《基础医学各论3》资料：神经系统对运动和姿势的调节

1、神经系统对运动和姿势的调节,反射运动, 最基本和简单的运动, 由特异的感觉刺激引起, 产生的运动有定型的轨迹, 不受意志控制，刺激-反射即自动地发生, 运动强弱因刺激大小而异，而不能被随意改变, 较短时间内完成，所涉及的神经元数量较少,节律性运动,如行走、呼吸,随意运动： 为达到某种目的而指向一定目标的运动， 对感觉刺激的反应或因主观意愿而产生， 运动的方向、轨迹、速度和时程等都可随意选择， 并可在运动执行中随意改变， 在较长的时间内完成， CNS各级结构均参与对它的调节， 较复杂随意运动需要经过反复练习才能逐渐完善。,运动传出的最后公路,（一）脊髓和脑干运动神经元 脊髓的前角中，存在大量运动

2、神经元：,运动神经元： 支配梭外肌纤维,运动神经元：支配骨骼肌的梭内肌,运动神经元：对梭内肌和梭外肌都有 所支配,脊髓a运动元,外周传入信息,高位中枢的下传信息,骨骼肌,躯体运动反射的最后公路,随意运动 调节姿势 协调肌群,腱器官,运动NF,运动神经元,梭外肌纤维,-运动神经元,-运动神经元,大小,大（几十至150u）,小（25u）,数量,多（占前根2/3）,少（约1/3）,效应器,梭外肌（快、慢肌）,梭内肌（核袋、链肌）,紧张性,无,有（经常性放电，频率高）,释放递质,ACh,ACh,功能,引起骨骼肌收缩,调节肌梭对牵张刺激敏感性 协调肌肉的运动,运动单位（motor unit）,由一个脊髓

3、运动神经元或脑运动神经元及其所支配的全部肌纤维所组成的功能单位,一个支配四肢肌的运动神经元所支配的肌纤维数目可达2000根。有利于产生巨大张力,一个支配眼外肌的运动神经元只支配612根肌纤维。有利于支配肌肉精细运动(产生的张力均匀),运动神经元以两种方式决定肌肉的收缩力：,1、单个运动神经元放电频率,2、放电的运动神经元数目,中枢对姿势的调节,神经调节系统对姿势的调节不仅保持了人体的直立和平衡，而且对随意运动的产生提供稳定的背景或基础。 （一）脊髓的调节功能 1.脊休克:（spinal shock）。 与高位中枢离断的脊髓，暂时丧失反射活动的能力，进入无反应状态，这种现象称为脊休克。,主要表现

4、：横断面以下的脊髓所支配的骨骼肌紧张性降低或消失， 外周血管扩张，血压下降，发汗反射消失，粪尿积聚。,脊动物,脊髓与高位中枢断离的动物（颈5以下）,脊髓反射可逐渐恢复,蛙：数分钟 犬：数天 人：数周数月,离断水平以下知觉和随意运动的能力将丧失。,离断的脊髓突然失去了高位中枢的控制，主要是失去了大脑皮层以及脑干（如前庭核、脑干网状结构等）的下行纤维对脊髓的控制作用。 其恢复说明脊髓可以完成某些简单的反射活动。,脊休克,脊休克原因,首先是一些比较简单、比较原始的反射先恢复，如屈肌反射、腱反射,然后比较复杂的反射逐渐恢复，如：对侧伸肌反射、搔爬反射等。,血压也逐渐上升到一定水平，排便、排尿反射恢复。

5、,脊髓对姿势的调节,姿势反射：CNS通过调节骨骼肌的紧张度或产生相应的运动以保持或改 正身体在空间姿势的反射,脊髓水平完成的姿势反射有：对侧伸肌反射、 牵张反射、 （1）对侧伸肌反射：,屈肌反射 刺激脊动物皮肤受刺激侧肢体 屈肌收缩，伸肌驰缓。（具保护意义） 对侧伸肌反射 刺激强度加大同侧肢体屈肌 收缩，对侧肢体伸展。（保持身体平衡）,皮肤感受器,伸肌,对侧腿伸,受刺激侧屈,Sir Charles Sherrington1932,Demonstrated the physiological underpinnings of the stretch reflex Showed how movem

6、ents are coordinated between extensors and flexors by mapping the interplay of their reflex arcs to and from the spinal cord,牵张反射(stretch reflex),概念：有神经支配的骨骼肌受到外力牵拉而伸长 时，引起受牵拉的同一肌肉收缩的反射活动。,类型： 腱反射、肌紧张,腱反射概念：是指快速牵拉肌腱时所发生的牵张反射。 它表现为被牵拉肌肉迅速而明显地缩短。,特点：是单突触反射，反射时间短。 意义：帮助了解神经系统的功能状态。,膝跳反射,肌紧张概念：缓慢而持续的牵拉肌

7、腱时，发生的牵张反 射。它表现为骨骼肌轻度而持续地收缩， 维持肌肉的紧张性收缩状态。,特点：多突触反射，运动单位交替性活动，伸肌 为主。 意义：肌紧张是维持躯体姿势最基本的反射活动， 是姿势反射的基础。,牵张反射的两种类型比较：,牵张反射反射弧(reflex arc)： 感受器：肌梭(muscle spindle) 传入与传出：Ia、II类纤维; 、纤维 中枢与效应器：运动神经元; 梭外肌,反射过程：牵拉肌肉肌梭兴奋 Ia、II 类纤维传入脊髓前角运动 神经元兴奋 纤维传出梭 外肌收缩。,肌梭的结构,两类传入纤维对牵张刺激的放电反应,a 类传入纤维,类传入纤维,- 运动神经元的功能及环路,反肌

8、伸长反射inverse myotatic reflex, IMR,当有神经支配的肌肉收缩时，通过反射活动使其收缩的肌肉舒张。 意义：防止被牵拉肌肉受到损伤。,Golgi腱器官 Golgi tendon organs,反牵张反射的回路构成, 梭外肌与肌梭呈并联关系， 梭外肌与腱器官呈串联关系； 肌梭感受肌肉的长度变化(长度感受器)， 腱器官感受肌肉的张力变化(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。当肌肉受到牵拉时，首先兴奋肌梭而发动牵张反射，引致受牵拉肌肉收缩，导致腱器官兴奋而发动反牵张反射。,抑制区 （小、活动弱）,易化区 （大、活动较强）,脊髓前角运动神经元,

9、调节肌紧张,IPSP,EPSP,小脑前 叶两侧,前庭核,小脑前 叶蚓部,纹状体,皮层运动区,网状结构中存在抑制肌紧张和肌运动的区域，称为抑制区；还有加强肌紧张和肌运动的区域，称为易化区。,脑干对肌紧张和姿势的调节,网状-脊髓束,1. 脑干对肌紧张调节,1.大脑皮层，2.纹状体，3.小脑，4.网状结构抑制区 5.网状结构易化区,6.前庭核,脑干中除脑神经核和其它明确的核团（薄、楔束核，红核，黑质等）以及长距离的纤维束外，在脑干中央区域，纤维纵横交织，其间散布大量大小不等的细胞体，称之网状结构。进化上比较古老，多突触联系。脑干网状结构接受来自各种感觉传导信息，传出纤维直接、间接地联系着CNS各级水

10、平。 功能上参与许多重要机能，如睡眠、觉醒、调节肌紧张及调节内脏活动等,脑干网状结构,去大脑僵直,在中脑上、下丘之间切断脑干,出现：四肢伸直，坚硬如柱，头尾昂起，脊柱挺硬， 称为去大脑僵直 躯体内脏反射可以完成，血压不下降。 去大脑僵直的原因：由于切断了大脑皮层和纹状体等部位与网状结构的功能联系，造成抑制区和易化区之间活动的失衡，易化区活动明显占优势的结果。 去大脑僵直主要是抗重力肌（伸肌）的肌紧张明显加强。,在人类有些疾病中，也可出现类似现象。例如，蝶鞍上囊肿引致皮层与皮层下失去联系时，可出现明显的下肢伸肌僵直及上肢的半屈状态，称为去皮层僵直。,去大脑僵直类型： -僵直：运动神经元的活动，肌

11、梭的敏感性 -僵直：运动神经元的活动,去皮层僵直(decorticate rigidity),蝶鞍上囊肿使皮层与皮层下失去联系,人类去皮层僵直及去大脑僵直,A、B、C去皮层僵直 A、仰卧，头部姿势正常， 上肢半屈 B、C、转动头部时上肢姿势 D、去大脑僵直，上下肢均 僵直,脑干对姿势的调节：,翻正反射：正常动物可保持站立姿势，如将其推倒则可 翻正过来，这种反射称为翻正反射。,状态反射：头部在空间的位置改变以及头部与躯干的相对位置改变时，可以反射性的改变躯体肌肉的紧张度，这种反射称为状态反射（attitudinal reflex）。 包括：迷路紧张性反射（tonic labyrinthine r

12、eflex） 椭圆囊、球囊前庭核（中枢） 脊髓 颈紧张反射（tonic neck reflex） 关节韧带和肌肉本体感受器颈部脊髓（中枢）,脑干整合完成的姿势反射有状态反射、翻正反射.,刺激视觉和内耳迷路;刺激颈部关节韧带及肌肉,翻正反射(righting reflex),随意运动的设想 起源 大脑皮层联络区； 运动的设计 大脑皮层、基底神经节和皮层小脑 运动程序的编制与储存 皮层小脑。,运动的指令（动令、执行）皮层运动区皮层脊髓和脑干束骨骼肌,中枢对躯体运动的调节,引发随意运动 调节姿势 协调不同肌群活动,由主观意识支配而产生的骨骼肌运动称为随意运动,随意运动调节各级中枢结构,（1）主要运动

13、区：中央前回和 运动前区（4区 、6区） 接受本体感觉（关节、肌腱及骨骼肌）冲动，感受身体在空间的姿势、位置及身体各部分在运动中的状态，并根据这些运动器官的状态来调整和控制全身的运动。,大脑皮层运动区和运动传出通路,6,1.大脑皮层运动区中央前回、运动前区、运动辅助区和后部顶叶皮层等区域,运动区的功能特征：,总体安排是倒置的 下肢的代表区在顶部，膝关节以下肌肉的代表区在皮层的内侧面；上肢肌肉的代表区在中间；而头部面部肌肉的代表区在底部，但头部面部代表区内部的安排仍为正的。,具有精细的功能定位 功能区的大小与运动的精细复杂程度有关，运动愈精细愈复杂的肌肉，其皮层的代表区面积愈大。,对躯体运动调节

14、为交叉性支配一侧皮层支配对侧躯体的肌肉。但在头部面部肌肉的支配多为双侧（下部面肌和舌肌受对侧支配）。,其他运动区：,第一感觉区、第二感觉区、5、7、8、18、19区也与某些运动的产生和协调有关。,运动辅助区 位于两半球纵裂的内侧壁，扣带回沟以上，4区之前的区域，电刺激该区可引起肢体运动和发声，反应一般为双侧性、粗糙。,运动传出通路,皮质脊髓前束：控制躯干和四肢近端肌肉，尤其是屈肌，与姿 势的维持和粗大的运动有关（种系发生古老）,大脑皮层,经内囊、脑干,80的纤维在延髓锥体交叉（皮质脊髓侧束）,20的纤维不跨过中线(皮质脊髓前束)，在脊髓 同侧前索下行,（皮质脑干束） 皮质脊髓束,脊髓前角运动神

15、经元 中间神经元,脊髓前角运动神经元的突触联系,皮质脊髓侧束：控制四肢远端肌肉，与精细的、技巧性的运动有关 （进化新）,发动随意运动，多为交叉性支配，主要控制-运动神经元,1）锥体系,运动传导路,内囊,皮质脊髓侧束,皮质脊髓前束,(锥体系）,纹状体,苍白球,丘脑,来源于皮层脊髓束和皮层脑干束的侧支和一些直接起源于大脑运动皮层的纤维脑干某些核团换元 脊髓前角运动神经元 主要协调肌群间运动，调节肌张力(姿势)；多为双侧控制，主要终止-运动神经元。 顶盖、网状、前庭脊髓束： 参与近端肌肉有关的粗大运动和姿势调节 红核脊髓束： 参与四肢远端肌肉精细运动的调节,2) 锥体外系,网状脊髓束、前庭脊髓束,顶

16、盖脊髓束 、红核脊髓束,锥体系和锥体外系,前庭-脊髓束,顶盖脊髓束,皮质脊髓侧束,皮质脊髓前束,皮质脊髓束,网状脊髓束,基底神经节的功能,基底神经节是指：大脑皮层下一些核团的总称,功能组成： 纹状体 丘脑底核 黑质,旧纹状体-苍白球,新纹状体-,尾核、壳核,基底神经节功能： 参与运动的设计和程序编制. 对产生和稳定随意运动，调节肌紧张，处理本体感受器传入的神经冲动有关。,与基底神经节有关的疾病 帕金森病(Parkinson disease) 症状：肌紧张增高, 随意运动减少，静止性震颤(static tremor) 病理：中脑黑质DA神经元受损对直接通路的激活作用(经D1受体介导)和对间接通路

17、的抑制作用(经D2受体介导) 运动皮层活动 治疗：L-dopa、东莨菪碱或安坦, 亨廷顿病(Huntington disease) 症状：不自主的上肢和头部舞蹈样动作，肌张力降低 病理：新纹状体GABA能或胆碱能神经元受损间接通路活动, 而直接通路活相对动运动皮层活动 治疗：利舍平(reserpine),小脑(cerebellum)的运动调节功能,小脑的功能,基底神经节与小脑的运动调节功能比较 共同点：都参与运动的设计和编程、运动协调、 肌紧张调节、本体感觉信息处理等 不同点： 基底神经节主要在于运动的准备阶段， 主要与大脑皮层构成回路,主要参与运 动的设计 小脑主要在于运动的进行过程中，小脑

18、 还与脑干、脊髓有大量纤维联系,参与运 动的执行,神经系统对内脏活动的调节,自主神经系统（autonomic nervous system） 调节内脏器官组织、平滑肌和腺体活动的神经系统 包括调节内脏活动相关的传入神经、中枢和传出神经 通常所说的自主神经往往仅指传出神经,2)交感神经节离效应器远，节前纤维短而节后纤维长； 副交感神经节离效应器近，节前纤维长而节后纤维短。,1)由节前神经元、节后神经元组成； 节前神经元：胞体位于中枢，轴突为节前纤维； 节后神经元：节后神经元轴突为节后纤维,交感、副交感神经结构特征,交感神经脊髓胸、腰段灰质侧角(中间外侧柱),副交感神经脑干的脑神经核 （缩瞳核，迷

19、走神经背核，上、下唾液核，疑核等）,骶髓 24相当于侧角部位 -盆神经,4）分布,交感神经：几乎支配全身所有内脏,副交感神经：分布较局限，有些器官无副交感N支配（如皮肤 肌肉血管、汗腺、竖毛肌、肾上腺髓质、肾只有交感N支配）,5）交感节前节后神经元突触联系辐射程度较高,刺激交感神经引起的反应弥散 （ 交感神经节前纤维往往与多个节后纤维发生突触联系）； 刺激副交感神经引起的反应局限。,3)起源,交感、副交感神经系统的功能特征,1、紧张性支配； 2、双重支配，作用拮抗； 3、作用与效应器本身的功能状态有关。 4、对整体功能调节意义,交感、副交感神经系统的功能作用,交感神经系统的功能 对整体功能调节

20、意义,在环境急骤变化时，交感NS可动员机体器官的潜能以适应环境的急剧变化（应急反应）。,当机体遭遇紧急情况时，如：剧烈运动、窒息、失血、寒冷、创伤疼痛等情况下，机体出现心率加快，皮肤、内脏血管收缩，血液的贮存库排出血液，使循环血量增加，红细胞数量增加，支气管舒张，糖原分解加速，血糖浓度上升，肾上腺素分泌增加等交感-肾上腺髓质系统活动增强现象，所以交感神经在环境急骤变化的条件下可以动员机体许多器官的潜在力量，以适应环境的急变。,副交感神经系统的功能对整体功能调节意义,保护机体，休整恢复，促进消化，积蓄能量，加强排泄、生殖功能,如：副交感神经活动增强时，心脏活动减弱、瞳孔 缩小、消化功能增强以促进

21、营养物质的吸收和能量的补充。,内脏活动的中枢调节,(一) 脊髓（spinal cord）对内脏活动的调节初级中枢 自主神经起源于脊髓侧角中间外侧柱 血管张力反射、排尿反射、排便反射等的反射中枢 初级反射调节，不能很好的适应生理功能的需要,低位脑干(Lower brain stem)对内脏活动的调节,延髓发出的自主神经传出纤维 头面部腺体、心、支气管、 食管、胃、肝、小肠等； 心血管中枢、呼吸中枢，称 生命中枢 脑干网状结构脊髓，调节自主神 经功能； 中脑：瞳孔对光反射中枢。,网状结构,脑垂体,下丘脑,延髓,中脑 脑桥,丘脑,下丘脑(Hypothalamus)对内脏活动的调节,调节内脏活动的较高

22、级中枢，与边缘系统、脑干网状结构有紧密的形态和功能联系。,下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢,下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢 将机体内脏活动和躯体活动、情绪反应等联系起来，进行整合 调节机体的自主神经活动、内分泌、本能行为、情绪活动、体温和生物节律等生理过程,下丘脑的核团分布示意图,下丘脑的功能,1. 调节自主神经系统活动 改变交感神经和副交感神经活动，实现对内脏活动调节。 2. 调节垂体内分泌功能 下丘脑促垂体区合成多种下丘脑调节肽（hypothalamic regulatory peptide），经垂体门脉系统运送到腺垂体，促进或抑制腺垂体激素的合成和释放。 下丘脑内监察细胞能感受血液中某

23、种激素浓度变化，反馈调节相应下丘脑调节肽的分泌。 下丘脑视上核和室旁核合成血管升压素和缩宫素，经下丘脑-垂体束运送到神经垂体贮存或释放。,4、对腺垂体激素分泌调节,调节性多肽,腺垂体,下丘脑神经分泌小细胞,靶激素,促甲状腺激素释放激素 促性腺激素释放激素 促肾上腺皮质激素释放激素 生长激素释放激素 生长激素释放抑制激素 催乳素释放因子 催乳素释放抑制因子 促黑激素释放因子 促黑激素释放抑制因子,下丘脑-腺垂体-靶腺轴,-,3. 调节体温 下丘脑视前区-前区PO/AH是基本的体温调节中枢 PO/AH中的温度敏感神经元活动决定体温的调定点（set point）。 4. 调节水平衡 通过渴觉引起水的摄入，通过肾脏的排尿过程控制水的排出 下丘脑在渴觉的形成和控制水的摄入与排出过程中起重要作用。