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 ضایعه نخاعی می شود، یکی از مشکلترین مسائلی که با آن مواجه می باشد این است که در حال حاضر هیچ "درمانی" برای آن وجود ندارد. با پیشرفتهای قابل ملاحظه ای که هر روزه در مجامع علمی در مورد آن می شنویم، 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 غیر ممکنی (مانند پیوند کامل اعضاء و انتقال اندامهای بدن شخصی به شخص دیگر ویا جداکردن ژنهای انسان) را انجام دهیم، پس قادر خواهیم بود علت عدم ترمیم آسیب های نخاعی را نیزکشف نمائیم و کاری کنیم که این مشکل بیولوژیکی نیز حل شود؟ باتوجه به معماهای علمی زیادی که تاکنون حل شده اند، درمان ضایعات نخاعی نیز نبایستی آنقدرها هم مشکل باشد.

در واقع دو موضوع جداگانه در این مقوله مطرح است:

1. آیا می توانیم به این سئوال علمی به آسانی پاسخ دهیم که : " چرا طناب نخاعی قادر به ترمیم مجدد نمی باشد " ؟

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

بیائید ببینیم طی نیم قرن گذشته چه کارهایی در مورد ضایعات نخاعی انجام داده اند.قبل از جنگ جهانی دوم، آسیب طناب نخاعی بعنوان یک وضعیت مرگبار مورد توجه قرار می گرفت. یعنی اگر کسی در اثر آسیبی که مستقیما" به نخاعش وارد می شد درآن لحظه نمی مرد، احتمالا" طی چند هفته یا چند ماه در اثر عوارض حاصل ازآن مثل عفونت کلیه، مشکلات تنفسی یا زخم بسترهای ناجور فوت می کرد.

خوشبختانه، امروزه افزایش اطلاعات از ضایعات نخاعی باعث شده که بسیاری از بیماران درلحظه ابتلا و طی دوره های ابتدایی بعد از آن زنده بمانندو در شرایط بهتری تحت کنترل قرار گیرند.به علاوه با کشف داروهائی مانند پنی سیلین و داروهای سولفا که امروزه بطور رایج ساخته می شوند ،بسیاری از عوارض تهدیدکننده به مرگ مثل عفونتهای کلیه و پوست قابل کنترل ترازقبل هستند.

از آنجائی که طناب نخاعی پیامهای حیاتی را بین مغز، عضلات و بسیاری از اندامها مبادله می کند،این حقیقت که ضایعه نخاعی هم اکنون قابل نجات است به نوبه خود یک معجزه محسوب می شود. در هر حال، این معجزه نیز شدیدا" نیازمند این است که راهی پیدا شود که اثرات جسمی زیانبار حاصل از ضایعه نخاعی را حذف و یا به حداقل ممکن کاهش دهد.

---------------------------------------------------------------------------------

تحقیقات انجام شده درخصوص درمان

دهه1980 و 1990 زمان هیجان انگیزی برای علاقمندان به احیاء و ترمیم ضایعات نخاعی بوده است. در این برهه های زمانی درخصوص اطلاعات عمومی مربوط به عملکرد دستگاه عصبی و روشهای درمان ، پیشرفتهایی حاصل گردید که نتایج آن در سالهای اخیر بسیار دلگرم کننده بوده است.

تحقیقات انجام شده جهت درمان آسیبهای نخاعی، با مطالعه روی یکی از پیچیده ترین قسمتهای بدن انسان آغاز گردید. طناب نخاعی یک قسمت کامل از اختصاصی ترین دستگاه بدن یعنی سیستم عصبی مرکزی ( CNS ) می باشد. بطور کلی این دستگاه از مغز و طناب نخاعی تشکیل شده است.

کار اصلی طناب نخاعی، انتقال پیامهای عصبی از مغز به تمامی قسمتهای بدن و بالعکس می باشد. بعضی از پیامهای مذکور کنترل حس نظیر آگاهی از تماس نوک انگشت با بخاری داغ را بعهده دارند ،و برخی دیگر از پیامهانیز مربوط به تنظیم حرکات می باشند. همچنین طناب نخاعی انتقال پیامهایی را که غیر ارادی هستند و ما نقشی در کنترل ارادی آنها نداریم مثل ضربان قلب، تنفس و غیره راهم انجام می دهند.

طناب نخاعی کلیه پیامهای عصبی را از طریق مجموعه ای از اعصاب که ارتباط سلولهای طناب نخاعی را با سلولهای هدف موجود در اندامهای مختلف بدن برقرار می کنند، منتقل می نماید. هر سلول عصبی به تنهایی یک نرون(neuron) نامیده می شود که هر کدام دارای یکسری رشته های گیرنده بنام دندریت(dendrite) هستند. آکسون ها که هدایت پیامهای خروجی را بعهده دارند، از سلولهای بدن امتداد پیدا می کنند و بوسیله یک ماده چربی مانند محافظ بنام غلاف میلین پوشیده می شوند که به هدایت بهتر پیامهای عصبی کمک می نماید.

هرشوک عصبی ایجاد شده در یک نرون، بوسیله دندریت سلول عصبی بعدی هدایت می شود و در یک مسیر ارتباطی خاص بنام سیناپس پیش می رود. درواقع یک واکنش الکترو شیمیائی رخ می دهد که باعث می شود تکان عصبی در عرض سیناپس جهش پیدا کند و در نتیجه علائم حاصله سلولهای عصبی بعدی را نیزتحریک می کند و سپس تکانه عصبی مذکوردر مسیر اکسون خودش حرکت می نماید. پیامی که بدین طریق ایجاد می شود، بوسیله یکسری از نرونها منتقل می شود، تا زمانی که ارتباط کامل گردد.

در خود طناب نخاعی میلیونها سلول عصبی وجود دارد. بعضی از آنها نرونهای حرکتی تحتانی هستند که فرامین حرکتی را از مغز دریافت می کنند و علائم مربوطه را مستقیما" به عضلات ارسال می نمایند. یکسری دیگر از نرونهای طناب نخاعی مسیر گذر اطلاعات در طول طناب نخاعی را تقویت می کنند. به هنگام بروز ضایعه نخاعی،سایر سلولهای عصبی طناب نخاعی در زیر سطح آسیب سالم باقی می مانند و مسیر پیچیده شبکه عصبی را شکل می دهند. اما از آنجائی که سلولهای پائین محل ضایعه دیگر تحت کنترل ارادی قرار ندارند، آنها نمی توانند کارآئی لازم را داشته باشند و ممکن است باعث حرکات غیر 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 گرامی لطفا نظرات خود را در مورد مطالب دلگرم بیان نمایید.

منبع:میزان

---------------------------------------------------------------------------------

مجله اینترنتی دلگرم

مرجان امینی