運動生理學第三章肌肉活動的神經(jīng)調控

關于運動生理學第三章肌肉活動的神經(jīng)調控第一節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)及其功能一、神經(jīng)元（一）神經(jīng)元的一般結構神經(jīng)元又稱神經(jīng)細胞，是神經(jīng)系統(tǒng)的基本結構和功能單位。組成：1、細胞體：胞體呈圓形或錐形，內有核、細胞器以及尼氏體和神經(jīng)元纖維。處理和加工信息。2、突起軸突：接受傳入信息，并將它們傳向細胞體樹突：將胞體處理、加工過的信息傳出，輸向另一個神經(jīng)元或效應器。第2頁,共42頁，星期六，2024年，5月神經(jīng)元第3頁,共42頁，星期六，2024年，5月（二）神經(jīng)元生物電的產(chǎn)生外向電流和電緊張

當電流施加于神經(jīng)纖維外表面時，一方面，電流經(jīng)膜外的電解質由陽極流向陰極，（內向電流，引起膜的超極化）而到了陰極處則由膜內流向膜外（外向電流，引起膜的去極化）。膜完全是被動的，這種外加電流對膜只是起著電容放電的作用，神經(jīng)生理學中將這種外加電流所致的電容統(tǒng)稱為電緊張。第4頁,共42頁，星期六，2024年，5月（二）神經(jīng)元生物電的產(chǎn)生局部反應和動作電位局部反應是一定強度以上的外向電流導致膜的主動活動，并隨著刺激強度的增加而增大，當刺激達到閾強度時，就在這一臨界膜電位水平，爆發(fā)動作電位。局部反應和動作電位都是鈉離子內流的結果，只是局部反應期間，鈉離子內流極為有限，還不足以引起動作電位。刺激局部反應動作電位產(chǎn)生第5頁,共42頁，星期六，2024年，5月(三)神經(jīng)元信息的傳導方式1、以局部電流方式傳導：對于無髓鞘神經(jīng)纖維，動作電位是以局部電流方式進行的。即：在神經(jīng)纖維興奮區(qū)，表現(xiàn)為膜電位的倒轉，而相鄰的靜息區(qū)則仍維持內負外正的極化狀態(tài)，于是，興奮和鄰接的靜息區(qū)之間將由于電位差而出現(xiàn)局部電流。2、跳躍式傳導：對于有髓神經(jīng)纖維，由于其包裹多層高度絕緣的髓鞘，造成膜電阻不均勻，所以局部電流必須從郎飛結穿出膜并在髓鞘處形成回路，進行跳躍式傳導。意義：增加神經(jīng)傳導的速度；節(jié)省能量。第6頁,共42頁，星期六，2024年，5月二、突觸及突觸傳遞（一）突觸：每一個神經(jīng)元的軸突末梢只與其他神經(jīng)元的細胞體或突起相接觸，接觸的部位稱為突觸。突觸傳遞：信息從前一個細胞傳遞給后一個細胞，這一信息傳遞過程，稱為突觸的傳遞。第7頁,共42頁，星期六，2024年，5月（二）突觸傳遞電突觸傳遞的結構：突觸前膜和后膜相同，成為雙向傳遞的基礎。在突觸間隙有許多條排列整齊的縫隙連接通道將兩側突觸膜連接起來。意義：1、傳遞速度快，可使很多神經(jīng)元產(chǎn)生同步活動2、能耐受阻斷化學傳導的藥物，對溫度變化不敏感。第8頁,共42頁，星期六，2024年，5月（二）突觸傳遞化學突觸傳遞（神經(jīng)肌肉接點）1、中樞化學突觸的結構特征（1）在神經(jīng)元的樹突、胞體和軸突中，最常見的突觸類型是軸突－樹突型；軸突－胞體型；軸突－軸突型第9頁,共42頁，星期六，2024年，5月（2）突觸后電位①興奮性突觸后電位：興奮性遞質后膜產(chǎn)生去極化效應，所產(chǎn)生的后電位。機制：突觸后膜對Na-、K-尤其是Na-通透性升高產(chǎn)生去極化。②抑制性突觸后電位：抑制性遞質作用于突觸后膜受體，提高后膜對Cl-通透性，導致突觸后膜超極化。機制：突觸前膜釋放抑制性遞質，與突觸后膜受體結合，使膜對Cl-通道開放，造成氯離子內流，引起突觸后膜超極化。第10頁,共42頁，星期六，2024年，5月突觸后電位總結第11頁,共42頁，星期六，2024年，5月三、神經(jīng)遞質與受體神經(jīng)遞質：化學性突觸傳遞是通過突觸前膜釋放的化學物質來完成的。如腦咖啡、乙酰膽堿等，這些神經(jīng)遞質有的在中樞神經(jīng)系統(tǒng)起興奮作用，有的則是起抑制作用。受體：是指那些在細胞膜以及細胞漿與細胞核中對特定生物活性物質具有識別并與之結合而產(chǎn)生生物效應的大分子。受體的功能：識別遞質；激活效應器受體的特征（1）飽和性（受體分子是有限的）（2）特異性（特定的受體只與特定遞質結合）（3）可逆性第12頁,共42頁，星期六，2024年，5月四、神經(jīng)膠質細胞形態(tài)：形狀多，體積小，數(shù)量多，約神經(jīng)元6-10倍。功能：（1）轉運功能：神經(jīng)元與血管間代謝物質轉運站（2）參與血腦屏障組成（3）構成神經(jīng)纖維髓鞘，具有絕緣作用。（4）填補神經(jīng)元缺損。（5）參與離子和遞質的調節(jié)，膠質細胞還可攝取和貯藏神經(jīng)元所釋放的遞質，需要時重新釋放出來，以調節(jié)神經(jīng)元間的信息傳遞過程。第13頁,共42頁，星期六，2024年，5月神經(jīng)膠質細胞第14頁,共42頁，星期六，2024年，5月五、神經(jīng)生長因子神經(jīng)生長因子：促進神經(jīng)生長的、可溶性蛋白質。神經(jīng)營養(yǎng)因子：促進神經(jīng)元發(fā)育、生長和維持其活性的因子。第15頁,共42頁，星期六，2024年，5月第二節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)的感覺功能一、感覺概述：（1）感覺：客觀事物在人腦中的主觀反映。（2）感受器：分布在體表或組織內的專門感受機體內、外環(huán)境變化的結構.（3）感受器分類：內感受器、外感受器、化學感受器①外感受器：分布在頭部和體表皮膚，如眼、耳、鼻、舌等，一般能引起主觀清晰感覺，并能精確定位；②內感受器：肌肉、肌腱、關節(jié)等感受肢體被牽拉和運動刺激，內臟和血管內感受壓力變化和化學成分變化的感受器。一般不引起清晰的主觀感覺(4)感覺器官：感受器及其附屬裝置的統(tǒng)稱。第16頁,共42頁，星期六，2024年，5月二、視覺視覺是機體接受外界信息的主要來源，它占所有感覺傳入信息的70％以上。光感受器：包含視桿細胞和視錐細胞，是視覺系統(tǒng)中對光敏感、接受光的部位。視桿細胞主管暗光；視錐細胞主管亮光和顏色實驗證明：具有良好色覺的動物存在三種不同光譜吸收的視錐色素，它們分別對紅、綠、藍三種顏色最敏感。說明在光感受器這一水平的顏色信息是紅、綠、藍三種不同的信號進行編碼的。色盲：人體缺乏對某一波長光線敏感的視錐細胞。色弱：人眼對某一波長光線的敏感性比正常人弱。第17頁,共42頁，星期六，2024年，5月聽覺適宜頻率的聲波振動通過骨膜、聽骨鏈傳到內耳引起聽覺感受器興奮，這些興奮的信號再傳導到大腦聽覺中樞就會產(chǎn)生聽覺。在此過程中有兩個關鍵問題：一是聲音（如何傳遞）；二是對聲音的分析（頻率、強度、音質等）第18頁,共42頁，星期六，2024年，5月位覺位覺：身體進行各種變速運動和重力不平衡時產(chǎn)生的感覺。維持身體姿勢和平衡的位覺感受裝置是內耳迷路中的前庭器。重力及直線正負加速度運動的感受器是囊斑。（頭部位置改變或人體作直線變速運動開始、停止或突然變速時，重力對耳石的作用方向改變，耳石與毛細胞之間的空間位置發(fā)生改變，使毛細胞興奮，沖動傳導到前庭神經(jīng)核，引起軀干、四肢有關肌緊張的變化，以維持身體平衡。第19頁,共42頁，星期六，2024年，5月位覺三個半規(guī)管：互相垂直，每個半規(guī)管均有膨大端為壺腹，壺腹壁有壺腹崎，含有感受性毛細胞的適宜刺激：旋轉正負加速度當旋轉運動開始、停止或突然變速時，由于內淋巴的慣性作用，使終帽彎曲，刺激毛細胞而興奮，沖動經(jīng)前庭神經(jīng)傳入中樞，產(chǎn)生旋轉運動感覺。第20頁,共42頁，星期六，2024年，5月前庭反應和前庭穩(wěn)定性前庭反應：指前庭器官受到過度刺激時，反射性的引起骨骼肌緊張性改變、眼震顫及植物性功能改變。如：心率加快、血壓下降、惡心嘔吐、眩暈出冷汗等。前庭功能穩(wěn)定性：過度刺激前庭感受器而引起機體各種前庭反應的程度。第21頁,共42頁，星期六，2024年，5月提高前庭器官穩(wěn)定性的訓練方法主動訓練法：主動的選擇各種有加速度運動的各種練習如搖頭操，頭部依次做左右轉動，前后轉動，前俯后仰，左右傾斜，順時針和逆時針左右旋轉。各種動作做1min，在30秒時休息5秒鐘，再接著做，共做5分鐘，再重復一遍，頭動的頻率是每秒2-4次。除去上述方法外還可進行體操、滾輪、鐵餅、鏈球和體育舞蹈中的旋轉動作。被動訓練法：讓人坐在產(chǎn)生加速度變化的器械上，被動的忍受加速度作用。多選用四柱秋千（產(chǎn)生直線加速度作用）或電動轉椅（產(chǎn)生角加速度）等器械。這種鍛煉方法單調乏味，主觀感覺不太好。但優(yōu)點是刺激強度可以嚴格的控制，訓練效果較好。綜合訓練法：將被動訓練法和主動訓練法結合進行。一方面迅速提高前庭機能穩(wěn)定性，另一方面又能全面提高人體的機能。第22頁,共42頁，星期六，2024年，5月五、本體感受器－肌梭和腱器官本體感受器：肌梭與腱器官是存在于骨骼肌內的感受器。（一）肌梭:存在于所有的骨骼肌內。功能是：當它所存在的那塊肌肉被拉長時，可發(fā)放牽拉長度和速率變化的信號。（二）腱器官：位于肌纖維和肌腱連接的部位，功能是：檢測肌肉的張力變化。第23頁,共42頁，星期六，2024年，5月第三節(jié)、軀體運動的神經(jīng)調控運動神經(jīng)系統(tǒng)：在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，對姿勢與運動進行調控的結構。軀體運動：是指人類和高等動物全身和局部的肌肉活動軀體運動分類：1、反射性運動：特點：不受主觀意志控制，運動形式固定，反應快捷。如傷害性刺激引起的快速回縮反應。2、形式化運動：特點：此種運動主觀意識只控制運動的起始和終至，而運動期間多可自動完成。如步行、咀嚼、呼吸3、意向性運動：特點：具有明確的目的性，全過程受主觀意識支配，運動形式復雜，一般是通過后天的學習而獲得。如跳高，需決定方向、選擇高度、運動軌跡、跑動的速度等。第24頁,共42頁，星期六，2024年，5月一、運動的脊髓調控脊髓反射：潛伏期短、活動形式固定、只需外周傳入和脊髓參與的反射活動。分類：1、牽張反射（1）動態(tài)牽張反射（2）靜態(tài)牽張反射2、屈肌反射第25頁,共42頁，星期六，2024年，5月牽張反射概念：當骨骼肌受到牽拉時會產(chǎn)生反射性收縮特點：感受器和效應器都是在同一塊肌肉中類型：腱反射與肌緊張意義：維持身體站立姿勢，增強肌肉力量。

第26頁,共42頁，星期六，2024年，5月牽張反射的分類動態(tài)牽張反射快速牽拉肌肉引起作用：對抗肌肉的拉長特點：時程較短和產(chǎn)生較大的肌力。感受器：肌梭；效應器：快肌纖維舉例：如：膝跳反射靜態(tài)牽張反射緩慢持續(xù)牽拉肌肉時而形成的。作用：調節(jié)肌肉的緊張度，對維持軀體姿勢非常重要特點：反射活動能持久維持而不易疲勞。感受器：肌梭；效應器：慢肌纖維第27頁,共42頁，星期六，2024年，5月屈肌反射概念：當動物皮膚或肌肉受到傷害性刺激時，引起受刺激一側的肢體出現(xiàn)屈肌收縮而伸肌弛緩。表現(xiàn)形式：1、由于肢體某一局部皮膚和皮下組織的觸、壓、熱、冷等感受器在接受刺激后，引起肢體的輕度回縮。2、由于強烈疼痛刺激或傷害性刺激而引起整個肢體屈肌肌群的收縮，使肢體產(chǎn)生迅速背離傷害源的回縮活動。特點：有中間神經(jīng)元的介入，有兩個以上突觸參與，屬于多突觸反射，其反射弧傳出部分可通向許多關節(jié)和肌肉。意義：使肢體離開傷害刺激，具保護意義。第28頁,共42頁，星期六，2024年，5月（三）行走時脊髓運動程序的發(fā)生當人體步行時，交替的伸出和回收兩腿，這種控制機制就在脊髓。實驗：高位橫斷貓或狗的脊髓，肢體仍然能做交替的走動。提示脊髓內存在有控制走動的中樞。第29頁,共42頁，星期六，2024年，5月二、腦干對軀體運動的調節(jié)肌緊張：是維持姿勢的基礎，其反射活動的初級中樞在脊髓，正常情況下，經(jīng)常受到上位中樞的調控。主要是腦干的網(wǎng)狀結構存在著抑制區(qū)和易化區(qū)對肌緊張進行者調控。網(wǎng)狀結構：腦干廣大區(qū)域中，神經(jīng)細胞和神經(jīng)纖維交織在一起呈網(wǎng)狀。①易化區(qū)：加強肌緊張和肌運動，范圍較大，包括延髓網(wǎng)狀結構背外側部、腦橋被蓋、中腦中央灰質和被蓋，直至丘腦下部。②抑制區(qū)：抑制肌緊張和肌運動的區(qū)域，范圍較小，包括延髓腹內側部。（一）腦干對肌緊張的調控第30頁,共42頁，星期六，2024年，5月（二）腦干對節(jié)律性運動的調控節(jié)律性運動：又稱形式化運動，運動一經(jīng)發(fā)起則不需要意識的參與，能夠自動的、以固定的模式重復進行。如：行走、奔跑等。雖然控制行走的脊髓中樞具有自動的、協(xié)調的引起伸肌和屈肌運動神經(jīng)元節(jié)律性傳出興奮的能力，但是脊髓中樞受到腦干的中樞運動區(qū)的激活和控制，所以，行走運動可以隨意發(fā)動和終至。第31頁,共42頁，星期六，2024年，5月（三）姿勢反射一、概念：為維持身體基本姿勢而發(fā)生肌肉張力重新調配的反射。二、分類迷路緊張反射狀態(tài)反射姿勢反射頸緊張反射翻正反射

第32頁,共42頁，星期六，2024年，5月狀態(tài)反射概念：頭部空間位置的改變以及頭部與軀干的相對位置發(fā)生改變時，將反射性的引起軀干和四肢肌肉緊張性改變。作用：完成運動技能中起重要作用。舉例：體操運動員進行后手翻或后空翻，頭部位置不正，致使兩臂伸肌力量不一致，身體隨之失去平衡。狀態(tài)反射原理：頭部正常狀態(tài)改變時，刺激頸肌本體感受器和迷路感受器產(chǎn)生興奮，興奮傳到延髓，再由延髓支配四肢、軀干肌肉，改變各部分肌肉緊張程度，使身體姿勢改變。狀態(tài)反射意義：①身體重心不超出支撐面，便于維持平衡和正常姿勢②便于人體向著頭部轉動的方向進行移動。第33頁,共42頁，星期六，2024年，5月狀態(tài)反射規(guī)律頭部后仰引起上下肢及背部伸肌緊張性加強，使四肢伸直，背部挺直。頭部前傾引起上下肢及背部緊張性減弱，屈肌及腹肌的緊張相對加強，四肢彎曲。頭部側傾或扭轉時，引起同側上下肢伸肌緊張性加強，異側上下肢伸肌緊張性減弱。第34頁,共42頁，星期六，2024年，5月迷路緊張反射概念：頭部空間位置發(fā)生改變時，內耳迷路耳石器官（橢圓囊和球囊）的傳入沖動對軀體伸肌緊張性的調節(jié)反射。第35頁,共42頁，星期六，2024年，5月頸緊張反射概念：頸部扭曲頸椎關節(jié)、韌帶或肌肉受刺激對四肢肌肉緊張性的調節(jié)反射。中樞：頸脊髓第36頁,共42頁，星期六，2024年，5月翻正反射概念：當人和動物處于不正常體位時，通過一系列動作將體位恢復常態(tài)的反射活動。特點：先轉頭，再轉身：頭部→前肢→軀干→后肢應用：體育運動很多動作是在翻正反射基礎上形成實例：體操運動員的空翻轉體，跳水運動中轉體（先轉頭，再轉上半身，再轉下半身）及籃球轉體過人等動作（先轉頭以帶動身體比整個身體一起轉動更迅速協(xié)調）。第37頁,共42頁，星期六，2024年，5月大腦皮質在運動控制中的作用1、大腦皮質運動區(qū)的機能特征⑴中央前回和運動前區(qū)（主要運動區(qū)）①交叉支配（除頭面部受雙側皮質支配）；②倒置分布(除頭面部正立外)；③皮層區(qū)域大小與精細程度呈正比；④功能定位精確；⑤皮質細胞有一定代償能；⑥刺激運動區(qū)只引起簡單肌肉運動，不產(chǎn)生協(xié)調性收縮。⑵輔助運動區(qū)（