Omurilik

Omurilik, sinir dokusundan oluşan ince, uzun bir tüptür. Omurgalı hayvanlarda beyin sapındaki medulla oblongata'dan vertebral kolonun (omurga) alt kısmına kadar uzanır. Omuriliğin içinde beyin omurilik sıvısı ile dolu merkezi bir kanal bulunur ve meninksler ve nöral kemerler adı verilen koruyucu katmanlarla çevrilidir. Beyin ile birlikte omurilik merkezi sinir sistemini oluşturur.

İnsanlarda omurilik beyin sapının devamıdır ve anatomik olarak kafatasının tabanında başlar ve burada foramen magnum adı verilen bir açıklıktan çıkar. Daha sonra servikal vertebradan başlayarak spinal kanala girer. Omurilik, birinci ve ikinci bel omurları arasındaki bölgeye kadar uzanır ve burada daralarak kauda equina'yı oluşturur. Kemikli omur sütunu, yetişkin erkeklerde yaklaşık 45 cm (18 inç) ve yetişkin kadınlarda yaklaşık 43 cm (17 inç) ölçülerinde olan nispeten daha kısa omuriliği korur. Omuriliğin çapı servikal ve lomber bölgelerde 13 mm (1⁄2 inç) ile torasik bölgede 6,4 mm (1⁄4 inç) arasında değişir.

Omuriliğin birincil rolü sinir sinyallerini beyindeki motor korteksten vücuda ve duyusal nöronların afferent liflerinden duyusal kortekse iletmektir. Ayrıca çeşitli refleksleri koordine etmek için merkez görevi görür ve refleks eylemlerini bağımsız olarak yönetebilen refleks yaylarını barındırır. Ek olarak, omurilik, merkezi örüntü jeneratörleri olarak bilinen nöral devreleri oluşturan spinal internöron grupları içerir. Bu devreler, yürüme gibi ritmik aktiviteler için motor komutlarının düzenlenmesinden sorumludur.

Omurilik, insan beyni ile çevresel sinir sistemi arasında hayati bir iletişim bağlantısı görevi görerek duyusal ve motor bilgilerin aktarılmasını kolaylaştırır. Fiziksel özellikleri açısından omurilik, koruyucu omurga sütunundan oldukça kısadır, ve beyincikten başlayarak foramen magnum'dan geçer ve ikinci bel omurundaki filum terminale olarak bilinen lifli bir uzantıda sona erer.

Erkeklerde yaklaşık 45 cm (18 inç) ve kadınlarda yaklaşık 43 cm (17 inç) ölçülerinde olup, servikal ve lomber bölgelerde farklı genişlemelere sahip ovoid bir şekle sahiptir. C5'ten T1 omuruna kadar uzanan servikal genişleme, kollardan ve gövdeden gelen duyusal girdinin işlenmesinde ve motor çıktının koordine edilmesinde çok önemli bir rol oynar. Bu arada, L1 ve S3 arasında yer alan bel genişlemesi, bacaklar için duyusal girdiyi ve motor çıktıyı yönetir.

Omurilik medullanın kaudal kısmı ile hizalanarak kafatasının tabanından yetişkinlerde ilk bel omuruna kadar uzanırken, omurganın tüm uzunluğu boyunca uzanmaz. 31 segmentten oluşan her segment bir çift duyusal ve motor sinir köküne yol açar ve bunlar daha sonra iki taraflı simetrik spinal sinirlere birleşir. Bu spinal kökler, sinirler ve gangliyonlar toplu olarak periferik sinir sistemini oluşturur.

Dorsal kökler afferent yollar olarak işlev görür ve beyne iletmeden önce deriden, kaslardan ve viseral organlardan duyusal bilgi alır. Bu kökler, ilgili nöronların hücre gövdelerini barındıran dorsal kök ganglionlarında sonlanır. Buna karşılık ventral kökler, omuriliğin ventral (veya ön) gri boynuzlarında bulunan motor nöronlardan kaynaklanan efferent liflerden oluşur.

Omurilik, beyinle birlikte, omurilik kanalını saran ve meninks olarak bilinen üç kat koruyucu zarla korunur. En dıştaki katman olan dura mater sağlam bir koruyucu kılıf oluşturur. Dura mater ile çevreleyen vertebral kemik arasında yağ dokusu ve kan damarları ağı içeren epidural boşluk bulunur. Orta tabaka olan araknoid mater, adını örümcek ağına benzer görünümünden alır ve beyin omurilik sıvısı içeren subaraknoid boşluk ile alttaki pia materden ayrılır. Hassas pia mater, omuriliğin yüzeyine sıkıca yapışır ve dura mater'e bağlanan denticulate ligamentler tarafından stabilite sağlanır. Dural kese ikinci sakral vertebrada son noktasına ulaşır.

Enine kesitte, omuriliğin dış bölgesi duyu ve motor aksonları içeren ak madde yollarından oluşur. Bu çevresel bölgeden içeriye doğru gri madde uzanır ve kelebek benzeri bir şekil oluşturan üç gri sütun halinde düzenlenmiş sinir hücresi gövdelerini barındırır. Bu merkezi bölge, beyin omurilik sıvısı içeren dördüncü ventrikülün bir uzantısı olan merkezi kanalı çevreler.

Omurilik kesiti eliptiktir ve belirgin dorsal ve ventral olukları sergiler, özellikle dorsal tarafta posterior median oluk ve ventral tarafta anterior median çatlak bulunur.

İnsan omuriliği, her biri hem duyusal hem de motor işlevlere hizmet eden spinal sinir çiftleriyle ilişkili segmentler halinde organize edilmiş karmaşık bir yapıdır. Bu spinal segmentler, hem sağ hem de sol taraftaki ventralateral sulkuslardan çıkan motor sinir köklerinin düzenli dizilimi ile karakterize edilir. Eş zamanlı olarak, duyusal sinir kökleri dorsal lateral sulkuslardan çıkar ve duyusal sinir köklerini oluşturmak üzere birleşir. Bu ventral (motor) ve dorsal (duyusal) kökler birleşerek ilk iki servikal segment (C1 ve C2) haricinde omuriliğin her iki tarafında da bulunan spinal sinirleri oluşturur. Bu spinal sinirler tipik olarak merkezi ve periferik sinir sistemleri arasındaki sınırı belirleyen intervertebral foramen (IVF) içinde ortaya çıkar.

Omurilik segmentlerinin vertebral seviyelerle tam olarak aynı hizada olmadığına dikkat etmek önemlidir. Örneğin, T11 omurilik segmenti T11 kemik omurunun üzerinde yer alır ve sakral omurilik segmenti L1 omur gövdesinden daha yukarıda konumlanır.

Üç bölgeye ayrılan gri kolon kelebek benzeri bir şekil alır ve internöronların, motor nöronların, nöroglia hücrelerinin ve miyelinsiz aksonların hücre gövdelerini içerir. Bu gri madde, omuriliğin "boynuzları" olarak adlandırılan ön ve arka çıkıntılara sahiptir. Gri sütunlar ve gri komissür birlikte "gri H "yi oluşturur.

Gri maddenin dışında yer alan beyaz madde, esas olarak omurilikte yukarı veya aşağı bilgi ileten "kolonlar" halinde düzenlenmiş miyelinli motor ve duyusal aksonlardan oluşur.

Omurilik conus medullaris olarak bilinen bir bölgede sonlanırken, pia mater filum terminale olarak uzanır ve omuriliği kuyruk sokumuna sabitler. Conus medullaris'in altında, kauda ekina adı verilen bir sinir topluluğu vertebral kolon boyunca kuyruk sokumuna doğru uzanmaya devam eder. Bu fenomen, omurganın yetişkinliğe kadar uzamaya devam etmesine rağmen omuriliğin dört yaş civarında büyümesinin durması nedeniyle ortaya çıkar. Sonuç olarak, sakral spinal sinirler üst lomber bölgeden kaynaklanır ve omurilik vertebral kanalın yalnızca üçte ikisini kaplar. Kalan boşluk beyin omurilik sıvısı (BOS) ile doludur ve lomber sarnıç olarak adlandırılır.

Merkezi sinir sistemi (MSS) içinde, sinir hücresi gövdeleri tipik olarak çekirdek adı verilen işlevsel kümeler halinde organize olurken, aksonlar da yollar halinde gruplandırılır.

Fetüste vertebra segmentleri omurilik segmentleriyle aynı hizadadır. Ancak yetişkinlikte vertebral kolon omurilikten dışarı doğru büyüdükçe, özellikle alt omurilikte bu segmentler artık uyuşmaz. Örneğin, lomber ve sakral omurilik segmentleri T9 ve L2 vertebra seviyeleri arasında yer alır ve omurilik yaklaşık olarak L1/L2 vertebra seviyesinde sona ererek conus medullaris'i oluşturur.

Omurilik hücre gövdeleri L1/L2 vertebra seviyesi civarında sonlanmasına rağmen, her segmentin spinal sinirleri ilgili vertebra seviyesinde çıkar. Bu, alt omuriliğin sinirlerinin vertebral kolondan çok daha aşağıdan çıktığı ve kauda ekina olarak bilinen bir demet oluşturduğu anlamına gelir.

Servikal genişleme: Bu bölge kabaca üst uzuvları kontrol eden brakiyal pleksus sinirlerine karşılık gelir. C4'ten T1'e kadar olan omurilik segmentlerini içerir ve yaklaşık olarak C4'ten T1'e kadar olan vertebral seviyelerle eşleşir.

Lomber genişleme: Alt uzuvları düzenleyen lumbosakral pleksus sinirlerine karşılık gelen bu bölge, L2'den S3'e kadar omurilik segmentlerini içerir ve T9'dan T12'ye kadar vertebra seviyeleri etrafında bulunur.

Embriyonik gelişimin erken aşamalarında, omurilik nöral tüpün bir parçası olarak oluşur. Bu süreç birkaç farklı aşamayı içerir: nöral plak, nöral kıvrım, nöral tüp ve son olarak omuriliğin kendisi. Nöral farklılaşma öncelikle gelişmekte olan nöral tüpün omurilik bölgesinde meydana gelir.

Nöral tüp şekillenirken, embriyonik gelişimde kilit bir yapı olan notokord tarafından Sonic hedgehog (SHH) olarak bilinen önemli bir sinyal faktörü salgılanır. Bu da nöral tüpün taban plakasının da SHH salgılamasını tetikler. Bu sinyal bazal plakada motor nöronların gelişimini tetikler.

Nöral tüp olgunlaştıkça, yan duvarları kalınlaşır ve sulkus limitans olarak adlandırılan uzunlamasına bir oluk oluşturur. Bu bölünme omuriliği farklı dorsal ve ventral bölgelere genişletir. Eş zamanlı olarak, nöral tüpün üzerindeki ektoderm kemik morfogenetik protein (BMP) adı verilen bir protein salgılar. Bu, nöral tüpün çatı plakasını BMP salgılamaya teşvik ederek alar plakada duyusal nöronların gelişmesine yol açar. BMP ve SHH gibi bu morfojenlerin farklı gradyanları, omuriliğin dorsal-ventral ekseni boyunca çeşitli bölgeler oluşturur.

Dorsal kök gangliyonundaki nöronlar nöral krest progenitörlerinden farklılaşır. Dorsal ve ventral kolonlardaki hücreler çoğalmaya devam ettikçe, omuriliğin merkezi kanalı daralır ve oluşur. Alar plaka ve bazal plakanın ayrılması sulkus limitans tarafından tanımlanır. Taban plakası aynı zamanda alar plakada bulunan ağrı ve sıcaklık duyu nöronları için kemoatraktan görevi gören netrinler salgılar. Bu duyusal nöronlar anterior beyaz komissürü geçer ve oradan talamusa doğru yükselirler.

Kaudal nöroporun kapanması ve koroid pleksus dokusu içeren beyin ventriküllerinin gelişmesini takiben, kaudal omuriliğin merkezi kanalı beyin omurilik sıvısı ile dolar.

Buna ek olarak, Viktor Hamburger ve Rita Levi-Montalcini tarafından civciv embriyolarında yapılan daha önceki gözlemler, programlanmış hücre ölümünün (PCD) sinir sisteminin düzgün bir şekilde kurulması için gerekli olduğunu ortaya koyan daha yeni çalışmalarla doğrulanmıştır. Bu süreç nöronal hücrelerin ortadan kaldırılmasını içerir.

Omurilik, beyinden başlayarak uzunluğu boyunca uzanan üç arter ve omurganın yanlarından ona yaklaşan birçok arter tarafından kanla beslenir. Üç uzunlamasına arter anterior spinal arter ve sağ ve sol posterior spinal arterler'dir. Bunlar subaraknoid boşlukta seyreder ve omuriliğe dallar gönderir. Omuriliğe uzunluğu boyunca çeşitli noktalardan giren ön ve arka segmental medüller arterler aracılığıyla anastomozlar (bağlantılar) oluştururlar. Arka beyin dolaşımından türetilen bu arterlerden kaudal olarak geçen gerçek kan akışı, omuriliği servikal segmentlerin ötesinde korumak için yetersizdir.

Servikal bölgenin altındaki omuriliğin arteriyel kanlanmasına en büyük katkı, dorsal ve ventral sinir kökleri boyunca omuriliğe uzanan, ancak bir istisna dışında üç longitudinal arterden herhangi biriyle doğrudan bağlantı kurmayan, radyal olarak düzenlenmiş posterior ve anterior radiküler arterler'den gelir. Bu interkostal ve lomber radiküler arterler aorttan çıkar, büyük anastomozlar sağlar ve omuriliğe giden kan akışını tamamlar. İnsanlarda anterior radiküler arterlerin en büyüğü Adamkiewicz arteri veya anterior radikülaris magna (ARM) arteri olarak bilinir ve genellikle L1 ve L2 arasında çıkar, ancak T9'dan L5'e kadar herhangi bir yerde de çıkabilir. Bu kritik radiküler arterlerdeki kan akışının bozulması, özellikle aort anevrizması onarımı gibi aorttan kan akışının aniden kesilmesini içeren cerrahi prosedürler sırasında, omurilik enfarktüsü ve paraplejiye neden olabilir.

- Propriosepsiyon veya vücut pozisyonu hissi, alt uzuvlar için dört nöronlu bir yol içerir. Proprioseptif reseptörlerle başlar, dorsal spino-serebellar yol boyunca ilerler ve nihayetinde serebelluma ulaşır.

- Anterolateral sistemde, primer nöron aksonları omuriliğe girer ve substantia gelatinosa'da sinaps yapar. İkincil aksonlar daha sonra spinotalamik yol olarak yükselir ve ağrı ve sıcaklık gibi duyusal bilgileri iletir. Sonunda talamusa ve ardından duyusal kortekse ulaşırlar.

- Kortikospinal yol, serebral korteks ve ilkel beyin sapı motor çekirdeklerinden kaynaklanan üst motor nöronal sinyalleri taşır. Bu sinyaller omurilik boyunca iner ve ventral boynuzlardaki alt motor nöronlarla sinaps yapar.

- Orta beyin çekirdekleri dört motor yol içerir: rubrospinal, vestibülospinal, tektospinal ve retikülospinal. Bu yollar üst motor nöronal aksonları omurilikten aşağıya, çeşitli motor fonksiyonları etkileyen alt motor nöronlara gönderir.

- Alt motor nöronların işlevi iki gruba ayrılabilir: distal uzuv kontrolünde rol oynayan lateral kortikospinal yol ve postüral kasları kontrol eden anterior kortikospinal yol. Bu alt motor nöronlar omuriliğin farklı bölgelerinde bulunur.

- Proprioseptif bilgi, kökenine bağlı olarak omurilikte üç farklı yoldan ilerler. Bu yollar dorsal kök gangliyonlarındaki primer nöron hücre gövdelerini, spesifik çekirdeklerdeki sinapsları içerir ve nihayetinde serebellumdaki derin çekirdeklere bağlanır. Üç spinoserebellar trakt ventral spinoserebellar trakt, dorsal spinoserebellar trakt ve kuneoserebellar trakttır.

- Motor bilgi beyinden omuriliğe doğru inen omurilik yolları aracılığıyla ilerler. Bu yollar, omurilikteki alt motor nöronlarla sinaps yapan üst motor nöronları içerir. Alt motor nöronlar daha sonra motor sinyalleri hedef kaslara iletir. Önemli inen yollar arasında koordineli uzuv hareketlerinden sorumlu olan kortikospinal yollar bulunur.