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Ela se apresenta como um saco fibroso denso e não elástico, revestindo o interior da cavidade craniana e servindo como uma barreira robusta entre os ossos e os delicados tecidos nervosos.
No nível cerebral, essa membrana possui uma estrutura única em dois níveis. A camada externa está intimamente aderida às superfícies internas dos ossos do crânio, funcionando como um periósteo interno, enquanto a camada interna se orienta para o cérebro. A camada interna está voltada para o cérebro. Em áreas determinadas, essas duas camadas se separam, formando canais triangulares rígidos — os seios venosos, que drenam o sangue pobre em oxigênio do cérebro para as veias jugulares no pescoço.
Além disso, a camada interna forma poderosas septas (ou processos) que se projetam profundamente nas fendas entre as divisões do cérebro. Os maiores desses septos incluem o falx cerebri, que divide os hemisférios cerebrais direito e esquerdo, e o tentorium cerebelli, que separa os lobos occipitais da fossa craniana posterior. Esses septos ancoram firmemente o cérebro, prevenindo seu deslocamento crítico durante movimentos bruscos da cabeça.
A dura-máter é ricamente inervada por ramos do nervo trigêmeo. O próprio cérebro não possui receptores de dor, portanto, quase toda dor de cabeça severa (inclusive por trauma ou meningite) está associada à tensão mecânica ou irritação química da dura-máter.
Na traumatologia, dois espaços associados a essa estrutura são de importância crítica. O espaço entre o osso e a dura-máter (epidural) normalmente não existe, mas, no caso de rompimento de uma artéria, sangue é forçado sob alta pressão, separando a camada da dura-máter do osso. O espaço sob a dura-máter (subdural) é um local de acúmulo de sangue venoso após o rompimento de veias ponte na patogênese de hematomas subdurais. Ambas as condições requerem intervenção neurocirúrgica de emergência.
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