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动物生理学CAI课件第三章神经系统CellPhysiology华中师范大学生命科学学院张铭编制第二节中枢神经系统对运动机能的控制和调节一、中枢神经系统对躯体运动的调节二、中枢神经系统对内脏活动的调节华中师范大学生命科学学院张铭编制运动是行为的基础。在日常生活、工作与劳动中，人体所处的各种姿势以及所进行的多种形式的躯体运动，都以骨骼肌的活动为基础。在运动过程中，骨骼肌的舒缩活动，不同肌群之间的相互配合，均有赖于神经系统的调节。一、中枢神经系统对躯体运动的调节华中师范大学生命科学学院张铭编制（一）、脊髓对躯体运动的调节1、脊髓反射和运动单位传导功能：上传感觉，下传运动反射功能：躯体反射牵张反射屈反射交叉伸肌反射内脏反射脊髓前角运动神经元（α、γ、β）α运动神经元与运动单位α运动神经元：胞体大，数量多。支配骨骼肌（梭外肌）能直接引起肌肉收缩。华中师范大学生命科学学院张铭编制脊髓前角α运动神经元（最后公路）皮层等高位中枢的下传信息皮肤、肌肉、关节等传入信息骨骼肌肌牵张反射最后公路原则：运动单位：一个α运动神经元及其所支配的全部肌纤维所组成的功能单位称为运动单位。华中师范大学生命科学学院张铭编制运动单位分为两类：1）动态性运动单位：由脊髓前角大α运动N元支配快肌纤维2）静态性运动单位：由脊髓前角小α运动N元支配慢肌纤维γ运动神经元脊髓前角γ运动神经元：胞体小，数量少，兴奋性高，支配梭内肌（肌纤维的两端）能调节肌梭感受器的敏感性。β运动神经元脊髓前角β运动神经元：支配梭外肌和梭内肌。华中师范大学生命科学学院张铭编制（1）牵张反射概念：有神经支配的骨骼肌，在受到外力牵拉使其伸长时，引起受牵拉的同一肌肉收缩的反射活动，称为骨骼肌的牵张反射(stretchreflex)。生理意义：姿势反射、维持与调节肌紧张的基础。2、肌紧张和牵张发射华中师范大学生命科学学院张铭编制指快速牵拉肌腱时发生的牵张反射。如：膝跳反射、跟腱反射。特点：①是单突触反射，反射时很短，约0.7ms。②效应器为肌肉中的快肌纤维成分。意义：腱反射减弱或消失，常提示该反射弧的某个部分有损伤；若腱反射亢进，说明控制脊髓的高级中枢的作用减弱或消失。牵张反射的类型A、腱反射（位相性牵张反射）华中师范大学生命科学学院张铭编制膝跳反射弧：叩击股四头肌腱↓肌肉受到牵拉刺激↓肌梭兴奋↓Ia类和Ⅱ类神经纤维传入↑↓α运动神经元兴奋↓梭外肌收缩华中师范大学生命科学学院张铭编制B、肌紧张（紧张性牵张反射）指缓慢持续的牵拉肌腱时所引起的牵张反射。特点①肌紧张属于多突触反射。②无明显的运动表现，骨骼肌处于持续地的收缩状态。③效应器为肌肉中的慢肌纤维成分。意义对抗牵拉以维持身体姿势，是一切躯体运动的基础。华中师范大学生命科学学院张铭编制牵张反射的感受装置—肌梭肌梭呈梭形，其外层为一结缔组织囊，囊内含有2~12条特殊肌纤维，称为梭内肌纤维，它两端有横纹结构，具有收缩能力。华中师范大学生命科学学院张铭编制特点：①梭外肌与肌梭呈并联关系，梭外肌与腱器官呈串联关系；②肌梭感受肌肉的长度变化(肌梭是长度感受器)，由Ⅰa类纤维传入，华中师范大学生命科学学院张铭编制（2）腱反射由高尔基腱器官引起。。生理意义：反牵张，防止过度收缩导致的肌损伤。2、肌紧张和牵张发射华中师范大学生命科学学院张铭编制（3）γ运动神经元对牵张反射的调节•调节梭内肌纤维的长度和张力，以调节肌梭的敏感性•γ环路：γN元→肌梭→Ia纤维→αN元→肌肉•γ运动N元受高位中枢的下行调节华中师范大学生命科学学院张铭编制梭外肌的收缩敏感性↑α运动神经元兴奋性改变经Ⅰ类神经纤维传入持续牵拉伸肌梭内肌收缩（长度、张力）γ运动神经元兴奋高位中枢下达冲动至脊髓重力作用γ环路●γ-环路的意义：①可使肌肉维持于缩短状态。②脑干高位中枢通过兴奋γ环路，调节肌紧张。γ-环路对提高肌梭敏感性的示意：华中师范大学生命科学学院张铭编制（4）屈反射与交叉伸肌反射1)屈反射当肢体皮肤受到伤害刺激时，引起受刺激一侧肢体的屈肌收缩、伸肌舒张，使肢体屈曲的反射。意义：屈肌反射使肢体避开伤害性刺激，具有保护意义。华中师范大学生命科学学院张铭编制2)交叉伸肌反射概念：如果受到伤害性刺激较强时，则受刺激一侧肢体屈曲的同时，对侧肢体出现伸直的反射活动。意义：对侧肢体的伸直，能防止倾倒，以维持身体姿势的平衡。华中师范大学生命科学学院张铭编制（5）脊休克(spinalshock）概念:脊髓与高位中枢离断(脊动物)时，横断面以下脊髓的反射功能暂时消失的现象。主要表现:横断面以下脊髓所整合的肌牵张反射、屈反射与交叉伸肌反射减弱甚至消失，外周血管扩张，血压降低，出汗被抑制、粪和尿潴留等。发生的原因：高位中枢对屈反射有抑制作用、对伸肌反射有易化作用。截瘫：屈肌反射加强，伸肌反射减弱华中师范大学生命科学学院张铭编制特点：1.恢复的快慢与种族进化程度有关低等动物恢复快，高等动物恢复慢（蛙几分钟，人类需数月）。2.恢复的快慢与反射弧的复杂程度有关简单的反射先恢复(如屈肌反射、腱反射等)；复杂的反射后恢复(如对侧伸肌反射等)。3.人类发生脊休克恢复后，排便排尿反射由原先的潴留变为失禁。华中师范大学生命科学学院张铭编制（二）脑干对肌紧张和姿势的调节①加强肌紧张和肌运动的区域，称为易化区(范围较大)。②抑制肌紧张和肌运动的区域，称为抑制区(范围较小)；1、脑干网状结构的易化区和抑制区华中师范大学生命科学学院张铭编制脑干网状结构易化区和抑制区抑制区易化区网状结构背外侧部(包括脑桥、中脑背盖等)网状结构内侧尾部（本身无自发活动）部位①大脑皮层、②延髓前庭核、③小脑前叶两侧部①大脑皮层运动区、②纹状体、③小脑前叶蚓部高位中枢下传通路作用特点正常情况下活动较强,自身能发放冲动正常情况下活动较弱无始动作用网状脊髓束↓抑制γ神经元↓肌梭敏感性↓↓肌紧张和肌运动↓网状脊髓束↓兴奋γ神经元↓肌梭敏感性↑↓肌紧张和肌运动↑易化区活动＞抑制区活动华中师范大学生命科学学院张铭编制2、去大脑僵直在动物中脑上下丘之间切断脑干，动物出现伸肌过度紧张现象，表现为四肢伸直、头尾昂起、脊柱挺硬，称为去大脑僵直。僵直的类型：γ僵直α僵直横断脑干切线华中师范大学生命科学学院张铭编制（三）姿势反射1、状态反射2、翻正反射华中师范大学生命科学学院张铭编制（四）大脑皮层对躯体运动的调节1、大脑皮层的运动区1.主要运动区位于中央前回和运动前区（4区和6区)特征：①交叉支配；②倒置分布；③区域大小与运动精细程度有关；④功能定位精确；华中师范大学生命科学学院张铭编制▲▲皮层脊髓束皮层脑干束●●●脊髓延髓锥体内囊（4、6、3-1-2区）2、运动传导通路大脑皮层▲旁锥体系皮层起源锥体外系经典锥体外系（运动皮层+感觉皮层）皮层下中枢锥体外系锥体系锥体系脑神经运动核华中师范大学生命科学学院张铭编制1.对侧支配2.有单突触联系(占10～20％)兴奋α、γ神经元；无反馈环路。3.传导随意运动指令；加强肌紧张。1.双侧支配2.为多突触联系兴奋γ神经元；与皮层有反馈环路3.调节肌紧张；协调随意运动。锥体系与锥体外系的功能特点*随意运动的设想皮层联络区基底神经节外侧小脑运动前区和皮层运动区小脑中间带运动执行设计产生和调节随意运动示意图锥体系锥体外系华中师范大学生命科学学院张铭编制（五）基底神经节对躯体运动的调节1、基底神经节的组成与神经联系纹状体Ach尾核壳核苍白球GABA底丘脑核中脑黑质多巴胺红核丘脑运动皮层基底神经节脊髓旧纹状体新纹状体华中师范大学生命科学学院张铭编制华中师范大学生命科学学院张铭编制基底神经节的功能：调节运动，其与控制肌紧张、稳定随意运动、处理本体感觉的传入信息等有关。基底神经节内存在纹状体——黑质——纹状体环路，正常时该环路对肌紧张的控制和随意运动的稳定起着重要的作用。纹状体内的胆碱能神经元兴奋↓释放ACh↓肌张力↑黑质内的多巴胺能神经元兴奋↓释放多巴胺↓抑制纹状体内的胆碱能神经元兴奋性当黑质内的多巴胺能神经元功能降低或纹状体内的胆碱能神经元功能加强则出现运动调节功能障碍的临床表现。2、基底神经节的功能华中师范大学生命科学学院张铭编制3、基底神经节损伤的临床表现1.震颤麻痹（帕金森氏病）肌紧张增强而运动过少综合症。☆临床表现:全身肌紧张增强、肌肉僵硬、随意运动过少、动作缓慢、面部表情呆板。静止性震颤是本病的重要特征，震颤多见于上肢，尤其是手部，静止时出现，情绪激动时增强，随意运动时减少，入睡后停止。☆病理改变:黑质病变，脑内多巴胺含量明显下降。华中师范大学生命科学学院张铭编制☆发病机制:黑质病变↓多巴胺递质↓↓对纹状体胆碱能递质系统抑制作用↓↓纹状体胆碱能递质系统功能↑↓肌张力↑☆治疗:促进多巴胺合成的药物(如左旋多巴)或阻断乙酰胆碱的药物(如阿托品等)，可缓解上述症状。华中师范大学生命科学学院张铭编制2.舞蹈病和手足徐动症肌紧张过低而运动过多综合征。☆临床表现:肌张力下降，头部和上肢不自主的舞蹈样动作。☆病理改变:纹状体病变。☆发病机制:纹状体病变↓胆碱能神经元和GABA能神经元功能下降↓↓黑质多巴胺能神经元功能相对亢进↑↓随意运动过多（不自主的舞蹈样动作）☆治疗:用耗竭多巴胺递质药物(利血平)缓解症状。华中师范大学生命科学学院张铭编制（六）小脑对躯体运动的调节小脑的功能分区示意图华中师范大学生命科学学院张铭编制1、前庭小脑结构：由小脑中最古老的部分绒球小结叶组成，因与前庭核关系密切，称前庭小脑。功能:维持身体平衡。损伤表现:平衡失调综合症。表现为头和躯干摇晃不停、步态蹒跚、站立不稳、时常跌跤等症状，但肌肉运动的协调性仍良好。华中师范大学生命科学学院张铭编制2、脊髓小脑结构：由小脑前叶及后叶的中间带组成。功能：①调节肌紧张②协调随意运动损伤表现:（1）肌张力降低，四肢无力。（2）小脑性共济失调症状为出现随意运动协调的障碍：①意向性震颤（运动过程中的震颤）；②指鼻不准（指鼻试验阳性）；③动作摇摆不定，运动时离开指定的路线；④不能进行快速的交替运动（交替运动障碍）。华中师范大学生命科学学院张铭编制结构：小脑后叶的外侧部纤维联系：接受来自大脑皮层感觉区、运动区、联络区等广大区域传来的信息，其传出冲动回到大脑皮层运动区。功能:参与随意运动的设计和运动程序的编制。如打字、弹钢琴等精巧运动的学习、熟练过程：学习初期：动作不协调学习中期：动作逐渐协调学习后期：动作熟练、快速损伤表现:不能完成精巧运动。3、皮层小脑华中师范大学生命科学学院张铭编制