نخاع

نخاع به عنوان بخشی کلیدی و حیاتی از دستگاه عصبی مرکزی، درون مجرای محافظتی ستون مهره‌ها قرار گرفته و وظیفه انتقال پیام‌های حسی و حرکتی میان مغز و سایر بخش‌های بدن را بر عهده دارد. در طول دوران رشد جنینی و نوزادی، سرعت رشد ستون مهره‌ها نسبت به خود نخاع بسیار بیشتر است؛ به همین دلیل، در افراد بالغ طول نخاع از طول ستون مهره‌ها کوتاه‌تر بوده و بخش پایانی آن در سطحی بالاتر قرار می‌گیرد. انتهای تحتانی نخاع در بالغین به ساختاری مخروطی شکل به نام مخروط انتهایی (conus medullaris) ختم می‌شود. این بخش مخروطی شکل معمولاً در سطح کنار تحتانی مهره L۱ کمری یا کنار فوقانی مهره L۲ کمری قرار دارد و بافت نخاع بیش از این سطح امتداد نمی‌یابد.

بافت حساس نخاع توسط سه لایه پرده محافظتی و پشتیبان به نام مننژ پوشانده شده است. داخلی‌ترین لایه، نرم‌شامه (pia mater) نام دارد که به طور کامل و محکم به بافت نخاع چسبیده و هم‌زمان با پایان یافتن مخروط انتهایی نخاع در سطح مهره‌های L۱-L۲ خاتمه می‌یابد. در مقابل، دو لایه بیرونی و مقاوم‌تر یعنی سخت‌شامه (dura mater) و عنکبوتیه (arachnoid mater) مسیر طولانی‌تری را طی کرده و تا سطح مهره دوم ساکرال (یعنی S۲) امتداد می‌یابند. به دلیل این اختلاف در سطح انتهای تحتانی نخاع و پایان این دو پرده، فضایی وسیع، ایمن و سرشار از مایع مغزی-نخاعی (CSF) در حد فاصل مهره‌های L۱ تا S۲ شکل می‌گیرد که به آن قنات کمری (lumbar cistern) می‌گویند. این فضا که ناشی از پهن شدن عنکبوتیه است، محل مناسبی برای اقدامات پزشکی به شمار می‌رود.

از راس مخروط انتهایی یعنی در سطح مهره L۲، استطاله‌ای ظریف و طناب‌مانند از جنس نرم‌شامه به نام نوار انتهایی (filum terminalis) شروع شده و با عبور از میان قنات کمری، تا اولین مهره کوکسیکس (دنبالچه) امتداد یافته و به آن متصل می‌شود تا نخاع را در جای خود فیکس کند. همچنین به دلیل کوتاه‌تر بودن طول نخاع نسبت به ستون مهره‌ها، ریشه‌های اعصاب انتهایی نخاع ناچارند برای خروج از مجرای مهره‌ای مربوطه، در فضای قنات کمری مسافت زیادی را به سمت پایین طی کنند. این ریشه‌های اعصاب انتهایی که برای خروج از ستون مهره به سمت پایین امتداد یافته و تا زیر مهره همنام خود پایین می‌روند، مجموعه‌ای شبیه به دم اسب ایجاد می‌کنند که الیاف دم اسبی (cauda equina) نامیده می‌شود.

ماده خاکستری نخاع در بخش مرکزی قرار گرفته و در مقطع عرضی شکلی شبیه به حرف H دارد که توسط ماده سفید احاطه شده است. این ماده خاکستری به بخش‌های عملکردی متفاوتی موسوم به شاخ تقسیم می‌شود. شاخ خلفی نقش دریافت پیام‌های حسی عمومی را ایفا می‌کند. شاخ قدامی وظایف حرکتی داشته و محل استقرار نورون‌های حرکتی است؛ به گونه‌ای که جسم سلولی آخرین نورون حرکتی در مسیر حرکتی نزولی در این شاخ قرار دارد. شاخ طرفی نخاع که حاوی نورون‌های پیش‌گانگلیونی سمپاتیک است، در تمامی سگمان‌ها وجود ندارد و تنها به سگمان‌های T۱ تا L۲ محدود می‌شود. برای مثال، شاخ طرفی در سگمان T۵ مستقر بوده و این نورون‌های سمپاتیک را در خود جای داده است.

درون این شاخ‌های خاکستری، هسته‌های عملکردی متفاوتی قرار گرفته‌اند که هر کدام وظایف خاصی را در پردازش سیگنال‌ها بر عهده دارند. در شاخ خلفی، هسته پروپریوس (nucleus proprius) قرار دارد که در تمام طول نخاع امتداد یافته است. هسته کلارک یا پشتی (nucleus dorsalis) نیز در شاخ خلفی قرار گرفته، اما گستره آن تنها از سگمان C۸ گردنی تا سگمان سوم کمری یعنی L۳ است. آکسون‌های هسته کلارک وظیفه عصب‌دهی به راه نخاعی-مخچه‌ای خلفی (posterior spinocerebellar tract) را بر عهده دارند. در شاخ قدامی نیز هسته‌های حرکتی مهمی مستقر هستند؛ از جمله هسته فرنیک (phrenic nucleus) در سگمان‌های C۳ تا C۵ که به دیافراگم عصب می‌دهد و هسته اکسسوری (accessory nucleus) در پنج سگمان اول گردنی (یعنی C۱ تا C۵) که عصب‌دهی عصب حرکتی زوج یازده مغزی (عصب اکسسوری نخاعی) را تامین می‌کند.

ریشه‌های عصب نخاعی (rootlets) از اتصال بخش‌های قدامی و خلفی پدید می‌آیند و ساختار متفاوتی دارند. ریشه‌های خلفی از دندریت‌های نورون‌های حسی تشکیل می‌شوند که اطلاعات حسی را به شاخ خلفی منتقل می‌کنند، در حالی که ریشه‌های قدامی از آکسون‌های نورون‌های حرکتی منشا می‌گیرند که پیام‌های حرکتی را از شاخ قدامی به عضلات هدایت می‌کنند. پس از خروج این ریشه‌ها و تشکیل عصب نخاعی، نحوه خروج آن‌ها از ستون مهره‌ها نیز متفاوت است؛ به عنوان نمونه، اعصاب نخاعی سینه‌ای (thoracic nerves) برخلاف اعصاب گردنی، از فضای زیر مهره‌ی هم‌شماره خود از ستون مهره‌ها خارج می‌شوند.

سیستم حسی نخاع وظیفه انتقال اطلاعات محیطی به مغز را بر عهده دارد. در تمامی مسیرهای حسی عمومی، جسم سلولی اولین نورون حسی خارج از ماده خاکستری نخاع و در عقده شوکی (DRG) قرار گرفته است. اولین مسیر بزرگ حسی، سیستم ستون خلفی-لمینیسکوس داخلی است که حس‌های لمس دقیق، ارتعاش و حس عمقی خودآگاه را از اندام‌ها منتقل می‌کند. آکسون نورون اول بدون ایجاد سیناپس در نخاع، وارد طناب خلفی شده و صعود می‌کند. این مسیر به دو بخش تقسیم می‌شود: دسته گراسیلیس (fasciculus gracilis) که پیام‌های اندام تحتانی را صعود می‌دهد و دسته کونئاتوس (fasciculus cuneatus) که پیام‌های مربوط به اندام فوقانی را منتقل می‌کند. آسیب به هسته کونئاتوس در بصل‌النخاع، موجب اختلال در انتقال حس عمقی خودآگاه اندام فوقانی می‌شود.

آکسون‌های صعودکننده در طناب خلفی سرانجام در هسته‌های گراسیلیس و کونئاتوس واقع در بصل‌النخاع (مدولا) با نورون دوم حسی سیناپس می‌دهند. آکسون‌های نورون دوم پس از خروج از این هسته‌ها، در بصل‌النخاع تقاطع کرده و با تشکیل دسته‌ای به نام نوار ریلی داخلی یا لمینیسکوس داخلی (medial lemniscus) به سمت تالاموس می‌روند و با نورون سوم در هسته VPL تالاموس سیناپس برقرار می‌کنند. در مقابل، مسیر انتقال حس درد و حرارت یعنی راه نخاعی-تالاموسی جانبی (lateral spinothalamic tract) رفتار متفاوتی دارد. در این راه، نورون اول در عقده شوکی با نورون دوم در شاخ خلفی نخاع سیناپس می‌دهد. سپس آکسون‌های نورون دوم از طریق رابط سفید (white commissure) نخاع تقاطع کرده و در طناب طرفی سمت مقابل صعود می‌نمایند.

علاوه بر راه جانبی، راه نخاعی-تالاموسی قدامی (anterior spinothalamic tract) نیز وجود دارد که اطلاعات مربوط به لمس غیردقیق و فشار را منتقل می‌کند. آکسون‌های نورون‌های دوم این مسیر نیز در نخاع تقاطع می‌کنند. در نهایت، راه‌های نخاعی-تالاموسی قدامی و جانبی در بخش پایینی بصل‌النخاع با یکدیگر تلفیق شده و لمینیسکوس نخاعی (spinal lemniscus) را پدید می‌آورند (لازم به ذکر است که راه نخاعی-بامی یا spinotectal هیچ مشارکتی در تشکیل این ساختار ندارد). نورون سوم در هر دو مسیر انتقال لمس دقیق و درد/حرارت در هسته VPL تالاموس مستقر است و اطلاعات را برای درک نهایی به قشر حسی مخ ارسال می‌کند.

ماده سفید نخاع که در اطراف بخش مرکزی ماده خاکستری قرار گرفته است، از الیاف عصبی میلین‌دار تشکیل شده و به عنوان مسیر اصلی عبور راه‌های عصبی صعودی (حسی) و نزولی (حرکتی) عمل می‌کند. این ماده سفید در هر سمت به سه ناحیه مجزا به نام‌های طناب قدامی، طناب طرفی و طناب خلفی تقسیم می‌شود. راه‌های حرکتی نزولی اطلاعات و دستورات حرکتی را از مراکز عالی مغز به نخاع انتقال می‌دهند. کل این مسیر حرکتی نزولی از قشر مخ آغاز شده و به سمت پایین امتداد می‌یابد تا سرانجام با جسم سلولی آخرین نورون حرکتی مستقر در شاخ قدامی نخاع سیناپس برقرار کند. این نورون مستقر در شاخ قدامی، دستورات نهایی انقباض را به عضلات محیطی منتقل می‌نماید.

این راه‌های حرکتی نزولی به صورت بسیار منظم در طناب‌های مختلف ماده سفید توزیع شده‌اند. برای مثال، راه دهلیزی-نخاعی (vestibulospinal tract) که نقش مهمی در کنترل وضعیت بدن و حفظ تعادل دارد، جزء راه‌های نزولی طناب قدامی نخاع به شمار رفته و در این طناب مستقر است. در مقابل، راه قرمزی-نخاعی (rubrospinal tract) راه حرکتی نزولی دیگری است که از طناب طرفی نخاع عبور می‌کند و برخلاف راه دهلیزی-نخاعی، در طناب قدامی قرار نگرفته است. آسیب به هر یک از این طناب‌ها می‌تواند اثرات متفاوتی بر کنترل حرکتی عضلات هم‌سو داشته باشد.

علاوه بر راه‌های نزولی حرکتی، راه‌های صعودی حسی مهمی نیز در ماده سفید عبور می‌کنند. از جمله این راه‌ها، راه‌های نخاعی-مخچه‌ای قدامی و خلفی (anterior & posterior spinocerebellar tracts) هستند که پیام‌های مرتبط با حس عمقی ناخودآگاه را از مفاصل و عضلات به مخچه حمل می‌کنند. نکته آناتومیک بسیار کلیدی و کنکوری این است که هر دو راه نخاعی-مخچه‌ای قدامی و خلفی در طناب طرفی نخاع صعود می‌کنند. بنابراین، طناب طرفی نخاع یک شاهراه ارتباطی مشترک است که همزمان محل عبور راه‌های نزولی حرکتی (مانند راه قرمزی-نخاعی) و راه‌های صعودی حسی (مانند راه‌های نخاعی-مخچه‌ای قدامی و خلفی) می‌باشد و هماهنگی‌های حرکتی بدن را میسر می‌سازد.

آسیب‌های نخاعی می‌توانند علائم بالینی بسیار متمایزی بر اساس محل ضایعه ایجاد کنند. یکی از معروف‌ترین این آسیب‌ها، سندرم نیمه قطع نخاع (Brown-Séquard syndrome) است. به عنوان مثال، اگر آسیب در نیمه راست نخاع و در سطح سگمان T۲ رخ دهد، منجر به علائم زیر در بدن می‌گردد: اول، فلج حرکتی در همان سمت آسیب یعنی نیمه راست بدن ایجاد می‌شود، زیرا راه‌های نزولی حرکتی پیش از این در بصل‌النخاع تقاطع کرده‌اند. دوم، حس لمس دقیق در همان سمت آسیب (نیمه راست بدن) مختل می‌شود، چون فیبرهای این حس به صورت هم‌سو صعود می‌کنند. سوم، حس عمقی ناخودآگاه در همان سمت آسیب (اندام تحتانی راست) دچار اختلال می‌گردد، زیرا راه‌های نخاعی-مخچه‌ای اطلاعات را به صورت هم‌سو منتقل می‌کنند. چهارم، حس درد در سمت مقابل آسیب یعنی نیمه چپ بدن در زیر سطح ضایعه مختل می‌گردد، زیرا فیبرهای درد پس از ورود به نخاع بلافاصله تقاطع کرده و از سمت مقابل صعود می‌کنند.

بیماری بالینی مهم دیگری که نخاع را درگیر می‌کند، سیرنگومایلیا (Syringomyelia) نام دارد. این بیماری به علت وجود یک انسداد فشارنده در کانال نخاعی و به دنبال آن اتساع موضعی کانال نخاعی در منطقه‌ای محدود بروز می‌کند. فشار ناشی از این اتساع ابتدا به فیبرهای عصبی در حال تقاطع در مرکز نخاع آسیب می‌رساند. تظاهرات و از دست رفتن حس‌ها در بیماری سیرنگومایلیا همواره قرینه نیست و معمولاً به صورت غیرقرینه در بدن ظاهر می‌شود. علاوه بر این، به علت درگیری اعصاب سمپاتیک و پاراسمپاتیک در جریان این بیماری، علائم سیستم عصبی خودمختار یا اتونوم نیز در بیماران بروز می‌نماید. این علائم اتونوم شامل نوسانات و دمای غیرطبیعی بدن و تعریق غیرطبیعی در نواحی درگیر بدن است که کیفیت زندگی فرد را به شدت تحت تاثیر قرار می‌دهد.

بنابراین، بررسی علائم بالینی بیماران نخاعی ابزار تشخیصی بسیار قدرتمندی برای کادر درمان فراهم می‌کند. تفاوت در قرینگی علائم حسی و حرکتی، و همچنین حضور یا عدم حضور علائم اتونوم به پزشکان اجازه می‌دهد تا بین ضایعاتی مانند نیمه قطع نخاع (با علائم حسی-حرکتی یک‌طرفه و متقاطع واضح) و ضایعات مرکزی مانند سیرنگومایلیا (با تغییرات غیرقرینه و علائم اتونوم مشخص) تمایز قائل شوند.