康復(fù)醫(yī)學(xué)概論6運動的神經(jīng)控制和運動與能量代謝基礎(chǔ)課件
,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,康復(fù)醫(yī)學(xué)概論,主講:李文迅,康復(fù)醫(yī)學(xué)概論主講:李文迅,1,第二章 康復(fù)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論,第二章 康復(fù)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論,2,第四節(jié) 運動的神經(jīng)控制,第四節(jié) 運動的神經(jīng)控制,3,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(jīng)系統(tǒng)的精細調(diào)控,下,由肌肉的收縮和舒張帶動骨、關(guān)節(jié),運動而共同完成的,概述 人體正常姿勢的維持以及各種各樣動,4,康復(fù)醫(yī)學(xué)概論6運動的神經(jīng)控制和運動與能量代謝基礎(chǔ)課件,5,1、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(dāng)肌肉收縮時,起止點相互接,近,長度縮短,離心性收縮:,當(dāng)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(fù)到靜止時的正常長度,1、肌肉收縮形式 等長收縮肌纖維長度不變,6,2、人體的運動行為方式,反射性運動,(reflex movement),隨意運動,(voluntary movement),節(jié)律運動,(rhythmic motor pattern),2、人體的運動行為方式 反射性運動(reflex movem,7,反射性運動,(reflex movement),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(chǎn)生的運動具有固,定的運行軌跡,該運動反應(yīng)迅速、形式固定、不受意識,控制,主要在脊髓水平控制完成,反射性運動(reflex movement)是最簡單和,8,隨意運動,(voluntary movement),隨意運動,是為了達到某種目的而,指向一定目標(biāo)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(yīng)(如覓食行為、防御行為等),也可,以由主觀意愿而發(fā)生(如意識行為等),隨意運動(voluntary movement)隨意,9,節(jié)律運動,(rhythmic motor pattern),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(fù)進,行,在其進行過程中僅受感覺傳入信息的,調(diào)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),節(jié)律運動(rhythmic motor pattern),10,3、與運動控制有關(guān)的感覺信息,由視覺、聽覺和皮膚感覺所提供的關(guān)于,運動目標(biāo)的空間位置,以及運動目標(biāo)與,自己所在位置間關(guān)系的信息,由肌肉和前庭器官所提供的關(guān)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,3、與運動控制有關(guān)的感覺信息 由視覺、聽覺和皮膚感覺所提供,11,4、肌梭的調(diào)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(jīng)系統(tǒng)了解肢體相關(guān)位置,實現(xiàn),牽張反射的結(jié)構(gòu),4、肌梭的調(diào)節(jié) 肌梭是一種肌肉長度感受器,能感,12,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),是由一個結(jié)締組織囊構(gòu)成,,內(nèi)含細的梭內(nèi)肌纖維,根據(jù)其細胞核在纖維內(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,肌梭是一種高度特化的梭形感受器,幾乎存在,13,康復(fù)醫(yī)學(xué)概論6運動的神經(jīng)控制和運動與能量代謝基礎(chǔ)課件,14,5、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,5、腱梭的調(diào)節(jié) 腱梭亦稱高爾基腱器官或腱器官,,15,6、兩類運動神經(jīng)元,脊髓前角運動細胞分為,大型的運動神經(jīng)元,小型的運動神經(jīng)元,6、兩類運動神經(jīng)元脊髓前角運動細胞分為,16,運動神經(jīng)元,發(fā)出纖維進入前根,分為張力型和位相型,張力型神經(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),運動神經(jīng)元,17,運動神經(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,動態(tài)型神經(jīng)元(,1,傳出纖維),支配肌梭內(nèi)核袋肌纖維,其感受器對快牽,張較為敏感,靜態(tài)型神經(jīng)元(,2,傳出纖維),支配肌梭內(nèi)核鏈肌纖維,其感受器對慢牽,張較為敏感,運動神經(jīng)元,18,7、運動單位,運動單位是指一個運動神經(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,作為神經(jīng)肌肉活動的基本,功能單位,7、運動單位 運動單位是指一個運動神經(jīng)元和它全,19,神經(jīng)系統(tǒng)通過兩種方式控制肌肉的收縮強度:,激活的運動單位的數(shù)目和正在收縮的運動,單位的數(shù)目多少,一個運動單位動作電位頻率的高低,激活的運動單位的數(shù)量越多,收縮的強度越,大,同樣,一定限度內(nèi),一個運動單位動作電,位的頻率越高,收縮的強度越大,神經(jīng)系統(tǒng)通過兩種方式控制肌肉的收縮強度:,20,一、脊髓對軀體運動的調(diào)節(jié),脊髓是控制、調(diào)節(jié)軀體運動的最低級神,經(jīng)結(jié)構(gòu),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(xiàn),同時脊髓反射受高位中樞的調(diào)控,包括牽張反射、屈肌反射、對側(cè)伸肌反,射等,一、脊髓對軀體運動的調(diào)節(jié) 脊髓是控制、調(diào)節(jié)軀體運動的最低,21,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(jīng)元發(fā)出信號,同運,動神經(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)拮抗肌肉的運動神經(jīng)元,從功能上看,可使肌肉維持在恒定的長度,,固定關(guān)節(jié)的位置,牽張反射 骨骼肌受到外力牽拉時,其周圍的肌梭將興,22,屈肌反射,當(dāng)肢體的皮膚或肌肉受刺激時,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,它是一種保護性的反應(yīng),能夠保護四肢,免受進一步的傷害和損傷,屈肌反射 當(dāng)肢體的皮膚或肌肉受刺激時,引起肢,23,對側(cè)伸肌反射,刺激的信號經(jīng)中間神經(jīng)元、興奮同側(cè),屈肌運動神經(jīng)元和抑制同側(cè)伸肌運動神,經(jīng)元;在刺激強度增大時,能在屈肌反,射的基礎(chǔ)上引起對側(cè)伸肌運動神經(jīng)元興,奮和對側(cè)屈肌運動神經(jīng)元的抑制,這稱,為交叉伸反射或?qū)?cè)伸肌反射,對側(cè)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,對側(cè)伸肌反射 刺激的信號經(jīng)中間神經(jīng)元、興奮同側(cè),24,二、腦干在人體運動中的作用,二、腦干在人體運動中的作用,25,1腦干對姿勢反射的調(diào)節(jié),腦干水平反射是靜止的姿勢反射,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)生運動,主要,是,通過調(diào)整肌肉張力對姿勢產(chǎn)生影響,,又,稱“調(diào)整反射”,1腦干對姿勢反射的調(diào)節(jié) 腦干水平反射是靜止的姿勢反射,26,2腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對肌緊張的調(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),對肌緊張起,抑制作用,2腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對肌緊張的調(diào)節(jié) 從延髓、腦橋、中腦、直至,27,三、小腦和基底神經(jīng)節(jié)在運動控制中的作用,小腦和基底神經(jīng)節(jié)都是同軀體運動協(xié)調(diào),有關(guān)的腦的較高級部位,由大腦皮質(zhì)下行控制軀體運動的錐體外,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而,作用于脊髓運動神經(jīng)元,三、小腦和基底神經(jīng)節(jié)在運動控制中的作用 小腦和基底神經(jīng),28,1小腦在運動控制中的作用,小腦是重要的運動控制調(diào)節(jié)中樞,其本,身不引發(fā)動作,但對動作起共濟協(xié)調(diào)作用,,可以調(diào)節(jié)肌緊張、控制軀體姿勢和平衡,,協(xié)調(diào)感覺運動和參與運動學(xué)習(xí),小腦損傷常見的癥狀為隨意運動出現(xiàn)障,礙,表現(xiàn)所謂共濟失調(diào)性震顫癥狀,1小腦在運動控制中的作用 小腦是重要的運動控制調(diào)節(jié),29,2基底神經(jīng)節(jié)在運動控制中的作用,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)運動的皮質(zhì)下結(jié)構(gòu),有調(diào)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(guān),它為一切運動提供必要的“配合活動”,2基底神經(jīng)節(jié)在運動控制中的作用 基底神經(jīng)節(jié)位于大腦,30,四、大腦皮質(zhì)在運動控制中的作用,四、大腦皮質(zhì)在運動控制中的作用,31,1皮質(zhì)運動區(qū)的功能特征,有精細的運動功能定位,刺激大腦運動皮,質(zhì)相應(yīng)的區(qū)域,可引起身體相應(yīng)的運動,對軀體運動的調(diào)節(jié)呈現(xiàn)交叉支配,即同側(cè),皮質(zhì)運動區(qū)支配對側(cè)肢體的運動功能,皮質(zhì)代表區(qū)的大小與運動的精細復(fù)雜程度,有關(guān),動作越精細、復(fù)雜,該動作運動代,表區(qū)的范圍就越大,1皮質(zhì)運動區(qū)的功能特征有精細的運動功能定位,刺激大腦運動,32,皮質(zhì)細胞的代償能力很強,部分皮質(zhì)運,動神經(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),刺激某運動代表區(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,皮質(zhì)細胞的代償能力很強,部分皮質(zhì)運,33,2錐體束的功能,調(diào)節(jié)脊髓前角運動神經(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,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,2錐體束的功能 調(diào)節(jié)脊髓前角運動神經(jīng)元和中間神經(jīng)元,34,3錐體外系的功能,錐體外系的特點是不經(jīng)過延髓錐體,作用不能,直接迅速抵達下運動神經(jīng)元,不能引起肌肉的隨,意收縮,只是影響運動的協(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(diào)的情況下,錐體束才能完成肌肉的精細活動,3錐體外系的功能 錐體外系的特點是不經(jīng)過延髓錐體,作用,35,4大腦皮質(zhì)活動調(diào)節(jié)的整體性,大腦皮質(zhì)不同部位在隨意運動的調(diào)節(jié)上各起,著不同的作用,皮質(zhì)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(zhì)額葉對于隨意運動的組織有重要意義,皮質(zhì)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(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,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(dǎo),,最終實現(xiàn)隨意運動,4大腦皮質(zhì)活動調(diào)節(jié)的整體性 大腦皮質(zhì)不同部位在隨意運動,36,大腦皮質(zhì)對軀體運動的,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,的運動神經(jīng)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(jīng)節(jié)、小腦、腦于進行,聯(lián)系換元,同時,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,而組成一個復(fù),雜的控制整合系統(tǒng),大腦皮質(zhì)對軀體運動的,37,第五節(jié) 運動與能量代謝基礎(chǔ),第五節(jié) 運動與能量代謝基礎(chǔ),38,人體運動時需要消耗的能量主要來自糖、,脂肪和蛋白質(zhì)三大營養(yǎng)物質(zhì)所蘊藏的化學(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)儲存的主要形式,在糖和脂肪供能不足時,蛋白質(zhì)才分解供,給生命活動所必需的能量,人體運動時需要消耗的能量主要來自糖、,39,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(nèi)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(zhì)的有氧代謝產(chǎn)生,肌肉收縮時必須利用高能化合物三磷酸,40,(1)肌肉內(nèi)ATP的合成,由磷酸肌酸(CP)形成ATP,ADP+CPATP+C,它是