生理学课件神经系统4神经系统对躯体运动的调控

1、生理学课件神经系统4神经系统对躯体运动的调控 一、运动调控的基本结构和功能三级神经最高水平：大脑皮层联络区、基底神经节、皮层小脑-负责运动的总体策划中间水平：运动皮层、脊髓小脑 -运动的协调、组织、实施最低水平 ：脑干、脊髓-运动的执行产生和调节随意运动区的示意图策划策划 （一）运动传出的最后公路 1脊髓前角运动神经元(The anterior motoneurons ) 运动神经元 运动神经元的轴突支配梭外肌纤维。 运动神经元末梢释放的递质是ACh。二、脊髓对躯体运动的调控最后公路(Final common path): 神经元既接受来自外周(皮肤、肌肉 和关节等)的传入信息，也接受来自 高

2、位中枢(从脑干到大脑皮层的各级 中枢)的下传信息，会聚整合后，产生 一定的反射传出冲动到达所支配的骨 骼肌， 因此运动神经元是躯体运动反射的最后公路。 会聚到运动神经元的神经冲动可： 引发随意运动； 调节姿势,为运动提供一个合适 而稳定的背景或条件； 协调不同肌群的活动，使运动平 稳而精确地进行。 运动神经元 ： 胞体较运动神经元小。 其轴突支配梭内肌。递质为ACh。 运动神经元兴奋性高，受高位中 枢的下行作用,常有高频持续放电 功能：调节肌梭对牵拉刺激的敏感性。(3)运动神经元 对梭内、外肌均有支配，功能不清 2.运动单位(motor unit)： 一个运动神经元及其所支配的全 部肌纤维所组

3、成的功能单位。单位的大小取决于运动神经元轴突末梢分支数目。一般是肌肉愈大，运动单位也愈大。 (1).大运动单位: 有利于产生巨大的肌张力。 (2).小运动单位: 有利于肌肉进行精确的运动。 (3).运动单位交叉:空间范围增大； 产生的张力均匀。 （二）脊休克 (Spinal shock) 脊动物： 脊髓与高位中枢离断的动物。 常在颈髓第五节水平以下切断脊髓， 保留膈神经对膈肌的支配，保持呼吸 功能。 脊休克： 人和动物的脊髓在与高位中枢离 断后，断面以下反射活动能力暂时丧 失，进入无反应状态的现象。 脊休克的表现：断面下发生： 骨骼肌紧张性，甚至消失； 外周血管扩张，血压 ； 发汗反射消失；

4、粪、尿潴留。 横断面以下脊髓所支配的躯体与内脏反射均减退甚至消失 脊休克的恢复： 脊休克后，一些以脊髓为中枢的基本 反射可逐渐恢复。恢复速度与 动物的进化程度 反射对高位中枢的依赖程度有关 A.简单、原始的反射先恢复 B.躯体反射恢复后，内脏反射也部分恢复 脊休克的原因： 脊髓突然失去高位中枢调节的结果。 脊休克的产生和恢复说明： 脊髓是某些低级反射的初级中枢 正常时脊髓受高位中枢的调节 高位中枢对脊髓的反射有两种控制作用：A易化作用 脊休克恢复后，伸肌反射减弱。B抑制作用 脊休克恢复后，屈肌反射、发汗反射 增强。(三)脊髓对姿势的调节 Control of the posture by th

5、e spinal cord CNS可通过调节骨骼肌的紧张度或产 生相应的运动,来维持和调节身体在 空间的姿势,以免发生倾倒，该反射称 为姿势反射(postural reflex)。 在脊髓水平完成的姿势反射有:对侧伸肌反射、牵张反射、节间反射等屈肌反射: Flexor reflex 脊动物一侧肢体的皮肤受到伤害性刺激时，可反射性引起受刺激侧关节的屈肌收缩而伸肌舒张,肢体的屈曲的反应。 意义：避开伤害性刺激,具有保护性作用。 不属于姿势反射1.屈肌反射和对侧伸肌反射 对侧伸肌反射： Crossed-extensor reflex 刺激强度增大，在屈肌反射的基础上，出现对侧肢体伸直以支持体重的反射

6、。 意义：在身体失衡时，支持体重， 保持身体平衡。钉子 2. 牵张反射(Stretch reflex) (1) 概念： 有完整神经支配的骨骼肌, 在受到外力牵拉时，能引起被牵拉 的同一肌肉收缩的反射活动。(2)牵张反射的感受器 肌梭 (muscle spindle) 适宜刺激:牵拉刺激 肌梭是感受肌肉长度变化的 感受器,属本体感受器。 功能:发动牵张反射。 肌梭的结构： A.与梭外肌平行,呈并联关系; B.梭内肌纤维的收缩成分位于两端， 感受器装置位于中间， 呈串联关系。 C.收缩成分收缩时， 可提高感受装置对 牵拉刺激的敏感性。 梭内肌纤维的分类： A.核袋纤维(nuclear bag fi

7、ber): 细胞核集中于中央； 感受快速牵拉刺激(动态牵拉)； B.核链纤维(nuclear chain fiber): 细胞核分散； 感受缓慢持久的牵拉刺激(静态牵拉) 传入和传出神经： A.传入神经： a类和类纤维：B.传出神经： 传出纤维支配梭外肌； 传出纤维支配梭内肌纤维的收缩成份 牵张反射的反射弧： 肌肉受到外力牵拉肌梭感受装置被拉长而兴奋冲动沿a 或类神经纤维传入进入脊髓使支配同一肌肉脊髓前角运动神经元兴奋传出纤维发放冲动 被牵拉的梭外肌收缩。 （传入冲动频率与肌梭被牵拉的程度呈正比）运动神经元活动增强时,神经元活动也增强传出纤维梭内肌收缩肌梭感受装置牵拉传入神经冲动转而增强运动神

8、经元的活动。 传出冲动可调节肌梭对牵拉刺激敏感性 (3) 牵张反射的类型： 腱反射(tendon reflex) 肌紧张(muscle tonus) 腱反射： 快速牵拉肌腱时发生的牵张反射。 如膝反射、跟腱反射、肱二头肌 和肱三头肌反射等。 体内唯一的单突触反射。膝反射腱反射示意图 表现： 肌肉的收缩是全部肌纤维的一次性 同步收缩，表现出明显动作。 单突触反射肌紧张： 缓慢持续牵拉肌腱时发生的牵张反射。表现为被牵拉肌肉发生持续、缓慢紧张性收缩，阻止被拉长。 肌紧张的生理意义： 肌紧张是维持躯体姿势的最基本的 反射活动，是随意运动的基础。 表现：同一肌肉的不同运动单位的交替收缩，因而收缩力量不大

9、，无明显动作；能持久地进行而不易发生疲劳。 多突触反射人类牵张反射主要发生在抗重力肌 -伸肌腱反射的临床意义：减弱或消退，提示反射弧的损害或中断； 亢进，提示高位中枢病变。（4)反牵张反射感受器：腱器官 (inverse strech reflex) (tendon organ) 适宜刺激：牵拉刺激 肌肉张力变化的感受装置。 具有控制牵张反射强度的作用，避免 肌肉被过度牵拉受损。结构： 分布于肌腱胶原纤维之间，与梭外肌纤维呈串联关系传入神经 b类纤维 传出神经： 传出纤维支配梭外肌 反牵张反射的反射弧： 当肌肉受到外力牵拉首先兴奋肌梭 发动牵张反射 当牵拉力量进一步加大腱器官兴奋 腱器官的传入

10、冲动对同一肌肉的运 动神经元起抑制作用抑制牵张反射。 意义：控制牵张反射强度的作用，避免 肌肉被过度牵拉受损。腱器官对肌肉的主动收缩更敏感3.节间反射 ：intersegmental reflex 脊髓依靠相邻节段之间神经元的突触联系的协同活动所完成一定的反射活动。 如搔爬反射。三、脑干对肌紧张和姿势的调节 Control of muscle tinus & posture by the brain stem （一）脑干对肌紧张的调节 1.脑干网状结构中存在调节肌紧张的 抑制区和易化区。 A.抑制区 Inhibitory area:面积较小, 位于延髓网状结构的腹内侧部分。 该区兴奋肌紧张减弱

11、； B.易化区 Facilitatory region: 较大, 包括延髓网状结构的背外侧、脑桥 的被盖、中脑的中央灰质和被盖。 该区兴奋肌紧张增强。 易化区活动略占优势 脑干以外高位中枢也存在调节肌紧张的 抑制区和易化区。 具有始动作用,通过脑干网状结构的抑制区和易化区调节肌紧张。 抑制区：大脑皮层运动区,纹状体, 小脑前叶蚓部 易化区：前庭核，小脑前叶两侧部 和后叶中间部(1) 去大脑僵直：在中脑上、下丘之间切 断脑干, 动物表现为四肢伸直，坚硬 如柱，头尾昂起，脊柱挺硬，呈角弓 反张状态。2.去大脑僵直Decerebrate rigidity 1898年Sherrington发现(2)

12、去大脑僵直的本质： 是一种增强的牵张反射，是抗重力肌（伸肌）的紧张性增强。因局部肌肉注射局麻剂，消除肌梭传入冲动，去大脑僵直现象消失。 (3) 去大脑僵直的产生机制 是脑干对肌紧张的调节(抑制区和易 化区活动)不平衡的结果, 抑制区活动减弱， 易化区活动明显占优势。 A.抑制区大脑皮层运动区纹状体(尾核)小脑前叶蚓部网状结构抑制区 B.易化区网状脊髓束 运动神经元 肌紧张减弱 小脑前叶两侧部和后叶中间部前庭核网状结构易化区 网状脊髓束运动神经元肌紧张 前庭脊髓束运动神经元肌紧张大脑皮层等三部位可抑制易化区切断处人去大脑僵直： 在中脑发生损伤、缺血或炎症等疾患时，患者表现出：头后仰，上下肢僵硬，

13、上臂内旋，手指屈曲倒勾。出现去大脑僵直表明病变侵袭到脑干，是预后不良的信号。（4）去大脑僵直的类型： 从牵张反射机制分，僵直可分为两种： 僵直与僵直 僵直（-rigidity) ： 高位中枢的下行始动作用，直接或 间接通过中间神经元提高运动神 经元的活动而出现的僵直。 僵直是通过前庭脊髓束实现的。 僵直： 高位中枢的下行作用，首先提高运动神经元的活动，使肌梭的传入冲动增多，转而增强运动神经元的活动而出现的僵直。 经典的去大脑僵直属于僵直， 因切断脊髓后根，消除肌梭传入冲动，去大脑僵直消失。 僵直是通过网状脊髓束实现的 （二）脑干对姿势的调节 由脑干整合而完成的姿势反射包括：状态反射、翻正反射等

14、。 翻正反射 righting reflex 四、大脑皮层对运动的调控 （一）大脑皮层运动区 1.主要运动区：中央前回4区和运动前区6区。 大脑皮层运动区的特点： A.交叉支配：但除下部面肌和舌肌注要收对侧支配外，其余面部肌肉为双侧性支配。 B.运动代表区功能定位，总体安排是倒置的，但头面部内部是直立的; C.运动区大小与运动的精细和复杂有关。 其他运动区： 运动辅助区： 位于皮层内侧面扣带回沟以上，4区之前。刺激该区可引起肢体复杂运动，一般为双侧性 第一感觉区、后顶叶皮层（5，7区）： 也与躯体运动有关， 如第一感觉区破坏可使已学会的操作性运动(如用刀、叉吃饭)丧失； 运动柱：motor c

15、olumn 大脑皮层运动区的神经元呈纵行柱状 排列，组成大脑运动皮层的基本功能单位，称为运动柱。 一个运动柱控制同一关节的几块肌肉 的活动，而一块肌肉可接受几个运动 柱的控制。(二)运动传出通路 发动随意运动的下行通路(锥体系): 皮层脊髓束：由皮层运动区发出， 经内囊、脑干下行到达脊髓前角运 动神经元的传导束。 分为皮层脊髓侧束、皮层脊髓前束。A皮层脊髓侧束(在延髓交叉)：皮层 脊髓束中80%的纤维在延髓锥体交叉 到对侧，沿脊髓外侧索下行，贯穿 脊髓全长，终止于脊髓前角外侧部 运动神经元。 功能：控制四肢远端肌肉， 与精细的、技巧性的运动有关。B皮层脊髓前束(在延髓不交叉)：皮 层脊髓束中2

16、0%的纤维在延髓锥体不 交叉，在脊髓同侧前索下行，一般下 降到胸部，经中间神经元接替后，终 止于双侧脊髓前角内侧运动神经元。 功能：控制躯干和四肢近端肌肉， 尤其是屈肌。 与姿势维持和粗略运动有关。 皮层脑干束：由皮层运动区发出，经 内囊到达脑干内脑神经核运动神经元 的传导束。*巴宾斯基征(Babinski sign)： 检查方法为被检者下肢伸直，检查者轻划足底外侧。 阳性反应为拇趾背屈，其他四趾外展呈扇形散开。 提示：皮质脊髓束受损。 本质：是屈肌反射，因为刺激加强时， 还可伴有踝、膝、髋关节屈曲。 婴儿可出现阳性、成人在深睡和麻醉状态下，也可出现。巴宾斯基征阳性和阴性体征示意图A.阳性体征

17、 B.阴性体征 协调随意运动的下行通路(锥体外系):锥体系发出的侧枝以及一些直接起 源运动皮层的纤维，经皮层下（脑 干）核团接替换元后所形成的下行 传导束。锥体外系功能:与调节肌紧张;配合锥 体系协调随意运动有关。 五、基底神经节的功能 1.基底神经节的结构： 尾核 壳核 纹状体 苍白球(旧纹状体) 丘脑底核 红核 中脑黑质基底神经节新纹状体2.基底神经节的功能 皮层下控制躯体运动的主要中枢。 可能参与： * 运动的设计和程序的编制； * 随意运动的产生和稳定的调节； * 肌紧张的调节； * 本体感受传入冲动信息的处理。3.基底神经节与大脑皮层间的回路: 1)直接通路：易化大脑皮层发动运动 2

18、) 间接通路：抑制大脑皮层发动运动4. 黑质-新纹状体通路Substantia nigra-neostriatum pathway: 此通路对上述两通路起调控作用。DA通过D1受体增强直接通路，通过D2抑制间接通路黑质与新纹状体间的环路(-)(-)黑质5.与基底神经节损伤有关的疾病 分为两大类： 肌紧张过强而运动过少， Parkinson病 肌紧张降低而运动过多, 舞蹈病 临床症状： A.全身肌紧张性增高，肌肉强直 (呈铅管样或齿轮样强直)； B.随意运动少,动作缓慢, 表情呆板(面具脸); C.常伴静止性震颤Static tremor:随意运动时减轻或停止，入睡后消失。（1）帕金森病,又称震颤麻痹 Parkinson disease, paralysis agitans 病变部位及病因： A.双侧黑质病变，多巴胺能神经元变性 B.纹状体ACh神经元功能亢进。 黑质与新纹状体间的环路(-)(-)黑质治疗:多巴胺前体：左旋多巴（L-Dopa）M受体阻断剂：东莨菪碱、阿托品苯海索等。 舞蹈病：又称亨廷顿病 chorea，Huntington disease 症状： A.不自主的上肢和头部舞蹈样动作； B.肌张力降低； 病变部位及病因： 双侧