26.1: تشريح الجهاز العصبي

Last updated
Save as PDF

Page ID: 195272

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

أهداف التعلم

وصف السمات التشريحية الرئيسية للجهاز العصبي
اشرح سبب عدم وجود ميكروبيوتا طبيعية في الجهاز العصبي
اشرح كيف تتغلب الكائنات الحية الدقيقة على دفاعات الجهاز العصبي للتسبب في العدوى
تحديد ووصف الأعراض العامة المرتبطة بالتهابات مختلفة في الجهاز العصبي

التركيز السريري: الجزء الأول

ديفيد هو نجار يبلغ من العمر 35 عامًا من نيو جيرسي. قبل عام، تم تشخيص إصابته بمرض كرون، وهو مرض التهاب مزمن في الأمعاء ليس له سبب معروف. لقد تناول الكورتيكوستيرويد بوصفة طبية لإدارة الحالة، وكان الدواء فعالًا للغاية في الحفاظ على أعراضه. ومع ذلك، أصيب ديفيد مؤخرًا بالمرض وقرر زيارة طبيب الرعاية الأولية الخاص به. تضمنت أعراضه الحمى والسعال المستمر وضيق التنفس. طلب طبيبه تصوير الصدر بالأشعة السينية، مما كشف عن تماسك الرئة اليمنى. وصف الطبيب دورة من الليفوفلوكساسين وطلب من ديفيد العودة في غضون أسبوع إذا لم يشعر بتحسن.

التمارين\(\PageIndex{1}\)

ما نوع الدواء هو ليفوفلوكساسين؟
ما نوع الميكروبات التي سيكون هذا الدواء فعالًا ضدها؟
ما نوع العدوى الذي يتوافق مع أعراض ديفيد؟

يمكن تقسيم الجهاز العصبي البشري إلى نظامين فرعيين متفاعلين: الجهاز العصبي المحيطي (PNS) والجهاز العصبي المركزي (CNS). يتكون الجهاز العصبي المركزي من الدماغ والحبل الشوكي. الجهاز العصبي المحيطي عبارة عن شبكة واسعة من الأعصاب التي تربط الجهاز العصبي المركزي بالعضلات والهياكل الحسية. يوضح الشكل العلاقة بين هذه الأنظمة\(\PageIndex{1}\).

الجهاز العصبي المركزي

الدماغ هو العضو الأكثر تعقيدًا وحساسية في الجسم. وهي مسؤولة عن جميع وظائف الجسم، بما في ذلك العمل كمركز تنسيق لجميع الأحاسيس والتنقل والعواطف والفكر. يتم توفير الحماية للدماغ من خلال عظام الجمجمة، والتي بدورها تغطيها فروة الرأس، كما هو موضح في الشكل\(\PageIndex{2}\). تتكون فروة الرأس من طبقة خارجية من الجلد، ترتبط بشكل فضفاض بالصفاق، وهي طبقة وتر مسطحة وعريضة تثبت الطبقات السطحية من الجلد. يغطي السمحاق، الموجود أسفل السفاق، عظام الجمجمة بقوة ويوفر الحماية والتغذية للعظام والقدرة على إصلاح العظام. تحت الطبقة العظمية للجمجمة توجد ثلاث طبقات من الأغشية تسمى السحايا التي تحيط بالدماغ. تظهر المواضع النسبية لهذه السحايا في الشكل\(\PageIndex{2}\). تُسمى الطبقة السحائية الأقرب إلى عظام الجمجمة باسم الجافية الأم (وتعني حرفيًا الأم القوية). تحت الأم الجافية تكمن الأم العنكبوتية (الأم الشبيهة بالعنكبوت حرفيًا). الطبقة السحائية الأعمق عبارة عن غشاء رقيق يسمى بيا ماتر (الأم الرقيقة حرفيًا). على عكس الطبقات السحائية الأخرى، تلتصق أم البيا بقوة بالسطح الملتوي للدماغ. بين المادة العنكبوتية والمادة البيضاء توجد مساحة تحت العنكبوتية. تمتلئ المساحة تحت العنكبوتية داخل هذه المنطقة بالسائل النخاعي (CSF). يتم إنتاج هذا السائل المائي بواسطة خلايا الضفيرة المشيمية - وهي مناطق في كل بطين من الدماغ تتكون من خلايا ظهارية مكعبة تحيط بأسرة الشعيرات الدموية الكثيفة. يعمل CSF على توصيل العناصر الغذائية وإزالة النفايات من الأنسجة العصبية.

رسم تخطيطي للطبقات حول الدماغ. البيا ماتر عبارة عن غطاء رقيق موجود على سطح الدماغ. يوجد حول ذلك السائل النخاعي (CSF)، وهي منطقة تحتوي على أوعية دموية. يحافظ العنكبوت على هذه المساحة. المادة الجافية هي الطبقة التالية وهي سميكة. تشكل هذه الطبقات الثلاث (الجافية، والعناكب، والبيتا ماتر) السحايا. الطبقة التالية هي العظام. الطبقة التالية هي السمحاق الرقيق، ثم السفاق الرقيق، وأخيراً الجلد. — الشكل\(\PageIndex{2}\): تشمل طبقات الأنسجة المحيطة بدماغ الإنسان ثلاثة أغشية سحائية: الأم الجافية والأم العنكبوتية وبيا ماتر. (الائتمان: تعديل العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة)

الحاجز الدموي الدماغي

تتمتع أنسجة الجهاز العصبي المركزي بحماية إضافية من حيث أنها لا تتعرض للدم أو الجهاز المناعي بنفس طريقة الأنسجة الأخرى. تقع الأوعية الدموية التي تزود الدماغ بالمغذيات والمواد الكيميائية الأخرى فوق الأم. الشعيرات الدموية المرتبطة بهذه الأوعية الدموية في الدماغ أقل نفاذية من تلك الموجودة في مواقع أخرى في الجسم. تشكل الخلايا البطانية الشعرية تقاطعات ضيقة تتحكم في نقل مكونات الدم إلى الدماغ. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي الشعيرات الدموية القحفية على عدد أقل بكثير من الفينسترا (الهياكل الشبيهة بالمسام والمختومة بغشاء) والحويصلات الصبغية مقارنة بالشعيرات الدموية الأخرى. ونتيجة لذلك، تتمتع المواد الموجودة في الجهاز الدوري بقدرة محدودة للغاية على التفاعل مع الجهاز العصبي المركزي مباشرة. يشار إلى هذه الظاهرة باسم الحاجز الدموي الدماغي.

يحمي الحاجز الدموي الدماغي السائل النخاعي من التلوث، ويمكن أن يكون فعالًا جدًا في استبعاد مسببات الأمراض الميكروبية المحتملة. ونتيجة لهذه الدفاعات، لا توجد ميكروبات طبيعية في السائل النخاعي. يمنع الحاجز الدموي الدماغي أيضًا حركة العديد من الأدوية إلى الدماغ، وخاصة المركبات غير القابلة للذوبان في الدهون. هذا له تداعيات عميقة على العلاجات التي تنطوي على التهابات الجهاز العصبي المركزي، لأنه من الصعب على الأدوية عبور الحاجز الدموي الدماغي للتفاعل مع مسببات الأمراض التي تسبب العدوى.

يحتوي الحبل الشوكي أيضًا على هياكل واقية مماثلة لتلك المحيطة بالدماغ. توجد داخل عظام الفقرات سحائية من الأم الجافية (تسمى أحيانًا الغمد الجافي) والأم العنكبوتية والشامة والحاجز الدموي للحبل الشوكي الذي يتحكم في نقل مكونات الدم من الأوعية الدموية المرتبطة بالحبل الشوكي.

لإحداث عدوى في الجهاز العصبي المركزي، يجب أن تخترق مسببات الأمراض بنجاح الحاجز الدموي الدماغي أو الحاجز الدموي للحبل الشوكي. تستخدم مسببات الأمراض المختلفة عوامل وآليات مختلفة لتحقيق ذلك، ولكن يمكن تصنيفها عمومًا في أربع فئات: بين الخلايا (وتسمى أيضًا الخلايا شبه الخلوية)، وعبر الخلايا، وخلايا الدم البيضاء الميسرة، وغير الدموية. يتضمن الدخول بين الخلايا استخدام عوامل الضراوة الميكروبية أو السموم أو العمليات التي تتم بوساطة الالتهاب للمرور بين خلايا الحاجز الدموي الدماغي. عند الدخول عبر الخلايا، يمر العامل الممرض عبر خلايا الحاجز الدموي الدماغي باستخدام عوامل الضراوة التي تسمح له بالالتزام وتحفيز الامتصاص بواسطة آليات تتوسطها الفجوة أو المستقبلات. إن دخول كريات الدم البيضاء الذي يتم تسهيله هو آلية حصان طروادة التي تحدث عندما يصيب العامل الممرض كريات الدم البيضاء المحيطية للدخول مباشرة إلى الجهاز العصبي المركزي. يسمح الدخول غير الدموي لمسببات الأمراض بالدخول إلى الدماغ دون مواجهة الحاجز الدموي الدماغي؛ يحدث عندما تنتقل مسببات الأمراض على طول الأعصاب القحفية الشمية أو ثلاثية التوائم التي تؤدي مباشرة إلى الجهاز العصبي المركزي.

رابط إلى التعلم

شاهد هذا الفيديو حول الحاجز الدموي الدماغي

التمارين\(\PageIndex{2}\)

ما هي الوظيفة الأساسية للحاجز الدموي الدماغي؟

الجهاز العصبي المحيطي

تتكون PNS من الأعصاب التي تربط الأعضاء والأطراف والهياكل التشريحية الأخرى للجسم بالدماغ والحبل الشوكي. على عكس الدماغ والحبل الشوكي، فإن PNS ليست محمية بالعظام أو السحايا أو حاجز الدم، ونتيجة لذلك، فإن أعصاب PNS أكثر عرضة للإصابة والعدوى. يمكن أن يؤدي التلف الميكروبي للأعصاب الطرفية إلى الوخز أو التنميل المعروف باسم الاعتلال العصبي. يمكن أن تنتج هذه الأعراض أيضًا عن الصدمات والأسباب غير المعدية مثل الأدوية أو الأمراض المزمنة مثل مرض السكري.

خلايا الجهاز العصبي

تتكون أنسجة PNS و CNS من خلايا تسمى الخلايا الدبقية (الخلايا العصبية) والخلايا العصبية (الخلايا العصبية). تساعد الخلايا الدبقية في تنظيم الخلايا العصبية، وتوفر سقالة لبعض جوانب الوظيفة العصبية، وتساعد في التعافي من الإصابة العصبية.

الخلايا العصبية هي خلايا متخصصة توجد في جميع أنحاء الجهاز العصبي والتي تنقل الإشارات عبر الجهاز العصبي باستخدام العمليات الكهروكيميائية. يظهر الهيكل الأساسي للخلايا العصبية في الشكل\(\PageIndex{3}\). جسم الخلية (أو سوما) هو مركز التمثيل الغذائي للخلايا العصبية ويحتوي على النواة ومعظم عضيات الخلية. يُطلق على العديد من الامتدادات المتفرعة بدقة من السوما اسم التشعبات. ينتج السوما أيضًا امتدادًا ممدودًا يسمى المحور، وهو المسؤول عن إرسال الإشارات الكهروكيميائية من خلال عمليات نقل أيونية معقدة. يمكن أن تمتد محاور بعض أنواع الخلايا العصبية حتى متر واحد في جسم الإنسان. لتسهيل إرسال الإشارات الكهروكيميائية، تحتوي بعض الخلايا العصبية على غلاف ميالين يحيط بالمحور. يتكون الميالين من أغشية الخلايا في الخلايا الدبقية مثل خلايا Schwann في PNS والخلايا قليلة التغصن في الجهاز العصبي المركزي، ويحيط بالمحور العصبي ويعزله، مما يزيد بشكل كبير من سرعة انتقال الإشارات الكهروكيميائية على طول المحور. تشكل نهاية المحور العصبي العديد من الفروع التي تنتهي بمصابيح تسمى المحطات المشبكية. تشكل الخلايا العصبية تقاطعات مع خلايا أخرى، مثل خلية عصبية أخرى، تتبادل الإشارات معها. يشار إلى التقاطعات، التي هي في الواقع فجوات بين الخلايا العصبية، باسم نقاط الاشتباك العصبي. في كل تشابك، توجد خلية عصبية ما قبل المشبكية وخلايا ما بعد التشابك العصبي (أو خلية أخرى). تشكل الأطراف المشبكية لمحور الطرف ما قبل المشبكي المشبك مع التشعبات أو السوما أو أحيانًا محور عصبي عصبي ما بعد التشابك أو جزءًا من نوع آخر من الخلايا مثل الخلية العضلية. تحتوي المحطات المشبكية على حويصلات مليئة بمواد كيميائية تسمى الناقلات العصبية. عندما تصل الإشارة الكهروكيميائية التي تتحرك لأسفل المحور العصبي إلى المشبك، تندمج الحويصلات مع الغشاء، ويتم إطلاق الناقلات العصبية، التي تنتشر عبر المشبك وترتبط بالمستقبلات الموجودة على غشاء الخلية ما بعد التشابك، مما قد يؤدي إلى حدوث استجابة في تلك الخلية. قد تتضمن هذه الاستجابة في خلية ما بعد التشابك مزيدًا من الانتشار للإشارة الكهروكيميائية لنقل المعلومات أو تقلص الألياف العضلية.

أ) رسم لخلية عصبية. يحتوي جسم الخلية على النواة وله نتوءات قصيرة تسمى التغصينات. تحتوي الخلية أيضًا على إسقاط طويل يسمى محور عصبي ملفوف بطبقة تسمى غمد المايلين. تغطي طبقة غلاف الميالين معظم المحاور ولكنها تنتج أيضًا مساحات غير مكشوفة على فترات زمنية محددة؛ كل مساحة تسمى عقدة رانفير. يتكون غمد المايلين من الخلايا قليلة التغصن. في نهاية المحور العصبي يوجد تشابك عصبي. ب) رسم تخطيطي لمشبك. هذه هي المنطقة التي تجتمع فيها عصبتان (ولكنهما لا تلمسان). تطلق الخلايا العصبية ما قبل المشبكية الناقلات العصبية في الفضاء المشبكي. تحتوي الخلايا العصبية ما بعد المشبكية على مستقبلات تلتصق بها الناقلات العصبية. — الشكل\(\PageIndex{3}\): (أ) ترتبط الخلايا العصبية الميلينية بالخلايا قليلة التغصن. الخلايا قليلة التغصن هي نوع من الخلايا الدبقية التي تشكل غلاف المايلين في الجهاز العصبي المركزي الذي يعزل المحاور بحيث يتم نقل النبضات العصبية الكهروكيميائية بشكل أكثر كفاءة. (ب) يتكون التشابك العصبي من الطرف المحوري للخلايا العصبية ما قبل المشبكية (أعلى) التي تطلق الناقلات العصبية التي تعبر الفضاء المشبكي (أو الشق) وترتبط بالمستقبلات الموجودة على تشعبات الخلايا العصبية بعد التشابك (الجزء السفلي).

التمارين\(\PageIndex{3}\)

ما هي الخلايا المرتبطة بالخلايا العصبية، وما هي وظيفتها؟
ما هي بنية ووظيفة المشبك؟

التهاب السحايا والتهاب الدماغ

على الرغم من أن الجمجمة توفر للدماغ دفاعًا ممتازًا، إلا أنها قد تصبح أيضًا مشكلة أثناء العدوى. يمكن لأي تورم في الدماغ أو السحايا ناتج عن الالتهاب أن يسبب ضغطًا داخل الجمجمة، مما يؤدي إلى تلف شديد في أنسجة الدماغ، التي لديها مساحة محدودة للتوسع داخل العظام غير المرنة للجمجمة. يستخدم مصطلح التهاب السحايا لوصف التهاب السحايا. يمكن أن تشمل الأعراض النموذجية الصداع الشديد والحمى ورهاب الضوء (زيادة الحساسية للضوء) وتصلب الرقبة والتشنجات والارتباك. يُطلق على التهاب أنسجة المخ اسم التهاب الدماغ، وتظهر على المرضى علامات وأعراض مشابهة لتلك الخاصة بالتهاب السحايا بالإضافة إلى الخمول والنوبات وتغيرات الشخصية. عندما يؤثر الالتهاب على كل من السحايا وأنسجة الدماغ، تُسمى الحالة بالتهاب السحايا والدماغ. جميع أشكال الالتهاب الثلاثة خطيرة ويمكن أن تؤدي إلى العمى والصمم والغيبوبة والموت.

يمكن أن يحدث التهاب السحايا والتهاب الدماغ بسبب العديد من الأنواع المختلفة من مسببات الأمراض الميكروبية. ومع ذلك، يمكن أن تنشأ هذه الحالات أيضًا من أسباب غير معدية مثل صدمة الرأس وبعض أنواع السرطان وبعض الأدوية التي تسبب الالتهاب. لتحديد ما إذا كان الالتهاب ناتجًا عن عامل ممرض، يتم إجراء ثقب قطني للحصول على عينة من CSF. إذا كان السائل النخاعي يحتوي على مستويات متزايدة من خلايا الدم البيضاء ومستويات غير طبيعية من الجلوكوز والبروتين، فهذا يشير إلى أن الالتهاب هو استجابة للعدوى.

التمارين\(\PageIndex{4}\)

ما نوعان من الالتهابات التي يمكن أن تؤثر على الجهاز العصبي المركزي؟
لماذا يكون لكلا الشكلين من الالتهاب عواقب وخيمة؟

متلازمة غيلان باريه

متلازمة غيلان باريه (GBS) هي حالة نادرة يمكن أن تسبقها عدوى فيروسية أو بكتيرية تؤدي إلى تفاعل مناعي ذاتي ضد الخلايا العصبية الميلينية. يؤدي تدمير غلاف المايلين حول هذه الخلايا العصبية إلى فقدان الإحساس والوظيفة. الأعراض الأولى لهذه الحالة هي الوخز والضعف في الأنسجة المصابة. تتفاقم الأعراض على مدى عدة أسابيع ويمكن أن تبلغ ذروتها بشلل كامل. يمكن أن تكون الحالات الشديدة مهددة للحياة. تم تحديد العدوى بالعديد من مسببات الأمراض الميكروبية المختلفة، بما في ذلك Campylobacter jejuni (عامل الخطر الأكثر شيوعًا) والفيروس المضخم للخلايا وفيروس Epstein-Barr وفيروس varicella-zoster والميكوبلازما الرئوية ¹ وفيروس زيكا ² كمحفزات لمرض GBS. لقد ثبت أن الأجسام المضادة للميالين من مرضى GBS تتعرف أيضًا على C. jejuni. من الممكن أن تتشكل الأجسام المضادة التفاعلية، والأجسام المضادة التي تتفاعل مع مواقع مستضدية مماثلة على بروتينات مختلفة، أثناء العدوى وقد تؤدي إلى استجابة المناعة الذاتية هذه.

يتم تحديد GBS فقط من خلال ظهور الأعراض السريرية. لا توجد اختبارات تشخيصية أخرى متاحة. لحسن الحظ، تزول معظم الحالات تلقائيًا في غضون بضعة أشهر مع القليل من الآثار الدائمة، حيث لا يوجد لقاح متاح. يمكن علاج GBS عن طريق فصل البلازما. في هذا الإجراء، يتم تصفية بلازما المريض من دمه، وإزالة الأجسام المضادة الذاتية.

المفاهيم الأساسية والملخص

يتكون الجهاز العصبي من نظامين فرعيين: الجهاز العصبي المركزي والجهاز العصبي المحيطي.
تحمي الجمجمة والسحايا الثلاثة (الأم الجافية والعنكبوتية والثدي الأم) الدماغ.
تتكون أنسجة PNS و CNS من خلايا تسمى الخلايا الدبقية والخلايا العصبية.
نظرًا لأن الحاجز الدموي الدماغي يستبعد معظم الميكروبات، فلا توجد ميكروبات طبيعية في الجهاز العصبي المركزي.
تحتوي بعض مسببات الأمراض على عوامل ضراوة محددة تسمح لها باختراق الحاجز الدموي الدماغي. التهاب الدماغ أو السحايا الناجم عن العدوى يسمى التهاب الدماغ أو التهاب السحايا، على التوالي. يمكن أن تؤدي هذه الحالات إلى العمى والصمم والغيبوبة والموت.

الحواشي

يوكي ونوبوهيرو وهانز بيتر هارتونغ، «متلازمة غيلان باريه»، مجلة نيو إنجلاند للطب 366، رقم 24 (2012): 2294-304.
كاو لورمو، فان ماي، ألكسندر بليك، ساندرين مونس، ستيفان لاستير، كلودين روش، جيسيكا فانهومويغن، تيموثي دوب وآخرون، «تفشي متلازمة غيلان باريه المرتبط بعدوى فيروس زيكا في بولينيزيا الفرنسية: دراسة حالة وكلودين روش»، ذا لانسيت 387، رقم 10027 (2016): 1531-9.