Il midollo spinale è la porzione extracranica del sistema nervoso centrale, collocata all'interno del canale vertebrale. Comincia dal foro occipitale, come prosecuzione del bulbo, e continua in senso caudale fino al cono midollare a livello lombare. La sua estensione fibrosa, detta filum terminale, si prolunga fino al coccige. Il midollo spinale dà origine, con i nervi spinali, al sistema nervoso periferico.
Anatomia macroscopica
Il midollo spinale è un fitto fascio di neuroni, collocato, assieme alla teca meningea che lo avvolge e che gli permette una certa libertà di movimento, all'interno del canale vertebrale, formato dalla sovrapposizione delle vertebre della colonna. È perciò protetto da uno scheletro osseo che, in direzione cranio-caudale, si fa sempre più robusto sino a L5, per poi presentare una piastra ossea, l'osso sacro. E quindi le ultime 3-4 vertebre coccigee. Il canale vertebrale, che inizia sopra l'atlante, termina inferiormente con lo iato sacrale a livello di S5. Il suo diametro è piuttosto uniforme durante tutto il decorso, anche se leggermente più largo sopra l'atlante e nelle prime vertebre cervicali e più ristretto a partire da L5 sino a S5. Possiede una prima, leggera concavità posteriore a livello del rigonfiamento cervicale del midollo, una toracica anteriore, una seconda posteriore a livello lombare ed infine una più pronunciata anteriore tra S1 e le ultime vertebre coccigee.
La sua lunghezza nell'adulto è in media 46 cm, ma è in stretto rapporto con la lunghezza del tronco e cambia a seconda del sesso e dell'etnia del soggetto. Il livello in cui termina il midollo spinale è variabile: in buona parte dei casi l'apice inferiore è posto nel disco intervertebrale tra L1 e L2, a livello del piano transpilorico, ma può terminare anche tra L2 e L3, o più raramente tra T12 e L1. Anche la sua sezione trasversale è variabile: il primo rigonfiamento, a livello cervicale, corrisponde all'origine dei fasci che innervano gli arti superiori, tra il terzo segmento cervicale e il secondo segmento toracico; a livello del sesto segmento il midollo spinale assume la sua larghezza massima di 13.5 mm. Il secondo rigonfiamento, a livello lombare, si trova tra il primo segmento lombare e il terzo segmento sacrale, cioè tra L1 e S3.
I segmenti del midollo spinale di massima larghezza raggiungono i 13.5 mm. Dal ringonfiamento lombare si dipartono i fasci che innervano gli arti inferiori. Dopo il ringonfiamento lombare, la sezione trasversale del midollo si riduce sempre di più, formando il cono midollare e terminando inferiormente a livello del corpo di L1. A partire dall'apice del cono midollare discende un filamento di tessuto connettivo, detto filo terminale, lungo circa 20 cm e spesso 1 mm, che segue l'andamento curvilineo del canale vertebrale con una prima concavità rivolta posteriormente ed una seconda, più piccola ed accentuata, anteriormente. Esso è divisibile in una porzione interna (filo terminale interno) lunga circa 15 cm e compresa all'interno di questo canale e della teca meningea sino a livello di S2, dove si interrompe lo spazio subaracnoideo, ed in una esterna (filo terminale esterno) lunga 5 cm, di cui una prima porzione è compresa nel canale vertebrale sino a S4, poi esce tramite lo iato sacrale fondendosi dopo circa un centimetro con la superficie dorsale della prima vertebra coccigea.
Il filo terminale interno è ricoperto nella sua porzione esterna dalla pia madre, che vi aderisce strettamente, è contenuto all'interno dello spazio subaracnoideo formato dall'aracnoide e dal suo accollamento con la dura madre; il canale ependimale del cono midollare vi prosegue all'interno per circa mezzo centimetro. Il filo terminale esterno è ricoperto dalla pia madre e dalla dura madre che si fonde con il periostio vertebrale coccigeo tramite il legamento coccigeo. Per tutta la sua lunghezza (sino al cono midollare) ed anteriormente, il midollo spinale presenta la fessura mediana anteriore, che si approfonda per circa 3 mm nel suo cordone anteriore, ed un solco mediano posteriore, più sottile e quasi invisibile ad occhio nudo, che si approfonda per 5–6 mm raggiungendo quasi la commessura grigia posteriore ed il canale ependimale al centro del midollo spinale.
Nervi spinali
Le 31 paia di nervi spinali (8 cervicali, 12 toracici, 5 lombari, 5 sacrali, 1 coccigeo), si originano tramite due fasci, uno dorsale e uno ventrale, di 6-8 radicole che si fondono insieme poco dopo l'uscita dal midollo spinale, ricoperti dalla pia madre. Il fascio dorsale origina dal corno dorsale (o posteriore) della sostanza grigia del midollo spinale, il fascio ventrale origina dal corno ventrale (o anteriore). La radice dorsale confluisce in un ganglio (ganglio della radice dorsale) posto appena prima del foro intervertebrale corrispondente, collocato di norma infero-lateralmente rispetto all'emergenza delle due radici e tanto più infero-lateralmente più ci si sposta dai nervi spinali cervicali a quelli sacrali. La radice ventrale non va a costituire un ganglio e si fonde con la radice dorsale emergente dal ganglio per formare il nervo spinale proprio, che poi a sua volta si divide poco dopo in un ramo dorsale di piccolo calibro e in uno ventrale di calibro sino a tre volte maggiore. La confluenza delle due radici è rivestita esclusivamente da pia madre, poco dopo viene avvolta per un breve tratto da aracnoide e dura madre, che si fondono sull'epinevrio del nervo spinale proprio emergente dalla fusione delle due radici.
Meningi
Compreso tra il canale vertebrale e la meninge più esterna, la dura madre, si trova lo spazio epidurale. Superiormente è obliterato dall'inserzione della dura madre sulla seconda e terza vertebra cervicale, così come sul margine del forame magno occipitale, caudalmente è invece chiuso dal legamento sacrococcigeo posteriore e ristretto dallo iato sacrale. Contiene perlopiù tessuto adiposo, piuttosto fluido a temperatura corporea, in cui è immerso un ricco plesso venoso (plesso di Batson), arterie di piccolo calibro, vasi linfatici, oltre a numerosi e sottili fascetti di fibre collagene, detti legamenti meningovertebrali, che connettono la teca meningea alla parete del canale vertebrale. Tali fasci sono presenti in prevalenza nella porzione anteriore del canale vertebrale e in quella laterale. Il plesso venoso che lo attraversa è costituito da una serie di vasi ad andamento longitudinale, che seguono il profilo del canale vertebrale, i quali però emettono rami che circondano la teca meningea, anastomizzandosi liberamente. È presente anche del tessuto connettivo lasso, in particolare in prossimità dei fori intervertebrali a ricoprire le radici dei nervi spinali e a ricoprire la dura madre nella zona lombare.
La dura madre è la più esterna delle tre meningi che ricoprono il midollo spinale, si continua con quella che ricopre esternamente anche l'encefalo a livello del forame magno occipitale, su cui prende inserzione, poi prosegue inferiormente inserendosi su C2 e C3, per poi staccarsi dalla parete ossea del canale vertebrale e tornare a prendervi inserzione solo a livello lombare e ancora di più a livello sacrale con le vertebre e con il legamento longitudinale posteriore, per poi terminare sul periostio delle vertebre coccigee sotto forma di filo terminale. Il sacco durale, che contiene il midollo spinale e le altre meningi, termina però a livello di S2, costituendo l'apice del cono midollare. La dura madre è composta da tessuto fibroso con una discreta presenza di fibre elastiche, internamente è rivestita da endotelio. Complessivamente, costituisce un tubo cavo che si restringe caudalmente. La dura madre riveste anche le radici dei nervi spinali sino a livello dei fori intervertebrali. Tra la dura madre e l'aracnoide è presente uno spazio virtuale, detto spazio subdurale, che termina a livello dei fori intervertebrali, quando dura madre e aracnoide si fondono gradualmente con l'epinevrio. L'aracnoide è la seconda meninge, si colloca al di sotto della dura madre e può esservi separata dallo spazio subdurale, generalmente considerabile quale uno spazio virtuale e si continua con l'aracnoide cranico. È più sottile della dura madre e si fonde con essa a livello dei fori intervertebrali, formando un manicotto di rivestimento per i nervi spinali ed obliterando lo spazio subdurale e fondendosi con il perinevrio del nervo. Al di sotto dell'aracnoide, anteriormente e posteriormente alla pia madre, esiste uno strato intermedio aracnoideo dall'aspetto simile a quello di una membrana perforata sempre più grossolanamente in direzione cranio-caudale. Tale membrana costituisce i legamenti dorsale, dorso-laterale e ventrali del midollo spinale, di questi, i dorso-laterali sono i più sottili e fragili, tutti connettono l'aracnoide al midollo spinale rivestito di pia madre. Sotto lo strato intermedio dell'aracnoide si apre lo spazio subaracnoideo, in continuità con quello craniale, è più ristretto da C1 a L1 per l'ingombro del midollo spinale e più ampio da L1 a S2, dove termina. Nello spazio subaracnoideo decorrono le principali arterie e vene che vascolarizzano il midollo spinale e la pia madre, oltre al liquido cefalorachidiano, i cui movimenti all'interno di questo spazio non sono ancora stati chiariti, certo è che in parte può essere riassorbito da granulazioni aracnoidee. I vasi, similmente allo spazio subaracnoideo cranico, sono rivestiti da un sottile manicotto di collagene rivestito a sua volta dalla leptomeninge. La pia madre è la più interna e delicata delle meningi, avvolge strettamente il midollo spinale in tutto il suo decorso, passando perfino nella fessura mediana anteriore in cui forma una struttura reticolare. Gli strati connettivi subpiali formano il legamento denticolato, un sottile strato di collagene che ad intervalli regolari forma processi triangolari che perforano l'aracnoide fissandosi alla dura madre, per un totale di 21 processi per lato. La pia madre riveste internamente anche il filo terminale. Al di sotto del legamento denticolato c'è uno spazio subpiale virtuale.
La radice dei nervi spinali è ricoperta, dall'interno all'esterno, dalla pia madre, dall'aracnoide e dalla dura madre, che si fondono rispettivamente con il perinevrio del nervo spinale la prima e con l'epinevrio le ultime due. Le meningi ricoprenti le radici terminano a livello dei fori intervertebrali. Il manicotto meningeo sarà tanto più lungo quanto più lunga è la radice del nervo spinale corrispondente.
Conformazione interna
Il midollo spinale in sezione trasversale presenta una sagoma di forma variabile da quella triangolare nella porzione cervicale, ovoidale irregolare in quella toracica, sino ad assumere una forma circolare nella porzione lombare e ancora circa ovoidale in quella sacrale. La sezione ha un diametro trasversale più grande nel rigonfiamento cervicale e il minore a livello di S5. Si distinguono facilmente due aree per la diversa forma assunta in sezione e per la loro diversa colorazione, un'area grigiastra di forma simile a quella di una "H" interna, detta sostanza grigia e ricca di pirenofori, dendriti, porzioni prossimali degli assoni, glia e vasi sanguigni, e la restante parte biancastra ed esterna, detta sostanza bianca, costituita prevalentemente da assoni mielinizzati (che le conferiscono la sua colorazione) e vasi sanguigni.