运动生理学第三章肌肉活动的神经调控

关于运动生理学第三章肌肉活动的神经调控第一节神经系统及其功能一、神经元（一）神经元的一般结构神经元又称神经细胞，是神经系统的基本结构和功能单位。组成：1、细胞体：胞体呈圆形或锥形，内有核、细胞器以及尼氏体和神经元纤维。处理和加工信息。2、突起轴突：接受传入信息，并将它们传向细胞体树突：将胞体处理、加工过的信息传出，输向另一个神经元或效应器。第2页,共42页，2024年2月25日，星期天神经元第3页,共42页，2024年2月25日，星期天（二）神经元生物电的产生外向电流和电紧张

当电流施加于神经纤维外表面时，一方面，电流经膜外的电解质由阳极流向阴极，（内向电流，引起膜的超极化）而到了阴极处则由膜内流向膜外（外向电流，引起膜的去极化）。膜完全是被动的，这种外加电流对膜只是起着电容放电的作用，神经生理学中将这种外加电流所致的电容统称为电紧张。第4页,共42页，2024年2月25日，星期天（二）神经元生物电的产生局部反应和动作电位局部反应是一定强度以上的外向电流导致膜的主动活动，并随着刺激强度的增加而增大，当刺激达到阈强度时，就在这一临界膜电位水平，爆发动作电位。局部反应和动作电位都是钠离子内流的结果，只是局部反应期间，钠离子内流极为有限，还不足以引起动作电位。刺激局部反应动作电位产生第5页,共42页，2024年2月25日，星期天(三)神经元信息的传导方式1、以局部电流方式传导：对于无髓鞘神经纤维，动作电位是以局部电流方式进行的。即：在神经纤维兴奋区，表现为膜电位的倒转，而相邻的静息区则仍维持内负外正的极化状态，于是，兴奋和邻接的静息区之间将由于电位差而出现局部电流。2、跳跃式传导：对于有髓神经纤维，由于其包裹多层高度绝缘的髓鞘，造成膜电阻不均匀，所以局部电流必须从郎飞结穿出膜并在髓鞘处形成回路，进行跳跃式传导。意义：增加神经传导的速度；节省能量。第6页,共42页，2024年2月25日，星期天二、突触及突触传递（一）突触：每一个神经元的轴突末梢只与其他神经元的细胞体或突起相接触，接触的部位称为突触。突触传递：信息从前一个细胞传递给后一个细胞，这一信息传递过程，称为突触的传递。第7页,共42页，2024年2月25日，星期天（二）突触传递电突触传递的结构：突触前膜和后膜相同，成为双向传递的基础。在突触间隙有许多条排列整齐的缝隙连接通道将两侧突触膜连接起来。意义：1、传递速度快，可使很多神经元产生同步活动2、能耐受阻断化学传导的药物，对温度变化不敏感。第8页,共42页，2024年2月25日，星期天（二）突触传递化学突触传递（神经肌肉接点）1、中枢化学突触的结构特征（1）在神经元的树突、胞体和轴突中，最常见的突触类型是轴突－树突型；轴突－胞体型；轴突－轴突型第9页,共42页，2024年2月25日，星期天（2）突触后电位①兴奋性突触后电位：兴奋性递质后膜产生去极化效应，所产生的后电位。机制：突触后膜对Na-、K-尤其是Na-通透性升高产生去极化。②抑制性突触后电位：抑制性递质作用于突触后膜受体，提高后膜对Cl-通透性，导致突触后膜超极化。机制：突触前膜释放抑制性递质，与突触后膜受体结合，使膜对Cl-通道开放，造成氯离子内流，引起突触后膜超极化。第10页,共42页，2024年2月25日，星期天突触后电位总结第11页,共42页，2024年2月25日，星期天三、神经递质与受体神经递质：化学性突触传递是通过突触前膜释放的化学物质来完成的。如脑咖啡、乙酰胆碱等，这些神经递质有的在中枢神经系统起兴奋作用，有的则是起抑制作用。受体：是指那些在细胞膜以及细胞浆与细胞核中对特定生物活性物质具有识别并与之结合而产生生物效应的大分子。受体的功能：识别递质；激活效应器受体的特征（1）饱和性（受体分子是有限的）（2）特异性（特定的受体只与特定递质结合）（3）可逆性第12页,共42页，2024年2月25日，星期天四、神经胶质细胞形态：形状多，体积小，数量多，约神经元6-10倍。功能：（1）转运功能：神经元与血管间代谢物质转运站（2）参与血脑屏障组成（3）构成神经纤维髓鞘，具有绝缘作用。（4）填补神经元缺损。（5）参与离子和递质的调节，胶质细胞还可摄取和贮藏神经元所释放的递质，需要时重新释放出来，以调节神经元间的信息传递过程。第13页,共42页，2024年2月25日，星期天神经胶质细胞第14页,共42页，2024年2月25日，星期天五、神经生长因子神经生长因子：促进神经生长的、可溶性蛋白质。神经营养因子：促进神经元发育、生长和维持其活性的因子。第15页,共42页，2024年2月25日，星期天第二节神经系统的感觉功能一、感觉概述：（1）感觉：客观事物在人脑中的主观反映。（2）感受器：分布在体表或组织内的专门感受机体内、外环境变化的结构.（3）感受器分类：内感受器、外感受器、化学感受器①外感受器：分布在头部和体表皮肤，如眼、耳、鼻、舌等，一般能引起主观清晰感觉，并能精确定位；②内感受器：肌肉、肌腱、关节等感受肢体被牵拉和运动刺激，内脏和血管内感受压力变化和化学成分变化的感受器。一般不引起清晰的主观感觉(4)感觉器官：感受器及其附属装置的统称。第16页,共42页，2024年2月25日，星期天二、视觉视觉是机体接受外界信息的主要来源，它占所有感觉传入信息的70％以上。光感受器：包含视杆细胞和视锥细胞，是视觉系统中对光敏感、接受光的部位。视杆细胞主管暗光；视锥细胞主管亮光和颜色实验证明：具有良好色觉的动物存在三种不同光谱吸收的视锥色素，它们分别对红、绿、蓝三种颜色最敏感。说明在光感受器这一水平的颜色信息是红、绿、蓝三种不同的信号进行编码的。色盲：人体缺乏对某一波长光线敏感的视锥细胞。色弱：人眼对某一波长光线的敏感性比正常人弱。第17页,共42页，2024年2月25日，星期天听觉适宜频率的声波振动通过骨膜、听骨链传到内耳引起听觉感受器兴奋，这些兴奋的信号再传导到大脑听觉中枢就会产生听觉。在此过程中有两个关键问题：一是声音（如何传递）；二是对声音的分析（频率、强度、音质等）第18页,共42页，2024年2月25日，星期天位觉位觉：身体进行各种变速运动和重力不平衡时产生的感觉。维持身体姿势和平衡的位觉感受装置是内耳迷路中的前庭器。重力及直线正负加速度运动的感受器是囊斑。（头部位置改变或人体作直线变速运动开始、停止或突然变速时，重力对耳石的作用方向改变，耳石与毛细胞之间的空间位置发生改变，使毛细胞兴奋，冲动传导到前庭神经核，引起躯干、四肢有关肌紧张的变化，以维持身体平衡。第19页,共42页，2024年2月25日，星期天位觉三个半规管：互相垂直，每个半规管均有膨大端为壶腹，壶腹壁有壶腹崎，含有感受性毛细胞的适宜刺激：旋转正负加速度当旋转运动开始、停止或突然变速时，由于内淋巴的惯性作用，使终帽弯曲，刺激毛细胞而兴奋，冲动经前庭神经传入中枢，产生旋转运动感觉。第20页,共42页，2024年2月25日，星期天前庭反应和前庭稳定性前庭反应：指前庭器官受到过度刺激时，反射性的引起骨骼肌紧张性改变、眼震颤及植物性功能改变。如：心率加快、血压下降、恶心呕吐、眩晕出冷汗等。前庭功能稳定性：过度刺激前庭感受器而引起机体各种前庭反应的程度。第21页,共42页，2024年2月25日，星期天提高前庭器官稳定性的训练方法主动训练法：主动的选择各种有加速度运动的各种练习如摇头操，头部依次做左右转动，前后转动，前俯后仰，左右倾斜，顺时针和逆时针左右旋转。各种动作做1min，在30秒时休息5秒钟，再接着做，共做5分钟，再重复一遍，头动的频率是每秒2-4次。除去上述方法外还可进行体操、滚轮、铁饼、链球和体育舞蹈中的旋转动作。被动训练法：让人坐在产生加速度变化的器械上，被动的忍受加速度作用。多选用四柱秋千（产生直线加速度作用）或电动转椅（产生角加速度）等器械。这种锻炼方法单调乏味，主观感觉不太好。但优点是刺激强度可以严格的控制，训练效果较好。综合训练法：将被动训练法和主动训练法结合进行。一方面迅速提高前庭机能稳定性，另一方面又能全面提高人体的机能。第22页,共42页，2024年2月25日，星期天五、本体感受器－肌梭和腱器官本体感受器：肌梭与腱器官是存在于骨骼肌内的感受器。（一）肌梭:存在于所有的骨骼肌内。功能是：当它所存在的那块肌肉被拉长时，可发放牵拉长度和速率变化的信号。（二）腱器官：位于肌纤维和肌腱连接的部位，功能是：检测肌肉的张力变化。第23页,共42页，2024年2月25日，星期天第三节、躯体运动的神经调控运动神经系统：在中枢神经系统，对姿势与运动进行调控的结构。躯体运动：是指人类和高等动物全身和局部的肌肉活动躯体运动分类：1、反射性运动：特点：不受主观意志控制，运动形式固定，反应快捷。如伤害性刺激引起的快速回缩反应。2、形式化运动：特点：此种运动主观意识只控制运动的起始和终至，而运动期间多可自动完成。如步行、咀嚼、呼吸3、意向性运动：特点：具有明确的目的性，全过程受主观意识支配，运动形式复杂，一般是通过后天的学习而获得。如跳高，需决定方向、选择高度、运动轨迹、跑动的速度等。第24页,共42页，2024年2月25日，星期天一、运动的脊髓调控脊髓反射：潜伏期短、活动形式固定、只需外周传入和脊髓参与的反射活动。分类：1、牵张反射（1）动态牵张反射（2）静态牵张反射2、屈肌反射第25页,共42页，2024年2月25日，星期天牵张反射概念：当骨骼肌受到牵拉时会产生反射性收缩特点：感受器和效应器都是在同一块肌肉中类型：腱反射与肌紧张意义：维持身体站立姿势，增强肌肉力量。

第26页,共42页，2024年2月25日，星期天牵张反射的分类动态牵张反射快速牵拉肌肉引起作用：对抗肌肉的拉长特点：时程较短和产生较大的肌力。感受器：肌梭；效应器：快肌纤维举例：如：膝跳反射静态牵张反射缓慢持续牵拉肌肉时而形成的。作用：调节肌肉的紧张度，对维持躯体姿势非常重要特点：反射活动能持久维持而不易疲劳。感受器：肌梭；效应器：慢肌纤维第27页,共42页，2024年2月25日，星期天屈肌反射概念：当动物皮肤或肌肉受到伤害性刺激时，引起受刺激一侧的肢体出现屈肌收缩而伸肌弛缓。表现形式：1、由于肢体某一局部皮肤和皮下组织的触、压、热、冷等感受器在接受刺激后，引起肢体的轻度回缩。2、由于强烈疼痛刺激或伤害性刺激而引起整个肢体屈肌肌群的收缩，使肢体产生迅速背离伤害源的回缩活动。特点：有中间神经元的介入，有两个以上突触参与，属于多突触反射，其反射弧传出部分可通向许多关节和肌肉。意义：使肢体离开伤害刺激，具保护意义。第28页,共42页，2024年2月25日，星期天（三）行走时脊髓运动程序的发生当人体步行时，交替的伸出和回收两腿，这种控制机制就在脊髓。实验：高位横断猫或狗的脊髓，肢体仍然能做交替的走动。提示脊髓内存在有控制走动的中枢。第29页,共42页，2024年2月25日，星期天二、脑干对躯体运动的调节肌紧张：是维持姿势的基础，其反射活动的初级中枢在脊髓，正常情况下，经常受到上位中枢的调控。主要是脑干的网状结构存在着抑制区和易化区对肌紧张进行者调控。网状结构：脑干广大区域中，神经细胞和神经纤维交织在一起呈网状。①易化区：加强肌紧张和肌运动，范围较大，包括延髓网状结构背外侧部、脑桥被盖、中脑中央灰质和被盖，直至丘脑下部。②抑制区：抑制肌紧张和肌运动的区域，范围较小，包括延髓腹内侧部。（一）脑干对肌紧张的调控第30页,共42页，2024年2月25日，星期天（二）脑干对节律性运动的调控节律性运动：又称形式化运动，运动一经发起则不需要意识的参与，能够自动的、以固定的模式重复进行。如：行走、奔跑等。虽然控制行走的脊髓中枢具有自动的、协调的引起伸肌和屈肌运动神经元节律性传出兴奋的能力，但是脊髓中枢受到脑干的中枢运动区的激活和控制，所以，行走运动可以随意发动和终至。第31页,共42页，2024年2月25日，星期天（三）姿势反射一、概念：为维持身体基本姿势而发生肌肉张力重新调配的反射。二、分类迷路紧张反射状态反射姿势反射颈紧张反射翻正反射

第32页,共42页，2024年2月25日，星期天状态反射概念：头部空间位置的改变以及头部与躯干的相对位置发生改变时，将反射性的引起躯干和四肢肌肉紧张性改变。作用：完成运动技能中起重要作用。举例：体操运动员进行后手翻或后空翻，头部位置不正，致使两臂伸肌力量不一致，身体随之失去平衡。状态反射原理：头部正常状态改变时，刺激颈肌本体感受器和迷路感受器产生兴奋，兴奋传到延髓，再由延髓支配四肢、躯干肌肉，改变各部分肌肉紧张程度，使身体姿势改变。状态反射意义：①身体重心不超出支撑面，便于维持平衡和正常姿势②便于人体向着头部转动的方向进行移动。第33页,共42页，2024年2月25日，星期天状态反射规律头部后仰引起上下肢及背部伸肌紧张性加强，使四肢伸直，背部挺直。头部前倾引起上下肢及背部紧张性减弱，屈肌及腹肌的紧张相对加强，四肢弯曲。头部侧倾或扭转时，引起同侧上下肢伸肌紧张性加强，异侧上下肢伸肌紧张性减弱。第34页,共42页，2024年2月25日，星期天迷路紧张反射概念：头部空间位置发生改变时，内耳迷路耳石器官（椭圆囊和球囊）的传入冲动对躯体伸肌紧张性的调节反射。第35页,共42页，2024年2月25日，星期天颈紧张反射概念：颈部扭曲颈椎关节、韧带或肌肉受刺激对四肢肌肉紧张性的调节反射。中枢：颈脊髓第36页,共42页，2024年2月25日，星期天翻正反射概念：当人和动物处于不正常体位时，通过一系列动作将体位恢复常态的反射活动。特点：先转头，再转身：头部→前肢→躯干→后肢应用：体育运动很多动作是在翻正反射基础上形成实例：体操运动员的空翻转体，跳水运动中转体（先转头，再转上半身，再转下半身）及篮球转体过人等动作（先转头以带动身体比整个身体一起转动更迅速协调）。第37页,共42页，2024年2月25日，星期天大脑皮质在运动控制中的作用1、大脑皮质运动区的机能特征⑴中央前回和运动前区（主要运动区）①交叉支配（除头面部受双侧皮质支配）；②倒置分布(除头面部正立外)；③皮层区域大小与精细程度呈正比；④功能定位精确；⑤皮质细胞有一定代偿能；⑥刺激运动区只引起简单肌肉运动，不产生协调性收缩。⑵辅助运动区（纵裂内