مراحل رشد نخاع چگونه است؟

آیا می دانید نخاع چطور رشد می کند؟!

گروه تحقیقاتی حاضر در این مطالعه دریافتند سلول‌های عصبی نخاع چگونه حین رشد جنین، در الگوهای دقیق سازماندهی می‌شوند.

محققان “موسسه فرانسیس کریک” ( Francis Crick Institute) در لندن، موسسه علم و فناوری اتریش و موسسه پلی‌تکنیک فدرال لوزان در سوئیس در آزمایشات‌شان پی بردند سلول‌هایی که قرار بود در جنین موش‌ها به سلول‌های عصبی تبدیل شوند، از دو سیگنال استفاده می‌کنند. این دو سیگنال در جهت‌های متضاد در نخاع(یعنی پشت و پهلو) پراکنده می‌شوند تا مکان دقیق سلول‌های عصبی را ارزیابی کنند.

با این بخش از دلگرم همراه باشید تا با ساختار نخاع و مراحل رشد آن آشنا شوید.

نخاع و مراحل رشد آن در بدن

موقعی که کسی مبتلا به ضايعه نخاعی می شود، يکی از مشکلترین مسائلی که با آن مواجه می باشد اين است که در حال حاضر هيچ “درمانی” برای آن وجود ندارد. با پيشرفتهاي قابل ملاحظه ای که هر روزه در مجامع علمی در مورد آن می شنويم، هر کسی ،هر کاری را که توانسته انجام داده است تا راه علاجی برای افراد نخاعی پیداکند .

اگر ماامروزه می توانیم در مورد اندامهای مختلف کارهای غير ممکنی (مانند پيوند کامل اعضاء و انتقال اندامهای بدن شخصی به شخص ديگر ویا جداکردن ژنهای انسان) را انجام دهيم، پس قادر خواهيم بود علت عدم ترميم آسيب های نخاعی را نيزکشف نمائيم و کاری کنيم که اين مشکل بيولوژيکی نیز حل شود؟ باتوجه به معماهای علمی زيادی که تاکنون حل شده اند، درمان ضايعات نخاعی نيز نبايستی آنقدرها هم مشکل باشد.

در واقع دو موضوع جداگانه در اين مقوله مطرح است:

1. آيا می توانیم به اين سئوال علمی به آسانی پاسخ دهیم که : ” چرا طناب نخاعی قادر به ترميم مجدد نمی باشد ” ؟

2. تاکنون چه اقداماتی برای يافتن علاج مشکلات نخاعی انجام شده است؟

بيائيد ببينيم طی نيم قرن گذشته چه کارهايی در مورد ضايعات نخاعی انجام داده اند.قبل از جنگ جهانی دوم، آسيب طناب نخاعی بعنوان يک وضعيت مرگبار مورد توجه قرار می گرفت. یعنی اگر کسی در اثر آسيبی که مستقيما” به نخاعش وارد می شد درآن لحظه نمی مرد، احتمالا” طی چند هفته يا چند ماه در اثر عوارض حاصل ازآن مثل عفونت کليه، مشکلات تنفسی يا زخم بسترهای ناجور فوت می کرد.

خوشبختانه، امروزه افزايش اطلاعات از ضايعات نخاعی باعث شده که بسياری از بیماران درلحظه ابتلا و طی دوره های ابتدايی بعد از آن زنده بمانندو در شرايط بهتری تحت کنترل قرار گيرند.به علاوه با کشف داروهائی مانند پنی سيلين و داروهای سولفا که امروزه بطور رايج ساخته مي شوند ،بسیاری از عوارض تهديدکننده به مرگ مثل عفونتهای کليه و پوست قابل کنترل ترازقبل هستند.

از آنجائی که طناب نخاعی پیامهای حياتی را بین مغز، عضلات و بسياری از اندامها مبادله می کند،اين حقيقت که ضايعه نخاعی هم اکنون قابل نجات است به نوبه خود يک معجزه محسوب می شود. در هر حال، اين معجزه نيز شديدا” نيازمند اين است که راهی پيدا شود که اثرات جسمی زيانبار حاصل از ضايعه نخاعی را حذف و يا به حداقل ممکن کاهش دهد.

———————————————————————————

تحقيقات انجام شده درخصوص درمان

دهه1980 و 1990 زمان هيجان انگيزی برای علاقمندان به احياء و ترميم ضايعات نخاعی بوده است. در این برهه های زمانی درخصوص اطلاعات عمومی مربوط به عملکرد دستگاه عصبی و روشهای درمان ، پيشرفتهايی حاصل گرديد که نتایج آن در سالهای اخير بسيار دلگرم کننده بوده است.

تحقيقات انجام شده جهت درمان آسیبهای نخاعی، با مطالعه روی يکی از پيچيده ترين قسمتهای بدن انسان آغاز گرديد. طناب نخاعی يک قسمت کامل از اختصاصی ترين دستگاه بدن يعنی سيستم عصبی مرکزی ( CNS ) مي باشد. بطور کلی اين دستگاه از مغز و طناب نخاعی تشکيل شده است.

کار اصلی طناب نخاعی، انتقال پيامهای عصبی از مغز به تمامی قسمتهای بدن و بالعکس می باشد. بعضی از پيامهای مذکور کنترل حس نظير آگاهی از تماس نوک انگشت با بخاری داغ را بعهده دارند ،و برخی ديگر از پيامهانیز مربوط به تنظيم حرکات می باشند. همچنين طناب نخاعی انتقال پيامهايی را که غير ارادی هستند و ما نقشی در کنترل ارادی آنها نداريم مثل ضربان قلب، تنفس و غیره راهم انجام می دهند.

طناب نخاعی کلیه پيامهای عصبی را از طريق مجموعه ای از اعصاب که ارتباط سلولهای طناب نخاعی را با سلولهای هدف موجود در اندامهای مختلف بدن برقرار می کنند، منتقل می نمايد. هر سلول عصبی به تنهايی يک نرون(neuron) ناميده می شود که هر کدام دارای يکسری رشته های گيرنده بنام دندريت(dendrite) هستند. آکسون ها که هدايت پيامهای خروجی را بعهده دارند، از سلولهای بدن امتداد پيدا می کنند و بوسيله يک ماده چربی مانند محافظ بنام غلاف ميلين پوشيده می شوند که به هدايت بهتر پيامهای عصبی کمک می نمايد.

هرشوک عصبی ایجاد شده در يک نرون، بوسيله دندريت سلول عصبی بعدی هدايت می شود و در يک مسير ارتباطی خاص بنام سيناپس پيش می رود. درواقع يک واکنش الکترو شيميائی رخ می دهد که باعث می شود تکان عصبی در عرض سيناپس جهش پيدا کند و در نتيجه علائم حاصله سلولهای عصبی بعدی را نیزتحريک می کند و سپس تکانه عصبی مذکوردر مسير اکسون خودش حرکت می نمايد. پيامی که بدين طريق ايجاد می شود، بوسيله يکسری از نرونها منتقل می شود، تا زمانی که ارتباط کامل گردد.

در خود طناب نخاعی ميليونها سلول عصبی وجود دارد. بعضی از آنها نرونهای حرکتی تحتانی هستند که فرامين حرکتی را از مغز دريافت مي کنند و علائم مربوطه را مستقيما” به عضلات ارسال می نمايند. يکسری ديگر از نرونهای طناب نخاعی مسير گذر اطلاعات در طول طناب نخاعی را تقويت می کنند. به هنگام بروز ضایعه نخاعی،ساير سلولهای عصبی طناب نخاعی در زير سطح آسيب سالم باقی می مانند و مسير پيچيده شبکه عصبی را شکل مي دهند. اما از آنجائی که سلولهای پائين محل ضايعه ديگر تحت کنترل ارادی قرار ندارند، آنها نمی توانند کارآئی لازم را داشته باشند و ممکن است باعث حرکات غير ارادی مثل اسپاسم شوند.

تیم زیست‌شناسان، مهندسان و فیزیکدانان حاضر در این پروژه دریافتند مقادیر سیگنال‌های نشات‌گرفته از پهلو و پشت بدن، حین رشد سلول‌های عصبی بر فعالیت ژن‌ها تاثیر می‌گذارد. سلول‌ها براساس این فعالیت ژن‌ها به انواع مناسب سلول‌های عصبی تبدیل می‌شوند که در نهایت این سلول‌ها در طناب نخاعی جای‌ می‌گیرند.

زمانی که جنین رشد می‌کند به انواع مناسب سلول‌ها نیاز دارد تا در داخل اندام‌های در حال شکل‌گیری آرایش شوند. این امر به ویژه در نخاع حائز اهمیت است یعنی جایی که انواع سلول‌های عصبی باید به طور دقیق در مکان‌های مورد نیاز جای‌گیری کنند تا مدارهای نخاعی بتوانند برای کنترل حرکت عضلات مونتاژ شوند. با این حال، تا پیش از این تحقیق، مکانیسم موجود در پس سازماندهی سلول‌های عصبی در طناب نخاعی ناشناخته بود.

———————————————————————————

ساختمان نخاع

اعصاب نخاعی

در انسان 21 جفت عصب نخاعی وجود دارد. اعصاب نخاعی به ترتیب از گردن تا کمر قرار دارند و هر یک از آنها به قسمت خاصی از بدن مربوطند. این اعصاب به ترتیب شامل 8 زوج گردنی ، 12 زوج کمری ، 5 زوج خاجی و 1 زوج دنبالچه‌ای است. هر عصب نخاعی پس از آن که از نخاع خارج شد به انشعاباتی تقسیم می‌شود و هر شاخه از آن به بخشی از بدن منتهی می‌گردد. اعصاب کمری و خاجی و دنبالچه‌ای تقریبا به صورت عمودی از نخاع بیرون می‌آیند و یک دسته تارعصبی به نام دم اسب Cauda equine بوجود می‌آورند. ریشه‌های خلفی نخاع از تارهای عصبی حسی و ریشه‌های قدامی آن از تارهای عصبی حرکتی تشکیل شده است و قطع شدن آنها به ترتیب باعث ایجاد بی‌حسی یا فلج در اندامهای وابسته می‌شود.

گانگلیونها

در مسیر هر یک از ریشه‌های خلفی در نزدیکی نخاع یک برجستگی به نام عقده نخاعی Spinal ganglion وجود دارد. نخاع در دو ناحیه از طول خود قطر بیشتری دارد. یکی در ناحیه گردن که از چهارمین مهره گردنی تا اولین مهره پشتی است و برجستگی گردنی خوانده می‌شود و اعصابی که به گردن و دستها می‌روند از آن ریشه می‌گیرند. دیگری در ناحیه کمر که از دهمین مهره پشتی تا اولین مهره کمری ادامه می‌یابد و برجستگی کمری نام دارد و اعصاب پاها از آن ریشه می‌گیرند.

مخروط نخاعی

انتهای نخاع یعنی بخشی که مجاور مهره‌های اول و دوم کمری قرار دارد به تدریج باریک می‌شود و مخروط نخاعی (Conus medullaris) نامیده می‌شود. مخروط نخاعی بوسیله یک رشته پیوندی در انتهای ستون مهره‌ها به استخوان دنبالچه‌ای چسبیده است.

ماده سفید و خاکستری

در مقطع نخاع ، ماده خاکستری که در وسط ماده سفید قرار دارد، تقریبا به شکل حرف H به نظر می‌رسد. یعنی دارای دو نیمه جانبی است که بوسیله یک بخش رابط به یکدیگر مربوطند. رنگ خاکستری این بخش نشانه فقدان میلین و وجود اجسام سلولی نورونها در آن است. در وسط ماده خاکستری مجرای مرکزی نخاع قرار دارد. قطر این مجرا در انتهای نخاع ، یعنی در ناحیه مخروط نخاعی بیشتر است. ماده خاکستری در دو طرف مجرای مرکزی نخاع به دو نیمه قدامی و خلفی تقسیم می‌شود که به ترتیب شاخهای قدامی و شاخهای خلفی ، نامیده می‌شوند.

اجسام سلولی نورونها در بعضی نواحی ماده خاکستری با هم تجمع شده و هسته‌های بخش خاکستری نخاع را می‌سازند. قسمت جلویی ماده خاکستری نقش حرکتی دارد و نورونهای حرکتی عضلات مخطط اسکلتی و نورونهای حرکتی عضلات صاف احشایی به ترتیب در بخشهای پیشین و پسین آن قرار دارند. بخش خلفی ماده خاکستری نخاع عمل حسی دارد و پیامهای آورنده مختلف از نواحی پوستی ، عضلات و احشایی دریافت می‌دارد.

سخت شامه

پرده سختی است متشکل از بافت همبندی متراکم که سطح خارجی آن در مجاورت پریوست استخوانها قرار گرفته است. در نخاع ، سخت شامه بوسیله فضایی به نام فضای اپیرورال از پریوست جدا شده و اتصال آن به پریوست محدود به یک سری لیگامان موسوم به لیگامانهای دندانه‌ای است. فضای اپیرورال محتوی شبکه وریدی ، بافت همبند شل و بافت چربی است.

عنکبوتیه

پرده ظریفی است از الیاف کلاژن و الاستیک که فاقد رگهای خونی است. قسمتی از عنکبوتیه که در مجاورت سخت شامه قرار دارد به صورت پرده‌ای صاف می‌باشد که توسط استطاله‌های ظریفی شبیه تارهای عنکبوت با نرم شامه مرتبط می‌گردد. فضای موجود بین این استطاله‌ها فضای زیر عنکبوتیه را تشکیل می‌دهند که حاوی مایع مغزی نخاعی و محل عبور رگهای خونی است. عنکبوتیه در همه جا توسط سلولهای پهن و سنگفرشی پوشیده شده است.

نرم شامه

لایه ظریفی از بافت همبند شل و پر عروق می‌باشد که عمدتا از الیاف کلاژن و الاستیک تشکیل شده و بوسیله سلولهای پوششی پهن و سنگفرشی پوشیده شده است. اگر چه نرم شامه در مجاورت نزدیک بافت عصبی قرار گرفته ، ولی بوسیله زواید سلولهای گلیال از بافت عصبی جدا شده و در تماس مستقیم با آن نمی‌باشد. این پرده ظریف در تمام چینهای بافت عصبی مرکزی نفوذ کرده و همراه با رگهای خونی به درون بافت عصبی نیز راه می‌یابد.

مایع مغزی نخاعی (CSF)

سیستم عصبی مرکزی در درون مایعی به نام مایع مغزی نخاعی قرار گرفته که این مایع هم به عنوان یک ضربه گیر ، سیستم عصبی مرکزی را در مقابل ضربات مکانیکی حفظ می‌نماید و هم برای فعالیتهای متابولیکی آن ضروری است. حجم این مایع که عمدتا از رگهای خونی شبکه کروئید و به مقدار کمتر از عروق نرم شامه و بافت مغزی نشات می‌گیرد، بین 80 تا 150 میلی‌لیتر متغیر می‌باشد. مقدار مایع مغزی نخاعی در شرایط مننژیت افزایش می‌یابد. با برداشت مایع مغزی نخاعی و تجزیه آن می‌توان به عامل ایجاد کننده مننژیت پی‌برد.

سد خونی مغزی

تزریق مواد رنگی به دستگاه گردش خون نشان می‌دهد که مواد رنگی در همه بافتها غیر از سیستم عصبی مرکزی قابل ردیابی است. این امر بیانگر نوعی سد بین خون و سیستم عصبی مرکزی می‌باشد که اصطلاحا سد خونی مغزی نام گرفته است.

———————————————————————————

ساختمان تشریحی ماده خاکستری نخاع

شاخ پشتی ماده خاکستری

شاخ پشتی ماده خاکستری یک ناحیه حسی است که نورونهای حسی موجود در آن بوسیله سیناپس با رشته‌های حسی وارده به آن اطلاعات دریافت شده از محیط را به سایر قسمتهای نخاع و یا مراکز بالاتر منتقل می‌کنند. رشته‌های حسی وارده به شاخ پشتی ، در واقع آکسون نورونهای حسی موجود در گانگلیونهای نخاعی هستند، که از طریق ریشه‌های پشتی وارد نخاع می‌گردند.

شاخ شکمی ماده خاکستری

شاخ شکمی ماده خاکستری ، در مقایسه با شاخ پشتی یک ناحیه حرکتی می‌باشد که حاوی جسم سلولی نورونهای حرکتی سوماتیک است و آکسون آنها از طریق ریشه‌های قدامی نخاع را ترک کرده و به ارگانهای عامل ختم می‌گردند.

شاخ جانبی

جسم سلولی نورونهای اتونوم در ناحیه میانی ماده خاکستری و قسمتی به نام شاخ جانبی قرار گرفته که آکسون آنها همراه با آکسون نورونهای حرکتی سوماتیک از طریق ریشه‌های شکمی ، نخاع را ترک کرده و در گانگلیونهای اتونوم با نورونهای پس گانگلیونی سیناپس می‌یابند. از نظر هیستولوژیک ، شاخهای پشتی و شکمی حاوی سلولهای گلیال و جسم سلولی نورونها می‌باشند. ولی جسم سلولی موجود در شاخهای پشتی مدور ، کوچک و جسم سلولی موجود در شاخهای شکمی از نوع چند وجهی و بزرگ می‌باشد. از طرف دیگر ، شاخهای پشتی باریک و بلند و شاخهای شکمی ، پهن و کوتاه می‌باشند.

ساختمان تشریحی ماده سفید نخاع

ماده سفید نخاع از رشته‌های میلین‌دار و بدون میلین و سلولهای گلیال تشکیل شده‌اند، که دارای شیار باریک در قسمت خلفی ، به نام شیار میانی – خلفی و یک شیار نسبتا عریض و حاوی نرم شامه در قسمت قدامی به نام شیار میانی قدامی می‌باشد. ماده سفید را در حد فاصل شاخهای پشتی ستونهای خلفی ، در طرفین قسمت میانی ماده خاکستری ستونهای جانبی و در مجاورت شاخهای شکمی ، ستونهای قدامی می‌نامند.

انعکاسهای نخاعی

نخاع علاوه بر نقشی که در انتقال پیامهای عصبی به سطوح بالاتر و پایین‌تر دارد، خود مرکز عصبی اعمال بسیاری است که بدون نیاز به پیامهای مغزی صورت می‌گیرند. این اعمال انعکاسها یا بازتابهای نخاعی هستند که به واسطه یک مسیر عصبی بنام قوس نخاعی انجام می‌شوند. ساده‌ترین قوس نخاعی که در انعکاسهای تک سیناپسی دیده می‌شود شامل یک نورون حسی و یک نورون حرکتی است که در نخاع با یکدیگر سیناپس می‌کنند. ولی اغلب انعکاسها از نوع چند سیناپسی است که در مسیر عصبی یک یا چند نورون رابط در بین نورونهای حسی و حرکتی وجود دارد.

در هر انعکاس نخاعی ، موج عصبی حاصل از تحریکی که بر تار عصبی حسی وارد می‌شود از راه ریشه خلفی به نخاع می‌آید و پس از آنکه به عصب حرکتی منتقل گردید از راه ریشه قدامی نخاع به اندام عمل کننده (عضله یا غده) می‌رسد. قطع ارتباط با مغز بر اثر حالت شوکی که ایجاد می‌کند ابتدا باعث از بین رفتن یا تضعیف کلیه انعکاسهای نخاعی می‌شود ولی پس از مدتی اعمال مذکور دوباره ظاهر می‌گردد. مهمترین انعکاسهای نخاعی عبارتند از: انعکاسهای کششی عضلات ، انعکاسهای محافظتی ، انعکاسهای خاراندن ، انعکاسهای نگاهدارنده وحرکتی ، انعکاسهای ایجاد کننده اسپاسمهای عضلانی و انعکاسهای خودکار.

این کشف در بلندمدت به دانشمندان در استفاده از سلول‌های بنیادی در رویکردهایی مانند مهندسی بافت و پزشکی کمک خواهد کرد با این حال، هنوز تا کاربرد آن در رشته‌های مختلف راه درازی مانده است.

کاربر گرامي لطفا نظرات خود را در مورد مطالب دلگرم بيان نماييد.

منبع:میزان

———————————————————————————

مجله اینترنتی دلگرم

مرجان امینی