سائل دماغي شوكي

الدوران

هناك حوالي 125-150 مل من السائل الدماغيّ الشوكيّ في أي لحظة. يدور السائل الدماغيّ الشوكيّ داخل الجملة البطينيّة للدماغ. البطينات عبارة سلسلة من الأجواف المملوء بالسائل الدماغيّ الشوكيّ. يُنتج معظم السائل الدماغيّ الشوكيّ من داخل البطينين الجانبيين، و من هنا يمر السائل الدماغيّ الشوكيّ عبر الثقوب بين البطينيّة إلى البطين الثالث، و من ثُمَّ عبر المسال المخيّ إلى البطين الرابع. و من البطين الرابع يمر السائل إلى الحيّز تحت العنكبوتيّ عبر أربع فتحات: القناة المركزيّة للحبل الشوكيّ، و الفتحة المتوسّطة (الناصفة) و الفتحتان الوحشيّتان. يتواجد السائل الدماغيّ الشوكيّ في الحيّز تحت العنكبوتي، مُحيطةً بالدماغ و الحبل الشوكيّ، و يمتد تحت نهاية الحبل الشوكيّ إلى العجز. هناك اتصال بين الحيّز تحت العنكبوتيّ و التيه العظميّ للأُذن الداخليّة مما يسمح للسائل الدماغيّ الشوكيّ بالاستمرار باللمف المحيط في 93% من الناس.

يتحرّك السائل الدماغيّ الشوكيّ في اتجاه واحد نحو الخارج بدءاً من البطينات، و بعدّة اتجاهات في الحيّز تحت العنكبوتيّ. تكون حركة السائل نبضيّة و مطابقة لأمواج الضغط التي تتولَّد في الأوعية الدمويّة بضربات القلب. يخالف بعض الكتاب هذا الطرح، قائلين بأنه لا يوجد دوران سائل دماغيّ شوكيّ أحادي الاتجاه، و إنما هناك حركات للسائل الدماغي الشوكيّ مُعتمدة على الدورة القلبيّة ثنائيّة الاتجاه انقباضيّة-انبساطيّة من و إلى قحف-شوكيّة.

المحتويات

يُشتقُّ السائل الدماغيّ الشوكيّ من بلازما الدم و هو يشابهها إلى حدٍ كبير، باستثناء أن السائل الدماغيّ الشوكيّ خالي من البروتين تقريباً بالمقارنة مع البلازما، بالإضافة إلى أن له بعض الاختلاف في تراكيز بعض الشوارد الكهربائيّة. و بسبب طريقة إنتاجه، يحتوي السائل الدماغيّ الشوكيّ تركيزاً مرتفعاً من الكلوريد أعلى مما هو عليه في البلازما، و تركيز مُعادل من الصوديوم.

يحتوي السائل الدماغيّ الشوكيّ حوالي 0.3% بروتينات البلازما، أو ما يُقارب 15 إلى 40 ملغ/دل، و ذلك بالاعتماد على مكان أخذ العينة. في العموم، تكون تراكيز البروتينات الكرويّة و الألبومين أخفض في السائل الدماغي الشوكيّ داخل البطينات مُقارنةً بالسائل في الصهاريج أو القطن.  يُخفِّف التدفُّق المستمر إلى الجملة الوريديّة من تركيز الجزيئات الدهنيّة الأكبر غير القابلة للذوبان التي تخترق الدماغ و السائل الدماغيّ الشوكيّ. طبيعيَّاً يكون السائل الدماغيّ الشوكيّ خالياً من كريات الدم الحمراء، و في معظمه يحتوي على القليل من خلايا الدم البيضاء. أي نوع خلايا بيضاء يتجاوز هذا العدد يؤسس لكثرة خلايا السائل النخاعيّ.

التطور

تكون المضغة عبارة عن قرص ثلاثي الطبقات قُرابة الأسبوع الثالث من التطوُّر الجنينيّ، و تكون المضغة حينها مُغطَّاة بالأديم الظاهر و المتوسط و الباطن، و في هذه الأثناء تتطوَّر بنية شبيهة بالأنبوب على الخط المتوسط تُدعى الحبل الظهريّ، تُطلق هذه البنية الأنبوبيّة جزيئات خارج خلويّة تؤثّر في تحوُّل الأديم الظاهر الذي يُغطيه (يُغطي الحبل الظهريّ) إلى نسيج عصبيّ. يحتوي الأنبوب العصبيّ الناتج عن النسيج العصبيّ السابق و المتشكّل بدوره من الأديم الظاهر، يحتوي على السائل الدماغي الشوكيّ قبل تطوُّر الضفائر المشيميّة. جديرٌ بالذكر أن الثقوب العصبيّة للأنبوب العصبيّ تنغلق بعد أول شهر من التطوُّر، و يزداد نتيجة ذلك ضغط السائل الدماغي الشوكيّ تدريجيّاً.

و بتطوُّر الدماغ بحلول الأسبوع الرابع للتطوُّر الجنينيّ تتشكَّل ثلاث تورُّمات داخل الجنين حول القناة بالقرب من مكان تطوُّر الرأس. تُمثِّلُ هذه التورُّمات مكوِّنات مختلفة من الجهاز العصبيّ: الدماغ المُقدَّم و الدماغ المتوسط و الدماغ المُؤَخَّر. تظهر الأحياز تحت العنكبوتيّة حوالي اليوم 32 من التطوُّر قرب الدماغ المؤخر، و يظهر الدوران بدءاً من اليوم 41. في هذا الوقت، يمكن أن تُرى الضفيرة المشيميّة الأولى في البطين الرابع، على الرغم من أن وقت إفراز السال الدماغيّ الشوكيّ للمرة الأولى غير معروف حتى الآن.

يحيط الدماغ الأمامي المتطوِّر بالحبل العصبيّ. و بتطوُّر الدماغ الأمامي، يتحوَّل الحبل العصبيّ داخله إلى بطين، سيشكِّلُ فيما بعد البطينات الجانبيّة. يبقى الجدار البطينيّ على طول السطح الداخليّ لكلا البطينين رقيقاً، و تتطوَّر عندها الضفيرة المشيميّة منتجة و مُطلقة السائل الدماغيّ الشوكيّ. يملأ السائل الدماغيّ الشوكيّ القناة العصبيّة. تتشكَّل الزغابات العنكبوتيّة حوالي الأسبوع 35 من التطوُّر، مع ملاحظة التحبُّبات العنكبوتيّة في حوالي الأسبوع 39، و يستمر التطوُّر حتى الشهر 18 بعد الولادة.

يفرز العضو تحت الصوار SCO-spondin، التي تشكّل ألياف رايسنر التي تساعد على حركة السائل الدماغي الشوكيّ عبر القناة الدماغيّة. تظهر هذه الألياف في الحياة داخل الرحميّة باكراً و لكنها تختفي خلال التطوُّر الباكر.

إعادة الامتصاص

يعود السائل الدماغي الشوكي إلى الجهاز الوعائي عبر الدخول إلى الجيوب الوريديّة الجافية عبر التحبُّبات العنكبوتيّة. و هي عبارة عن بروزات جيبيّة من الأم العنكبوتيّة داخل الجيوب الوريديّة حول الدماغ، مع صمامات للتأكيد على أحادية اتجاه النزح الدموي. يحدث هذا بسبب فرق الضغط بين الأم العنكبوتيّة و الجيوب الوريديّة. كما يُنزح السائل الدماغي الشوكيّ إلى الأوعية اللمفية، و بشكل خاص إلى الأوعية اللمفيّة المحيطة بالأنف عبر النزح على طول العصب الشميّ من خلال الصفيحة المصفوية. ما يزال المسار و المدى غير معروفين حتى الآن، و لكنها قد تشتمل على تدفُّق السائل الدماغي الشوكيّ على طول بعض الأعصاب القحفيّة و تكون أكثر بروزاً في الوليد. يدور السائل الدماغي الشوكيّ بمعدل ثلاث أو أربع مرات يومياً. كما يُعاد امتصاص السائل الدماغي الشوكي عبر أغماد الأعصاب القحفيّة و الشوكيّة، و عبر البطانة العصبيّة.

التنظيم

تتأثر مكونات و سرعة إنتاج السائل الدماغي الشوكي بالهرمونات و محتوى و ضغط الدم و السائل الدماغي الشوكي. على سبيل المثال، في حالة ارتفاع ضغط السائل الدماغي الشوكي، ينخفض فرق الضغط بين الدم الشعريّ في الضفائر المشيميّة و السائل الدماغي الشوكي و بالتالي تقل سرعة تحرك السوائل إلى الضفيرة المشيميّة و بالتالي يقلّ إنتاج السائل الدماغي الشوكيّ. يُؤثِّر الجهاز العصبي الذاتي بإفراز الضفيرة المشيميّة للسائل الدماغي الشوكي، فمع تفعيل الجهاز العصبي الودي يزداد إفرازه و في حالة تفعيل الجهاز العصبي نظير الودي يقل إفرازه. كما تؤثر تغيرات درجة حموضة الدم على نشاط الكاربونيك أنهيدراز، و كذلك لبعض الأدوية القدرة على التأثير في قنوات الغشاء.

الضغط

يقيس ضغط السائل الدماغي الشوكي عبر البزل 10-18 سم ماء (8-15 مم زئبقي أو 1.1-2 كيلو باسكال) عبر البزل القطنيّ، و عندما يتمدد المريض على أحد جانبيه فيقيس 20-30 سم ماء (16-24 مم زئبقي أو 2.1-3.2 كيلو باسكال) عند جلوس المريض. في حديثي الولادة يتراوح ضغط السائل الدماغي الشوكي بين 8 إلى 10 سم ماء (4.4 - 7.3 مم زئبقي أو 0.78-0.98 كيلو باسكال). تعود معظم التنوُّعات إلى السعال أو الانضغاط الداخليّ للأوردة الواجيّة في العنق. عند الاستلقاء يساوي ضغط السائل الدماغي الشوكي بالبزل القطنيّ ضغط السائل داخل الجمجمة.

استسقاء الرأس حالةٌ يتراكم فيها السائل الدماغي الشوكي بشكل غير طبيعيّ داخل بطينات الدماغ. يمكن أن تحدث هذه الحالة بسبب انسداد مجرى السائل الدماغي الشوكي، كما هو الحال في بعض أنواع العدوى أو الإصابة أو الكتل أو الشذوذات الخلقيّة. قد تترافق حالة استسقاء الرأس دون انسداد مع ضغط سائل دماغي شوكي طبيعيّ. قد تتضمن أعراض حالة استسقاء الرأس مشاكل في السير (المشي) و تنسيق الحركات و سلس البول و غثيان و إقياء و ضعف تفكير مترقيّ. يمكن أن تُسبِّبَ حالة استسقاء الرأس عند الرضع، يمكن أن تُسبِّب ضخامة في الرأس، حيث تكون عظام الجمجمة غير ملتحمة بعد، بالإضافة إلى نوبات و تهيُّج و نعاس. و قد يكشف الفحص المقطعي المحوسب أو الفحص بالرنين المغناطيسيّ عن تضخُّمات في أحد البطينين الجانبيين أو كليهما أو أي كتل أو آفات مُسبِّبة، بينما يُستخدم البزل القطني للكشف عن الضغط داخل القحفي المرتفع. يُعالج استسقاء الرأس عادةً عبر إدخال تحويلة، تُحوِّل السائل من جزء من الجسم إلى آخر، كتحويلة بطينية-صفاقيّة (-بريتوانيّة).

ارتفاع الضغط داخل القحف مجهول السبب حالةٌ غير معروفة السبب تتظاهر بارتفاع في ضغط السائل الدماغي الشوكي. تترافق هذه الحالة عادةً مع صداع و رؤية مزدوجة و صعوبات في الرؤية و قرص بصري متورم. قد تحدث هذه الحالة عند استخدام فيتامين A و المضاد الحيوي التيتراسيكلين، أو قد تحدث دون أي سبب محدد على الإطلاق، و لا سيِّما عند النساء البدينات صغيرات السن. تشتمل إدارة هذا المرض على وقف أي أسباب معروفة، عبر مثبط أنزيم الكاربونيك أنهيدراز كالأسيتوزالاميد، بالإضافة إلى تكرار إزالة السائل الدماغي الشوكي عبر البزل القطني، أو إدخال تحويلة كالتحويلة البطينيّة الصفاقيّة (البريتوانيّة).

تسرب السائل الدماغي الشوكي

يمكن أن يتسرب السائل الدماغي الشوكي من الأم الجافية كنتيجة لأسباب مختلفة كالإصابة البدنيّة أو البزل القطنيّ أو نتيجة سبب غير معروف و يُدعى حينها بتسرُّب السائل الدماغي الشوكي العفوي. تترافق هذه الحالة عادةً مع ارتفاع الضغط داخل القحف: ضغط سائل دماغي شوكي منخفض. و يمكن أن يؤدي إلى صداع يسوء عند الوقوف و التحرُّك و السعال، و بانخفاض الضغط السائل الدماغي الشوكيّ "يترهَّل" الدماغ إلى أسفل و يضغط على بناه السفليّة. يُجرى اختبار بيتا-2 ترانسفرين لتسرُّب السائل بغية التعرُّف على تسرُّب السائل و هو اختبار عالي النوعيّة و حسَّاس يحدِّد تسرُّب السائل الدماغي الشوكي. يمكن استخدام تقنيات التصوير الطبيّ كالتفرُّس المقطعي المحوسب و الفحوصات بالرنين المغناطيسي للتحقُّق من افتراض تسرُّب السائل الدماغي الشوكي عند عدم وجود تسرُّب سائل دماغي شوكيّ واضح مع التعرُّف على ضغط سائل دماغي شوكي منخفض. بُخفِّف الكافيين المُعطى عن طريق الفم أو عبر الوريد من الأعراض.

التاريخ

وصلنا العديد من التعليقات لأطباء قُدامى أشاروا فيها إلى السائل الدماغي الشوكي. ناقش أبقراط "الماء" المحيط بالدماغ عندما وصف استسقاء الرأس الخلقيّ، و أشار جالينوس كذلك إلى "السائل المفرط" في بطينات الدماغ، الذي اِعتُقد أنه قد تم تطهيره من الأنف. و لكن بقي السائل لمدة 16 قرن من الدراسة التشريحيّة غير مذكور في أدبيَّات التشريح. قد يعود هذا إلى تقنية تسليخ الجثث التي كانت سائدة آنذاك، و التي تضمَّنت قطع الرأس، و بالتالي إزالة السائل الدماغي الشوكيّ قبل البدء بمعاينة الدماغ.

تُنسب إعادة الاكتشاف الحديثة للسائل الدماغي الشوكيّ إلى إيمانويل سودينبورج. ففي مخطوطة كُتبت بين 1741 و 1744، و لم تُنشر خلال حياته، أشار سويدنبورج إلى السائل الدماغي الشوكي كـ"لمف كحوليّ" مُرز من سقف البطين الرابع إلى الأسفل باتجاه البصلة السياسائيّة و الحبل الشوكيّ.نُشرت فيما بعد هذه المخطوطة مترجمة عام 1887.

سجَّل الطبيب و الفيزيولوجيّ ألبرشت فون هالر عام 1747 في كتابه عن الفيزيولوجيا ملاحظته أن "الماء" في الدماغ أُفرز إلى البطينات و اِمتُصَّ في الأوردة، و عندما يُفرز بشكل زائد يحدث استسقاء الرأس. درس فرانسوا ماجندي خواص السائل الدماغي الشوكي عبر تشريح الأحياء. اكتشف ألبرشت ثقبة ماجندي، و هي الفتحة بين سقف البطين الرابع، و لكنه بالخطأ اعتقد أن السائل الدماغي الشوكي يُفرز من الأم الحنون.

توماس ويلس (مكتشف حلقة ويلس) لاحظ حقيقة أن اتساق السائل الدماغي الشوكي يتغير في حالة التهاب السحايا. و في عام 1869 اقترح غوستاف شوالب أن نزح السائل الدماغي الشوكي يحدث عبر الأوعية اللمفية. 

عام 1891، بدأ دبليو. إيسيكس وينتر علاج التهاب السحايا السلّيّ من خلال الاستفادة من الحيّز تحت العنكبوتي، و بدأ هينرينش كوينك بتعميم البزل القطني، حيث دعا إليه في من أجل الغايات التشخيصيّة و العلاجيّة. عام 1912 وصف عالم الأعصاب وليم ميستريتز بشكل دقيق لأول مرة التركيب الكيميائي للسائل الدماغي الشوكي. و في عام 1914 نشر هارفي دبليو. كوشينغ الدليل القاطع على أن السائل الدماغي الشوكيّ يُفرز من الضفيرة المشيميّة.

حيوانات أخرى

خلال تطور السلالات، تواجد السائل الدماغيّ الشوكيّ داخل المحور العصبي قبل أن يخضع لأي دورة. فالسائل الدماغي الشوكي في الأسماك العظميّة محتوَ داخل بطينات الأدمغة، و لكنه غير موجود خارجها بسبب عدم وجود حيّز تحت عنكبوتيّ في الثدييات، حيث يوجد حيّز تحت عنكبوتيّ يتواجد داخله السائل الدماغيّ الشوكيّ. يُلاحظ امتصاص السائل الدماغيّ الشوكي في السلويات و في الأنواع الأكثر تعقيداً، و كلَّما أصبحت الأنواع أكثر تعقيداً يتعزّز نظام الامتصاص أكثر و أكثر، و يصبح دور الأوردة فوق الجافية في الامتصاص أقل و أقل.

تتنوع كمية السائل الدماغي الشوكي بتنوُّع القياس و الأنواع. عند البشر و الثدييات الأخرى، يُنتج السائل الدماغي الشوكي و يدور و يُعاد امتصاصه في آلية مشابهة لما هو عند البشر، بالإضافة إلى وظيفة مماثلة، كما يدور بسرعة 3-5 مرات يومياً. تؤدي مشاكل دوران السائل الدماغي الشوكي إلى استسقاء رأس يحدث في الحيوانات المختلفة.