الحبل الشوكي

ينقسم الحبل الشوكي البشري إلى قطاعات تتشكل فيها أزواج من الأعصاب الشوكية (مختلطة؛ حسية وحركية). تتفرع من ستة إلى ثمانية جذور عصبية حركية من التلم البطني الجانبي الأيمن والأيسر بشكل منتظم للغاية. تتحد هذه الجذور العصبية لتكوين جذور عصبية. وبالمثل، تتشكل الجذور العصبية الحسية من التلم الظهري الجانبي الأيمن والأيسر لتكوين جذور عصبية حسية. تتحد الجذور البطنية (الحركية) والظهرية (الحسية) لتكوين أعصاب شوكية (مختلطة؛ حركية وحسية)، واحد على كل جانب من الحبل الشوكي. تتشكل الأعصاب الشوكية، باستثناء C1 وC2، داخل الثقبة بين الفقرات . تشكل هذه الجذور الحد الفاصل بين الجهاز العصبي المركزي والجهاز العصبي المحيطي. ^{[ 6 ]}

عمومًا، لا تتطابق أجزاء الحبل الشوكي مع مستويات الفقرات العظمية. فبما أن الحبل الشوكي ينتهي عند مستوى الفقرتين القطنيتين الأولى والثانية (L1-L2)، فإن أجزاءه الأخرى تقع أعلى من جسم الفقرة العظمية المقابلة لها. على سبيل المثال، يقع الجزء الشوكي T11 أعلى من الفقرة T11 العظمية، ويقع الجزء الشوكي العجزي أعلى من جسم الفقرة القطنية الأولى (L1). ^{[ 7 ]}

تتخذ الأعمدة الرمادية (ثلاث مناطق من المادة الرمادية) في مركز الحبل الشوكي شكل فراشة، وتتكون من أجسام خلايا عصبية بينية ، وخلايا عصبية حركية، وخلايا دبقية، ومحاور عصبية غير مغلفة بالميالين. وتظهر الأعمدة الرمادية الأمامية والخلفية كبروزات من المادة الرمادية، وتُعرف أيضاً بقرون الحبل الشوكي.

تقع المادة البيضاء خارج المادة الرمادية، وتتكون بالكامل تقريباً من محاور عصبية حركية وحسية مغلفة بالميالين. تحمل أعمدة المادة البيضاء، المعروفة بالحبال، المعلومات إما صعوداً أو هبوطاً في الحبل الشوكي.

ينتهي الحبل الشوكي في منطقة تُسمى المخروط النخاعي ، بينما تمتد الأم الحنون كخيط طرفي يُسمى الخيط الانتهائي ، والذي يربط الحبل الشوكي بعظم العصعص . ذيل الفرس هو مجموعة من الأعصاب أسفل المخروط النخاعي، تستمر في المرور عبر العمود الفقري إلى عظم العصعص. يتشكل ذيل الفرس لأن الحبل الشوكي يتوقف عن النمو طوليًا عند سن الرابعة تقريبًا، على الرغم من استمرار نمو العمود الفقري حتى سن البلوغ. ينتج عن ذلك أن الأعصاب الشوكية العجزية تنشأ في المنطقة القطنية العلوية. لهذا السبب، يشغل الحبل الشوكي ثلثي القناة الفقرية فقط. يمتلئ الجزء السفلي من القناة الفقرية بالسائل النخاعي، وتُسمى هذه المساحة بالصهريج القطني. ^{[ 8 ]}

Within the central nervous system (CNS), nerve cell bodies are generally organized into functional clusters, called nuclei, their axons are grouped into tracts.

There are 31 spinal cord nerve segments in a human spinal cord:

• 8 cervical segments forming 8 pairs of cervical nerves (C1 spinal nerves exit the spinal column between the foramen magnum and the C1 vertebra; C2 nerves exit between the posterior arch of the C1 vertebra and the lamina of C2; C3–C8 spinal nerves pass through the intervertebral foramen above their corresponding cervical vertebrae, with the exception of the C8 pair which exit between the C7 and T1 vertebrae)
• 12 thoracic segments forming 12 pairs of thoracic nerves
• 5 lumbar segments forming 5 pairs of lumbar nerves
• 5 sacral segments forming 5 pairs of sacral nerves
• 1 coccygeal segment

In the fetus, vertebral segments correspond with spinal cord segments. However, because the vertebral column grows longer than the spinal cord, spinal cord segments do not correspond to vertebral segments in the adult, particularly in the lower spinal cord. For example, lumbar and sacral spinal cord segments are found between vertebral levels T9 and L2, and the spinal cord ends around the L1/L2 vertebral level, forming a structure known as the conus medullaris.

Although the spinal cord cell bodies end around the L1/L2 vertebral level, the spinal nerves for each segment exit at the level of the corresponding vertebra. For the nerves of the lower spinal cord, this means that they exit the vertebral column much lower (more caudally) than their roots. As these nerves travel from their respective roots to their point of exit from the vertebral column, the nerves of the lower spinal segments form a bundle called the cauda equina.

There are two regions where the spinal cord enlarges:

• Cervical enlargement – corresponds roughly to the brachial plexus nerves, which innervate the upper limb. It includes spinal cord segments from about C4 to T1. The vertebral levels of the enlargement are roughly the same (C4 to T1).
• Lumbar enlargement – corresponds to the lumbosacral plexus nerves, which innervate the lower limb. It comprises the spinal cord segments from L2 to S3 and is found about the vertebral levels of T9 to T12.

يتغذى الحبل الشوكي بالدم من ثلاثة شرايين تمتد على طوله بدءًا من الدماغ، بالإضافة إلى العديد من الشرايين التي تقترب منه عبر جانبي العمود الفقري. الشرايين الطولية الثلاثة هي الشريان الشوكي الأمامي ، والشريانان الشوكيان الخلفيان الأيمن والأيسر . ^{[ 11 ]} تسير هذه الشرايين في الحيز تحت العنكبوتية وتتفرع إلى الحبل الشوكي. وتشكل هذه الشرايين وصلات (تفاغرات) عبر الشرايين النخاعية القطعية الأمامية والخلفية ، التي تدخل الحبل الشوكي عند نقاط مختلفة على طوله. ^{[ 11 ]} إن تدفق الدم الفعلي باتجاه الذيل عبر هذه الشرايين، والناتج عن الدورة الدموية الدماغية الخلفية، غير كافٍ لتغذية الحبل الشوكي بعد القطع العنقية.

يأتي الجزء الأكبر من التروية الدموية الشريانية للنخاع الشوكي أسفل منطقة العنق من الشرايين الجذرية الخلفية والأمامية المرتبة شعاعيًا ، والتي تمتد إلى النخاع الشوكي بمحاذاة الجذور العصبية الظهرية والبطنية، ولكنها، باستثناء واحد، لا تتصل مباشرة بأي من الشرايين الطولية الثلاثة. ^{[ 11 ]} تنشأ هذه الشرايين الجذرية الوربية والقطنية من الأبهر، وتوفر تفاغرات رئيسية، وتُكمل تدفق الدم إلى النخاع الشوكي. في البشر، يُعرف أكبر الشرايين الجذرية الأمامية باسم شريان آدمكيويتش ، أو الشريان الجذري الأمامي الكبير (ARM)، والذي ينشأ عادةً بين الفقرتين القطنيتين الأولى والثانية (L1 وL2)، ولكنه قد ينشأ في أي مكان بين الفقرتين الصدريتين التاسعة (T9) والقطنية الخامسة (L5). ^{[ 12 ]} يمكن أن يؤدي ضعف تدفق الدم عبر هذه الشرايين الجذرية الحرجة، وخاصة أثناء العمليات الجراحية التي تنطوي على انقطاع مفاجئ لتدفق الدم عبر الشريان الأورطي على سبيل المثال أثناء إصلاح تمدد الأوعية الدموية الأورطية، إلى احتشاء الحبل الشوكي والشلل السفلي.

يوجد مساران حسيان جسديان صاعدان في الحبل الشوكي. مسار العمود الظهري - الشريط الإنسي (مسار DCML)، والنظام الأمامي الجانبي (ALS). ^{[ 18 ]}

المسارات النازلة مسؤولة عن نقل المعلومات الحركية. تتكون هذه المسارات من عصبونين: العصبون الحركي العلوي والعصبون الحركي السفلي. ^{[ 19 ]} تنتقل الإشارة العصبية عبر العصبون الحركي العلوي حتى تتشابك مع العصبون الحركي السفلي في النخاع الشوكي. بعد ذلك، ينقل العصبون الحركي السفلي الإشارة العصبية إلى الجذر الشوكي، حيث تحمل الألياف العصبية الصادرة الإشارة الحركية باتجاه العضلة المستهدفة. تتكون المسارات النازلة من المادة البيضاء. وتوجد عدة مسارات نازلة تؤدي وظائف مختلفة. المسارات القشرية الشوكية (الجانبية والأمامية) مسؤولة عن تنسيق حركات الأطراف. ^{[ 19 ]}

يعمل المسار القشري النخاعي كمسار حركي لإشارات الخلايا العصبية الحركية العليا القادمة من القشرة المخية ومن النوى الحركية البدائية لجذع الدماغ.

تنشأ الخلايا العصبية الحركية العلوية القشرية من مناطق برودمان 1 و2 و3 و4 و6، ثم تنزل في الطرف الخلفي للمحفظة الداخلية ، عبر ساق المخ ، نزولًا عبر الجسر، وصولًا إلى أهرامات النخاع المستطيل ، حيث يعبر حوالي 90% من المحاور إلى الجانب المقابل عند تصالب الأهرامات. ثم تنزل هذه المحاور على شكل السبيل القشري النخاعي الجانبي. تتشابك هذه المحاور مع الخلايا العصبية الحركية السفلية في القرون البطنية لجميع مستويات النخاع الشوكي. أما النسبة المتبقية البالغة 10% من المحاور فتنزل على الجانب نفسه على شكل السبيل القشري النخاعي البطني. وتتشابك هذه المحاور أيضًا مع الخلايا العصبية الحركية السفلية في القرون البطنية. ويعبر معظمها إلى الجانب المقابل من النخاع (عبر التصالب الأبيض الأمامي ) قبل التشابك مباشرةً.

تتضمن نوى الدماغ المتوسط ​​أربعة مسارات حركية تُرسل محاور الخلايا العصبية الحركية العلوية عبر الحبل الشوكي إلى الخلايا العصبية الحركية السفلية. هذه المسارات هي: المسار الأحمر الشوكي ، والمسار الدهليزي الشوكي ، والمسار السقفي الشوكي ، والمسار الشبكي الشوكي . ينزل المسار الأحمر الشوكي مع المسار القشري الشوكي الجانبي، بينما تنزل المسارات الثلاثة المتبقية مع المسار القشري الشوكي الأمامي.

يمكن تقسيم وظيفة الخلايا العصبية الحركية السفلية إلى مجموعتين: السبيل القشري النخاعي الجانبي والسبيل القشري النخاعي الأمامي. يحتوي السبيل الجانبي على محاور الخلايا العصبية الحركية العلوية التي تتشابك مع الخلايا العصبية الحركية السفلية الظهرية الجانبية. تُشارك هذه الخلايا في التحكم بالأطراف البعيدة ، ولذلك، توجد تحديدًا في التضخمات العنقية والقطنية العجزية داخل النخاع الشوكي. لا يحدث تصالب في السبيل القشري النخاعي الجانبي بعد التصالب عند الأهرامات النخاعية.

ينزل المسار القشري النخاعي الأمامي على نفس الجانب في العمود الأمامي، حيث تخرج المحاور العصبية وتتشابك إما مع الخلايا العصبية الحركية البطنية الإنسية السفلية في القرن البطني على نفس الجانب، أو تعبر التصالب الأبيض الأمامي حيث تتشابك مع الخلايا العصبية الحركية البطنية الإنسية السفلية على الجانب المقابل . أما المسارات التكتوسبينية والدهليزية النخاعية والشبكية النخاعية فتنزل على نفس الجانب في العمود الأمامي، لكنها لا تتشابك عبر التصالب الأبيض الأمامي، بل تتشابك فقط مع الخلايا العصبية الحركية البطنية الإنسية السفلية على نفس الجانب. تتحكم الخلايا العصبية الحركية البطنية الإنسية السفلية في العضلات الكبيرة المسؤولة عن وضعية الجسم في الهيكل العظمي المحوري . وتوجد هذه الخلايا العصبية الحركية السفلية، على عكس تلك الموجودة في المسار الظهري الظهري، في القرن البطني على امتداد الحبل الشوكي.

قد تحدث إصابات الحبل الشوكي نتيجة صدمة في العمود الفقري (كالتمدد، والكدمات، والضغط، والقطع، والتمزق، وغيرها). قد تتحطم عظام الفقرات أو الأقراص بين الفقرات ، مما يؤدي إلى ثقب الحبل الشوكي بشظية عظمية حادة . عادةً ما يعاني ضحايا إصابات الحبل الشوكي من فقدان الإحساس في أجزاء معينة من الجسم. في الحالات الأقل خطورة، قد يقتصر فقدان الإحساس على اليد أو القدم. أما الإصابات الأكثر خطورة فقد تؤدي إلى شلل نصفي سفلي ، أو شلل رباعي، أو شلل كامل للجسم أسفل موضع إصابة الحبل الشوكي.

يؤدي تلف محاور الخلايا العصبية الحركية العلوية في الحبل الشوكي إلى نمط مميز من العجز في نفس الجانب. تشمل هذه الأعراض فرط المنعكسات ، وفرط التوتر العضلي ، وضعف العضلات. أما تلف الخلايا العصبية الحركية السفلية فيؤدي إلى نمط مميز آخر من العجز. فبدلاً من أن يكون العجز محصوراً في جانب كامل، يظهر نمط مرتبط بالقطعة العضلية المتضررة. بالإضافة إلى ذلك، تتميز الخلايا العصبية الحركية السفلية بضعف العضلات، وانخفاض التوتر العضلي ، وانخفاض المنعكسات، وضمور العضلات .

قد تحدث الصدمة النخاعية والصدمة العصبية نتيجة إصابة في العمود الفقري. عادةً ما تكون الصدمة النخاعية مؤقتة، وتستمر لمدة تتراوح بين 24 و48 ساعة فقط، وتتمثل في فقدان مؤقت للوظائف الحسية والحركية. أما الصدمة العصبية فتستمر لأسابيع، وقد تؤدي إلى فقدان قوة العضلات نتيجة عدم استخدامها أسفل موضع الإصابة.

أكثر منطقتين في الحبل الشوكي عرضةً للإصابة هما الفقرات العنقية (C1-C7) والفقرات القطنية (L1-L5). (يشير الرمز C1، C7، L1، L5 إلى موقع فقرة معينة في منطقة العمود الفقري العنقية أو الصدرية أو القطنية). كما يمكن أن تكون إصابة الحبل الشوكي غير رضية، وتحدث نتيجة أمراض (مثل التهاب النخاع المستعرض ، وشلل الأطفال ، وانشقاق العمود الفقري ، وترنح فريدريك ، وأورام الحبل الشوكي ، وتضيق القناة الشوكية ، وغيرها). ^{[ 22 ]}

على الصعيد العالمي، من المتوقع أن يكون هناك ما بين 40 إلى 80 حالة إصابة في الحبل الشوكي لكل مليون نسمة، ونحو 90% من هذه الحالات ناتجة عن حوادث صادمة. ^{[ 23 ]}

تتطلب إصابات الحبل الشوكي، سواءً كانت حقيقية أو مشتبه بها، تثبيتًا فوريًا، بما في ذلك تثبيت الرأس. يلزم إجراء فحوصات تصويرية لتقييم الإصابة. يمكن أن يكون الستيرويد، ميثيل بريدنيزولون ، مفيدًا، وكذلك العلاج الطبيعي، وربما مضادات الأكسدة . يجب أن تركز العلاجات على الحد من موت الخلايا بعد الإصابة، وتعزيز تجدد الخلايا، واستبدال الخلايا المفقودة. يتم تسهيل التجدد من خلال الحفاظ على النقل الكهربائي في العناصر العصبية.

عادةً ما تُعزى حالات تضيّق القناة الشوكية في منطقة أسفل الظهر إلى انزلاق غضروفي ، أو تضخّم المفصل الوجيهي والرباط الأصفر ، أو وجود نتوءات عظمية ، أو انزلاق الفقرات . ومن الأسباب غير الشائعة لتضيّق القناة الشوكية القطنية داءُ دهنيات فوق الجافية الشوكي ، وهي حالةٌ تتراكم فيها الدهون بكمياتٍ زائدة في الفراغ فوق الجافية، مما يُسبب ضغطًا على جذر العصب والحبل الشوكي. ويمكن رؤية هذه الدهون فوق الجافية بكثافة منخفضة في التصوير المقطعي المحوسب، وبكثافة عالية في صور الرنين المغناطيسي بتقنية الصدى الدوراني السريع الموزون T2. ^{[ 24 ]}

يمكن أن تحدث أورام العمود الفقري في الحبل الشوكي، ويمكن أن تكون هذه الأورام إما داخل (داخل الجافية) أو خارج (خارج الجافية) الأم الجافية .

ينتهي الحبل الشوكي عند مستوى الفقرتين القطنيتين الأولى والثانية (L1-L2)، بينما تمتد الحيز تحت العنكبوتية - وهو الحيز الذي يحتوي على السائل النخاعي - إلى الحافة السفلية للفقرة العجزية الثانية (S2). ^{[ 22 ]} عادةً ما تُجرى عمليات البزل القطني لدى البالغين بين الفقرتين القطنيتين الثالثة والخامسة (L3-L5) (مستوى ذيل الفرس ) لتجنب إلحاق الضرر بالحبل الشوكي. ^{[ 22 ]} أما في الجنين، فيمتد الحبل الشوكي على طول العمود الفقري بالكامل، ثم يتقلص مع نمو الجسم.