肌肉活动的神经控制.doc

肌肉活动的神经控制 第一节 神经系统概述一、神经组织 神经系统主要由神经组织构成。组成神经组织的细胞有两大类，即 神经细胞（ nerve cell ） 和 神经胶质细胞（ neuroglia cell ） 。神经细胞又称神经元，是神经系统的基本结构和功能单位。 1 神经元 每个神经元依据某些结构特征可分辨出三个组成部分； 细胞体（ soma ）、树突（ dendrites ）和轴突（ axon ） 。 2 神经胶质细胞 神经胶质细胞的功能，目前较为确定的大致有以下几方面： 转运功能，构成神经元与血管之间的代谢特质的“转运站”； 参与血脑屏障的组成； 构成神经纤维的髓鞘，具有绝缘作用； 填补神经元的缺损； 参与离子和递质的调节，胶质细胞可摄取和贮藏神经元所释放的递质，必要时重新释放出来，以调节神经元间的信息传递过程。 二、神经冲动的产生和传导 1 神经冲动的产生 （ 1 ）外向电流和电紧张性电流 （ 2 ）局部反应和动作电位 2 神经冲动的传导 （ 1 ）局部电流学说：无髓鞘性神经纤维上冲动的传导形式。 （ 2 ）跳跃传导学说：髓鞘性神经纤维上冲动的传导形式。 3 神经传导的一般特征 （ 1 ）生理完整性 （ 2 ）绝缘性 （ 3 ）双向传导 （ 4 ）相对不疲劳性 三、神经无间的信息传递 1 化学性突触传递 （ 1 ）突触结构： 突触前膜 突触后膜，两膜之间为突触间隙 突触小泡 （ 2 ）突触电位 兴奋性突触后电位（ excitatory postsynaptic potential, EPSP ） 是由于突出触后膜对 Na + 、 K + ，尤其是 Na + 通透性升高而去极化所致。 抑制性递质导致突触后膜的超极化，称为 抑制性突触后电位（ inhibitory postsynaptic potential, IPSP ） , IPSP 的幅度因神经元膜电位水平的不同而改变。 IPSP 的机制主要是对 K + 和 CL 尤其是 CL 的通透性升高。 突触后神经元的反应，取决于许多突触的同时或在一段时间内先后施加影响的总和。空间总和 时间总和。 2 电突触传递 电传递的速度快，几乎不存在潜伏期（即突触延搁），电突触常可和比学突触一起构成混合突触。 四、中枢抑制 1 突触后抑制 （ 1 ）传入侧支性抑制 （ 2 ）回返性抑制 2 突触前抑制 第二节 运动的神经控制一、脊髓对躯体运动的调节 1 脊髓神经元 （ 1 ）运动神经元池：一块肌肉通常接受许多运动神经元的支配，支配某一肌肉的一群运动神经元，称为运动神经元池。其中有大小运动神经元和神经元。 （ 2 ）中间神经元：位于传入与传出神经原之间，起介导信号的作用。 （ 3 ）运动神经元的输入：接受来自包括感觉传入信息在内的各方面的信息输入。 2 脊髓反射 （ 1 ）牵张反射：一种以腱反射，也称为位相性牵张反射；另一种为肌紧张，也称紧张性牵张反射。腱反射主要发生于肌肉收缩较快的快肌纤维成分。牵张反射（尤其是肌紧张）主要生理意义在于维持站立姿势。 （ 2 ）屈肌反射：当动物皮肤受到伤寄存器性剌激时，受剌激一侧的肢体出现屈肌收缩而伸肌弛缓。这一反射称为屈肌反射。 3 脊髓对运动的调节 脊髓内存在有控制走动的中枢。 二、脑干对肌紧张和姿势反射的调节 1 网状结构对肌紧张的调节 发现在网状结构中具有抑制肌昆张及肌运动的区域，称为抑制区；还有加强肌紧张及肌运动的区域，称为易化区。它们分别对脊髓的运动神经元具有抑制和易化作用。 2 姿势反射 （ 1 ）状态反射：迷路紧张反射颈紧张反射 状态反射在完成一些运动技能时起着重要的作用。例如，体操运动员进行后手翻、后空翻或在平衡木上做运动时，如果头部位置不正，就会使两臂伸肌力量不一致，身体随之失去平衡，常常导致动作的失误或无法完成动作。 （ 2 ）翻正反射：在体育运动中，有许多动作就是在翻正反射的基础上完成的。例如，跳水运动中的转体动作，都要先转头，再转上半身，然后转下半身。又如，篮球转身过人的动作，要先转头以带动身体，这比整个身体一起转动更迅速且协调。 （ 3 ）旋转运动反射： 人体在进行主动或被动旋转运动时，为了恢复正常体位而产生的一种反射活动，称为旋转运动反射。 （ 4 ）直线运动反射：它包括升降反射和着地反向两种形式。人体沿上下方向直线加速或减速运动时，耳石受到刺激，反射性地引起肌张力重新调整的活动称作升降反射。人体从高处跳下时，以保持身体重心减少震动，这种反射称为着地反射。例如，人从体操器械上掉下来时用手撑地就是一个明显的例子。 三、小脑和基底神经节在运动控制中的作用 1 小脑在运动控制中的作用 它的主要功能是调节肌紧张、控制躯体平衡、协调感觉运动和参与运动学习。 2 基底神经节在运动控制中的作用 （ 1 ）控制肌紧张使肌肉活动适度 （ 2 ）参与随意运动的稳定 （ 3 ）与运动程序有关 四、大脑皮质在运动控制中的作用 1 皮质下行传导通路 大脑皮质对躯体运动的调节，是通过锥体系和皮质起源的锥体外系两条下行通路而完成的。 （ 1 ）锥体系：由大脑皮层中央前回的大锥体系胞的轴突组成的下行传导系统，终止在脊髓前角，支配参与肢体末端精细运动肌肉的运动神经元，是一种单突触联系。 （ 2 ）皮质起源的锥体外系：由大脑皮层广泛区域的中小锥体细胞的较短轴突，通过网状结构等部位，经过一次以上神经元的接替，最后到达脊髓，呈双侧性控制，主要调节肌紧张和各肌群之间的协调性。 大脑皮质对躯体运动的控制命令是经由锥体系和皮质锥体外系两条途径把住处传递到脊髓，再由脊髓中 a 运动神经元这一最后公路引起肌肉运动的。 2 运动皮质的组织结构及其对肢体肌肉的控制 3 反馈信息对皮质控制运动的意义 五、运动中神经元活动的功能整合 随意运动从触发中枢程序 的指令开始，这种指令以适当的顺序激活运动皮质的柱状模块结构，皮质脊髓纤维 激活支配肌肉的 a运动神经元。这些下行纤维还通过侧支激活中枢感觉通路和上支行系统，后者再将信息反馈到皮质。从肌肉及其他有关感受器传人的信息向中枢提供有关肌肉收缩及正在执行的运动情况. 呼吸 一、呼吸的概念 人体在进行新陈代谢过程中，不断地从外界环境中摄取氧并排出 CO 2 , 这种机体与环境之间的气体交换的过程，称为 呼吸（ respiration ） 。整个呼吸过程由以下三个环节组成。 1 外呼吸 外呼吸是指外界环境与血液在肺部实现的气体交换。 2 气体在血液中的载运 气体（ O 2 和 CO 2 ）由血液载运，即通过血液循环把肺摄取的氧运送到组织细胞，同时把组织细胞产生的二氧化碳运送到肺的过程。 3 内呼吸（又称组织呼吸） 内呼吸是指组织毛细血管中的血液与组织细胞之间的气体交换，有时也将细胞内线粒体的氧化过程也包括在内。 二、肺的基本容积和肺容量 1 肺的基本容积 （ 1 ） 潮气量 每一呼吸周期中吸入或呼出气体的容积（即呼吸深度），好像潮汐似的有升有降，故名潮气量。平静呼吸时潮气量在 400-600ml 之间，一般以 500ml 计算。 （ 2 ） 补吸气量 （又称吸气贮备量） 平静吸气之末再尽力吸气所能吸入的气量，称为补吸气量。 （ 3 ） 补呼气量 （又称呼气储备量）平静呼气之末再尽力呼气所能呼出的气量，称为补呼气量。 （ 4 ） 余气量 （又称残气量） 最大呼气之末尚存留在肺内不能再呼出的气量称为余气量。 2 肺容量 （ 1 ） 深吸气量： 潮气量 + 补吸气量，反映胸廓和吸气肌的发达程度。 （ 2 ） 功能余气量： 补呼气量 + 余气量，平静吸气末肺内的余气量。 （ 3 ） 肺活量（ vital capacity ， VC ）和时间肺活量（ timed vital capacity ， TVC ）： 肺活量 = 潮气量 + 补吸气量 + 补呼气量，反映一次通气的最大能力，是测定肺通气的常用指标，正常成人男性约为 3500ml ，女性为 2500ml ，优秀的划船和游泳运动员可达 7000ml ；第 1 、 2 、 3 秒末的呼出气量占肺活量的比例，称为时间肺活量，分别为 83% ， 96% 和 99% ，并以第 1 秒末的时间肺活量意义最大。 （ 4 ） 肺总容量（ total lung capacity ， TLC ）： 肺活量 + 余气量。男性 5000ml ，女性 3500ml 。 三、肺通气量 1 每分通气量（ minute ventilation volume ， VE ） 每分钟吸入肺或由肺呼出的气量称为每分通气量。每分通气量是呼吸频率与潮气量的乘积，即：每分通气量（ ml ） = 呼吸频率（次）潮气量（ ml ）。健康成人安静时呼吸频率为每分 12-16 次，潮气量为 500ml ，每分通气量为 6-8L 。为了便于比较，可以每平方米体表面积表示，据调查，我国成年男子安静时的每分通气量平均为 4217ml min -1 m -2 , 成年女子为 3650ml min -2 m -2 。每分通气量随年龄、性别、体位和代谢水平而异。 2 最大通气量（ maximal respiratory volume ， V Emax ） 最大通气量是指单位时间内（通常以 1min 计算），尽量作快而深的呼吸运动时，所能吸入或呼出的气量。它是估计一个人能够完成多大生理负荷量的一个重要指标。测定时，一般让受试者做最深最快的呼吸 15min ， 所测得的值乘以 4 ，即为该受试者的最大通气量。健康男青年的最大通气量都可超过 180 L min -1 。 肺活量，时间肺活量和最大通气量是评定肺通气功能的三个常用指标。 3 肺泡通气量 每分钟进入肺泡的气量称为肺泡通气量，即： 肺泡通气量 = （潮气量 - 无效腔量）呼吸频率（次 / 分） 从提高肺泡气的更新率考虑， 在一定范围内以深而慢的呼吸比浅而快的呼吸有利 。 4 运动与肺通气量 （ 1 ）运动中和运动后恢复期肺通气量变化的规律 人体在从事持续时间较长而强度较低的亚极量运动时，每分通气量的增加可以分为三个时期，即运动开始后的 快速增长期 、稍后的 慢速增长期 和 稳定期 。 （ 2 ）潮气量（呼吸深度）和呼吸频率 在运动强度较低时，每分通气量的增加主要是潮气量的增加，呼吸频率的增加不明显；当运动强度增加到一定强度时，才依靠呼吸频率的增加，而潮气量的增加变得较平稳 。 （ 3 ）每分通气量与运动强度 在一定范围内，每分通气量与运动强度呈直线相关 。 （ 4 ）通气当量（ VE/VO 2 ） 通气当量是指每分通气量与每分吸氧量的比率，人体在安静时每分钟的吸氧量为 250ml ， 每分通气量为 6000 ml ，故其 通气当量为 24 。 三、肺通