神经系统-运动调控.ppt

第四节 神经系统对躯体运动的调节,躯体运动,不论是反射性的或随意性的，都是在一定的肌紧张和一定的姿势前提下进行的。 神经系统是躯体运动的调度者，从脊髓到大脑皮层，各级中枢对躯体运动都能进行调节。,Steps in Motor Action,几种主要驱体运动的反射 反 射 刺 激 感受器 中 枢 屈 反 射 伤害性刺激 痛觉 脊髓 (和对侧伸反射) 牵张反射 牵张刺激 肌梭 脊髓、延髓 紧张迷路反射 重力刺激 耳石器 延髓 迷路翻正反射 重力刺激 耳石器 中脑 视翻正反射 视刺激 眼 大脑皮层 跳跃反射 站立状态向一侧 肌梭 大脑皮层 放置反射 视刺激及本体刺激 各种来源 大脑皮层,(腱反射和肌紧张),一、脊髓对躯体运动的调节,脊 髓 前 角 运 动 N 元,皮层等高位中枢的下传信息,皮肤、肌肉、关节等传入信息,骨 骼 肌 纤 维,(一)运动单位与最后公路的概念,最后公路,1.脊髓前角运动N元是躯体运动反射的最后公路。,2.一个运动N元及其所支配的全部肌纤维所组成的功能单位称为运动单位。,屈反射（flexion reflex）,(二)脊髓的躯体运动反射 1.屈反射与对侧伸反射,概念：当肢体皮肤受到伤害刺激时，引起受刺激一侧肢体的屈肌收缩、伸肌舒张，使其屈曲的反射。 意义：屈反射使肢体离开伤害性刺激，具有保护性意义。,对侧伸反射 （crossedextensor reflex）,概念：如果受到伤害性刺激较强时，则受刺激一侧肢体屈曲的同时，对侧肢体出现伸直的反射活动。 意义：对侧肢体的伸直，防止歪倒，以维持身体姿势的平衡。,2.牵张反射(stretch reflex),感受装置肌梭 (spindle),概念： 与神经中枢保持正常联系的骨骼肌，在受到外力牵拉使其伸长时，引起受牵拉的同一肌肉收缩的反射活动称为牵张反射,感受装置肌梭,梭外肌：,肌 梭：内有二种感受器：,梭内肌：,与肌梭呈并联关系。,与肌梭呈串联关系。,环旋末梢：,N元支配,N元支配,花枝末梢：,是牵张反射的感受,装置，兴奋由Ia类N纤维传入。,可能与本体感觉有关，兴奋由类N纤维传入。,结构特点：,机能特点：,传入冲动,肌梭兴奋性,肌梭张力,梭外肌拉长,传入冲动,肌梭兴奋性,肌梭张力,梭外肌收缩,传入冲动,肌梭敏感性、兴奋性,牵拉肌梭环旋末梢,梭内肌收缩,N元兴奋,N元兴奋,叩击肌腱,N元兴奋梭内肌收缩维持和增加肌梭的传入冲动使梭外肌维持于持续缩短的状态，以保证牵张反射的强度。,N元兴奋梭外肌收缩对抗牵拉刺激。,牵张反射的类型：,腱反射(位相性牵张反射) : 指快速牵拉肌腱时发生的牵张反射。 如：膝跳反射、跟腱反射。 特点：腱反射是单突触反射，所以其反射时很短，耗时约0.7ms。 意义：了解神经系统的某些功能状态。 如果腱反射减弱或消失，常提示该反射弧的某个部分有损伤； 若腱反射亢进，说明控制脊髓的高级中枢的作用减弱。,膝跳反射弧： 叩击肌腱 肌肉受到牵拉刺激 肌梭兴奋性 Ia类和类 N纤维传入 运动元兴奋 梭外肌收缩,肌紧张(紧张性牵张反射) ： 概念：指缓慢而持续地牵拉肌腱时所引起的牵张反射。 特点：肌紧张属于多突触反射。 无明显的运动表现，骨骼肌处于持续地轻微的收缩状态。 意义：对抗肌肉的牵拉以维持身体的姿势，是一切躯体运动的基础。 如果破坏肌紧张的反射弧，可出现肌张力的减弱或消失，表现为肌肉松弛，因而无法维持身体的正常姿势。,肌紧张机制:,梭外肌收缩,运动N元兴奋,肌梭的 敏感性兴奋性,持续轻微 牵拉伸肌,梭内肌收缩,运动N元兴奋,高位中枢下传冲动,重力作用,骨骼肌处于持续地轻微的收缩状态, 环,环？ 环的意义：使肌肉维持于缩短状态。 脑干某些中枢调节肌紧张是通过兴奋环实现的。, 脑干某些中枢调节肌紧张是通过兴奋环实现的。,3.反牵张反射： 概念：牵拉肌肉引起牵张反射，引致腱器官传入冲动增多，导致支配被牵拉肌肉的运动N元抑制，使牵张反射受到抑制的反射称为反牵张反射。 意义：防止被牵拉肌肉受到损伤。 原因： 梭外肌与肌梭呈并联关系，梭外肌与腱器官呈并联关系； 肌梭感受肌肉的长度变化(肌梭是长度感受器)，腱器官感受肌肉的张力变化(腱器官是张力感受器)； 腱器官对被动牵拉不敏感，而对肌肉的主动收缩异常敏感。,腱器官：Golgi Tendon Reflex,（三）脊休克(spinal shock） 概念:指脊髓与高位中枢离断(脊动物)时，横断面以下脊髓的反射功能暂时消失的现象。 主要表现:横断面以下脊髓所支配的骨骼肌紧张性减弱甚至消失，外周血管扩张，血压降低，出汗被抑制，直肠和膀胱中粪、尿潴留等。 特点：这些表现是暂时的，脊髓反射可逐渐恢复: 恢复的快慢与种族进化程度有关: 低等动物恢复快，高等动物恢复慢。 恢复的快慢与反射弧的复杂程度有关：简单的反射先恢复(如屈反射、腱反射等)；复杂的反射后恢复(如对侧伸反射等)。 人类发生脊休克恢复后，排便排尿反射由原先的潴留变为失禁。,（四）节间反射 节间反射:指脊动物在反射恢复的后期，脊髓某节段N元发出的轴突与临近上下节段的N元发生联系，通过上下节段之间N元的协同活动所进行的一种反射活动。 如：刺激脊动物腰背皮肤，可引起后肢发生一系列节奏性骚爬动作，称为骚爬反射。,二、脑干对肌紧张的调节,(一)脑干网状结构 抑制肌紧张和肌运动的区域，称为抑制区(范围较小)； 加强肌紧张和肌运动的区域，称为易化区,(范围较大)。,脑干网状结构抑制区和易化区对肌紧张的调节,抑 制 区,易 化 区,网状结构背外侧部 (包括中脑背盖),网状结构内侧尾部,部 位,前庭核、小脑前叶两侧 (与易化区构成易化系统),大脑皮层运动区、 纹状体、小脑前叶引部 (与抑制区构成抑制系统),上级中枢,下传通路,作 用,特 点,正常情况下活动较强, 在肌紧张的平衡调节中占优势,正常情况下活动较弱,网状脊髓束 抑制N元兴奋性 肌梭敏感性 肌紧张和肌运动,网状脊髓束 加强N元兴奋性 肌梭敏感性 肌紧张和肌运动,(二)去大脑僵直（decerebrate rigidity）,上述易化系统和抑制系统对肌紧张的影响，可用去大脑僵直实验加以说明： 在动物中脑上下丘之间切断脑干，动物出现伸肌过度紧张现象，表现为四肢伸直、头尾昂起、脊柱挺硬，称为去大脑僵直。,横断脑干切线,去大脑僵直的发生机制：,临床:中脑受压(血肿、肿瘤)、病毒性脑炎,也可出现类似去大脑僵直现象。,是因为较多的抑制系统被切除，特别是来自皮层和纹状体等部位的抑制性联系，造成脑干网状结构抑制区和易化区之间的失衡，易化区的活动明显占优势的结果。,脑干多个中心整合控制 姿势与肌张力,脊动物不能支持身体重量 上下丘间切断的去大脑动物可以支持体重但不能调节身体姿势 上丘前缘切断的去大脑动物 (level 1:去除中脑) 表现为正常的前庭反射和颈反射,脑干水平完成的复杂反射,状态反射（Attiuddinal reflex） 迷路紧张反射 （Tonic labyrinthine reflexes ） 颈紧张反射 （Neck reflexes）,三、基底神经节对运动的调节,(一)基底神经节的组成及连接:,纹 状 体,尾 核,壳 核,苍 白 球,丘脑底核,黑 质,红核,丘 脑,运动皮层,脊髓,基底神经节,新皮层 基底 神经节 丘脑 运动皮层,纹状体 黑质 纹状体,GABA,DA,两个环路,（二）基底神经节的运动调节功能,基底神经节是皮层下 一些核团的总称。 两者间构成回路。 包括: 尾核 caudate nucleus 壳核 putamen 苍白球globus pallidus 丘脑底核 subthalamic nucleus 黑质 substantia nigra,功能： 稳定随意运动 调节肌紧张 处理本体感觉传入信息,纹状体(corpus striatum) 尾核、壳核和苍白球 旧纹状体(paleostriatum):苍白球是较古老的部分 新纹状体(neostriatum) :尾核和壳核进化较新,新纹状体的功能结构与细胞： 组成: 投射神经元、中间神经元 信息整合传出神经元： 中型多棘神经元（MSN） 递质：GABA, 与P物质及强啡肽共存。 功能： 整合来自皮层（谷氨酸能纤维）和黑质 （多巴胺纤维）的传入信息 并将传出信息输送到苍白球和黑质。,通路 直接通路： 大脑皮层的广泛区域发出纤维 兴奋新纹状体抑制苍白球内侧部抑制丘脑前腹核和外侧腹核大脑皮层运动前区活动增强。,大脑皮层的广泛区域发出纤维 兴奋新纹状体 间接通路： 抑制苍白球外侧部 抑制丘脑底核 兴奋苍白球内侧部 抑制丘脑前腹核和外侧腹核 大脑皮层运动前区活动减弱。,黑质多巴胺投射系统 新纹状体的中型多棘神经元上的D1受体增强直接通路活动。 新纹状体的中型多棘神经元上的D2受体抑制间接通路活动。,(-),(-),(-),(+),Parkinsons Disease,Huntingtons Disease,(-),(-),(三)基底神经节的功能及病变: 基底神经节有重要的运动调节功能，与控制肌紧张、稳定随意运动、处理本体感觉的传入信息等有关。,当纹状体内的 胆碱能N元兴奋 释放ACh 肌张力,当黑质内的 多巴胺能N元兴奋 释放多巴胺 抑制纹状体内的 胆碱能N元兴奋性,因基底神经节内存在纹状体黑质纹状体环路，正常时该环路对肌紧张的控制和随意运动的稳定起着重要的作用。,当黑质内的多巴胺能N元功能降低或纹状体内的胆碱能N元功能加强运动调节功能障碍的临床表现。,基底神经节病变的临床表现:,肌紧张增强而运动过少综合症 临床病症：如震颤麻痹（帕金森氏病）。 主要表现:全身肌紧张增高、肌肉僵硬、随意运动过少、动作缓慢、面部表情呆板。 静止性震颤是本病的重要特征，震颤多见于上 肢，尤其是手部，静止时出现，情绪激动时增强，随意运动时减少，入睡后停止。 病理研究:黑质病变，且脑内多巴胺含量明显 发病机制:尚不很清楚，目前认为:,发病机制: 黑质受损时 多巴胺递质 对纹状体胆碱能递质系统抑制作用 纹状体胆碱能递质系统功能 肌张力 治疗方案:促进多巴胺合成的药物(如左旋多巴)或阻断乙酰胆碱的药物 (如阿托品等)，可缓解上述症状。,肌紧张过低而运动过多综合征 临床病症：如舞蹈病和手足徐动症等。 病理研究:纹状体病变，脑内多巴胺含量正常。 主要表现: 肌紧张减低，头部和上肢不自主的舞 蹈样动作。,发病机制: 纹状体病变 胆碱能N元和GABA能N元功能 黑质内多巴胺能N元功能相对亢进 随意运动 治疗方案: 用耗竭多巴胺递质的药物(如利血平)， 可缓解其症状。,肌紧张过少而运动过多综合征 肌紧张过度而运动过少综合征 病症 如舞蹈病和手足徐动症等 表现 肌紧张减低， 头部和上肢不自主的舞蹈样动作 病变 纹状体 机制 胆碱能N元功能 和GABA能N元功能 黑质内多巴胺能N元功能相对亢进 随意运动 治疗 耗竭多巴胺递质 的药物(如利血平),抑制纹状体胆碱能 递质系统作用,肌张力,多巴胺递质,促进多巴胺合成药物(左旋多巴),阻断乙酰胆碱药物 (阿托品等),黑质,静止性震颤 随意运动，肌紧张,如震颤麻痹(帕金森氏病),特征： 交叉支配: (除上面部肌受双侧皮层支配外) 倒置分布: (除头面部是正立的外) 区域大小与精细程度呈正比: 功能定位精确：,四、大脑皮层对运动的调节,(一)大脑皮层运动区,主要运动区,其他运动区,辅助运动区,(纵裂内缘及扣带回),设计运动动作,部位：中央前回和运动前区,(4区) (6区),功能： 执行随意运动指令,肢体远端肌,肢体近端肌,双侧支配,第二运动区等,(5、6、7、8、18、19区),协调随意运动,Human area 4 = M1 = primary motor cortex,Human area 6 = premotor area (PMA) and supplemental motor area (SMA) = premotor cortex, ,皮层脊髓束,皮层脑干束, ,脊 髓,延髓锥体,内 囊,（4、6、3-1-2、5、7区）,（二）传导通路,大 脑 皮 层,旁锥体系,皮层起源锥体外系,锥体外系,（运动皮层+感觉皮层）,皮层下中枢,锥体外系,锥体系,锥体系,锥体系 1. 对侧支配； 有单突触联系(占1020); 激活、N元； 对皮层无反馈环路。 2. 加强肌紧张； 执行随意运动指令。,锥体外系 1. 双侧支配 皆多单突触联系 激活N元； 对皮层有反馈环路 2. 调节肌紧张； 协调随意运动。,锥体系与锥体外系功能特点,随意 运动 的设想,皮层 联络区,基底N节,外侧小脑,运动前区和皮层运动区,小 脑 中间带,运 动,执行,设计,产生和调节随意运动示意图,Summary of the major descending spinal tracts and their points of origin,上、下运动神经元麻痹的区别 类 型 上运动神经元麻痹 下运动神经元麻痹 麻痹特点 硬瘫（痉挛性瘫、中枢性瘫） 软瘫（萎缩性瘫、周围性瘫） 损害部位 皮层运动区或锥体束 脊髓前角运动N元或运动神经 麻痹范围 较广泛 常较局限 肌 紧 张 张力过强、痉挛 张力减退、松弛 腱 反 射 增 强 减弱或消失 病理反射 巴彬斯基征阳性 巴彬斯基征阴性 肌 萎 缩 不明显 明 显,注： 上运动神经元指管理脊髓运动N元的所有上位N元（包括脑干、基底N节、大脑皮层）； 下运动神经元指脊髓和脑干运动N核发出轴突并直接控制骨骼肌活动的运动N元。,五、小脑对运动的调节 (一)古小脑=前庭小脑（绒球小结叶）,反射:前庭器官前庭核古小脑前庭核脊髓运动N元肌肉。,功能:参与维持身体平衡，协调肌群活动。 临床:平衡失调综合症,小脑的功能分区示意图,(二)旧小脑=脊髓小脑(小脑前叶及后叶的中间带),功能:调节抗重力肌群的活动，提供站立和运动时维持平衡的肌张力强度。 临床:肌张力降低，四肢无力，共济失调症状。 小脑后叶损伤出现小脑性共济失调症状： 意向性震颤：运动过程中的震颤； 动作分解：把一个指鼻动作分解位三四个动作才完成； 运动时离开指定的路线：指鼻不准（指鼻阳性）；不能快速变换运动（轮替运动障碍）。,(三)新小脑=皮层小脑（后叶的外侧部） 功能:与感觉皮层、运动皮层、联络区之间的联合活动和运动计划的形成及运动程序的编制有关。 如精巧运动的学习、熟悉过程： 学习初期：动作不协调 学习中期：动作渐协调 学习后期：动作渐熟练 临床: 精巧运动受损。,Vestibulo-cerebellum,1. Vestibulo cerebellum,Functions: 1.Regulation of gait and posture and equlibrium 2.Coordination of head movements with eye movements,Function: 1.Speech Coordn 2.Muscle Tone Adjustment 3.Limb movement Coordn,Spino-cerebellum,2. Spinocerebellum,Somatotopic organization in the cerebellum cortex,Cerebro-cerebellum,3. Cerebrocerebellum,Cerebral cortex (MI, SMA, S1, PP & primary visual cortex),Function: Coordination of skilled movements Tactics of immediate movements,Cognitive function Attention, processing of language Emotional control,Cerebellar Disease,Ataxia（共济失调） Dysmetria（辨距不良） Dysdiadochokinesia（轮替运动障碍） Romberg Sign（闭目难立症） Hypotonia（张力减退） Dysarthria（发音困难）,Over-Simplified Summary,Motor cortex initiation of movements Brain stem centers balance of excitation and inhibition of antigravity muscles; integration of vestibular information Basal ganglia posture and planning and coordination of motor action Cerebellum equilibrium; coordination of motor action based on sensory information and feedback,第五节 神经系统对内脏活动的调节,一自主神经系统的分布特征,交感神经系统和副交感神经分布的区别,脊髓骶段（24节）侧角,（皮肤和肌肉的血管、汗腺、竖毛肌、 肾上腺髓质只有交感神经支配）,(几乎所有脏器),N 纤维长度 节前 节后 节前 节后,节前节后11117 节前节后12,纤维数量比,支配的效应器 较 广 泛 较 局 限,神经节位置 离效应器远 离效应器近或在效应器壁内,T1L3灰质侧角 脑干（、对脑神经）,中枢部位 （中间） （两端）,特 征 交感神经系统 副交感神经系统,释放递质,节前纤维为ACh,节前、节后纤维皆为ACh,少部分节前纤维为ACh,大部分节前纤维为NE,少部交感节后纤维： 肌肉舒血管纤维、汗腺、胰岛和内脏舒血管纤维、子宫。,胆碱能纤维:,交感神经系统和副交感神经释放的纤维分类,肾上腺素能纤维： 绝大部交感节后纤维。,全部副交感节后纤维； 全部自主节前纤维； 躯体运动；,嘌呤能或肽能纤维：,胃肠道的壁内神经丛。,自主神经系统的受体 分 胆 碱 能 受 体 肾 上 腺 素能 受 体 类 （1、2） （1、2） （1、2） *副交感节后 1:N节内 1:交感节后 1:心脏 分 纤维效应器 突触后膜 效应器 传导系统 *交感节后的 2: N-M 2:突触前膜 2:平滑肌 布 胆碱能纤维 接头后膜 效应器 心跳 骨骼肌缩 以兴奋为主 以抑制为主 逼尿肌缩 节后N元兴奋 (小肠平滑肌舒) (心脏兴奋) 作 支气管平滑肌缩 消化腺汗腺分泌 用 瞳孔括约肌缩 骨骼肌血管舒 阻 阿托品 箭毒(N2) 酚妥拉明(12) 心得安(12) 断 六烃季胺(N1) 育亨宾(2) 氨酰心安(1) 剂 丁氧胺(2),二、 自主神经系统的主要功能,代谢 促进糖元分解， 促进胰岛素分泌 促进肾上腺髓质分泌,器官 交感神经 副交感神经,循环 心跳加强加快 心跳减弱减慢 大部血管缩 部分血管舒 (腹腔内脏、皮肤、 外生殖器等) （软脑膜、外生殖器血管等） 肌肉血管可收缩(NE能)或舒张(Ach能),消化 分泌粘稠唾液，抑制胃肠运动 分泌稀薄唾液，促进胃肠运动 抑制胆囊收缩，促进括约肌收缩 促进胆囊收缩，使括约肌舒张,呼吸 支气管平滑肌舒 支气管平滑肌缩，粘液分泌,促进胃液及胰液分泌,泌尿 逼尿肌舒，括约肌缩， 逼尿肌缩，括约肌舒,生殖 怀孕子宫缩，未孕子宫舒,眼 瞳孔扩大，睫状肌松弛 瞳孔缩小，睫状肌缩，,促进泪腺分泌,皮肤 竖毛肌收缩，汗腺分泌,交感神经与副交感神经的功能特点： 1、对同一效应器多数内脏器官为双重支配。 个别例外：如汗腺、肾上腺髓质、皮肤和肌肉的血管 平滑肌只接受交感神经支配。 2、二者作用是相互拮抗的。 个别例外：如对唾液腺，二者均促进其分泌， 交感神经促进分泌的唾液量少而粘稠， 副交感神经使其分泌的唾液量多而稀薄。 3、二者的紧张性作用在不同状态下不同。 剧烈活动时：交感神经活动占优势， 安静状态下：副交感神经活动就占优势。,4、二者对整体生理功能调节不同。 交感神经系统的作用范围较广泛，其作用是使机体迅速适应环境的急剧变化能量动员系统 。 交感神经系统活动增强时，常伴有肾上腺素分泌增多，故称这一活动系统为交感肾上腺素系统。 副交感神经系统的作用范围较小，其作用是促进消化吸收、积蓄能量及加强排泄和生殖功能能量储备系统。 迷走神经活动增强时，常伴有胰岛素分泌增多，所以称这一活动系统为迷走胰岛素系统。,Eye,Ciliary muscle,SA node,Atria,AV node,Ventricles,Heart,Blood vessels,Lungs and salivary glands,Gastrointestinal tract and liver,附：有机磷农药中毒时会出现哪些症状？为什么？ 1.症状： 慢性中毒：多见于生产过程中长期接触所致。 一般症状较轻，主要有： 神经衰弱， 腹胀，胸闷，多汗， 偶有肌束震颤、瞳孔缩小。 急性中毒：消化道、呼吸道、皮肤的吸收所致。 主要有：三流（流泪、流汗、流涎） 症状， 抽搐痉挛，烦躁瞻望，心肺脑功能。,2.生理机制:,有机磷农药中毒,胆碱脂酶活性,胆 碱 能 受 体 持 续 兴 奋,M 受 体,平滑肌和腺体兴奋性,消化道 呼吸道 腺 体 括约肌,头痛头晕烦躁瞻望抽搐昏迷,Bp,面、舌肌 四 肢 肌 痉挛颤动 呼吸肌麻痹,心率 心律失常,缩瞳 尿失禁,流汗 流泪 流涎 流涕,呼困 咳痰 肺水肿,恶心 呕吐 腹泻,中枢,血管缩,心传导系,N 受 体,N2受体,N1受体,交感节后纤维释放NE ,骨骼肌+,三、 自主神经系统的中枢调节 (一) 脊髓对内脏活动的调节 脊髓是调节内脏活动的初级中枢 bladder and rectum reflex (micturition and defecation) the baroreceptor reflex, sweating of the skin,(二) 低位脑干对内脏活动的调节 脑干是调节内脏活动的基本中枢 Vital (respiratory and cardiovascular) center: Other autonomic reflexes: Swallow, cough, sneeze, gag, and vomit.,延髓有基本生命中枢之称。,(三) 下丘脑（Hypothalamus）对内脏活动调节,下丘脑是调节内脏活动的高级中枢： 1.对体温的调节 heat loss center in anterior HT (preoptic area) stimulates sweating and peripheral vasodilation, lesions cause hyperthermia; heat gain center in posterior HT stimulates cutaneous vasoconstriction, piloerection, shivering; lesions cause poikilothermy (the difference between poikilothermal or cold-blooded animal and homoiothermal or warm-blooded animal),2.对水平衡的调节 ADH (vasopressin) Osmotic pressure in hypothalamus Thirst - Drink,3.对腺垂体功能的调节,4.对摄食活动的调节 下丘脑腹内侧核=饱中枢：电刺激此核动物拒食，损毁此核引起多食和肥胖； ventromedial and paraventricular nuclei are