Навчальний посібник для студентів вищих медичних навчальних закладів

Ліквор являє собою своєрідну біологічну рідину, що відрізняється від усіх інших рідин організму та необхідна для правильного функціонування мозкової тканини, виконуючи захисну, трофічну та інші функції. Об'єм ЦСР коливається відповідно змінам ВЧТ.

Утворення, циркуляція та абсорбція ліквору свідчать про те, що він є живильною й екскреторною рідиною мозку. ЦСР є середовищем для обміну речовин між мозком і кров'ю, носієм поживних речовин від хоріоїдальних кровоносних судин до нервових клітин. Ліквор – місце виділення та видалення деяких кінцевих продуктів метоболізму мозкової тканини. У інших тканинах метаболіти видаляються через лімфу та капілярну циркуляцію.

Мозок не має лімфатичної системи, і продукти мозкового метаболізму можуть бути видалені тільки двома шляхами: а) через капілярний кровотік, що виводить основні продукти; б) через ліквор, а звідти через судинні сплетення й арахноїдальні ворсинки.

Надважливе значення має екскреторне значення ЦСР для деяких небажаних лікарських засобів і метаболітів. Ліквор розглядається і як розчинник деяких речовин. Транспорт їх здійснюється від одного мозкового поля до іншого. ЦСР бере участь також в інтрацеребральному транспорті біологічно активних речовин, особливо деяких рилізинг-факторів (тиреотропного і лютеїнізуючого), що за її допомогою переносяться з гіпоталамусу до гіпофізу. Ліквор III шлуночка служить шляхом дифузії гормонів за участю спеціалізованих клітин таніцитів із серединного піднесення до портального гіпофізарного кровообігу.

Силами, що викликають рух розчинених речовин від одного поля до іншого, є хоріоїдальні пульсації, активність війкового епітелію, безперервне утворення ліквору та його об'єм. ЦСР необхідна для респіраторної активності. Нервові елементи, що відповідають за акт дихання, розміщені в дні

Склад ЦСР схожий на склад екстрацелюлярної мозкової рідини, який і визначає її значення для функцій мозку. Обмежена проникність судинних сплетень і ГЕБ підтримують нормальний гомеостаз і склад ліквору. Отже, фізіологічне значення ЦСР представляється таким чином: 1) функція механічного захисту мозку; 2) екскреторна функція – тобто видалення деяких метаболітів для попередження їх скупчення в мозку; 3) транспортний засіб для різних речовин, особливо біологічно активних речовин; 4) контрольна функція: а) підтримує виключно стабільне оточення мозку, що повинне бути відносно нечутливим до швидких змін складу крові; б) підтримує певну концентрацію катіонів, аніонів і рН, що забезпечує нормальне функціонування ЦНС;

Зрозуміло цим не вичерпується значення ліквору. Його значення у функціонуванні мозку все більше доводиться новими дослідженнями.

Знання анатомії і топографії лікворної системи є істотним чинником для правильної оцінки даних, що отримані в результаті дослідження ЦСР. Лікворна система умовно розділена на зовнішні та внутрішні (вентрикулярна система) лікворні простори, які постійно зв'язані між собою.

До вентрикулярної системи належать два бічних (лівий і правий), III та
IV шлуночки (рис. 1). Бічні шлуночки розміщені відповідно в правій і лівій півкулях головного мозку і перетинають їх у подовжньому напрямі. В кожному бічному шлуночку розрізняють центральну частину – pars centralis і три роги: передній – cornu anterius, задній – cornu posterius і ніжній – cornu inferius. Бічні шлуночки пов'язані з III шлуночком за допомогою міжшлуночкових отворів.

Рисунок 1– Схема шлуночків мозку відносно структур півкуль головного мозку: а – мозочок; б – потилична частка; в – тім’яна частка; г – лобна частка;

1 – боковий отвір IV шлуночка (отвір Люшка); 2 – нижній ріг бокового шлуночка; 3 – водопровід; 4 – міжшлуночковий отвір; 5 – передній ріг бокового шлуночка; 6 – центральна частина бокового шлуночка; 7 – з’єднання зорових бугрів (massa intermedia); 8 – ІІІ шлуночок; 9 – вхід до бокового шлуночка;

III шлуночок є довгою вузькою порожниною, злегка розширеною на кінці. Він розміщений між таламусом, гіпоталамусом, передньою і задньою спайками великого мозку, соскоподібними тілами, сірим горбом, мозолистим тілом і зведенням. III шлуночок з'єднується з IV через водопровід мозку, який має довжину близько 15 мм.

IV шлуночок знаходиться під мозочком. Він зв'язаний з підпавутинним простором за допомогою одного серединного (Мажанді) та двох бічних отворів (Люшка). Знизу він продовжується в центральний канал спинного мозку. Всі шлуночки мають судинні сплетення (plexus chorioidei), які відіграють важливу роль в утворенні ЦСР. Вони становлять близько 60 % внутрішньої поверхні мозку. Дані структури є елементами м'якої оболонки мозку, що густо васкуляризовані та вкриті епітелієм. Ворсинчастий епітелій, по суті, є продовженням епендими, що вкриває шлуночки.

Поверхня судинних сплетень має багато складок із великою кількістю відростків, що проникають у просвіт шлуночків. У людини загальна поверхня цих сплетень становить 150-300 см². Відростки вкриті одношаровим кубічним епітелієм, який є модифікованою епендимою. Мікроворсинки покривають апікальну або вентрикулярну поверхню епітеліальних клітин. Базальна сторона епітеліальних клітин має своєрідні ніжки, що, як пальці, переплітаються з сусідніми клітинами.

Сусідні ворсинчасті епітеліальні клітини на апікальній стороні сполучені між собою за допомогою ущільнених контактів (tight junction), які є морфологічною основою бар'єрів відносно різних речовин. Ці ущільнені контакти характерні не тільки для ворсинчастих епітеліальних клітин, але й для мозкового ендотелію і клітин павутинової оболонки.

Клітини лежать на базальній мембрані, під якою знаходиться порожнина строми, що містить колаген, фібробласти і нейрофібрили. Один капіляр рясно фенестрований і позбавлений ущільнених контактів, знаходиться в центрі кожної ворсинки. У цитоплазмі епітеліальних клітин містяться численні мітохондрії різної величини і форми. Ядро велике, має сферичну форму, захищено подвійною мембраною. Клітини епітелію містять цитоплазматичний ретикулум та апарат Гольджі.

Між сплетеннями бічних, III і IV шлуночків існують функціональні відмінності. Судинні сплетення бічних шлуночків забезпечуються кров'ю через передні ворсинчасті артерії, III шлуночка – через задні мозкові артерії,
IV шлуночка – через задні спинальні та хребетні артерії. Венозний відтік з бічних і III шлуночків відбувається у вену таламуса, смугастого тіла і внутрішні вени головного мозку, а з IV шлуночка – в основну вену. Судинні сплетення периваскулярно інервуються блукаючим нервом, внутрішнім сонним, хребетним і шийним сплетеннями. Інервація здійснює насамперед вазомоторну функцію.

Головний і спинний мозок людини вкриті трьома оболонками, що походять із мезодерми (рис. 2). Тверда оболонка мозку (dura mater) складається з щільної фіброзної сполучної тканини, утворює дві пластинки, які в окремих місцях міцно зростаються, а в деяких – відокремлені одна від одної. Вона рясно васкуляризована, містить лімфу і нервові волокна. З внутрішнього боку тверда оболонка утворює широкі перегородки (falx cerebri, falx cerebelli, tentorium cerebella, diaphragma sellae). У складках оболонки розміщуються великі венозні синуси. Вони збирають венозну кров з оболонки мозку, анастомозують між собою і забезпечують відтік через яремний отвір у яремну вену.

Тверда оболонка спинного мозку (dura mater spinalis) починається від великого отвору і закінчується на рівні II-III крижового хребця. Вона складається з двох листків, між якими утворюється вузька щілина, заповнена жировою і пухкою сполучною тканиною (екстрадуральний простір – cavum extradural). У ньому розміщуються великі венозні сплетення та лімфатичні лакуни, що здійснюють механічний захист спинного мозку. Тверда оболонка вкриває спинний мозок, кінцеву нитку, кінський хвіст, спинномозкові корінці та ганглії.

Рисунок 2– Оболонки головного мозку

Клітини ендотелію судин твердої оболонки мозку фенестровані та подібні до таких самих клітин в інших кровоносних судинах, але у них бракує ущільнених контактів, що підкріплює важливу думку, згідно з якою тверда оболонка мозку не бере участі у формуванні ГЕБ. Дві внутрішні оболонки мозку – arachnoidea та pia mater називають leptomeninx. Вони схожі за структурою і мають одне і те саме мезодермальне походження.

Павутинова оболонка – пухка сполучна тканина, складається з двох листків, що поєднані великою кількістю трабекул. Між внутрішньою пластинкою твердої оболонки мозку і зовнішньою пластинкою павутинової оболонки знаходиться субдуральний простір (cavum subdurale). Внутрішня пластинка павутинової оболонки міцно зростається з м'якою оболонкою. Між двома пластинками павутинової оболонки утворюється підпавутиновий простір, що розділений на велику кількість осередків і пересічений трабекулами.

Підпавутиновий простір заповнено ЦСР. Він являє собою зовнішній лікворний простір. Над мозковими звивинами цей простір вузький, а над борознами і в окремих місцях утворює цистерни (cisterna cerebellomedullaris, cisterna chiasmatis, cisterna interpeduncularis, cisterna fossae lateralis cerebri та ін.).

Павутинова оболонка складається з трьох шарів добре розмежованих лептоменінгеальних клітин. Це великі клітини, які містять багато цитоплазми. Вони контактують між собою і з сусідніми клітинами за допомогою довгих неправильних псевдоподій. Цитоплазма містить велику кількість мітохондрій. Ці клітини павутинової оболонки є потенційними фагоцитами. Павутинова оболонка позбавлена власного кровопостачання й іннервації.

М'яка оболонка мозку (pia mater) складається з двох пластинок: зовнішньої, яка міцно зростається з внутрішньою пластинкою павутинової оболонки, і внутрішньої, що сполучена з поверхневою гліальною мембраною. М'яка оболонка мозку – це тонка ніжна перетинка із сполучної тканини, багата кровоносними судинами і нервами. Вона щільно прилягає до поверхні головного і спинного мозку і проникає в усі борозни і заглиблення. По ходу мозкових судин вона глибоко занурюється у речовину мозку.

Зовнішня пластинка складається з колагенових волокон і в ділянці спинного мозку утворює зубчасту зв'язку (ligamentum denticulatum), що розділяє задні та передні корінці. М'яка оболонка багата на клітинні елементи: лімфоцити, плазмоцити, макрофаги та ін. Живлення м'якої оболонки мозку залежить від ліквору й екстрацелюлярної рідини.

Лептоменінгеальна тканина утворює особливі відростки, які проходять через тверду оболонку мозку у венозні синуси. Це арахноїдальні ворсинки і грануляції (granulationes arachnoidalеs Pacchioni). Ворсинки є основною структурною одиницею лептоменінгсу мікроскопічних розмірів. Грануляції – це скупчення великої кількості ворсинок, які помітні неозброєним оком. Будівельним матеріалом для ворсинок є колагенові та еластичні волокна, що вкриті епітеліальними клітинами, сполученими один з одним ущільненими контактами. Вони поширені по всій лікворній системі і мають велике значення для реабсорбції ліквору.

Морфологічна структура мозкових капілярів показує, що вони відрізняються від капілярів інших органів. Відмінності їх обумовлені в основному структурою ендотеліальних клітин. Вони зв'язані щільними контактами, які є морфологічним субстратом для ефективного розділення плазми і екстрацелюлярної мозкової рідини. Ущільнені контакти служать бар'єром для різних речовин. Вважають, що інтер- та інтрацелюлярні пори й піноцитозні бульбашки в цих ендотеліальних клітинах значно менших розмірів порівняно з капілярами інших органів. Особливістю мозкових капілярів також є те, що вони мають оболонку з астроцитарних відростків.

У різних відділах шлуночків епендимальні клітини мають різну структуру. Зазвичай у шлуночках знаходяться кубічні ендотеліальні війчасті клітини, але над середнім медіальним піднесенням нейрогіпофізу, в ділянці шишкоподібного тіла і в інших ділянках вії відсутні. Це, як правило, місця, що беруть участь в нейроендокринній регуляції. У цих спеціальних полях епендима складається з двох видів клітин: дорсально розміщених із віями кубічних епендимальних клітин з центрально розміщеним ядром і вентрально розміщених, що звуться таницитами (tanycytes). Останні – без вій, із подовженим щільним ядром і хвостом, який розтягується і створює контакт із капілярною стінкою. Вважають, що таницити беруть участь у перенесенні гормонів гіпофіза.

На ультраструктурному рівні спостерігається велика схожість між ворсинчастим епітелієм і епендимою, включаючи піноцитозні бульбашки, але ущільнених контактів у багатьох місцях епендими не виявлено.

Сумніви щодо існування цього простору і його значення для утворення ЦСР розсіялися після появи таких досліджень, як екстрацелюлярні маркери, електронна мікроскопія й ін. Завдяки цим методам установлено, що в нормальному мозку існує екстрацелюлярний простір, об'єм якого становить
15-20 %. Він особливо добре виражений у сірій речовині, оскільки біла речовина порівняно із сірою має вищий вміст води.

ФІЗІОЛОГІЯ ЛІКВОРНОЇ СИСТЕМИ

Незважаючи на очевидну простоту, фізіологія ЦСР надзвичайно складна. Циркулюючи в шлуночках і над поверхнями головного і спинного мозку, ліквор вступає в прямі й непрямі контакти з багатьма структурами. Єдина гомеостатична система контролює рідину, що оточує нерви і гліальні клітини в мозку, підтримуючи відносну постійність її хімічного складу порівняно зі складом крові.

Усередині мозку містяться три види рідин: а) кров, що циркулює в розгалуженій мережі капілярів; б) ліквор; в) рідина міжклітинних просторів (близько 20 нм). Це основні канали, через які поживні речовини досягають нейронів і гліальних клітин. Гомеостатичний контроль забезпечується ендотеліальними клітинами церебральних судин, епітеліальними клітинами судинних сплетень.

Утворення ЦСР. Ліквор утворюється у судинних сплетеннях, епендимі та мозковій паренхімі. У людини судинні сплетення становлять 60 % внутрішньої поверхні мозку. Вони є основними структурами продукції ЦСР. Сама морфологічна будова судинних сплетень свідчить про їх участь в утворенні ліквору. Їх часто порівнюють із будовою проксимальних частин канальців нефрона, що виділяють і абсорбують різні речовини.

Кожне сплетення являє собою дуже васкуляризовану тканину, яка проникає у відповідний шлуночок мозку. Поверхня його складається з великої кількості сполучених між собою ворсинок, що вкриті одношаровим кубічним епітелієм. Вони являють собою модифіковану епендиму і розміщені поверх тонкої строми з колагенових волокон, фібробластів і кровоносних судин.

Судинні елементи включають дрібні артерії, артеріоли, великі венозні синуси і капіляри. Швидкість току крові у сплетеннях у 2 рази більша, ніж у нирках. Ендотелій капілярів сітчастий і відрізняється за структурою від ендотелію капілярів мозку в інших місцях. Епітеліальні ворсинчасті клітини займають 65-95 % від загального об'єму клітин. Вони мають структуру секреторного епітелію й призначені для трансцелюлярного транспорту розчинника і розчинених речовин. Епітеліальні клітини великі за розмірами з великими розміщеними по центру ядрами і згрупованими мікроворсинками на апікальній поверхні. У них зібрано близько 80-95% від загальної кількості мітохондрій, що обумовлює високе споживання кисню.

Сусідні хоріоїдальні епітеліальні клітини зв'язані між собою щільними контактами, у яких знаходяться поперечно розміщені клітини, що заповнюють таким чином міжклітинний простір. Ці латеральні поверхні близько розміщених епітеліальних клітин з апікального боку з'єднуються між собою і утворюють біля кожної клітини «пояс». Ці контакти обмежують потрапляння в ліквор великих молекул (насамперед протеїнів), але через них вільно проходять в міжклітинні простори молекули невеликих розмірів.

Методом електронної мікроскопії було показано, що розміри міжклітинних щілин становлять близько 20 нм. Виявлена можливість руху рідини по них, переходу речовин із ліквору в міжклітинні простори та в зворотному напрямку. Вочевидь, екстрацелюлярний простір заміщає лімфатичну систему, яка відсутня в мозку.

Основним місцем продукції ЦСР є судинні сплетення бічних, III і

Головним джерелом ліквору з них є мозкова паренхіма з її капілярним ендотелієм, що утворює близько 10-12% ліквору. Сам ендотелій багатий мітохондріями, що свідчить про активний метаболізм з утворенням енергії, яка необхідна для цього процесу. Сучасні дані свідчать про те, що арахноїдальна мембрана також бере участь в екстрахоріоїдальному утворенні ЦСР.

Існують морфологічні та функціональні відмінності між судинними сплетеннями бічних і IV шлуночків. Вважається, що близько 70-85% ліквору утворюється у судинних сплетеннях, а решта (близько 15-30%) – у мозковій паренхімі.

Існує декілька теорій походження ліквору. Згідно з теорією секреції ЦСР є продуктом секреції судинних сплетень. За фільтраційною теорією ліквор є звичайним діалізатом або ультрафільтратом плазми крові. Вона пояснює деякі загальні властивості ЦСР та інтерстиціальної рідини. Спочатку вважалося, що це проста фільтрація. Пізніше виявлено, що для утворення ліквору істотне значення має цілий ряд біофізичних і біохімічних закономірностей, таких, як осмос, рівновага Донана, ультрафільтрація й ін. Біохімічний склад ліквору на сьогодні найпереконливіше підтверджує теорію фільтрації.

ЦСР містить велику кількість натрію, хлору і магнію та малу – калію, бікарбонату кальцію, фосфату і глюкози. Їх концентрація залежить від місця утворення ліквору, оскільки існує безперервна дифузія між мозком, екстрацелюлярною рідиною і ЦСР при проходженні останньої через шлуночки і підпавутиновий простір. Вміст води в плазмі близько 93%, а в лікворі – 99%. Концентраційне співвідношення ліквор/плазма відносно більшої частини елементів істотно відрізняється від складу ультрафільтрату плазми.

Вміст білків у ЦСР становить 0,5% білків плазми і змінюється з віком. Люмбальний ліквор містить майже в 1,6 раза більше загальних білків, ніж ліквор шлуночків, тоді як ліквор цистерн має в 1,2 раза більше загальних білків, ніж ліквор шлуночків (0,06-0,15 г/л), мозочково-довгасто-мозкової цистерни (0,15-0,25 г/л) і люмбальний ліквор (0,20-0,50 г/л). Вважається, що високий рівень білків у каудальній частині утворюється внаслідок притоку білків плазми, а не в результаті дегідратації.

Зазначені відмінності не поширюються на всі види білків. Співвідношення ліквор/плазма для натрію становить близько 1,0. Концентрації калію і хлору зменшуються в напрямі від шлуночків до підпавутинного простору, а концентрація кальцію, навпаки збільшується, тоді як концентрація натрію залишається постійною, хоча існують і протилежні думки. рН ЦСР дещо нижча за рН плазми. Осмотичний тиск ліквору, плазми й ультрафільтрату плазми в звичайному стані дуже близькі, навіть ізотонічні, що свідчить про вільне зрівноваження води між цими двома біологічними рідинами. Концентрація глюкози і амінокислот дуже низька.

Склад ліквору при змінах концентрації плазми залишається майже постійним. Так, концентрація калію в ЦСР коливається в межах 2-4 ммоль/л, тоді як у плазмі – змінюється від 1 до 12 ммоль/л. За допомогою гомеостазного механізму на постійному рівні підтримуються концентрації калію, магнію, кальцію, амінокислот, катехоламінів, органічних кислот і основ, а також

Незважаючи на те що сучасна лікворологія зробила великий крок уперед, на сьогоднішній день все ще залишаються нерозкритими деякі питання щодо механізмів утворення ЦСР. Безперечно, активний везикулярний транспорт, полегшена та пасивна дифузія, ультрафільтрація й інші види транспорту відіграють певну роль в утворенні ЦСР.

Першим етапом в утворенні ліквору є проходження ультрафільтрату плазми через капілярний ендотелій, у якому відсутні ущільнені контакти. Під впливом гідростатичного тиску в капілярах, що розміщені біля основи хоріоїдальних ворсинок, ультрафільтрат надходить у навколишню сполучну тканину під їх епітелій. Тут певну роль відіграють пасивні процеси. Наступний етап в утворенні ЦСР – це трансформація ультрафільтрату в секрет, який вже й називають ліквором. При цьому велике значення мають активні метаболічні процеси.

Пасивне всмоктування іонів відбувається за участю екстрацелюлярного шунтування у сплетення через контакти і латеральні міжклітинні простори. Крім того, спостерігається пасивне проникнення через мембрани неелектролітів. Походження останніх багато в чому залежить від їх розчинності в ліпідах та воді. Аналіз даних свідчить про те, що проникність сплетень змінюється в дуже широких межах (від 1 до 1000×10^-7 см/с). Вони дуже швидко пропускають воду і сечовину завдяки коефіцієнту ліпіди/вода, що впливає на час проникнення через ліпідні мембрани даних молекул.

Глюкоза проходить цей шлях за допомогою так званої полегшеної дифузії, яка показує відповідну залежність від гідроксильної групи в молекулі гексози. До цього часу відсутні дані про активний транспорт глюкози через сплетення. Низька концентрація її в лікворі пояснюється високою швидкістю метаболізму глюкози в мозку.

Для утворення ЦСР велике значення мають активні транспортні процеси проти осмотичного градієнта. Доведено, що іони натрію (Na⁺) траспортуються активно і є основою процесу секреції ліквору з судинних сплетень. Вони потрапляють у епітелій завдяки існуючому електрохімічному градієнту (дорівнює 120 ммоль) через базолатеральну мембрану епітеліальної клітини. Після цього Na⁺ надходить із клітини до шлуночка проти градієнта концентрації через апікальну клітинну поверхню за допомогою натрієвого насосу (Na⁺-насос). Останній локалізований на апікальній поверхні клітин разом із аденілциклоазотом і лужною фосфатазою. Секреція Na⁺ в шлуночки відбувається в результаті проникнення туди води внаслідок осмотичного градієнта.

Іони калію (K⁺) рухаються в напрямку від ліквору до епітеліальних клітин проти градієнта концентрації з витратою енергії за участю калієвого насоса
(K⁺-насос), розміщеного також на апікальному боці. Невелика частина K⁺ після цього рухається в кров пасивно внаслідок електрохімічного градієнта.
K⁺-насос тісно пов'язаний із натрієвим. Іони калію переміщується тільки у присутності натрію. Вважається, що кількість насосів усіх клітин становить 3×10⁶, і кожен із них здійснює понад 200 перекачок за хвилину.

Останніми роками виявлена роль аніонів у процесах секреції. Транспорт хлору (Cl^-), ймовірно, здійснюється за участю активного насоса, але також спостерігається й пасивне його переміщення.

Утворення бікарбонатів (НСО₃^-) із СО₂ і води має велике значення у фізіології ЦСР. Майже вся кількість бікарбонату в лікворі утворюється з СО₂,
а не переходить із плазми, як вважалося раніше. Цей процес тісно пов'язаний із транспортом Nа⁺. Концентрація НСО₃^- в процесі утворення ЦСР набагато вища, ніж у плазмі, тоді як вміст Cl^- незначний.

Карбоангідраза – фермент, що каталізує реакцію утворення НСО₃^- відіграє надважливу роль у секреції ліквору:

СО₂+Н₂О↔Н₂СО₃↔Н⁺ + НСО₃^-

Протони Н⁺ обмінюються на Na⁺, що надходить у клітини, і переходять в плазму, а буферні аніони йдуть за натрієм в ліквор. Новоутворений ліквор є дещо гіпертонічним унаслідок активної секреції Na⁺. Це обумовлює осмотичний водний перехід від плазми до ліквору. Концентрації натрію, кальцію і магнію в ЦСР дещо вищі, ніж в ультрафільтраті плазми, а калію та хлору – нижчі.

Унаслідок порівняно великого просвіту хоріоїдальних судин припускається участь гідростатичних сил у секреції ліквору. Близько 30% цієї секреції відбувається пасивно через епендиму і залежить від гідростатичного тиску в капілярах.

Сегал та Поллей припускають, що утворення ЦСР можна розділити на дві фази. У першій фазі вода й іони переносяться до ворсинчастого епітелію внаслідок існування всередині клітин локальних осмотичних сил. Після цього в другій фазі іони і вода переносяться та виходять з міжклітинних просторів у двох напрямках: у шлуночки через апікальні ущільнені контакти та внутрішньоклітинно і потім через плазматичну мембрану в шлуночки.

Ліквор у шлуночках, мозочково-довгастомозковій цистерні та підпавутиновому просторі неоднаковий за складом. Це свідчить про існування екстрахоріоїдальних процесів обміну в лікворних просторах, епендимі та піальній поверхні мозку, що доведено для К⁺. Від судинних сплетень мозочково-довгастомозкової цистерни концентрації К⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ зменшуються, тоді як концентрація С1^- збільшується. Ліквор із підпавутинового простору має більш низьку концентрацію К⁺, ніж субокципітальний.

Ще у 1705 р. Пахіон описав арахноїдальні грануляції, що пізніше було названі його ім'ям. Крім того, поза сумнівом, у резорбції ЦСР беруть участь мембрани, що контактують із ліквором, епітелій оболонок цереброспінальної системи, мозкова паренхіма, периневральні простори, лімфатичні судини і периваскулярні простори. Участь даних структур невелика, але вони набувають великого значення, коли головні шляхи задіяні патологічними процесами.

Найбільша кількість арахноїдальних ворсинок і грануляцій міститься у зоні верхньої сагітальної пазухи. Їх поверхня створює один із бар'єрів для відтоку ліквору. На них знаходяться веретеноподібні клітини з численними мікроворсинками.

Ультраструктурні дослідження показують, що поверхню клітин підтримують поперечні базальні мембрани і субмезотеліальна сполучна тканина. Остання складається з колагенових волокон, еластичної тканини, мікроворсинок, базальної мембрани і мезотеліальних клітин з довгими і тонкими цитоплазматичними відростками. У багатьох місцях відсутня сполучна тканина, внаслідок чого утворюються порожні простори, які зв'язані з міжклітинними просторами ворсинок. Внутрішня частина ворсинок утворена сполучною тканиною, багатою клітинами, що захищають лабіринт від міжклітинних просторів, які служать продовженням арахноїдальних просторів.

Клітини внутрішньої частини ворсинок мають різну форму та орієнтацію і схожі на клітини мезотелію. Клітини внутрішньої частини ворсинок мають добре виражений сітчастий апарат Гольджі, волокнисту цитоплазму і піноцитозні везикули. Між ними іноді знаходяться «блукаючі макрофаги» і різноманітні клітини лейкоцитарного ряду. Оскільки ці арахноїдальні ворсинки не містять кровоносних судин і нервів, вважається, що вони отримують живлення з ЦСР.

Поверхневі мезотеліальні клітини арахноїдальних ворсинок утворюють із довколишніми клітинами безперервну мембрану. Важливою властивістю цих мезотеліальних клітин є те, що вони містять одну або декілька гігантських вакуолей, що сполучені з мембранами і, як правило, порожні. У значної частини вакуолей базальні отвори більші апікальних, і ці конфігурації інтерпретуються як міжклітинні канали. Зігнуті вакуольні трансцелюлярні канали виконують функцію одностороннього клапана для відтоку ліквору, тобто у напрямі базису до верхівки.

Трансцелюлярні канали вакуолей являють собою динамічну систему пор, яка відіграє основну роль у резорбції ліквору. Вважається, що деяка частина з даних вакуольних трасцелюлярних каналів, по суті, є розширеними міжклітинними просторами, які також мають велике значення для відтоку ліквору в кров.

Ще у 1935 р. Уїд на підставі точних досліджень установив, що частина ліквору відтікала через лімфатичну систему. Останніми роками з'явилося ряд повідомлень про дренаж ліквору через лімфатичну систему. Проте ці повідомлення залишили відкритим питання про те, яка кількість ліквору абсорбується і які механізми в цьому беруть участь. При збільшенні внутрішньошлуночкового тиску дренаж через лімфатичну систему посилюється.

Раніше передбачалося, що існує резорбція ЦСР через капіляри мозку. За допомогою КТ установлено, що перивентрикулярні зони низької щільності часто обумовлені надходженням ліквору екстрацелюлярно в тканину мозку, особливо при збільшенні тиску в шлуночках. Спірним залишається питання про те, чи є надходження більшої частини ліквору в мозок резорбцією або наслідком дилатації.

Судинні сплетення можуть резорбувати близько десятої частини секретованого ними ліквору. Цей відтік надзвичайно важливий при високому внутрішньошлуночковому тиску. Також дискутабельним залишається питання абсорбції ЦСР через капілярний ендотелій і арахноїдальну мембрану.

У резорбції ліквору бере участь цілий ряд процесів: фільтрація, осмос, пасивна і полегшена дифузія, активний транспорт, везикулярний транспорт та інші. Відтік ліквору характеризується як: а) однонаправлене просочування через арахноїдальні ворсини за допомогою клапанного механізму; б) резорбція, що не є лінійною і вимагає певного тиску (20-50 мм вод. ст.); в) своєрідний пасаж з ліквору в кров, але не навпаки; г) резорбція ліквору, що зменшується, коли загальний вміст білка збільшується; д) резорбція з однаковою швидкістю для молекул різних розмірів.

Швидкість резорбції ліквору значною мірою залежить від гідростатичних сил і є лінійною при тиску у широких фізіологічних межах. Різниця у тиску між ЦСР і венозною системою створює умови для фільтрації. Велика відмінність у вмісті білка у цих системах визначає значення осмотичного тиску. Припускається, що арахноїдальні ворсинки функціонують як клапани і відповідають за рух рідини у напрямі від ліквору до крові (у венозні синуси).

Залежно від морфологічної структури арахноїдальних ворсинок існує декілька гіпотез про відтік ЦСР. Згідно з однією з них (закрита система), арахноїдальні ворсинки вкриті ендотеліальною мембраною, через яку резорбція ліквору здійснюється за участю осмосу, дифузії та фільтрації низькомолекулярних речовин, а для макромолекул – шляхом активного транспорту. Проте деякі солі та води вільно проходять через дану структуру.

На протилежність цій гіпотезі існує відкрита система, згідно з якою в арахноїдальних ворсинках є відкриті канали, що зв'язують павутинову оболонку з венозною системою. Вона припускає пасивне проходження мікромолекул, у результаті чого абсорбція ліквору повністю залежить від тиску.

Деякі дослідники вважають, що, крім останніх моделей, існують ще динамічні трансендотеліальні вакуолізаційні процеси. В ендотелії арахноїдальних ворсинок тимчасово утворюються трансендотеліальні або трансмезотеліальні канали, через які ЦСР і її складові витікають з субарахноїдального простору в кров. Вважається, що зі збільшенням тиску кількість і розміри вакуолей в епітелії зростають.

Фізіологи вважають, що резорбція ліквору є пасивним, залежним від тиску процесом, який відбувається через пори, розміри яких більше за розміри молекул протеїнів. ЦСР проходить від дистального субарахноїдального простору між клітинами, що створюють строму арахноїдальних ворсинок і досягає субендотеліального простору. Проте ендотеліальні клітини піноцитозно активні. Проходження ліквору через ендотеліальний шар є також активним трансцелюлозним процесом піноцитозу.

Згідно з функціональною морфологією арахноїдальних ворсинок проходження ЦСР здійснюється через вакуольні трансцелюлозні канали в напрямку від базису до верхівки. Якщо тиск у підпавутиновому просторі і синусах однаковий, арахноїдальні розростання знаходяться у стані колапсу, елементи строми щільні й ендотеліальні клітини мають звужені міжклітинні простори, місцями пересічені специфічними клітинними з'єднаннями.

Коли у субарахноїдальному просторі тиск підвищується до 0,094 кПа

За великої різниці тиску зміни більш виражені. Трансцелюлярні канали і розширені міжклітинні простори сприяють проходженню ліквору. Коли арахноїдальні ворсинки знаходяться у стані колапсу, проникнення складових частин плазми в ЦСР неможливе.

Для резорбції ліквору має велике значення також мікропіноцитоз. Проходження макромолекул (насамперед протеїнів) з ліквору субарахноїдального простору залежить до певної міри від фагоцитарної активності арахноїдальних клітин і «блукаючих» (вільних) макрофагів. Останнім часом усе більше стає прихильників теорії активної резорбції ЦСР через судинні сплетення, але точного механізму цього процесу ще не з'ясовано. Проте припускається, що витік ліквору відбувається в бік сплетень з субепендимального поля. Після цього через фенестровані ворсинчасті капіляри ЦСР надходить у кров.

Епендимальні клітини з місця резорбційних транспортних процесів є посередниками для перенесення речовин із вентрикулярного ліквору через ворсинчастий епітелій у кров капілярів. Резорбція окремих складових частин ЦСР залежить від колоїдного стану речовини, його розчинності у ліпідах/воді, відношення до специфічних транспортних білків та ін. Для перенесення окремих компонентів існують специфічні транспортні системи.

При тиску між 0,667 і 2,45 кПа (68 і 250 мм вод. ст.) швидкість резорбції прямо пропорційна тиску. Встановлено, що при тиску 1,09 кПа (112 мм вод. ст.) швидкість утворення і швидкість відтоку рівні між собою (0,35 мл/хв.). У людини швидкість секреції ЦСР досягає 520 мл/хв.

Ще досить мало відомо про ефект дії температури на ліквороутворення. Цікаво, що експериментально гостро викликане підвищення осмотичного тиску гальмує, а зниження – підсилює секрецію ЦСР. Неврогенна стимуляція адренергічних і холінергічних волокон, які іннервують хоріоїдальні кровоносні судини й епітелій, мають різну дію.

При стимулюванні адренергічних волокон, що виходять з верхнього шийного симпатичного вузла, струм ліквору різко зменшується (майже на 30%), а денервація підсилює його на 30%, не змінюючи хоріоїдальний кровотік. Стимулювання холінергічного шляху збільшує утворення ЦСР до 100%, не порушуючи хоріоїдального кровотоку.

Останнім часом підтверджене велике значення циклічного аденозинмонофосфату (цАМФ) в проходженні води і розчинених речовин через клітинні мембрани та його впливу на судинні сплетення. Концентрація цАМФ залежить від активності аденілатциклази – ферменту, що каталізує утворення цАМФ із аденозинтрифосфату (АТФ). цАМФ діє на ряд гормонів. Спірним є питання про те, які специфічні гормони й ендогенні агенти стимулюють секрецію ЦСР на шляху до цАМФ та який механізм їх дії.

Існує багато лікарських засобів, що впливають на утворення ліквору. Деякі з них впливають на цей процес, перешкоджаючи метаболізму клітин. Динітрофенол впливає на окислювальне фосфорилювання у судинних сплетеннях, фуросемід – на транспорт хлору та води.

Діамокс зменшує швидкість утворення ЦСР шляхом гальмування карбоангідрази. Він також викликає минуче підвищення внутрішньочерепного тиску (ВЧТ), звільняючи СО₂ з тканин, наслідком чого є збільшення мозкового кровотоку і об'єму крові мозку. Серцеві глікозиди гальмують Nа/К-залежність АТФ-ази, зменшуючи секрецію ліквору. Гліко- і мінералокортикоїди майже не впливають на обмін натрію.

Збільшення гідростатичного тиску діє на процеси фільтрації через капілярний ендотелій сплетень. При підвищенні осмотичного тиску шляхом введення гіпертонічного розчину глюкози утворення ліквору зменшується, а при зниженні осмотичного тиску введенням водних розчинів – збільшується, оскільки цей зв'язок майже лінійний. При введенні гіпертонічних розчинів у терапевтичних дозах осмотичний тиск збільшується на 5-10%. Насправді ВЧТ значно більше залежить від церебральної гемодинаміки, ніж від швидкості утворення ЦСР.

Розподіл ліквору в лікворній системі такий: бічні шлуночки –

Кількість ЦСР суттєво змінюється залежно від віку – менша у дітей та збільшується з віком у зв’язку з атрофією речовини мозку, а також при патологічних станах (запальні процеси, гідроцефалія).

Ліквор залишає систему шлуночків дуже швидко (протягом декількох хвилин), а потім значно повільніше (протягом 4-8 годин) надходить з цистерн основи мозку у субарахноїдальний простір великих півкуль. Поступальний рух ЦСР у підпавутиновому просторі головного мозку здійснюється по так званих ліквороносних каналах. За сучасними даними субарахноїдальний простір не є щілиною, що перетинається тяжами сполучної тканини. Його вважають системою ліквороносних каналів (головні шляхи циркуляції ліквору) і субарахноїдальних вічок. Останні вільно сполучаються між собою через отвори в стінці каналів.

Вважається, що причиною переміщення ЦСР є скорочення серця, дихання, положення і рухи тіла, а також рухи війкового епітелію судинних сплетень. У лабіринті вічок коливальні рухи затихають, ліквор рухається дуже повільно. Найбільша швидкість спостерігається в субарахноїдальному просторі лобової ділянки.

Думки про рух ЦСР у підпавутиновому просторі спинного мозку суперечливі, хоча уточнення цього питання важливо у зв'язку з тим, що в клініці звичайним є дослідження ліквору, взятого з люмбальної цистерни, і тому небайдуже, як швидко потрапляють в нього ті або інші компоненти, що надходять у ЦСР із головного мозку.

У людини частина ліквору, що знаходиться в поперековій області субарахноїдального простору спинного мозку, переміщується краніально і досягає базальних цистерн протягом 1 години, а у дітей ще швидше. Тому ЦСР базальних цистерн головного мозку має змішаний склад. Існує й інша думка, згідно з якою ліквор у підпавутиновому просторі спинного мозку поволі переміщується в краніальному і каудальному напрямах. Практика доводить, що струм рідини в субарахноїдальному просторі спинного мозку відбувається в обох напрямах, залежить від положення тіла, фізичної активності та багатьох інших чинників.

Про дещо триваліше переміщення ліквору в каудальному напрямі можна судити за відстроченою на 2-3 години появою крові в люмбальній цистерні після церебрального субарахноїдального крововиливу. Шляхи відтоку ЦСР за межі підпавутинового простору вивчалися давно і ретельно. На сьогодні переважає думка про основну роль в евакуації ліквору павутинової оболонки головного і спинного мозку.

Мабуть, переважний відтік ЦСР відбувається у ділянці ліквороносних каналів у субдуральний простір звідки вона всмоктується в кровоносні капіляри твердої мозкової оболонки. Останніми роками уточнена ультраструктура павутинової оболонки головного мозку людини та доведена роль арахноїдальних грануляцій (ворсин), особливо парасагітальної ділянки у відтоку ліквору з підпавутинового простору в русло крові.

Наведені вище відомості з фізіології лікворної системи надважливі для розуміння багатьох питань, пов'язаних із проблемою формування складу ЦСР і її змінами за патологічних умов, уявлень про лікворний тиск і порушення ліквородинаміки.