脑脊液分泌与吸收

Key and Retzius (1875)提出了脑脊液由脑室内的脉络丛产生，经脑室系统流入蛛网膜下腔，通过蛛网膜粒在静脉窦内被吸收的见解，为脑脊液的研究奠定了基础。脑脊液是一种分泌物。其化学成分除了钠离子外，其他的电解质、葡萄糖、蛋白质等的浓度都和血液的不同，说明它不是血浆的简单过滤物，而是以血液为原料，利用渗透压差，经上皮细胞的加工，并消耗代谢能量后才产生的，即所谓分泌产物。1914年Cushing报告在手术时发现脉络丛表面有水滴形成，用银夹夹住动脉后即停止渗出。1919年Dandy切除了动物的一侧侧脑室脉络丛，然后用棉花堵塞室间孔，实验证明切除侧的侧脑室萎缩，对侧扩大，即证明脉络丛分泌脑脊液。六十年代Milho-rat重复了Dandy的实验，发现切除脉络丛侧脑室也扩大，从而指出了脑室壁也有分泌脑脊液的可能性。临床上用脉络丛切除术治疗脑积水也证明并非完全有效。各种实验证明除了脉络丛，还有脑实质和蛛网膜下腔也能产生脑脊液。各分泌部位分述如下：
(1) 脉络丛：脉络丛表面有很多细小的绒毛，其表面由一层上皮细胞覆盖。上皮细胞呈半球形凸出在脑室内形成葡萄状。绒毛中心部有少量结缔组织包绕着中心部的毛细血管网。面向脑室的上皮细胞表面有微绒毛及少数纤毛。面向中心部的上皮细胞的基底膜与毛细血管之间形成细胞外腔。细胞之间形成齿状嵌合，其间隙为200～300，接近脑室部的间隙融合成为紧密接合。 毛细血管内皮细胞为开窗型，血浆蛋白等可以渗出到细胞外，但由于脉络丛上皮的阻挡不能直接进入脑室。细胞外腔液通过饮液小泡或膜上离子泵，或上皮细胞间隙进入脑室形成脑脊液。
(2)脑实质： 脑细胞间液由毛细血管-胶质细胞复合体，神经细胞离子泵、脑细胞成分的主动运输等作用而形成。 脑细胞之间的间隙为200～300，非常狭窄。但由于脑细胞之间存在着酸性粘多糖可以促进代谢旺盛的脑细胞所需要的离子及低分子物质的迅速移动和扩散。软脑膜对脑实质不形成屏障，故脑细胞间液可以通过软脑膜进入蛛网膜下腔而加入脑脊液循环。
(3) 软脑膜与蛛网膜下腔： 脑表面蛛网膜的靠硬脑膜侧细胞之间有紧密接合，故硬脑膜虽有开窗型无屏障的毛细血管，但血浆蛋白等不能进入蛛网膜下腔，而脑脊液也不能从蛛网膜下腔进入硬脑膜下。蛛网膜、软脑膜和脑实质之间的脑脊液可以自由流通。
(4)脑室壁（室管膜细胞）: 脑室室管膜细胞之间大部分没有紧密接合。室管膜细胞下及脑细胞间隙充满着酸性粘多糖类可以促进低分子物质的移动。脑细胞间液与脑脊液可以通过脑室壁自由流通。室管膜细胞及边缘星形细胞并无形态学上的分泌功能的特征。
影响脑脊液分泌的因素：
❶血压降到50～60mmHg时脑脊液分泌量仍无变化。全身血压的变化如果在脑及脉络丛血流的自动调节范围内时，脑脊液的分泌量基本上不受影响。
❷人体颅内压在0～200mmH2O范围内的变动对脑脊液的分泌量无影响，但超过200mmH₂O时分泌量相对地减少。
❸代谢性及呼吸性碱中毒时脑脊液分泌量减少23～46%。
❹直肠温度每增加1℃时，分泌量增加11%。
❺药物影响如肾上腺皮质激素及醋氮酰胺(Diamox)可使分泌量减少50%。麻醉药乙醚等可使分泌量增加。
蛛网膜粒为脑脊液吸收的部位。1902年Cushing推测蛛网膜下腔和静脉窦之间有单向阀，脑脊液能流入静脉窦而防止静脉血的逆流。1921年Wislocki等发现除了蛛网膜粒，还有脑室管膜及脑实质也吸收脑脊液。1960年Bowsher提出脑脊液的吸收可分成二种途径，一为快速吸收水分的软膜血管通路(脉络丛、脑室室管膜、软脑膜小静脉毛细血管、蛛网膜绒毛)，另一为缓慢吸收电解质及蛋白质的脊神经周围淋巴通路（脊神经鞘）。目前大多数认为静脉窦蛛网膜粒为主要吸收部位，其它为次要吸收部位。各吸收部位分述如下：
(1)蛛网膜绒毛： 呈指状突出入静脉窦内，其表面有血管壁内皮细胞覆盖。中心部有蛛网膜组织与蛛网膜下腔相连，内皮细胞与蛛网膜之间形成内皮下腔。脑脊液由蛛网膜绒毛进入静脉窦的机理尚无定论，各家提出的学说如下：
❶开放通道学说，Welch认为蛛网膜绒毛中心部的蛛网膜组织形成直径4～12μm的迷路形小管与静脉窦相通。蛛网膜下腔的压力比静脉窦的压力高20～50mmH₂O时脑脊液开始被吸收。
❷简单过滤学说，Shabo等用电镜观察绒毛否定了Welch小管的存在，主张脑脊液通过简单的过滤而被吸收。
❸饮液作用学说，Tripathi发现绒毛表面内皮细胞内有巨大空泡，指出物质由空泡输送到静脉窦内。
(2) 蛛网膜下腔及脑表面： 脑脊液可以从蛛网膜下腔通过疏松的软脑膜到达脑表面。软脑膜与脑表面基底膜之间有2～4μm的软脑膜下腔。脑组织接近基底膜处的胶质细胞形成界限胶质细胞，其细胞间隙可以通过物质。故脑脊液可以通过软脑膜被脑实质吸收。软脑膜下腔血管由基底膜覆盖，Bowsher指出此血管为脑脊液快速成分的吸收部位。
(3) 脑室壁： 室管膜细胞表面的纤毛及微绒毛与脑脊液的移动有关系，但有无吸收能力尚待研究。室管膜细胞之间无闭合小带，所以对脑室内液体的扩散无屏障作用。脑实质可以通过脑室壁吸收脑脊液。脊髓中央管也可吸收脑脊液。
(4) 脉络丛：脉络丛一方面分泌脑脊液，另一方面又有吸收脑脊液的作用。Brightman用辣根过氧化酶 (Hor-serdish peroxydase)注入脑室内后发现脉络丛上皮细胞的饮液作用处理了这种蛋白质。脑脊液成分之一的5-HIAA (5-羟色胺的代谢产物)被证明主要由第四脑室脉络丛吸收。吸收机理有待进一步研究。
(5) 神经周围蛛网膜下腔： Woolan和Millen发现脊神经根蛛网膜穿过硬脊膜伸入椎管内的静脉丛内，成为脑脊液吸收通道。Brierley提示脊神经根蛛网膜下腔与脊髓周围淋巴节之间有吸收通道，即Bowsher所指的缓慢成分的吸收部位。嗅神经、视神经、听神经与蛛网膜相连处，也有吸收作用。
影响脑脊液吸收的因素： 人体的脑脊液压力到达68mmH₂O时脑脊液开始被吸收，250mmH₂O时吸收量可达1.5ml/min一般在112mmH₂O时吸收与分泌达到平衡。如果由于炎症及出血等引起颅内压和脑静脉压同时增高，并且进入恶性循环，脑脊液的吸收量可降低到正常的一半。但疾病进入慢性期后，由于脑室扩大，室管膜细胞的破坏、脱落及细胞间隙的扩大而产生代偿性的脑室壁吸收途径，致使颅内压有所降低，而进入高压状态下的分泌吸收平衡状态，即所谓脑积水。CT扫描发现侧脑室前角周围有低密度区称为脑室周围透亮区，作引流术后此区立即消失。这可能由于脑脊液渗入脑室壁所致，或仅是脑室周围脑实质的水肿，有待进一步研究。