Paraspinal structures of thermoregulation


Cite item

Full Text

Abstract

A detailed analysis of the literature on the structure and functions of the paraspinal structures of human thermoregulation involved in maintaining temperature homeostasis is presented. It is shown that in the process of evolution, a peculiar paraspinal morphofunctional complex is formed around the spinal center of thermoregulation, including thermal- generating structures (adipose and muscle tissue); venous thermal distribution rings formed by paraspinal venous plexuses and thermoregulatory nervous apparatus (meningeal and posterior branches of the spinal nerves and their nerve endings). It was found that the heat-generating structures are represented by adipose tissue of the epidural space, adipose tissue of the bone marrow, paravertebral and interscapular adipose tissue, back muscles and intercostal muscles). Bone marrow fatty tissue plays an important role not only in thermoregulation, but also in bone remodeling. Fatty tissue mainly includes components of white and a small amount of brown adipose tissue. Heat from muscles through the venous system of the spinal column affects the functioning of the spinal center of thermoregulation by contractile thermogenesis. It has been shown that around the center of thermoregulation of the spinal cord, venous vessels form four thermal distribution rings. The first of them is the venous bed of the soft membrane of the spinal cord and cerebrospinal fluid of the subarachnoid space; the second is the internal vertebral venous plexus; the third - intraosseous (intraorgan) venous plexuses of the vertebrae; the fourth is the anterior and posterior external vertebral venous plexuses. All four thermal distribution venous rings anastomose among themselves, forming a single thermal distribution system around the spinal center of thermoregulation. The innervation of thermal generating structures and thermal distribution of venous rings is carried out by somatic and autonomic nerve fibers.

About the authors

I. V. Gaivoronskiy

Military Medical Academy. S. M. Kirov; Saint Petersburg State University

Author for correspondence.
Email: vmeda-nio@mil.ru
Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

A. A. Rodionov

Saint Petersburg State University

Email: vmeda-nio@mil.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

A. I. Gaivoronskiy

Military Medical Academy. S. M. Kirov; Saint Petersburg State University

Email: vmeda-nio@mil.ru
Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

M. G. Gaivoronskaya

Saint Petersburg State University; Almazov National Medical Research Centre

Email: vmeda-nio@mil.ru
Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

G. I. Nichiporuk

Military Medical Academy. S. M. Kirov; Saint Petersburg State University

Email: vmeda-nio@mil.ru
Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

I. A. Goryacheva

Military Medical Academy. S. M. Kirov; Saint Petersburg State University

Email: vmeda-nio@mil.ru
Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

N. K. Khabibullina

Saint Petersburg State University; Almazov National Medical Research Centre

Email: vmeda-nio@mil.ru
Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

References

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Scheme of thermovagging structures that ensure the optimal mode of operation of the spinal center of thermoregulation: 1 - interscapular brown adipose tissue; 2 - back muscles; 3 - paravasal intercostal adipose tissue; 4 - intercostal muscles; 5 - adipose tissue of the red bone marrow; 6 - paravertebral fatty tissue; 7 - spinal cord; 8 - adipose tissue of the epidural space; 9 - spinal center of thermoregulation

Download (876KB)
3. Fig. 2. Diagram of the paraspinal thermal distribution venous rings, which ensure the optimal mode of operation of the spinal thermoregulation center: 1 - anastomoses between the external and internal vertebral venous plexuses; 2 - anterior and posterior external vertebral venous plexus (fourth thermal distribution venous ring); 3 - intervertebral veins; 4 - intercostal vein; 5 - hemi-unpaired vein; 6 - azygos vein; 7 - anterior and posterior internal vertebral venous plexus (second thermal distribution venous ring); 8 - anastomoses of the intraosseous venous plexus with the external and internal vertebral venous plexuses; 9 - intraosseous venous plexus of the vertebra (third thermal distribution venous ring); 10 - dura mater; 11 - superficial venous plexus of the soft membrane of the spinal cord (the first thermal distribution venous ring); 12 - radicular veins; 13 - veins of the spinal cord's own substance; 14 - spinal cord; 15 - spinal center of thermoregulation (arrows indicate the direction of blood flow in the thermal distribution venous rings and their anastomoses)

Download (850KB)
4. Fig. 3. Diagram of paraspinal thermoregulatory structures that ensure the optimal mode of operation of the spinal center of thermoregulation: 1 - skin; 2 - interscapular brown adipose tissue; 3 - back muscles; 4 - paravertebral thermoregulatory ring; 5 - the posterior branch of the spinal nerve; 6 - anterior branch of the spinal nerve; 7 - meningeal branch of the spinal nerve; 8 - spinal nerve; 9 - intercostal muscles; 10 - sympathetic knot; 11 - epidural thermoregulation ring; 12 - intraosseous nerve plexus; 13 - white connecting branch; 14 - gray connecting branch; 15 - anterior root of the spinal cord; 16 - a sensitive node of the spinal nerve; 17 - posterior root of the spinal cord; 18 - spinal cord (green - thermoregulatory rings and vegetative structures; blue - sensitive structures; red - motor fibers)

Download (635KB)

Copyright (c) 2020 Gaivoronskiy I.V., Rodionov A.A., Gaivoronskiy A.I., Gaivoronskaya M.G., Nichiporuk G.I., Goryacheva I.A., Khabibullina N.K.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».