(三)脑脊液的生成和吸收
脑脊液存在于脑室系统、脑周围的脑池和蛛网膜下腔内,可被视为脑和脊髓的组织液和淋巴。成年人的脑脊液总量约150ml。每天生成的脑脊液约800ml,为脑脊液总量的5-6倍。但同时有等量的脑脊液被吸收入血液,可见脑脊液的更新率较高。
脑脊液主要由侧脑室、第三脑室和第四脑室的脉络丛分泌。侧脑室内的脑脊液经室间孔流入第三脑室,再经过导水管进入第四脑室,然后进入蛛网膜下腔。除脉丛外,室管膜细胞也能分泌脑脊液。软脑膜血管和脑的毛细血管滤过的液体,一部分被重吸收,其余的则沿着血管周围间隙进入蛛网膜下腔,成为脑脊液的一部分。
脑脊液主要通过蛛网膜绒毛被吸收入静脉的血液内。蛛网膜绒毛有活瓣状的细微的管道,其直径为4-12μm。当蛛网膜下腔的压力高于静脉窦的压力时,这些管道就开放。这时,脑脊液(包括其中所含的蛋白质分子甚至小的颗粒如红细胞等)可进入静脉窦血液。当蛛网膜下深的压力低于静脉窦压力时,管道关闭,液体不能由静脉窦向蛛网膜下腔倒流。脑脊液压力的高低取决于其生成和吸收之间的平衡关系。正常人在到卧位时,脑脊液压平均为1.3kPa(10mmHg)。当脑脊液有吸收受到阻碍时,脑脊液压就会升高,并影响脑血流和脑的功能。
脑脊液的主要功能是在脑、脊髓和颇腔、椎管之间起缓冲的作用,有保护性意义。脑浸浴于脑脊液中,由于浮力的作用,使脑的重量减轻到仅50g左右。另外,脑脊液还作为脑和血液之间进行物质交换的中介。脑组织中没有淋巴管,由毛细血管漏出的少量蛋白质,主要经过血管周围间隙进入蛛肉膜下腔的脑脊液中,然后通过蛛网膜绒毛回入血液。
(四)血-脑脊液屏障和血-脑屏障
脑脊液主要是由脉络丛分泌的,但其成分和血浆不脑脊液中蛋白质的含量极微,葡萄糖含量也较血浆为少,但Na+ 和Mg2+的浓度较血浆中的高,K+、HCO3-和Ca2+的浓度则较血浆中的低。可见,血液和脑脊液之间物质的转运并不是被动的过程,而是主动转运过程。另外,一些大分子物质较难从血液进入脑脊液,仿佛在血液和脑脊液之间存在着某种特殊的屏障,故称之为血-脑脊液屏障(blood-cerebrospinal fluid barrier)。这种屏障对不同物质的通透性上不同的。例如O2、CO2等脂溶性物质可很容易地通过屏障,但许多离子的通透性则较低。血-脑脊液屏障的基础是无孔的毛细血管壁和脉?
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的浓度较低,即使在实验中使血浆K+浓度加倍,脑脊液中K+浓度仍能保持在正常水平。因此脑内神经元的兴奋性不会因血浆中K+浓度的变化而发生明显的变化。由于血-脑屏障的存在,循环血液中的乙酰胆碱、去甲肾上腺素、多巴胺、甘氨酸等物质就不易进入脑,否则,血浆中这些物质浓度的改变将会明显地扰乱脑内神经元的政党功能活动。
需要指出,脑的某些部分,如下丘脑第三脑室周围和延髓后缘区等处的室周器官,血-脑屏障比较薄弱,毛细血管壁对许多物质的通透性高于脑的其它部分。因此循环血液中的有些物质,如血管紧张素Ⅱ和其它肽类物质,可以在这些部位进入脑内,作用于相应的受体,引起各种效应。另外,当脑组织发生缺氧、损伤等情况以及在脑肿瘤部位,毛细血管壁的通透性增加,故平时不易透过血-脑屏障的物质进入受损部位的脑组织。在临床上可以用同位素标记的白蛋白注入体内,这些蛋白质进入正常脑组织的速度很慢,但较易进入脑肿瘤组织,因此可用这种方法匀来检查脑瘤的部位。在用药物治疗神经系统疾病时,必须明确所用的药物是否容易通过血-脑屏障。
在脑室系统,脑脊液和脑组织之间为室管所分隔;在脑的表面,脑脊液和脑组织之间为软脑膜所分隔。室管膜和软脑膜的通透性很高,脑脊液中的物质很容易通过室管膜或软脑膜进入脑组织。因此,在临床上可将不易通过血-脑屏障的药物直接注入脑脊液,使之能较快地进入脑组织。