La médula espinal tubular, rodeada y protegida por los arcos neurales de las vértebras, tiene dos funciones importantes: transmitir los impulsos que parten y llegan del encéfalo y servir de centro de la actividad refleja. Al seccionar la médula según un plano horizontal, aparecen con claridad dos regiones: una masa interna en forma de alas de mariposa de sustancia o materia gris, formada por cuerpos de neuronas, y otra externa de sustancia o materia blanca formada de haces de axones y dendritas.
La blancura relativa de estos haces se debe a las vainas de mielina de las fibras, los extremos de axones y dendritas, que penetran en la sustancia gris central, están desprovistos de vaina mielínica. Las alas de la materia gris se dividen en dos cuernos anteriores y dos posteriores. Los primeros contienen los cuerpos de las neuronas motoras, cuyos axones van por los nervios raquídeos a los músculos. El resto de las neuronas de la médula son de enlace.
Los axones y dendritas de la materia blanca se dividen en haces de función similar: las vías ascendentes llevan impulsos al encéfalo, en tanto las vías descendentes llevan impulsos desde el encéfalo hasta los efectores.
En el centro de la sustancia gris se encuentra un conducto estrecho, extendido a todo lo largo del tubo neural. Éste conducto está lleno de un líquido denominado cefalorraquídeo, similar al plasma, pero con muchas menos proteínas. Tanto la médula como el encéfalo están envueltos por tres cubiertas de tejido conectivo, conocidas como meninges. Se denominan cada una de ellas: duramadre, fijada a los arcos óseos de las vértebras; piamadre, sobre la superficie de la médula espinal y la aracnoides que está entre las dos anteriores. El espacio entre las meninges está ocupado por líquido cefalorraquídeo, por lo tanto la médula y el encéfalo puede decirse que flotan en este líquido evitando que los centros nerviosos reboten contra sus envolturas óseas como consecuencia de los movimientos.
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