Спинний мозок: будова і функції

Спинний мозок — це частина центральної нервової системи, що лежить у хребтовому каналі. Він починається від великого потиличного отвору черепа, де переходить у довгастий мозок, і сягає рівня I–II поперекових хребців. Його довжина в дорослої людини — близько 45 см, а товщина — приблизно 1 см. Нижче від рівня II поперекового хребця хребтовий канал заповнює пучок корінців спинномозкових нервів, який називають «кінський хвіст».

Спинний мозок добре захищений. По-перше, він оточений кістками хребта. По-друге, його покривають три сполучнотканинні оболонки: тверда (найзовнішня), павутинна (середня) і м'яка, або судинна (найвнутрішніша). Між павутинною й м'якою оболонками циркулює спинномозкова рідина (ліквор), яка амортизує поштовхи й живить нервову тканину. Усередині спинного мозку вздовж усієї довжини проходить центральний канал, також заповнений спинномозковою рідиною.

Спинний мозок поділений на 31 сегмент. Кожен сегмент — це ділянка, від якої відходить пара спинномозкових нервів. Отже, загалом є 31 пара спинномозкових нервів. Ось як розподілені сегменти:

У шийному та поперековому відділах спинний мозок має потовщення — шийне й поперекове. Вони утворені тому, що саме тут розташовані сегменти, які іннервують руки (шийне потовщення) та ноги (поперекове потовщення). Більша кількість нейронів у цих ділянках потребує більшого об'єму, тому спинний мозок тут товстіший.

Запам'ятай: спинний мозок не заповнює весь хребтовий канал — він закінчується на рівні I–II поперекових хребців. Нижче йдуть лише корінці. Тому люмбальну пункцію (забір спинномозкової рідини) роблять між III і IV поперековими хребцями — там спинний мозок уже відсутній, і голка не пошкодить його.

Якщо подивитися на поперечний розріз спинного мозку, одразу помітно, що він складається з двох різних за кольором ділянок: внутрішньої сірої речовини у формі метелика (або літери «Н») і зовнішньої білої речовини. Це розташування протилежне до того, що є у великих півкулях головного мозку: там кора (сіра речовина) лежить зовні, а біла речовина — всередині.

Сіра речовина спинного мозку

Сіра речовина — це скупчення тіл нейронів, дендритів, немієлінізованих ділянок аксонів і клітин нейроглії. Її «метелик» має виступи, які називають рогами. У спинному мозку розрізняють три типи рогів:

• Передні роги — містять тіла рухових (еферентних) нейронів. Аксони цих нейронів виходять зі спинного мозку через передні корінці й прямують до скелетних м'язів, забезпечуючи довільні рухи.

• Задні роги — містять вставні нейрони. До них через задні корінці надходять відростки чутливих нейронів, тіла яких розташовані в спинномозкових вузлах. У задніх рогах імпульс перемикається на вставні нейрони, а на рухові нейрони його передають у передніх рогах (у колінному рефлексі — безпосередньо чутливий нейрон).

• Бічні роги — наявні лише в грудних і верхніх поперекових сегментах (Th1–L2). У них розташовані тіла нейронів симпатичного відділу автономної нервової системи. Їхні аксони також виходять через передні корінці.

Біла речовина спинного мозку

Біла речовина оточує сіру з усіх боків. Вона складається з мієлінізованих нервових волокон, зібраних у пучки — канатики. Розрізняють передні, бічні та задні канатики. Саме цими канатиками проходять провідні шляхи, які з'єднують спинний мозок із головним.

Провідні шляхи бувають двох типів:

• Висхідні шляхи — несуть нервові імпульси від рецепторів шкіри, м'язів, суглобів і внутрішніх органів угору до головного мозку. Завдяки їм ми відчуваємо біль, дотик, температуру, положення тіла в просторі.

• Низхідні шляхи — несуть імпульси від головного мозку вниз до рухових нейронів передніх рогів спинного мозку. Вони забезпечують свідомі (довільні) рухи, а також регуляцію тонусу м'язів.

Важливо: у спинному мозку сіра речовина всередині, а біла зовні. У головному мозку (великих півкулях) — навпаки: сіра речовина кори зовні, біла всередині. Не плутай ці схеми!

Від кожного сегмента спинного мозку відходять два корінці — задній і передній. Вони виконують різні функції, але потім зливаються в один спинномозковий нерв.

Задній корінець — чутливий

Задній корінець містить відростки (аксони) чутливих нейронів. Тіла цих нейронів розташовані не в самому спинному мозку, а в спинномозковому вузлі (ганглії), що лежить на задньому корінці. Отже, задній корінець проводить нервові імпульси від рецепторів (шкіри, м'язів, внутрішніх органів) до спинного мозку. Саме тому його називають чутливим.

Передній корінець — руховий

Передній корінець утворений аксонами рухових нейронів, тіла яких лежать у передніх рогах сірої речовини, а також аксонами автономних нейронів із бічних рогів. Він проводить імпульси від спинного мозку до м'язів і залоз. Тому передній корінець називають руховим.

Змішаний спинномозковий нерв

Передній і задній корінці зливаються одразу після виходу з хребтового каналу, утворюючи змішаний спинномозковий нерв. Він містить і чутливі (доцентрові), і рухові (відцентрові) волокна. Тому всі 31 пара спинномозкових нервів є змішаними.

Закон Белла — Мажанді: досліди з перерізанням корінців

Перевірити функції корінців можна за допомогою хірургічних дослідів на тваринах (наприклад, на жабі). Результати описує закон Белла — Мажанді:

Ці досліди доводять, що задні корінці є винятково чутливими, а передні — винятково руховими. У змішаному нерві обидва типи волокон об'єднані.

Спинний мозок виконує дві найважливіші функції: рефлекторну (він є центром багатьох безумовних рефлексів) і провідникову (через нього проходять нервові імпульси між головним мозком і тілом). Розгляньмо кожну з них.

Рефлекторна функція

У спинному мозку замикаються дуги багатьох безумовних рефлексів. Це означає, що відповідь на подразнення відбувається без участі головного мозку — спинний мозок «приймає рішення» самостійно. Найвідоміші приклади:

Окрім рухових рефлексів, у спинному мозку розташовані центри автономних рефлексів: сечовипускання й дефекації (крижовий відділ), потовиділення, зміни просвіту судин. Лікарі-неврологи перевіряють колінний і ліктьовий рефлекси молоточком: ослаблення, посилення або зникнення рефлексу вказує, на якому рівні пошкоджено спинний мозок або периферичний нерв.

Провідникова функція

Біла речовина спинного мозку — це «кабель», яким імпульси бігають угору й униз.

• Висхідні шляхи несуть інформацію від рецепторів до головного мозку: ми відчуваємо біль, дотик, температуру, положення частин тіла (пропріоцепцію).

• Низхідні шляхи передають команди від головного мозку до рухових нейронів спинного: ми свідомо рухаємо руками й ногами.

Спинний мозок працює під постійним контролем головного. Завдяки цьому людина може свідомо впливати на рефлекси: наприклад, затримати сечовипускання або не відсмикнути руку під час уколу (довільне пригнічення рефлексу).

Наслідки травми спинного мозку

Повний розрив спинного мозку (наприклад, унаслідок травми хребта) перериває провідні шляхи. Нижче місця ушкодження:

• Зникають чутливість (людина не відчуває дотику, болю, температури).

• Зникають довільні рухи (настає параліч).

• Зникає свідомий контроль сечовипускання й дефекації.

• Прості рефлекси, дуги яких замикаються нижче травми (наприклад, колінний), згодом можуть зберігатися або навіть стати надмірними.

Особливо небезпечне ушкодження шийного відділу. Якщо травма сталася на рівні III–V шийних сегментів або вище, уражаються рухові нейрони, що іннервують діафрагму (головний дихальний м'яз). Це призводить до зупинки дихання. Травма шийного відділу нижче V сегмента спричиняє параліч рук і ніг (тетраплегію), але діафрагма може працювати.

Приклад 1. Перерізання передніх корінців у жаби

Завдання (вибір однієї відповіді з чотирьох). У жаби перерізали передні корінці поперекових сегментів. Як це вплине на функції задніх кінцівок?

Крок 1. Згадай, яку функцію виконують передні корінці. Передні корінці — рухові: вони містять аксони рухових нейронів, що йдуть до скелетних м'язів.

Крок 2. Якщо передні корінці перерізати, нервовий імпульс від спинного мозку не досягне м'язів. Отже, м'язи задніх кінцівок не отримають команди скорочуватися — настане параліч.

Крок 3. Чи збережеться чутливість? Так, адже задні корінці (чутливі) не пошкоджені. Імпульси від рецепторів шкіри й м'язів надходитимуть до спинного мозку, а звідти — до головного.

Відповідь: задні кінцівки втратять здатність рухатися, але чутливість збережуть.

Чому інші варіанти неправильні?

• «Втратять чутливість, але рухатимуться» — помилка: це результат перерізання задніх, а не передніх корінців.

• «Втратять і чутливість, і рух» — помилка: так було б при перерізанні обох корінців або самого нерва.

• «Нічого не зміниться» — помилка: перерізання передніх корінців призводить до паралічу.

Приклад 2. Логічні пари: структура — що в ній розташовано

Завдання (логічні пари 1–4 → А–Д). Установи відповідність між структурою спинного мозку (1–4) і тим, що в ній розташовано (А–Д).

1 — передні роги; 2 — задні роги; 3 — спинномозковий вузол; 4 — біла речовина.

А — тіла рухових нейронів; Б — вставні нейрони; В — тіла чутливих нейронів; Г — висхідні й низхідні провідні шляхи; Д — дихальний центр (зайве).

Розв'язання. Передні роги містять тіла рухових нейронів (1 → А). Задні роги містять вставні нейрони (2 → Б). Спинномозковий вузол (ганглій) лежить на задньому корінці й містить тіла чутливих нейронів (3 → В). Біла речовина — це провідні шляхи, що з'єднують спинний і головний мозок (4 → Г). Дихальний центр розташований у довгастому мозку, тож він зайвий.

Відповідь: 1А, 2Б, 3В, 4Г.

Приклад 3. Травма грудного відділу хребта

Завдання (вибір однієї відповіді з чотирьох). Після травми грудного відділу хребта людина не відчуває дотику до ніг і не рухає ними, але колінний рефлекс зберігся. Чим це пояснити?

Крок 1. Травма грудного відділу пошкодила спинний мозок вище поперекових сегментів.

Крок 2. Відсутність чутливості й довільних рухів свідчить про порушення провідникової функції: висхідні шляхи не несуть сигнали до головного мозку, а низхідні — від головного мозку до рухових нейронів.

Крок 3. Колінний рефлекс зберігся, бо його дуга замикається в поперекових сегментах (L2–L4), які розташовані нижче місця травми. Рефлекс не потребує участі головного мозку.

Відповідь: порушено провідникову функцію, а дуга колінного рефлексу в поперекових сегментах ціла.

Чому інші варіанти неправильні?

• «Пошкоджено корінці» — корінці виходять на рівні свого сегмента; травма грудного відділу не пошкодила б поперекові корінці.

• «Пошкоджено мозочок» — мозочок відповідає за координацію, а не за чутливість і довільні рухи.

• «Пошкоджено рецептори шкіри» — це не пояснює втрати довільних рухів ніг, а чутливість зникла б лише в ділянці пошкоджених рецепторів.

Приклад 4. Перелік ознак спинного мозку

Завдання (вибір однієї відповіді з чотирьох, форма «перелік ознак»). Із шести ознак: 1 — сіра речовина всередині; 2 — 31 пара нервів; 3 — кора із сірої речовини зовні; 4 — передні корінці рухові; 5 — центр дихання; 6 — центр терморегуляції. Вибери рядок, де всі три ознаки стосуються спинного мозку: 1, 2, 4; 1, 3, 5; 2, 5, 6; 3, 4, 6.

Розв'язання. Оцінюй кожну ознаку окремо:

• 1 — так, у спинному мозку сіра речовина всередині.

• 2 — так, 31 пара спинномозкових нервів.

• 3 — ні, це ознака великих півкуль головного мозку.

• 4 — так, передні корінці рухові.

• 5 — ні, дихальний центр міститься в довгастому мозку.

• 6 — ні, центр терморегуляції міститься в гіпоталамусі (проміжний мозок).

Отже, правильні ознаки: 1, 2, 4 — лише цей рядок містить три ознаки спинного мозку. У кожному з інших рядків є хоча б одна ознака іншого відділу (3, 5 або 6).

Відповідь: 1, 2, 4.

Ось помилки, яких легко припуститися в темі «Спинний мозок»:

• Переплутують корінці: вважають передні чутливими, а задні руховими. Запам'ятай: задній корінець — чутливий (до спинного мозку), передній — руховий (від спинного мозку). Асоціюй: задній → заходить сигнал, передній → передає команду.

• Шукають спинномозковий вузол на передньому корінці. Спинномозковий вузол (ганглій) — це потовщення саме на задньому корінці. У ньому лежать тіла чутливих нейронів.

• Розміщують сіру речовину спинного мозку зовні, як у корі великих півкуль. У спинному мозку сіра речовина всередині (метелик), а біла — зовні. У головному мозку (великих півкулях) — навпаки. Не переноси схему головного мозку на спинний!

• Вважають спинномозкові нерви лише чутливими чи лише руховими, а не змішаними. Кожен із 31 спинномозкових нервів — змішаний, бо утворений злиттям чутливого заднього й рухового переднього корінців.

• Вважають, що після розриву спинного мозку нижче травми зникають усі рефлекси. Дуги рефлексів, які замикаються нижче місця ушкодження (наприклад, колінний — у поперековому відділі), можуть працювати. Зникають лише ті, що потребують провідникової функції.

• Вважають, що спинний мозок заповнює весь хребтовий канал до куприка. Спинний мозок закінчується на рівні I–II поперекових хребців. Нижче йде лише «кінський хвіст» — пучок корінців.

Тема «Будова й функції спинного мозку» належить до пункту 4.2 програми ЗНО/НМТ з біології. Від тебе вимагають:

• візуально розпізнавати елементи спинного мозку на схемах (сіру й білу речовину, передні й задні роги, корінці, спинномозковий вузол);

• знати, де розташована сіра й біла речовина, та які нейрони в рогах;

• розрізняти чутливі, рухові та змішані нерви (корінці).

Формати завдань

Завдання 1–24 — вибір однієї відповіді з чотирьох (А–Г). 0 або 1 бал. У демоваріанті НМТ-2026 є завдання № 19 у формі «перелік ознак»: подано шість ознак (1–6), треба вибрати рядок із трьох номерів. Оцінюй кожну ознаку окремо, перш ніж шукати рядок.

Завдання 25–28 — логічні пари 1–4 → А–Д. Одна буква зайва. 1 бал за кожну правильну пару, до 4 балів. Форма добре підходить для пар «позначка на поперечному розрізі → назва структури» або «структура → те, що в ній міститься».

Що було в демоваріанті НМТ-2026

У демоваріанті НМТ-2026 тему 4.2 не використано ні як основну, ні як додаткову. Це не означає, що вона не з'явиться на іспиті — просто цього разу її не було. Тему варто знати обов'язково.

Що треба пам'ятати без довідкових матеріалів

Довідкових матеріалів на НМТ немає. Тобі потрібно знати напам'ять:

• 31 сегмент: 8 шийних, 12 грудних, 5 поперекових, 5 крижових, 1 куприковий.

• Функції передніх (рухові) і задніх (чутливі, зі спинномозковим вузлом) корінців.

• Наслідки перерізання корінців і травми спинного мозку.

• Розташування сірої (всередині, метелик) і білої (зовні) речовини.

• Приклади рефлексів, що замикаються в спинному мозку.

• Розташування: спинний мозок лежить у хребтовому каналі від великого потиличного отвору до рівня I–II поперекових хребців. Має 31 сегмент (8 шийних, 12 грудних, 5 поперекових, 5 крижових, 1 куприковий) і 31 пару змішаних спинномозкових нервів. Захищений хребцями, трьома оболонками (твердою, павутинною, м'якою) та спинномозковою рідиною.

• Сіра й біла речовина: сіра — всередині у формі метелика, містить тіла нейронів: передні роги (рухові нейрони), задні роги (вставні нейрони), бічні роги (нейрони симпатичного відділу). Біла — зовні, складається з висхідних і низхідних провідних шляхів.

• Корінці: задній корінець — чутливий (зі спинномозковим вузлом, тілами чутливих нейронів). Передній корінець — руховий (аксони рухових нейронів). Зливаючись, утворюють змішаний спинномозковий нерв. Перерізання задніх корінців — втрата чутливості, передніх — параліч.

• Рефлекторна функція: у спинному мозку замикаються дуги колінного (L2–L4), ліктьового (C5–C6), ахіллового (S1–S2) рефлексів, а також центрів сечовипускання, дефекації, потовиділення.

• Провідникова функція: висхідні шляхи несуть сигнали від рецепторів до головного мозку, низхідні — команди від головного мозку до рухових нейронів. Спинний мозок працює під контролем головного.

• Наслідки травми: повний розрив спинного мозку спричиняє втрату чутливості й довільних рухів нижче місця ушкодження. Прості рефлекси, дуги яких замикаються нижче травми, можуть зберігатися. Травма шийного відділу на рівні C3–C5 порушує дихання.