軟膜

脳を包む軟膜の部分は頭蓋軟膜として知られています。これは、細胞外空間の維持など多くの機能を担うグリア細胞であるアストロサイトの突起によって脳に固定されています。頭蓋軟膜は、脳室を覆う上衣と結合して、脳脊髄液を産生する脈絡叢を形成します。他の髄膜層とともに、軟膜の機能は、脳と脊髄を保護するクッションとなる脳脊髄液を保持することによって中枢神経系を保護することです。^{[ 7 ]}

頭蓋軟膜は脳の表面を覆っている。この層は脳回と小脳層の間に入り込み、内側に折り畳まれて第三脳室の脈絡膜と側脳室および第三脳室の脈絡叢を形成する。小脳レベルでは、血管の長さと大脳皮質との結合の減少により、軟膜はより脆弱である。^{[ 9 ]}

脊髄軟膜は脊髄の湾曲に密着して包み込み、前裂との連結によって脊髄に付着している。軟膜は、脊髄のくも膜と硬膜を貫通する21対の歯状靭帯によって硬膜に付着している。これらの歯状靭帯は脊髄を固定し、左右の動きを防ぎ、安定性を提供する。^{[ 10 ]}この領域の膜は、軟膜が2層構造であるため、頭蓋軟膜よりもはるかに厚い。主に結合組織からなる外層がこの厚さの原因となっている。2つの層の間には、くも膜下腔と情報交換を行う空間と血管が存在する。脊髄の末端にある脊髄円錐または髄質円錐に軟膜が達する地点で、膜は終糸または終糸と呼ばれる細い糸状体として伸び、腰槽内に収まります。この糸状体は最終的に硬膜と融合し、尾骨まで伸びます。その後、すべての骨の表面にある膜である骨膜と融合し、尾骨靭帯を形成します。そこでは中心靭帯と呼ばれ、体幹の動きを補助します。^{[ 9 ]}

Cerebrospinal fluid is circulated through the ventricles, cisterns, and subarachnoid space within the brain and spinal cord. About 150 mL of CSF is always in circulation, constantly being recycled through the daily production of nearly 500 mL of fluid. The CSF is primarily secreted by the choroid plexus; however, about one-third of the CSF is secreted by pia mater and the other ventricular ependymal surfaces (the thin epithelial membrane lining the brain and central canal) and arachnoidal membranes. The CSF travels from the ventricles and cerebellum through three foramina in the brain, emptying into the cerebrum, and ending its cycle in the venous blood via structures like the arachnoid granulations. The pia spans every surface crevice of the brain other than the foramina to allow the circulation of CSF to continue.^[12]

Pia mater allows for the formation of perivascular spaces that help serve as the brain's lymphatic system. Blood vessels that penetrate the brain first pass across the surface and then go inwards toward the brain. This direction of flow leads to a layer of the pia mater being carried inwards and loosely adhering to the vessels, leading to the production of a space, namely a perivascular space, between the pia mater and each blood vessel. This is critical because the brain lacks a true lymphatic system. In the remainder of the body, small amounts of protein are able to leak from the parenchymal capillaries through the lymphatic system. In the brain, this ends up in the interstitial space. The protein portions are able to leave through the very permeable pia mater and enter the subarachnoid space in order to flow in the cerebrospinal fluid (CSF), eventually ending up in the cerebral veins. The pia mater serves to create these perivascular spaces to allow passage of certain material, such as fluids, proteins, and even extraneous particulate matter such as dead white blood cells from the blood stream to the CSF, and essentially the brain.^[12]

Due to the pia mater's and the ependyma's high permeability, water and small molecules in the CSF are able to enter the brain interstitial fluid, so the interstitial brain fluid and the CSF are very similar in terms of composition.^[3] However, regulation of this permeability is achieved through the abundant number of astrocyte endfeet processes which are responsible for connecting the capillaries and the pia mater in a way that helps limit the amount of free diffusion going into the CNS.^[13]

軟膜の機能は、これらの日常的な出来事を通してより簡単に視覚化できます。この最後の特性は、頭部外傷の場合に明らかです。頭部が他の物体に接触すると、これら2つの液体の密度が似ているため、脳は頭蓋骨から保護され、脳が頭蓋骨に単純に衝突するのではなく、この液体の粘性によって動きが遅くなり、停止します。軟膜と血液脳関門の透過性の違いは、血流に入った多くの薬剤が脳に入ることができず、代わりに脳脊髄液に投与する必要があることを意味します。^{[ 12 ]}

軟膜は、圧迫下での脊髄の変形に対処する機能も担っています。軟膜は弾性率が高いため、脊髄の表面に拘束力を与えることができます。この拘束力により脊髄の伸長が抑制され、同時に高いひずみエネルギーが得られます。この高いひずみエネルギーは、減圧期間後に脊髄を元の形状に戻すのに役立ち、その役割を担っています。^{[ 14 ]}

腹側根求心性神経は、軟膜内に位置する無髄感覚軸索です。これらの腹側根求心性神経は軟膜からの感覚情報を伝達し、椎間板ヘルニアやその他の脊髄損傷による痛みの伝達を可能にします。^{[ 15 ]}