Introduction
Cerebrospinal fluid (CSF) is a clear, plasma-like fluid (an ultrafiltrate of plasma) that bathes the central nervous system (CNS). Zajmuje on centralny kanał kręgowy, układ komorowy i przestrzeń podpajęczynówkową.
Obraz 1 przedstawia trójwymiarowy obraz krążenia płynu mózgowo-rdzeniowego, tak jak wyglądałby on wewnątrz czaszki.
- Płyn mózgowo-rdzeniowy pełni funkcje życiowe, w tym: Podtrzymywanie; Amortyzator; Homeostaza; Odżywianie; Funkcja immunologiczna.
- Objętość płynu mózgowo-rdzeniowego u dorosłych szacuje się na 150 ml z rozmieszczeniem 125 ml w przestrzeniach podpajęczynówkowych i 25 ml w komorach.
- Komórki ependymalne, które wytwarzają płyn mózgowo-rdzeniowy (CSF), wyściełają komory mózgu i kanał centralny rdzenia kręgowego
- CSF jest wydzielany głównie przez splot naczyniówkowy z innymi źródłami odgrywającymi słabiej zdefiniowaną rolę, dorosły człowiek produkuje od 400 do 600 ml dziennie.
- Stałe wydzielanie płynu mózgowo-rdzeniowego przyczynia się do całkowitej odnowy płynu mózgowo-rdzeniowego cztery do pięciu razy w ciągu 24-godzinnego okresu u przeciętnego młodego dorosłego.
- Zmniejszenie obrotu CSF może przyczynić się do nagromadzenia metabolitów obserwowanego w starzeniu się i chorobach neurodegeneracyjnych. Skład płynu mózgowo-rdzeniowego jest ściśle regulowany, a wszelkie odchylenia mogą być wykorzystywane do celów diagnostycznych
- Wypustki pajęczynówki (ziarnistości pajęczynówki) są odpowiedzialne za resorpcję płynu mózgowo-rdzeniowego do duralnych zatok żylnych.
- Zaburzenia równowagi w syntezie i resorpcji lub utrudnienie krążenia powodują gromadzenie się płynu mózgowo-rdzeniowego i podwyższone ciśnienie wewnątrzczaszkowe zwane wodogłowiem.
- Płyn mózgowo-rdzeniowy należy badać klinicznie poprzez nakłucie lędźwiowe. With a lumbar puncture, physicians can look for abnormalities in the CSF, which can be helpful when creating a differential diagnosis
Structure and Function
- Support – The CSF supports the weight of the brain estimated at 1500 gm and suspends it in neutral buoyancy to a net weight of about 25 gm. Stąd cała gęstość mózgu jest amortyzowana, chroniąc go przed zgnieceniem w kościstej czaszce.
- Amortyzator – Chroni mózg przed uszkodzeniem podczas urazów głowy. W przeciwnym razie nawet niewielkie uderzenia głową spowodują poważne uszkodzenie mózgu.
- Homeostaza – Składniki biochemiczne i objętość płynu mózgowo-rdzeniowego odgrywają istotne role homeostatyczne mózgu:
- Utrzymuje stabilną wewnętrzną temperaturę OUN
- Składniki biochemiczne i elektrolity utrzymują ciśnienie osmotyczne odpowiedzialne za prawidłowe ciśnienie płynu mózgowo-rdzeniowego, które jest niezbędne do utrzymania prawidłowej perfuzji mózgowej
- Biochemiczne produkty odpadowe dyfundują do płynu mózgowo-rdzeniowego i są usuwane w miarę resorpcji płynu mózgowo-rdzeniowego przez ziarnistości pajęczynówki do krążenia żylnego, niewielki odsetek płynu mózgowo-rdzeniowego drenuje również do krążenia limfatycznego.
4. Odżywianie – Płyn mózgowo-rdzeniowy zawiera glukozę, białka, lipidy i elektrolity, zapewniając niezbędne odżywianie OUN.
5. Funkcja immunologiczna – Płyn mózgowo-rdzeniowy zawiera immunoglobuliny i komórki jednojądrzaste.
Pięciominutowe wideo poniżej jest świetnym podsumowaniem płynu mózgowo-rdzeniowego
Wentrikle i płyn mózgowo-rdzeniowy
- Płyn mózgowo-rdzeniowy jest wytwarzany głównie przez strukturę zwaną splotem naczyniówkowym w komorach bocznych, trzeciej i czwartej.
- Płyn mózgowo-rdzeniowy przepływa z komory bocznej do komory trzeciej przez otwór międzykomorowy (zwany również otworem Monro).
- Komora trzecia i komora czwarta są połączone ze sobą akweduktem mózgowym (zwanym również akweduktem Sylwiusza).
- Płyn mózgowo-rdzeniowy przepływa następnie do przestrzeni podpajęczynówkowej przez otwory Luschki (są dwa) i otwór Magendiego (jest tylko jeden).
- Wchłanianie płynu mózgowo-rdzeniowego do krwiobiegu odbywa się w zatoce strzałkowej górnej przez struktury zwane kosmkami pajęczynówki.
Gdy ciśnienie płynu mózgowo-rdzeniowego jest większe niż ciśnienie żylne, płyn mózgowo-rdzeniowy przepływa do krwiobiegu. Jednak kosmki pajęczynówki działają jak „zawory jednokierunkowe”… jeśli ciśnienie płynu mózgowo-rdzeniowego jest mniejsze niż ciśnienie żylne, kosmki pajęczynówki NIE przepuszczą krwi do układu komorowego
Obraz 2 przedstawia schemat krążenia płynu mózgowo-rdzeniowego, systemy odpływu płynu mózgowo-rdzeniowego oraz anatomię różnych przedziałów płynu mózgowo-rdzeniowego.
Krwionośne i limfatyczne
Splot naczyniówkowy jest grupą fenestrowanych naczyń włosowatych krwionośnych znajdujących się w układzie komorowym. Splot naczyniówkowy w większości syntetyzuje płyn mózgowo-rdzeniowy.
Ziarnistości pajęczynówki są odpowiedzialne za resorpcję płynu mózgowo-rdzeniowego; odprowadzają płyn mózgowo-rdzeniowy do duralnych zatok żylnych.
Płyn mózgowo-rdzeniowy odpływa do krążenia limfatycznego przez przewody chłonne przylegające do przewodu węchowego, przechodząc przez blaszkę sitowatą.
Znaczenie kliniczne
Wodogłowie jest stanem patologicznym polegającym na nieprawidłowym gromadzeniu się płynu mózgowo-rdzeniowego spowodowanym zwiększoną produkcją płynu mózgowo-rdzeniowego, zablokowaniem przepływu lub zmniejszonym wchłanianiem. Komory rozszerzają się, aby pomieścić podwyższoną objętość płynu mózgowo-rdzeniowego, potencjalnie powodując uszkodzenie mózgu poprzez naciskanie jego tkanki na kostną czaszkę. Wodogłowie może być wrodzone lub nabyte.
Przeciek płynu mózgowo-rdzeniowego jest stanem, w którym płyn mózgowo-rdzeniowy jest w stanie wydostać się z przestrzeni podpajęczynówkowej przez otwór w otaczającej ją oponie twardej. Objętość płynu mózgowo-rdzeniowego utraconego w wyniku przecieku jest bardzo zmienna, od nieznacznych do bardzo znacznych ilości.
Syringomielia spowodowana zablokowaniem krążenia płynu mózgowo-rdzeniowego.
Zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych jest stanem, w którym dochodzi do zapalenia powłok mózgu. Istnieją dwie klasyfikacje zapalenia opon mózgowych: aseptyczne i bakteryjne. Aseptyczne zapalenie opon mózgowych może być spowodowane przez czynniki takie jak grzyby, leki i przerzuty nowotworowe, ale większość przypadków aseptycznego zapalenia opon mózgowych jest spowodowana przez wirusy. Klasycznymi objawami są gorączka, sztywność karku i światłowstręt. Diagnozę stawia się na podstawie analizy płynu mózgowo-rdzeniowego uzyskanego w punkcji.
Krwotok podpajęczynówkowy (SAH) to wyciek krwi do przestrzeni podpajęczynówkowej, gdzie miesza się ona z płynem mózgowo-rdzeniowym. SAH jest najczęściej spowodowany urazem, przy czym 80% nieurazowych SAH jest spowodowanych pęknięciem tętniaka. Inne nieurazowe przyczyny SAH obejmują malformacje tętniczo-żylne i zapalenie naczyń.
Punkcja lędźwiowa i analiza płynu mózgowo-rdzeniowego – punkcja lędźwiowa jest sterylną procedurą wykonywaną w celu uzyskania próbek płynu mózgowo-rdzeniowego do celów diagnostycznych. Polega ona na wprowadzeniu igły do przestrzeni podpajęczynówkowej na poziomie między kręgami L2 i L5. Najczęściej jednak nakłucie lędźwiowe wykonuje się między L4 a L5. Następnie na próbce wykonuje się badania biochemiczne, mikrobiologiczne i cytologiczne.
Wnioski
Płyn mózgowo-rdzeniowy (CSF) odgrywa istotną rolę w utrzymaniu homeostazy ośrodkowego układu nerwowego.
Funkcje CSF obejmują: (1) wyporność mózgu, rdzenia kręgowego i nerwów; (2) regulację objętości w jamie czaszki; (3) transport składników odżywczych; (4) transport białek lub peptydów; (5) regulację objętości mózgu poprzez osmoregulację; (6) działanie buforujące przed siłami zewnętrznymi; (7) transdukcję sygnału; (8) transport leków; (9) kontrolę układu odpornościowego; (10) eliminację metabolitów i zbędnych substancji; i wreszcie chłodzenie ciepła wytwarzanego przez aktywność neuronalną.
Aby płyn mózgowo-rdzeniowy mógł spełniać te funkcje, konieczny jest ruch zbliżony do płynu w komorach i przestrzeni podpajęczynówkowej.
Zaburzenia w przepływie płynu mózgowo-rdzeniowego lub wprowadzenie infekcji i lub substancji drażniących może poważnie wpłynąć na funkcjonowanie jednostki.
- 1.0 1.1 1.2 1.3 Adigun OO, Al-Dhahir MA. Anatomy, head and neck, cerebrospinal fluid.Available from:https://www.statpearls.com/kb/viewarticle/19195 (last accessed 14.2.2020)
- 2.0 2.1 2.2 Telano LN, Baker S. Physiology, Cerebral Spinal Fluid (CSF). InStatPearls 2018 Oct 27. StatPearls Publishing. Available from:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519007/ (last accessed 14.2.2020)
- Huff T, Tadi P, Varacallo M. Neuroanatomy, Cerebrospinal Fluid. Available from:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470578/ (last accessed 14.2.2020)
- Dr Cal Shipley MD Cerebrospinal fluid – function, production and circulation Available from https://www.youtube.com/watch?v=asQo6cmOjd0&app=desktop (last accessed 15.2.2020)
- Washington faculty Ventricle system and CSF Available from:https://faculty.washington.edu/chudler/vent.html (last accessed 14.2.2020)
- Matsumae M, Sato O, Hirayama A, Hayashi N, Takizawa K, Atsumi H, Sorimachi T. Research into the physiology of cerebrospinal fluid reaches a new horizon: intimate exchange between cerebrospinal fluid and interstitial fluid may contribute to maintenance of homeostasis in the central nervous system. Neurologia medico-chirurgica. 2016;56(7):416-41. Available from:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4945600/ (last accessed 14.2.2020)
.