlykur allt miðtaugakerfið og helstu æðar sem ganga inn í höfuðkúpu og mænuhol. Bastið festist beint við innra yfirborð höfuðkúpubeina og neðsta enda mænuholsins.

Bastið myndar fellingar sem ganga inn í stórar glufur heilans. Tvær þeirra ganga inn í miðlínuskil stórheila og litla heila. Ein myndar hillulaga tjald milli hnakkablaða stórheilans og litla heilans og önnur umlykur heiladingulinn. Bastið umlykur og styður einnig bláæðastokkana.

Skúm

Miðlag heilahimnanna er skúmið, sem dregur nafn sitt af köngulóarvefslíkum bjálkum milli þess og reifanna. Skúmið afmarkar sekklaga hylki um miðtaugakerfið. Bjálkarnir liggja í innanskúmsbilinu, sem er fyllt heila- og mænuvökva í hringrás. Skúmið gengur inn í baststokkana sem skúmkorn, þar sem heila- og mænuvökvinn síast aftur í blóðið og berst út úr taugakerfinu.

Innanskúmsbilið er fyllt heila- og mænuvökva í hringrás sem myndar jafnframt vökvapúða um heila og mænu. Líkt og við klínískar blóðrannsóknir má taka sýni úr vökvanum og leita að efnafræðilegum vísbendingum um taugasjúkdóm eða efnaskiptaleifum lífefnafræðilegrar starfsemi taugavefs.

Reifar

Þunnar trefjareifar þekja ytra yfirborð miðtaugakerfisins. Talið er að þær hafi samfellt frumulag sem myndar vökvaþétta himnu. Latneska heitið pia mater merkir „mild móðir“ og vísar til þess að þunna himnan umlykur heilann mjúklega. Reifarnar ganga inn í allar fellingar miðtaugakerfisins og klæða skorur heilabarkar og barkar litla heila. Frá neðri enda mænunnar, sem liggur á efra lendarsvæði hryggsúlunnar, nær grannur þráður að spjaldenda hryggsúlunnar. Þar sem mænan nær ekki niður um neðra lendarsvæði hryggsúlunnar má stinga nál í gegnum bast og skúm og taka heila- og mænuvökva án þess að skaða miðvef mænunnar. Aðgerðin nefnist mænuástunga. Æðarnar sem næra miðtaugavefinn liggja milli reifanna og taugavefsins.

Heilahólfakerfið

Heila- og mænuvökvi (CSF) streymir um og umhverfis allt miðtaugakerfið. Í öðrum vefjum síast vatn og smásameindir um háræðar og mynda megnið af millifrumuvökvanum. Í heilanum myndast heila- og mænuvökvi í sérhæfðum byggingum, streymir um taugavef miðtaugakerfisins og er samfelldur millifrumuvökvanum. Hann fjarlægir efnaskiptaúrgang úr millifrumuvökva taugavefja og flytur hann aftur í blóðrásina. Heilahólfin eru opin rými í heilanum þar sem vökvinn streymir. Í sumum þeirra myndast hann með síun blóðs um sérhæfða himnu sem nefnist æðaflækja. Vökvinn streymir um öll heilahólfin og berst að lokum inn í innanskúmsbilið þar sem hann er endurupptekinn í blóðið.

Heilahólfin

Þegar telencephalon stækkar og vex inn í höfuðkúpuholið takmarkast það af rýminu innan höfuðkúpunnar. Telencephalon er fremsta svæði hinnar upprunalegu taugapípu en getur ekki vaxið fram fyrir ennisbein höfuðkúpunnar. Stórheilinn lagar sig að rýminu og verður C-laga um ennis-, hvirfil-, hnakka- og loks gagnaugasvæði. Rýmið innan telencephalon teygist í sömu C-lögun. Hliðarheilahólfin tvö liggja vinstra og hægra megin og voru áður nefnd fyrsta og annað heilahólf. Millihólfagötin tengja fremri hluta hliðarheilahólfanna við þriðja heilahólfið.

Þriðja heilahólfið afmarkast af miðlægum veggjum undirstúku og stúku. Í flestum heilum snertast stúkurnar tvær í miðjunni og mynda stúknasamloðun sem þriðja heilahólfið umlykur. Heilavatnsrásin opnast rétt neðan uppstúkunnar og liggur um miðheilann. Miðheilasúð og miðheilahulda mynda þak og gólf rásarinnar. Hún opnast í fjórða heilahólfið. Gólf fjórða heilahólfsins er baklægt yfirborð brúar og efri hluta mænukylfu, þar sem gráa efnið myndar framhald miðheilahuldunnar. Fjórða heilahólfið mjókkar síðan og verður að miðgöngum mænunnar.

Heilahólfakerfið opnast úr fjórða heilahólfinu inn í innanskúmsbilið. Eitt miðop og tvö hliðlæg op tengja það við innanskúmsbilið svo heila- og mænuvökvinn geti streymt um heilahólfin og umhverfis ytra borð miðtaugakerfisins. Vökvinn myndast í heilahólfunum í sérhæfðri himnu sem nefnist æðaflækja. Heilahólfsþekjufrumur, ein gerð tróðfrumna sem lýst var í inngangi að taugakerfinu, umlykja háræðar og sía blóðið til að mynda heila- og mænuvökva. Vökvinn er tær lausn sem inniheldur takmarkað magn efnisþátta blóðsins. Hann er að mestu vatn, smásameindir og rafkleyfar. Súrefni og koltvíoxíð leysast í vökvanum líkt og í blóði og geta flætt milli hans og taugavefsins.

Hringrás heila- og mænuvökva

Æðaflækjur eru í öllum fjórum heilahólfunum. Við krufningu líta þær út sem mjúkar, loðnar byggingar sem kunna enn að vera bleikar eftir því hve vel blóðrásarkerfið var tæmt við undirbúning vefsins. Heila- og mænuvökvinn myndast úr efnisþáttum sem teknir eru úr blóðinu og flæði hans úr heilahólfunum fylgir því púlsi hjarta- og æðakerfisins.

Frá hliðarheilahólfunum streymir heila- og mænuvökvinn inn í þriðja heilahólfið, þar sem meiri vökvi myndast, og síðan um heilavatnsrásina inn í fjórða heilahólfið, þar sem enn meira bætist við. Aðeins örlítið magn síast í hverri æðaflækju í senn, samtals um 500 millilítrar á dag, en myndunin er samfelld og vökvinn púlsar um heilahólfakerfið svo hann helst á hreyfingu. Frá fjórða heilahólfinu getur hann haldið niður miðgöng mænunnar, en þau eru í raun blindgata. Mestur hluti vökvans yfirgefur því heilahólfakerfið og fer um miðopið og hliðlægu opin inn í innanskúmsbilið.