Płyn mózgowo-rdzeniowy () – przejrzysta, opalizująca ciecz, która wypełnia przestrzeń podpajęczynówkową, układ komorowy i kanał rdzenia kręgowego. Jest produkowana w splocie naczyniówkowym układu komorowego. Działa jako osłona dla kory mózgu, zapewniając mechaniczną i immunologiczną ochronę dla mózgu wewnątrz czaszki. Płyn mózgowo-rdzeniowy odgrywa również istotną rolę w autoregulacji mózgu i w krążeniu mózgowym.
Płyn mózgowo-rdzeniowy wypełnia przestrzeń podpajęczynówkową (między oponą pajęczą a miękką) i układ komorowy znajdujący się dookoła i wewnątrz mózgu i rdzenia kręgowego. Stanowi on wypełnienie komór, cystern i bruzd mózgu oraz kanału rdzenia kręgowego.
Istnieje również połączenie przestrzeni podpajęczynówkowej z błędnikiem poprzez przewód przychłonkowy, dzięki czemu przychłonka przypomina składem płyn mózgowo-rdzeniowy.
Struktura Produkcja Mózg produkuje około 500 ml płynu mózgowo-rdzeniowego dziennie. Jest on jednak ciągle reabsorbowany, dzięki czemu jedynie 100–160 ml jest obecnych w mózgu jednocześnie.
Komórki wyściółki w splocie naczyniówkowym produkują ponad dwie trzecie płynu mózgowo-rdzeniowego. Splot naczyniówkowy, to sieć naczyń krwionośnych wewnątrz komór mózgu – czterech pustych struktur wewnątrz mózgu, które są wypełnione płynem mózgowo-rdzeniowym. Pozostała część płynu mózgowo-rdzeniowego powstaje na powierzchni komór i w tkankach wyścielających przestrzeń podpajęczynówkową.
Komórki wyściółki aktywnie wydzielają sód do komór bocznych. Powoduje to powstanie ciśnienia osmotycznego, które wyciąga wodę z naczyń krwionośnych do przestrzeni wypełnionych płynem mózgowo-rdzeniowym. Jony chlorkowe, obdarzone ujemnym ładunkiem, przemieszczają się wraz z dodatnio naładowanym sodem, dzięki czemu ładunek elektryczny w płynie równoważy się. W efekcie płyn mózgowo-rdzeniowy zawiera większe stężenie sodu i chloru niż osocze krwi, natomiast mniejsze potasu, wapnia, glukozy i białek.
Orešković i Klarica zaproponowali, że płyn mózgowo-rdzeniowy jest przede wszystkim produkowany nie w splocie naczyniówkowym tylko równomiernie wewnątrz całego układu wypełnionego nim. Miałby on powstawać na drodze regulowanej przez akwaporynę 4 filtracji wody przez ściany naczyń kapilarnych do płynu interstycjalnego otaczającego tkanki mózgu.
Krążenie thumb|left|Zdjęcie z rezonansu magnetycznego pokazujące krążenie płynu mózgowo-rdzeniowego Płyn mózgowo-rdzeniowy krąży wewnątrz układu komorowego mózgu. Komory stanowią ciąg wypełnionych płynem mózgowo-rdzeniowych wolnych przestrzeni wewnątrz mózgu, większość płynu mózgowo-rdzeniowego jest produkowana w dwóch komorach bocznych (łac. ventriculi laterales). Stamtąd płyn przedostaje się przez otwór międzykomorowy do trzeciej komory (łac. ventriculus tertius), a następnie poprzez wodociąg mózgu do komory czwartej (łac. ventriculus quartus), która stanowi wybrzuszenie na tylnej części pnia mózgu. Z komory czwartej płyn przechodzi przez trzy otwory (nieparzysty otwór środkowy i parzyste otwory boczne) do przestrzeni podpajęczynówkowej, która otacza mózg i rdzeń kręgowy. Połączenie między przestrzenią podpajęczynówkową a błędnikiem w uchu wewnętrznym powoduje, że przychłonka jest ciągła z płynem mózgowo-rdzeniowym.
Nowa hipoteza Klaricy i Oreškovicia (2014), oparta na wynikach przeszło trzydziestoletnich badań, sugeruje, że brak jest jednokierunkowego przepływu płynu mózgowo-rdzeniowego. Autorzy ci twierdzą, że płyn mózgowo-rdzeniowy przemieszcza się w dwukierunkowym cyklu, przemieszczając się naprzemiennie z rdzenia do czaszki (i vice versa) w zależności od fazy (skurczu i rozkurczu) cyklu pracy serca. Twierdzenie to wynika z obserwacji, że u osoby zdrowej w pozycji stojącej wewnątrz rdzenia kręgowego występuje gradient ciśnienia hydrostatycznego – wewnątrz czaszki płyn znajduje się pod ciśnieniem niewiele niższym od ciśnienia atmosferycznego, w odcinku szyjnym rdzenia ciśnienie płynu jest mniej więcej równe ciśnieniu atmosferycznemu, podczas gdy w odcinku krzyżowym jest ono o około 30 cm H2O wyższe. Płyn mózgowo-rdzeniowy może się przemieszczać jedynie z obszarów o wyższym ciśnieniu do obszarów o niższym ciśnieniu hydrostatycznym. Autorzy uważają, że w związku z tym termin „krążenie” powinien być zastąpiony sformułowaniem „ruch”.
Płyn mózgowo-rdzeniowy przemieszcza się ruchem pulsującym przez wypełniane przez siebie przestrzenie. Jego przepływ netto (jak wykazało obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego) wynosi niemal zero.
Reabsorpcja Uważa się, że płyn mózgowo-rdzeniowy jest wchłaniany do układu krwionośnego w zatokach opony twardej przez ziarnistości pajęczynówki. Aczkolwiek niektórzy badacze sugerują, że płyn mózgowo-rdzeniowy przemieszcza się wzdłuż nerwów czaszkowych i korzeni nerwowych do przewodów limfatycznych. Ta droga reabsorbowania płynu mózgowo-rdzeniowego może być szczególnie istotna u niemowląt, u których ziarnistości pajęczynówki są jeszcze słabo rozwinięte. Z drugiej strony hipoteza Oreškovicia i Klaricy zakłada, że płyn mózgowo rdzeniowy nie przepływa jednokierunkowo, jest natomiast produkowany i reabsorbowany na całej powierzchni styku naczyń krwionośnych z przestrzeniami nim wypełnionymi.
Skład + Porównanie średnich wartości dla surowicy i płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF) Substancja CSF surowica zawartość wody (%) 99 93 białka (mg/dL) 35 7000 glukoza (mg/dL) 60 90 osmolarność (mOsm/L) 295 295 sód (mEq/L) 138 138 potas (mEq/L) 2.8 4.5 wapń (mEq/L) 2.1 4.8 magnez (mEq/L) 0.3 1.7 jony chlorkowe (mEq/L) 119 102 pH 7.33 7.41 thumb|Objętość poszczególnych tkanek w przestrzeni wewnątrzczaszkowej: płyn mózgowo-rdzeniowy (CSF), krew (blood), miękisz mózgu (brain tissue) thumb|Rozmieszczenie płynu mózgowo-rdzeniowego w poszczególnych przedziałach Płyn mózgowo-rdzeniowy jest przesączem z osocza krwi i jego skład jest dość podobny; różni się jednak niemal zupełnym brakiem białek i zmienionym składem elektrolitów. Płyn mózgowo-rdzeniowy zawiera około 0,3% białek osocza (15–40 mg/dl, w zależności od miejsca pobrania). Istnieją ilościowe różnice w liczbie białek obecnych w płynie mózgowo-rdzeniowym w zależności od miejsca pobrania próbki. Stężenie globulin i albumin jest niższe w komorach mózgu niż w rdzeniu kręgowym. Wartość wskaźnika IgG w płynie mózgowo-rdzeniowym powyżej 0,73 może wskazywać na występowanie stwardnienia rozsianego.
U osoby zdrowej płyn mózgowo-rdzeniowy pozbawiony jest erytrocytów i zawiera jedynie nieliczne leukocyty. Obecność nadmiarowych komórek w płynie mózgowo-rdzeniowym (pleocytoza) jest stanem patologicznym.
Ciśnienie płynu mózgowo-rdzeniowego, mierzone podczas nakłucia lędźwiowego, wynosi 10–18 cm H2O (8–15 mm Hg lub 1,1–2 kPa) u pacjentów w pozycji leżącej i 20–30 cm H2O (16–24 mm Hg lub 2,1–3,2 kPa) u pacjentów w pozycji siedzącej. U noworodków ciśnienie płynu mózgowo-rdzeniowego waha się od 8 do 10 cm H20 (4,4–7,3 mm Hg lub 0,78–0,98 kPa). Większość różnic w wartości ciśnienia płynu mózgowo-rdzeniowego wynika z zaciśnięcia żyły szyjnej wewnętrznej przebiegającej przez szyję. W pozycji leżącej płyn mózgowo-rdzeniowy w rdzeniu kręgowym ma wartość zbliżoną do wartości ciśnienia śródczaszkowego.
Rozwój zarodkowy W czasie rozwoju mózgu, około czwartego tygodnia rozwoju zarodkowego, wokół cewki nerwowej pojawiają się od strony głowowej trzy zgrubienia. Zgrubienia te rozwijają się następnie w osobne przedziały ośrodkowego układu nerwowego (przodomózgowie, śródmózgowie i tyłomózgowie). Rozwijające się przodomózgowie stopniowo otacza przednią część cewki nerwowej, której światło z czasem staje się bocznymi komorami mózgu. Wzdłuż cieńszych, wewnętrznych ścian komór, rozwija się splot naczyniówkowy, który uwalnia płyn mózgowo-rdzeniowy, szybko wypełniający wnętrze cewki nerwowej.
Funkcja Płyn mózgowo-rdzeniowy pełni liczne funkcje: wypór – właściwa masa ludzkiego mózgu wynosi około 1400 gramów, jednak dzięki zanurzeniu tkanek mózgu w płynie mózgowo-rdzeniowym ich ciężar – zgodnie z prawem wyporu – jest równoważony do około 25 gramów. Mózg ma zatem niemal zerową pływalność, która pozwala na utrzymanie gęstości mózgu bez zagrożenia naciskiem na jego niżej położone partie, który skutkowałby odcięciem obiegu krwi i śmiercią neuronów. ochrona – płyn mózgowo-rdzeniowy zapewnia mechaniczną ochronę tkankom mózgu. W niektórych sytuacjach, np. wypadki samochodowe czy urazy sportowe, płyn mózgowo-rdzeniowy nie może ochronić mózgu przed bezpośrednim kontaktem z czaszką, co skutkuje krwiakami śródczaszkowymi, urazowym uszkodzeniem mózgu lub nawet śmiercią. stabilność chemiczna – płyn mózgowo-rdzeniowy przepływa przez wewnętrznie położone komory mózgu i jest reabsorbowany do układu krwionośnego, obmywając ośrodkowy układ nerwowy z ubocznych produktów przemiany materii. Umożliwia to homeostatyczna regulacja wydzielania czynników neuroendokrynologicznych, której zaburzenie może powodować poważne problemy w funkcjonowaniu układu nerwowego. Wysokie stężenie glicyny zaburza kontrolę temperatury i ciśnienia w mózgu, natomiast wysokie pH płynu mózgowo-rdzeniowego prowadzi do zawrotów głowy i omdleń. Używając terminu Davsona, płyn mózgowo-rdzeniowy pełni funkcję „zlewu”, do którego uchodzą wszystkie substancje powstałe w wyniku metabolizmu tkanek nerwowych i wraz z którym są one następnie usuwane do krwiobiegu w czasie reabsorpcjiAllan H. Ropper, Robert H. Brown Adams and Victor's Principles of Neurology McGraw-Hill Professional; wydanie VIII (Marzec 2005) rozdział 30 strona 530.. zapobieganie niedokrwieniu – zapobieganie to odbywa się poprzez zmniejszenie objętości płynu mózgowo-rdzeniowego wewnątrz czaszki. Wywołuje to spadek ciśnienia śródczaszkowego, a co za tym idzie wzrost przepływu krwi przez tkanki mózgu. usuwanie odpadów – jak wykazały badania grupy Maiken Nedegaard płyn mózgowo-rdzeniowy pełni istotną rolę w funkcjonowaniu układu glimfatycznego, który odpowiada za usuwanie toksyn z płynu interstycjalnego mózgu. Przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego przez system układu glimfatycznego jest zwiększony w czasie snu, gdy ulegają otwarciu kanały kontrolowane przez komórki glejowe. Wskazuje to na istotną rolę płynu mózgowo-rdzeniowego w podczas sennym usuwaniu toksycznych metabolitów, takich jak beta amyloid, które są produkowane w czasie aktywności mózgu na jawie. Wyniki Klaricy i innych wskazują, że wypływ metabolitów przez nabłonek kapilarny jest istotniejsze dla homeostazy mózgu niż usuwanie toksyn wraz z „krążeniem” płynu mózgowo-rdzeniowego.
Znaczenie kliniczne Gdy ciśnienie płynu mózgowo-rdzeniowego jest podwyższone, może to utrudniać przepływ krwi w mózgu. Zaburzenia w przepływie płynu mózgowo-rdzeniowego mogą więc prowadzić do problemów ze śródczaszkowym krążeniem krwi, które z kolei skutkuje upośledzeniem pracy neuronów i gleju. Układ żylny jest również istotnym elementem tego procesu. Dzieci i pacjenci u których w dzieciństwie wykonano sztuczną przetokę mózgową mogą mieć wyjątkowo zaskakujące związki między ciśnieniem śródczaszkowym a rozmiarem komór, prawdopodobnie jest to częściowo wynik dynamiki zmian ciśnienia w żyłach. Może mieć to znaczący wpływ na leczenie, jednak mechanizm patofizjologiczny tego zaburzenia nie jest wystarczająco dobrze poznany.
Połączenie płynu mózgowo-rdzeniowego z chłonką zostało wykazane u wielu ssaków. Wstępne dane sugerują, że połączenie to powstaje w tym samym okresie, w którym dochodzi do rozwijania się zdolności wydzielniczych splotu naczyniówkowego (w życiu płodowym). Istnieje prawdopodobieństwo, że zaburzenia związane z płynem mózgowo-rdzeniowym – np. wodogłowie – są wynikiem niepoprawnie funkcjonującego transportu między płynem mózgowo-rdzeniowym a układem limfatycznym.