مایع مغزی نخاعی چیست؟ – به زبان ساده + عملکرد و علائم نشت

مغز و نخاع دو اندام حیاتی بدن در سیستم عصبی مرکزی است که به‌وسیله ساختارهای متفاوتی محافظت می‌شوند. مایع مغزی نخاعی یکی از این ساختارها است. این مایع از ترکیبات مشابه پلاسما با غلظت‌های متفاوت تشکیل شده و به‌وسیله سلول‌های اپیتلیومی تمایزیافته‌ای در مغز ترشح می‌شود. این سلول‌ها روی شبکه‌ای از مویرگ‌های منفذدار مغز قرار دارند و دیواره بطن‌ها را تشکیل می‌دهد. ترکیبات پلاسما از مویرگ وارد سیتوپلاسم سلول‌های اپیتلیومی شده و پس از تغییر غلظت به فضای بطنی ترشح می‌شود.

این مایع در بطن‌ها و بافت عصبی مغز، فضای زیرعنکبوتیه مغز و نخاع، و کانال مرکزی نخاع جریان دارد و موادغذایی، متابولیت‌های زائد، فاکتورهای رشد و انتقال‌دهنده‌های عصبی را بین این بخش‌ها منتقل می‌کند. به علاوه گلبول‌های سفید این مایع از نورون‌ها و یاخته‌های پشتیبان دستگاه عصبی در برابر پاتوژن‌ها محافظت می‌کند. در نهایت کل مایع مغزی-نخاعی سیستم عصبی مرکزی از سینوس‌های وریدی سخت شامه به جریان خون برمی‌گردد. در این مطلب از مجله فرادرس ترشح و بازجذب مایع مغزی نخاعی را به همراه عملکرد آن توضیح می‌دهیم.

مایع مغزی نخاعی چیست؟

«مایع مغزی-نخاعی» (Cerebrospinal fluid | CSF) مایعی شفاف، بی‌رنگ و شبیه پلاسمای خون است که در بطن‌های مغز، فضای زیرعنکبوتیه مننژ و کانال مرکزی نخاع جریان دارد. این مایع ترکیبی از پروتئین، سدیم، گلوکز، پتاسیم، کلر، کلسیم، اوره و آب با اسمولاریتی تقریبی ۲۹۵ mOsm/L و pH = ۷٫۳ است. در هر دقیقه ۰٫۴ تا ۰٫۳ میلی‌لیتر از این مایع در مغز ترشح می‌شود و حجم کل این مایع در سیستم عصبی یک فرد بالغ بین ۹۰ تا ۱۵۰ میلی‌لیتر است. این مایع به‌وسیله شبکه کوروئیدی در بطن‌ها ترشح شده و از سیاهرگ‌های زیرعنکبوتیه وارد جریان خون سیاهرگی می‌شود. این مایع به انتقال نوروتراسمیترها در سیستم عصبی مرکزی، انتقال متابولیت‌های زائد و مواد سمی به سیاهرگ‌ها و دفاع از مغز و نخاع در برابر پاتوژن‌ها کمک می‌کند.

فیلم آموزش فیزیولوژی Physiology – تکمیلی در فرادرس

کلیک کنید

مایع مغزی نخاعی از کجا ترشح می شود؟

مایع مغزی نخاعی به‌وسیله بافت تمایزیافته‌ای به نام شبکه کروئیدی در دیواره بطن‌های جانبی (در نیمکره‌های مخ)، سقف بطن سوم (بین تالاموس راست و چپ) و بطن چهارم (پشت پل مغزی) ترشح می‌شود. سطح این بافت از تعداد زیادی برآمدگی انگشتی به نام «ویلی» (Villi) تشکیل شده که محل ترشح CSF است. هر ویلی از سه بخش سلول‌های اپندیمال، لایه‌ای از نرم‌شامه و مویرگ‌های منفذدار تشکیل می‌شود.

سلول‌های اپندیمال گروهی از یاخته‌های پشتیبان در مغز هستند که غشای پایه آن‌ها به آستروسیت‌ها متصل است. این سلول‌ها با اتصال محکم به هم وصل شده و روی مویرگ‌های منفذدار شبکه کوروئیدی قرار می‌گیرد. «مژک‌های» (Cilia) سطح لومنی (آپیکال) سلول‌های اپندیمال به حرکت CSF در بطن کمک می‌کند. مویرگ‌های جلویی شبکه کروئیدی بطن‌های جانبی و سوم خون سرخرک کروئیدی قدامی و مویرگ‌های پشتی این شبکه‌ها خون سرخرگ‌های کروئیدی جانبی و میانی پشتی را دریافت می‌کند. شبکه کروئیدی بطن چهارم خون سرخرگ‌های مخچه‌ای پایین را دریافت می‌کند.

فیلم آموزش فیزیولوژی Physiology – تکمیلی در فرادرس

کلیک کنید

پلاسمای خون بر اساس فشار هیدروستاتیک از منافذ مویرگ‌ها در شبکه کوروئیدی بطن جانبی وارد سلول‌های اپندیمال شده، در این سلول‌ها غلظت ترکیبات آن تغییر کرده و به‌وسیله انتقال فعال یا انتشار تسهیل شده از سلول‌های اپندیمال به فشای بطن‌ها ترشح می‌شود. پمپ‌های سدیم-پتاسیم، کلر و بی‌کربنات یون‌ها و از سیتوپلاسم این سلول‌ها به بطن‌ها منتقل می‌کند. بی‌کربنات از ترکیب آب و دی‌اکسید کربن به‌وسیله آنزیم انیدراز در سلول‌های اپندیمال سنتز می‌شود. انتقال یون‌ها با تغییر فشار اسمزی و انتقال آب از آکوآپورین‌های (AQP1) غشای این سلول‌ها به بطن همراه است.

مایع مغزی-نخاعی از «فورامن مونرو» (foramen Monroe) وارد بطن سوم و با عبور از «کانال آبی سیلویوس» (Aquaduct Sylvius) از بطن سوم وارد بطن چهارم می‌شود. بخشی از CSF از مسیر باریک «اوبکس» (obex) وارد کانال مرکزی نخاع شده و بخشی از آن از «فورمان مگندی» (foramen Magendie) و دو «فورامن لوسکا» (foramen Luschkas) وارد فضای زیرعنکبوتیه مغز و نخاع می‌شود.

مایع مغزی نخاعی نخاع

فضای زیرعنکبوتیه نخاع بزرگ‌تر از مغز است و نیمی از حجم کل CSF سیستم عصبی مرکزی را در خود جای می‌دهد. این لایه از فورامن مگنوم تا دومین مهره خاجی (S2) نخاع را از ستون فقرات جدا می‌کند. حجم فضای عنکبوتیه هم‌سطح اولین یا دومین مهره کمری تا دومین مهره خاجی (L1/L2-S2) افزایش یافته و لومبار سیسترن را تشکیل می‌دهد. این بخش از ستون فقرات بهترین محل استخراج CSF در انجام آزمایشات پزشکی است. این مایع از فضای زیرعنکبوتیه به مننژ مغز منتقل شده و از سینوس‌های وریدی سخت‌شامه به جریان خون برمی‌گردد.

بازجذب مایع مغزی نخاعی

بخش اصلی مایع مغزی نخاعی از با انتشار ساده از ویلی‌های سطح گرانول‌های فضای زیرعنکبوتیه در سینوس‌های وریدی ساژیتال و عرضی سخت شامه تخلیه می‌شود. فشار اسمزی بیشتر CSF عامل انتقال این مایع از عنکبوتیه به جریان خون سیاهرگی است. کانال‌های کوچک بین فضای زیرعنکبوتیه و صفحه غربالی استخوان اتموئیدی مسیر دیگر بازجذب CSF در سیستم لنفاوی است. این کانال‌های بین پیاز بویایی و غشای بویایی قرار دارد و CSF را به رگ‌های لنفاوی مخاط منتقل می‌کند. در شرایط فیزیولوژیک در هر بازه زمانی، میزان CSF ترشح و جذب شده با هم برابر است.

بخشی از سرخرگ‌های قشر مخ به بخش‌های داخلی این بخش از مغز نفوذ می‌کند. در مسیر حرکت این رگ‌ها فضایی به نام فضای پیش‌رگی، بین غشای پایه رگ‌ها و انتهای پای کاذب آستروسیت‌ها در پارانشیم مغز ایجاد می‌شود. مایع مغزی-نخاعی از عنکبوتیه به‌وسیله نیروی ایجاد شده از ضربان سرخرگ‌ها، تنفس و اختلاف فشار در فضای پیش‌رگی وارد بخش‌های عمقی مخ می‌شود. مایع مغزی-نخاعی از آکوآپورین‌ها (AQP4) وارد آستروسیت شده و جایگرین مایع میان‌بافتی پارانشیم مغز می‌شود. مایع میان‌بافتی با جریان همرفتی در بافت عصبی حرکت کرده و به‌وسیله سیاهرگ‌های بزرگ عمقی از مغز به سمت سیستم لنفاوی گردن خارج می‌شود. این مسیر بیشتر به جریان مایع-مغزی نخاعی در خواب کمک می‌کند.

ترشح مایع مغزی نخاعی چگونه تنظیم می شود؟

سیستم عصبی خودمختار، نوروپپتیدها و هورمون‌ها ترشح مایع مغزی-نخاعی در مغز را تنظیم می‌کند. تحریک سیستم سمپاتیک ترشح CSF را کاهش و تحریک پاراسمپاتیک ترشح این مایع را افزایش می‌دهد. هورمون‌های آلدوسترون، وازو پرسین و آنژیوتانسین II به طور کلی حجم و فشار مایعات بدن را کنترل می‌کند. این هورمون‌ها علاوه بر تنظیم مرکزی فشار خون در مغز، ترشح CSF و مایع میان‌بافتی را تنظیم می‌کند. افزایش فشار بطن‌ها یکی از عوامل تنظیم‌کننده ترشح مایع مغزی-نخاعی است. در این حالت انتقال پلاسما از مویرگ‌ها به سلول‌های اپندیمال و در نتیجه ترشح CSF کاهش می‌یابد.

عملکرد مایع مغزی نخاعی

مایع مغزی-نخاعی با خارج کردن متابولیت‌های غیرضروری نقش مهمی در حفظ هموستازی دستگاه عصبی مرکزی دارد. این مایع مثل یک بالشتک ضدضربه، اثر فشار ناشی از ضربات فیزیکی به مغز و نخاع را کاهش می‌دهد. این مایع بخشی از وزن مغز را خنثی کرده و از ایجاد فشار این اندام به رگ‌های خونی و اعصاب کرانیال جلوگیری می‌کند. سلول‌های ایمنی مایع مغزی-نخاعی از بافت عصبی مغز و نخاع در برابر پاتوژن دفاع می‌کند. تعداد سلول‌های ایمنی در این مایع حدود یک‌هزارم پلاسمای خون است. لنفوسیت‌های T خاطره $$CD_4^+$$ بیشترین گلبول‌های سفید در CSF فرد سالم هستند.

فیلم آموزش بیوشیمی پزشکی ۱ + مفاهیم کلیدی در فرادرس

کلیک کنید

بیماری های مایع مغزی نخاعی

تغییر حجم، ترکیب، pH و فشار مایع مغزی-نخاعی عملکرد سیستم عصبی مرکزی را تغییر می‌دهد. افزایش سن، افزایش فشار، تصلب شریان و کمبود خواب ازجمله عوامل تغییردهنده ویژگی‌های مایع مغزی نخاعی است که احتمالی ایجاد اختلال‌های سیستم عصبی مرکزی را افزایش می‌دهد. هیدروسفالی اختلالی است که به دلیل افزایشCSF به دلیل افزایش ترشح، انسداد مسیرهای حرکت یا اختلال در بازجذب این مایع در فضای زیرعنکبوتیه ایجاد می‌شود. هیدروسفالی در کودکان با بزرگ شدن غیر عادی سر همراه است. در بزرگسالان افزایش فشار جمجمه‌ای به دلیل افزایش حجم مایع احتمال سکته و آسیب مغزی را افزایش می‌دهد.

افزایش بافت پیوندی بین مویرگ‌ها و سلول‌های اپندیمال به دلیل افزایش سن، ترشح CSF را کاهش می‌دهد. در این شرایط بازجذب CSF و دفع متابولیت‌های زائد مغز نیز کاهش می‌یابد. در سالمندان مبتلا به آلزایمر، کاهش بازجذب CSF با تجمع بیشتر بتاآمیلوئیدها در مغز و وخامت بیشتر بیماری همراه است. خونریزی فضای زیرعنکبوتیه یکی از عوامل پاتولوژیکی است که به دلیل افزایش التهاب، ترشح CSF را افزایش می‌دهد.

پاره یا سوراخ شدن سخت‌شامه مغز یا نخاع بر اثر آسیب‌های فیزیکی یا افزایش فشار داخلی مغز با نشت CSF به فضای بین سخت‌شامه و جمجمه همراه است. سردرد، اختلال بینایی، آبریزش بینی، مننژیت و وزوز گوش علائم نشت CSF است. نشت مایع مغزی-نخاعی را می‌توان به‌وسیله تست مایع خروجی از بینی و روش‌های تصویربردای مختلف تشخیص داد. در تست مایع خروجی بینی وجود بتا-۲-ترانسفرین (پروتئین اختصاصی CSF) بررسی می‌شود. برای ترمیم سخت‌شامه از روش‌های جراحی استفاده می‌شود.

جمع‌بندی

در این مطلب توضیح دادیم که مایع مغزی-نخاعی ترکیبی شبیه پلاسما با غلظتی متفاوت دارد. این مایع با کاهش فشار ضربات فیزیکی از آسیب مغز و نخاع جلوگیری می‌کند. سلول‌های ایمین این مایع پاتوژن‌ها را قبل از ورود به بافت عصبی از بین می‌برد. برای تشکیل این مایع پلاسما از مویرگ‌های منفذدار مغز وارد سلول‌های اپندیمال شده و پس از تغییر غلظت مواد به فضای بطن‌های مغز ترشح شده و به زیرعنکبوتیه مغز و کانال مرکزی نخاع منتقل می‌شود.