康復醫(yī)學概論運動的神經控制和運動與能量代謝基礎

第二章康復醫(yī)學

基礎理論

本文檔共45頁；當前第1頁；編輯于星期二\13點30分第四節(jié)運動的神經控制

本文檔共45頁；當前第2頁；編輯于星期二\13點30分概述人體正常姿勢的維持以及各種各樣動作的完成，都是在神經系統(tǒng)的精細調控下，由肌肉的收縮和舒張帶動骨、關節(jié)運動而共同完成的本文檔共45頁；當前第3頁；編輯于星期二\13點30分本文檔共45頁；當前第4頁；編輯于星期二\13點30分1、肌肉收縮形式

等長收縮—肌纖維長度不變等張收縮—肌纖維的長度能自由縮短，而張力沒有改變向心性收縮：當肌肉收縮時，起止點相互接近，長度縮短離心性收縮：當肌肉收縮時，起止點從短縮的狀態(tài)逐漸被拉長，相互分開，直至恢復到靜止時的正常長度本文檔共45頁；當前第5頁；編輯于星期二\13點30分2、人體的運動行為方式

反射性運動(reflexmovement)隨意運動(voluntarymovement)節(jié)律運動(rhythmicmotorpattern)

本文檔共45頁；當前第6頁；編輯于星期二\13點30分反射性運動

(reflexmovement)是最簡單和最基本的運動形式，通常由特定的感覺刺激引起，產生的運動具有固定的運行軌跡該運動反應迅速、形式固定、不受意識控制主要在脊髓水平控制完成本文檔共45頁；當前第7頁；編輯于星期二\13點30分隨意運動

(voluntarymovement)隨意運動，是為了達到某種目的而指向一定目標的有意識地執(zhí)行某種動作，這種動作可以是對感覺刺激的反應(如覓食行為、防御行為等)，也可以由主觀意愿而發(fā)生(如意識行為等)本文檔共45頁；當前第8頁；編輯于星期二\13點30分節(jié)律運動

(rhythmicmotorpattern)

可隨意開始和終止，但運動一旦發(fā)起就不再需要意志的參與，可以自主地重復進行，在其進行過程中僅受感覺傳入信息的調制，即具有隨意運動和反射運動兩方面的特征(如呼吸、行走和跑步等)本文檔共45頁；當前第9頁；編輯于星期二\13點30分3、與運動控制有關的感覺信息

①由視覺、聽覺和皮膚感覺所提供的關于運動目標的空間位置，以及運動目標與自己所在位置間關系的信息②由肌肉和前庭器官所提供的關于肌肉長度和張力，以及身體的空間位置等信息傳入信息中視覺信息對于運動的精確控制是最為重要的本文檔共45頁；當前第10頁；編輯于星期二\13點30分4、肌梭的調節(jié)

肌梭是一種肌肉長度感受器，能感受動力工作中肌肉長度的變化，是中樞神經系統(tǒng)了解肢體相關位置，實現牽張反射的結構本文檔共45頁；當前第11頁；編輯于星期二\13點30分肌梭是一種高度特化的梭形感受器，幾乎存在于所有的骨骼肌內，是由一個結締組織囊構成，內含細的梭內肌纖維，根據其細胞核在纖維內的分布不同可分為兩類：一類是比較粗大的核袋纖維，它的許多細胞核都聚集在纖維的中央部；另一類是細而短的核鏈纖維，它的許多核呈鏈狀排列分散于整個纖維本文檔共45頁；當前第12頁；編輯于星期二\13點30分本文檔共45頁；當前第13頁；編輯于星期二\13點30分5、腱梭的調節(jié)

腱梭亦稱高爾基腱器官或腱器官，分布在骨骼肌的肌腹與肌腱的連接處其結構與肌梭相似，亦呈梭形腱梭是一種肌肉張力感受器，能感受靜力工作中肌肉張力的變化本文檔共45頁；當前第14頁；編輯于星期二\13點30分6、兩類運動神經元脊髓前角運動細胞分為大型的α運動神經元小型的γ運動神經元本文檔共45頁；當前第15頁；編輯于星期二\13點30分

α運動神經元發(fā)出纖維進入前根，分為張力型和位相型

張力型α神經元

軸突傳導速度慢，支配紅肌纖維，維持肌張力，作用于張力性牽張反射位相型α神經元軸突傳導速度快，支配白肌纖維，快速收縮肌肉，作用于位相性牽張反射(腱反射)本文檔共45頁；當前第16頁；編輯于星期二\13點30分γ運動神經元其纖維也行經前根和脊神經，其軸突止于肌梭內肌，支配肌梭內的梭內肌纖維，參與肌張力的維持動態(tài)型神經元(γ1傳出纖維)支配肌梭內核袋肌纖維，其感受器對快牽張較為敏感靜態(tài)型神經元(γ2傳出纖維)支配肌梭內核鏈肌纖維，其感受器對慢牽張較為敏感本文檔共45頁；當前第17頁；編輯于星期二\13點30分7、運動單位

運動單位是指一個α運動神經元和它全部神經末梢所支配的梭外肌纖維，這些肌纖維都有相同的生化和生理特征，完成相同的功能活動，作為神經肌肉活動的基本功能單位本文檔共45頁；當前第18頁；編輯于星期二\13點30分神經系統(tǒng)通過兩種方式控制肌肉的收縮強度：①激活的運動單位的數目和正在收縮的運動單位的數目多少②一個運動單位動作電位頻率的高低激活的運動單位的數量越多，收縮的強度越大，同樣，一定限度內，一個運動單位動作電位的頻率越高，收縮的強度越大本文檔共45頁；當前第19頁；編輯于星期二\13點30分一、脊髓對軀體運動的調節(jié)

脊髓是控制、調節(jié)軀體運動的最低級神經結構，能完成簡單的軀體運動反射主要通過肌梭、高爾基腱器官等本體感受器來實現同時脊髓反射受高位中樞的調控包括牽張反射、屈肌反射、對側伸肌反射等本文檔共45頁；當前第20頁；編輯于星期二\13點30分牽張反射

骨骼肌受到外力牽拉時，其周圍的肌梭將興奮傳入脊髓，引起受牽拉肌肉進行反射性收縮，這種反射稱為牽張反射又稱肌伸張反射被動牽張反射由感覺神經元發(fā)出信號，同運動神經元產生興奮性聯系，興奮同一肌肉，與中間神經元也產生興奮性聯系，繼而抑制支配該關節(jié)拮抗肌肉的運動神經元從功能上看，可使肌肉維持在恒定的長度，固定關節(jié)的位置本文檔共45頁；當前第21頁；編輯于星期二\13點30分屈肌反射

當肢體的皮膚或肌肉受刺激時，引起肢體關節(jié)屈肌快速收縮及伸肌松弛，稱為屈肌反射它是一種保護性的反應，能夠保護四肢免受進一步的傷害和損傷本文檔共45頁；當前第22頁；編輯于星期二\13點30分對側伸肌反射

刺激的信號經中間神經元、興奮同側屈肌運動神經元和抑制同側伸肌運動神經元；在刺激強度增大時，能在屈肌反射的基礎上引起對側伸肌運動神經元興奮和對側屈肌運動神經元的抑制，這稱為交叉伸反射或對側伸肌反射對側伸肌反射是姿勢反射中的一種，在行走、跑步時有支撐體重的作用

本文檔共45頁；當前第23頁；編輯于星期二\13點30分二、腦干在人體運動中的作用

本文檔共45頁；當前第24頁；編輯于星期二\13點30分1．腦干對姿勢反射的調節(jié)

腦干水平反射是靜止的姿勢反射它是肌肉張力的調整反應，全身肌肉張力隨著頭部與身體的位置關系變化以及體位變化而發(fā)生變化腦干水平的反射幾乎不產生運動，主要是通過調整肌肉張力對姿勢產生影響，又稱“調整反射”本文檔共45頁；當前第25頁；編輯于星期二\13點30分2．腦干網狀結構對肌緊張的調節(jié)

從延髓、腦橋、中腦、直至丘腦底部這一腦干中央部分的廣泛區(qū)域中，神經細胞和神經纖維交織在一起呈網狀，稱網狀結構腦干網狀結構下行易化系統(tǒng)，對肌緊張起易化作用腦干網狀結構下行抑制系統(tǒng)，對肌緊張起抑制作用本文檔共45頁；當前第26頁；編輯于星期二\13點30分三、小腦和基底神經節(jié)

在運動控制中的作用

小腦和基底神經節(jié)都是同軀體運動協(xié)調有關的腦的較高級部位由大腦皮質下行控制軀體運動的錐體外系包括兩大途徑：一是經小腦下行一是經基底神經節(jié)下行這兩條途徑最后都通過腦干某些核團而作用于脊髓運動神經元本文檔共45頁；當前第27頁；編輯于星期二\13點30分1．小腦在運動控制中的作用

小腦是重要的運動控制調節(jié)中樞，其本身不引發(fā)動作，但對動作起共濟協(xié)調作用，可以調節(jié)肌緊張、控制軀體姿勢和平衡，協(xié)調感覺運動和參與運動學習小腦損傷常見的癥狀為隨意運動出現障礙，表現所謂共濟失調性震顫癥狀本文檔共45頁；當前第28頁；編輯于星期二\13點30分2．基底神經節(jié)在運動控制中的作用

基底神經節(jié)位于大腦皮質下，緊靠丘腦背外側，是由尾狀核、殼核、蒼白球、丘腦底核、中腦黑質和紅核組成它主要調節(jié)運動的皮質下結構，有調節(jié)運動功能的重要作用，它與隨意運動的穩(wěn)定性、肌緊張的控制、運動程序和本體感覺傳入沖動信息的處理有關它為一切運動提供必要的“配合活動”本文檔共45頁；當前第29頁；編輯于星期二\13點30分四、大腦皮質在運動

控制中的作用本文檔共45頁；當前第30頁；編輯于星期二\13點30分1．皮質運動區(qū)的功能特征①有精細的運動功能定位，刺激大腦運動皮質相應的區(qū)域，可引起身體相應的運動②對軀體運動的調節(jié)呈現交叉支配，即同側皮質運動區(qū)支配對側肢體的運動功能③皮質代表區(qū)的大小與運動的精細復雜程度有關，動作越精細、復雜，該動作運動代表區(qū)的范圍就越大本文檔共45頁；當前第31頁；編輯于星期二\13點30分④皮質細胞的代償能力很強，部分皮質運動神經元壞死后，其周圍神經元，甚至不同系統(tǒng)、不同部位的神經元可以代償它的功能，這是腦功能重塑的基礎⑤刺激某運動代表區(qū)，僅產生該代表區(qū)所支配的肌肉收縮。如果刺激強度增強，超過該肌肉的收縮閾值，延長刺激時間可引起臨近協(xié)同肌的收縮本文檔共45頁；當前第32頁；編輯于星期二\13點30分2．錐體束的功能

調節(jié)脊髓前角運動神經元和中間神經元的興奮性，易化或抑制由其他途徑引起的活動，特別是在快速隨意控制肌肉的精細運動中起基本作用錐體束損害可造成隨意運動功能喪失、肌張力低下、手的精細運動功能喪失本文檔共45頁；當前第33頁；編輯于星期二\13點30分3．錐體外系的功能

錐體外系的特點是不經過延髓錐體，作用不能直接迅速抵達下運動神經元，不能引起肌肉的隨意收縮，只是影響運動的協(xié)調性、準確性錐體外系主要參與調節(jié)肌肉緊張度，協(xié)調肌肉的聯合活動以維持身體的姿勢，進行節(jié)律動作等錐體外系是在錐體束的管理下活動的，并支持錐體束的隨意運動只有在錐體外系使肌肉保持適宜的緊張度和協(xié)調的情況下，錐體束才能完成肌肉的精細活動本文檔共45頁；當前第34頁；編輯于星期二\13點30分4．大腦皮質活動調節(jié)的整體性

大腦皮質不同部位在隨意運動的調節(jié)上各起著不同的作用皮質中央前回運動區(qū)，是直接發(fā)出傳出運動沖動的區(qū)域皮質額葉對于隨意運動的組織有重要意義皮質頂枕部(包括視覺、前庭、皮膚和動覺分析器中樞)是保證運動的空間組織的主導區(qū)域大腦皮質整體性的整合功能把皮質各部位聯系起來，對來自動覺傳入系統(tǒng)以及其他感受系統(tǒng)的信息進行分析、綜合，并通過多次的返回傳導，最終實現隨意運動本文檔共45頁；當前第35頁；編輯于星期二\13點30分大腦皮質對軀體運動的控制命令是經由錐體系和錐體外系兩條途徑把信息傳遞到脊髓，再由脊髓中的運動神經元這一最后公路引起肌肉運動的在錐體系是直捷通路，而錐體外系則沿途與基底神經節(jié)、小腦、腦于進行聯系換元，同時，基底神經節(jié)與丘腦之間，小腦與丘腦、腦干之間也相互有神經聯系，而組成一個復雜的控制整合系統(tǒng)本文檔共45頁；當前第36頁；編輯于星期二\13點30分第五節(jié)運動與能量代謝基礎

本文檔共45頁；當前第37頁；編輯于星期二\13點30分人體運動時需要消耗的能量主要來自糖、脂肪和蛋白質三大營養(yǎng)物質所蘊藏的化學能一般情況下，糖是主要的供能物質，它提供給人體所需能量的約70%；其余的能量由脂肪提供脂肪是體內能源物質儲存的主要形式在糖和脂肪供能不足時，蛋白質才分解供給生命活動所必需的能量本文檔共45頁；當前第38頁；編輯于星期二\13點30分肌肉收縮時必須利用高能化合物三磷酸腺苷(ATP)水解時釋放出的能量，ATP是肌肉活動的直接能量來源ATP的來源有兩個：其一為在肌肉內由肌細胞通過有氧或無氧代謝合成其二為在肌肉外通過碳水化合物、脂肪和蛋白質的有氧代謝產生本文檔共45頁；當前第39頁；編輯于星期二\13點30分(1)肌肉內ATP的合成

①由磷酸肌酸(CP)形成ATPADP+CP→ATP+C它是一種無氧代謝，CP在細胞中含量有限，通過此途徑產生的ATP不多②糖酵解產生ATP

C6H12O6→2C3H6O3+2ATP

碳水化合物(糖原或葡萄糖)在無氧的條件下酵解，此過程中一個糖單位產生2個ATP分子本文檔共45頁；當前第40頁；編輯于星期二\13點30分③營養(yǎng)物質的有氧代謝這是三羧酸循環(huán)和電子轉移兩個復雜的代謝過程的綜合，反應在肌細胞的線粒體內進行，需要氧參加，在此過程中，每消耗1個氧原子可以生成2～3個ATP

正常情況下肌肉組織內的ATP含量很有限

本文檔共45頁；當前第41頁；編輯于星