康復(fù)醫(yī)學(xué)概論運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)控制和運(yùn)動(dòng)與能量代謝基礎(chǔ)

第二章康復(fù)醫(yī)學(xué)

基礎(chǔ)理論

當(dāng)前第1頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)第四節(jié)運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)控制

當(dāng)前第2頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)概述人體正常姿勢(shì)的維持以及各種各樣動(dòng)作的完成，都是在神經(jīng)系統(tǒng)的精細(xì)調(diào)控下，由肌肉的收縮和舒張帶動(dòng)骨、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)而共同完成的當(dāng)前第3頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)當(dāng)前第4頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)1、肌肉收縮形式

等長(zhǎng)收縮—肌纖維長(zhǎng)度不變等張收縮—肌纖維的長(zhǎng)度能自由縮短，而張力沒有改變向心性收縮：當(dāng)肌肉收縮時(shí)，起止點(diǎn)相互接近，長(zhǎng)度縮短離心性收縮：當(dāng)肌肉收縮時(shí)，起止點(diǎn)從短縮的狀態(tài)逐漸被拉長(zhǎng)，相互分開，直至恢復(fù)到靜止時(shí)的正常長(zhǎng)度當(dāng)前第5頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)2、人體的運(yùn)動(dòng)行為方式

反射性運(yùn)動(dòng)(reflexmovement)隨意運(yùn)動(dòng)(voluntarymovement)節(jié)律運(yùn)動(dòng)(rhythmicmotorpattern)

當(dāng)前第6頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)反射性運(yùn)動(dòng)

(reflexmovement)是最簡(jiǎn)單和最基本的運(yùn)動(dòng)形式，通常由特定的感覺刺激引起，產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)具有固定的運(yùn)行軌跡該運(yùn)動(dòng)反應(yīng)迅速、形式固定、不受意識(shí)控制主要在脊髓水平控制完成當(dāng)前第7頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)隨意運(yùn)動(dòng)

(voluntarymovement)隨意運(yùn)動(dòng)，是為了達(dá)到某種目的而指向一定目標(biāo)的有意識(shí)地執(zhí)行某種動(dòng)作，這種動(dòng)作可以是對(duì)感覺刺激的反應(yīng)(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(shí)行為等)當(dāng)前第8頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)節(jié)律運(yùn)動(dòng)

(rhythmicmotorpattern)

可隨意開始和終止，但運(yùn)動(dòng)一旦發(fā)起就不再需要意志的參與，可以自主地重復(fù)進(jìn)行，在其進(jìn)行過程中僅受感覺傳入信息的調(diào)制，即具有隨意運(yùn)動(dòng)和反射運(yùn)動(dòng)兩方面的特征(如呼吸、行走和跑步等)當(dāng)前第9頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)3、與運(yùn)動(dòng)控制有關(guān)的感覺信息

①由視覺、聽覺和皮膚感覺所提供的關(guān)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的空間位置，以及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)與自己所在位置間關(guān)系的信息②由肌肉和前庭器官所提供的關(guān)于肌肉長(zhǎng)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(duì)于運(yùn)動(dòng)的精確控制是最為重要的當(dāng)前第10頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)4、肌梭的調(diào)節(jié)

肌梭是一種肌肉長(zhǎng)度感受器，能感受動(dòng)力工作中肌肉長(zhǎng)度的變化，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)了解肢體相關(guān)位置，實(shí)現(xiàn)牽張反射的結(jié)構(gòu)當(dāng)前第11頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)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(nèi)，是由一個(gè)結(jié)締組織囊構(gòu)成，內(nèi)含細(xì)的梭內(nèi)肌纖維，根據(jù)其細(xì)胞核在纖維內(nèi)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(xì)胞核都聚集在纖維的中央部；另一類是細(xì)而短的核鏈纖維，它的許多核呈鏈狀排列分散于整個(gè)纖維當(dāng)前第12頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)當(dāng)前第13頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)5、腱梭的調(diào)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(jié)構(gòu)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當(dāng)前第14頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)6、兩類運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元脊髓前角運(yùn)動(dòng)細(xì)胞分為大型的α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元小型的γ運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元當(dāng)前第15頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)

α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元發(fā)出纖維進(jìn)入前根，分為張力型和位相型

張力型α神經(jīng)元

軸突傳導(dǎo)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(jīng)元軸突傳導(dǎo)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)當(dāng)前第16頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)γ運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元其纖維也行經(jīng)前根和脊神經(jīng)，其軸突止于肌梭內(nèi)肌，支配肌梭內(nèi)的梭內(nèi)肌纖維，參與肌張力的維持動(dòng)態(tài)型神經(jīng)元(γ1傳出纖維)支配肌梭內(nèi)核袋肌纖維，其感受器對(duì)快牽張較為敏感靜態(tài)型神經(jīng)元(γ2傳出纖維)支配肌梭內(nèi)核鏈肌纖維，其感受器對(duì)慢牽張較為敏感當(dāng)前第17頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)7、運(yùn)動(dòng)單位

運(yùn)動(dòng)單位是指一個(gè)α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和它全部神經(jīng)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(dòng)，作為神經(jīng)肌肉活動(dòng)的基本功能單位當(dāng)前第18頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)神經(jīng)系統(tǒng)通過兩種方式控制肌肉的收縮強(qiáng)度：①激活的運(yùn)動(dòng)單位的數(shù)目和正在收縮的運(yùn)動(dòng)單位的數(shù)目多少②一個(gè)運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)作電位頻率的高低激活的運(yùn)動(dòng)單位的數(shù)量越多，收縮的強(qiáng)度越大，同樣，一定限度內(nèi)，一個(gè)運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)作電位的頻率越高，收縮的強(qiáng)度越大當(dāng)前第19頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)一、脊髓對(duì)軀體運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)

脊髓是控制、調(diào)節(jié)軀體運(yùn)動(dòng)的最低級(jí)神經(jīng)結(jié)構(gòu)，能完成簡(jiǎn)單的軀體運(yùn)動(dòng)反射主要通過肌梭、高爾基腱器官等本體感受器來(lái)實(shí)現(xiàn)同時(shí)脊髓反射受高位中樞的調(diào)控包括牽張反射、屈肌反射、對(duì)側(cè)伸肌反射等當(dāng)前第20頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)牽張反射

骨骼肌受到外力牽拉時(shí)，其周圍的肌梭將興奮傳入脊髓，引起受牽拉肌肉進(jìn)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(dòng)牽張反射由感覺神經(jīng)元發(fā)出信號(hào)，同運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元產(chǎn)生興奮性聯(lián)系，興奮同一肌肉，與中間神經(jīng)元也產(chǎn)生興奮性聯(lián)系，繼而抑制支配該關(guān)節(jié)拮抗肌肉的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元從功能上看，可使肌肉維持在恒定的長(zhǎng)度，固定關(guān)節(jié)的位置當(dāng)前第21頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)屈肌反射

當(dāng)肢體的皮膚或肌肉受刺激時(shí)，引起肢體關(guān)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(hù)性的反應(yīng)，能夠保護(hù)四肢免受進(jìn)一步的傷害和損傷當(dāng)前第22頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)對(duì)側(cè)伸肌反射

刺激的信號(hào)經(jīng)中間神經(jīng)元、興奮同側(cè)屈肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和抑制同側(cè)伸肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元；在刺激強(qiáng)度增大時(shí)，能在屈肌反射的基礎(chǔ)上引起對(duì)側(cè)伸肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元興奮和對(duì)側(cè)屈肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的抑制，這稱為交叉伸反射或?qū)?cè)伸肌反射對(duì)側(cè)伸肌反射是姿勢(shì)反射中的一種，在行走、跑步時(shí)有支撐體重的作用

當(dāng)前第23頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)二、腦干在人體運(yùn)動(dòng)中的作用

當(dāng)前第24頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)1．腦干對(duì)姿勢(shì)反射的調(diào)節(jié)

腦干水平反射是靜止的姿勢(shì)反射它是肌肉張力的調(diào)整反應(yīng)，全身肌肉張力隨著頭部與身體的位置關(guān)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(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，主要是通過調(diào)整肌肉張力對(duì)姿勢(shì)產(chǎn)生影響，又稱“調(diào)整反射”當(dāng)前第25頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)2．腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì)肌緊張的調(diào)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(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)纖維交織在一起呈網(wǎng)狀，稱網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)下行易化系統(tǒng)，對(duì)肌緊張起易化作用腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)下行抑制系統(tǒng)，對(duì)肌緊張起抑制作用當(dāng)前第26頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)三、小腦和基底神經(jīng)節(jié)

在運(yùn)動(dòng)控制中的作用

小腦和基底神經(jīng)節(jié)都是同軀體運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)有關(guān)的腦的較高級(jí)部位由大腦皮質(zhì)下行控制軀體運(yùn)動(dòng)的錐體外系包括兩大途徑：一是經(jīng)小腦下行一是經(jīng)基底神經(jīng)節(jié)下行這兩條途徑最后都通過腦干某些核團(tuán)而作用于脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元當(dāng)前第27頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)1．小腦在運(yùn)動(dòng)控制中的作用

小腦是重要的運(yùn)動(dòng)控制調(diào)節(jié)中樞，其本身不引發(fā)動(dòng)作，但對(duì)動(dòng)作起共濟(jì)協(xié)調(diào)作用，可以調(diào)節(jié)肌緊張、控制軀體姿勢(shì)和平衡，協(xié)調(diào)感覺運(yùn)動(dòng)和參與運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)小腦損傷常見的癥狀為隨意運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)障礙，表現(xiàn)所謂共濟(jì)失調(diào)性震顫癥狀當(dāng)前第28頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)2．基底神經(jīng)節(jié)在運(yùn)動(dòng)控制中的作用

基底神經(jīng)節(jié)位于大腦皮質(zhì)下，緊靠丘腦背外側(cè)，是由尾狀核、殼核、蒼白球、丘腦底核、中腦黑質(zhì)和紅核組成它主要調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)的皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)，有調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)功能的重要作用，它與隨意運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性、肌緊張的控制、運(yùn)動(dòng)程序和本體感覺傳入沖動(dòng)信息的處理有關(guān)它為一切運(yùn)動(dòng)提供必要的“配合活動(dòng)”當(dāng)前第29頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)四、大腦皮質(zhì)在運(yùn)動(dòng)

控制中的作用當(dāng)前第30頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)1．皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)的功能特征①有精細(xì)的運(yùn)動(dòng)功能定位，刺激大腦運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)相應(yīng)的區(qū)域，可引起身體相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)②對(duì)軀體運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)呈現(xiàn)交叉支配，即同側(cè)皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)支配對(duì)側(cè)肢體的運(yùn)動(dòng)功能③皮質(zhì)代表區(qū)的大小與運(yùn)動(dòng)的精細(xì)復(fù)雜程度有關(guān)，動(dòng)作越精細(xì)、復(fù)雜，該動(dòng)作運(yùn)動(dòng)代表區(qū)的范圍就越大當(dāng)前第31頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)④皮質(zhì)細(xì)胞的代償能力很強(qiáng)，部分皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元壞死后，其周圍神經(jīng)元，甚至不同系統(tǒng)、不同部位的神經(jīng)元可以代償它的功能，這是腦功能重塑的基礎(chǔ)⑤刺激某運(yùn)動(dòng)代表區(qū)，僅產(chǎn)生該代表區(qū)所支配的肌肉收縮。如果刺激強(qiáng)度增強(qiáng)，超過該肌肉的收縮閾值，延長(zhǎng)刺激時(shí)間可引起臨近協(xié)同肌的收縮當(dāng)前第32頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)2．錐體束的功能

調(diào)節(jié)脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和中間神經(jīng)元的興奮性，易化或抑制由其他途徑引起的活動(dòng)，特別是在快速隨意控制肌肉的精細(xì)運(yùn)動(dòng)中起基本作用錐體束損害可造成隨意運(yùn)動(dòng)功能喪失、肌張力低下、手的精細(xì)運(yùn)動(dòng)功能喪失當(dāng)前第33頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)3．錐體外系的功能

錐體外系的特點(diǎn)是不經(jīng)過延髓錐體，作用不能直接迅速抵達(dá)下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，不能引起肌肉的隨意收縮，只是影響運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性、準(zhǔn)確性錐體外系主要參與調(diào)節(jié)肌肉緊張度，協(xié)調(diào)肌肉的聯(lián)合活動(dòng)以維持身體的姿勢(shì)，進(jìn)行節(jié)律動(dòng)作等錐體外系是在錐體束的管理下活動(dòng)的，并支持錐體束的隨意運(yùn)動(dòng)只有在錐體外系使肌肉保持適宜的緊張度和協(xié)調(diào)的情況下，錐體束才能完成肌肉的精細(xì)活動(dòng)當(dāng)前第34頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)4．大腦皮質(zhì)活動(dòng)調(diào)節(jié)的整體性

大腦皮質(zhì)不同部位在隨意運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)上各起著不同的作用皮質(zhì)中央前回運(yùn)動(dòng)區(qū)，是直接發(fā)出傳出運(yùn)動(dòng)沖動(dòng)的區(qū)域皮質(zhì)額葉對(duì)于隨意運(yùn)動(dòng)的組織有重要意義皮質(zhì)頂枕部(包括視覺、前庭、皮膚和動(dòng)覺分析器中樞)是保證運(yùn)動(dòng)的空間組織的主導(dǎo)區(qū)域大腦皮質(zhì)整體性的整合功能把皮質(zhì)各部位聯(lián)系起來(lái)，對(duì)來(lái)自動(dòng)覺傳入系統(tǒng)以及其他感受系統(tǒng)的信息進(jìn)行分析、綜合，并通過多次的返回傳導(dǎo)，最終實(shí)現(xiàn)隨意運(yùn)動(dòng)當(dāng)前第35頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)大腦皮質(zhì)對(duì)軀體運(yùn)動(dòng)的控制命令是經(jīng)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(yùn)動(dòng)神經(jīng)元這一最后公路引起肌肉運(yùn)動(dòng)的在錐體系是直捷通路，而錐體外系則沿途與基底神經(jīng)節(jié)、小腦、腦于進(jìn)行聯(lián)系換元，同時(shí)，基底神經(jīng)節(jié)與丘腦之間，小腦與丘腦、腦干之間也相互有神經(jīng)聯(lián)系，而組成一個(gè)復(fù)雜的控制整合系統(tǒng)當(dāng)前第36頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)第五節(jié)運(yùn)動(dòng)與能量代謝基礎(chǔ)

當(dāng)前第37頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)需要消耗的能量主要來(lái)自糖、脂肪和蛋白質(zhì)三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)所蘊(yùn)藏的化學(xué)能一般情況下，糖是主要的供能物質(zhì)，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(nèi)能源物質(zhì)儲(chǔ)存的主要形式在糖和脂肪供能不足時(shí)，蛋白質(zhì)才分解供給生命活動(dòng)所必需的能量當(dāng)前第38頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)肌肉收縮時(shí)必須利用高能化合物三磷酸腺苷(ATP)水解時(shí)釋放出的能量，ATP是肌肉活動(dòng)的直接能量來(lái)源ATP的來(lái)源有兩個(gè)：其一為在肌肉內(nèi)由肌細(xì)胞通過有氧或無(wú)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(zhì)的有氧代謝產(chǎn)生當(dāng)前第39頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)(1)肌肉內(nèi)ATP的合成

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

C6H12O6→2C3H6O3+2ATP

碳水化合物(糖原或葡萄糖)在無(wú)氧的條件下酵解，此過程中一個(gè)糖單位產(chǎn)生2個(gè)ATP分子當(dāng)前第40頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期五\8點(diǎn)③營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的有氧代謝這是三羧酸循環(huán)和電子轉(zhuǎn)移兩個(gè)復(fù)雜的代謝過程的綜合，反應(yīng)在肌細(xì)胞的線粒體內(nèi)進(jìn)行，需要氧參加，在此過程中，每消耗1個(gè)氧原子可以生成2～3個(gè)ATP

正常情況下肌肉組織內(nèi)的ATP含量很有限

當(dāng)前第41頁(yè)\共有45頁(yè)\編于