第三章肌肉活动的神经控制

　　一、神经元信息的传导

　　1、局部电流方式传导

　　2、跳跃式传导

　　二、突触与突触传递

　　依据突触的结构特点可将哺乳动物的突触分为：电突触、化学突触、和少数的混合突触。

　　电传递的生理意义在于：第一，由于它传递的速度快，可使神经元产生同步化的活动；第二，它能耐受阻断化学传导的药物，对温度变化也不敏感。

　　神经肌肉接头与中枢突触的比较：①根肌纤维只与运动神经元轴突的1根分支形成1个接头，但1个中枢神经元一方面与多个神经元的神经末梢形成突触，另一方面，它的轴突又与多个神经元形成突触，②脊椎动物骨骼肌终板只接受兴奋性传入，但中枢神经元不仅接受兴奋，也接受抑制性传入；③参与神经肌肉接头传递只有1种递质和激活1种受体，但在中枢外，被公认的递质已有8～9种之多；④在正常情况下运动神经元发出的1个动作电位即可在所支配的肌纤维引起1个动作电位，但中枢神经元本身则需同时接受50个以上由上位兴奋神经元传来的动作电位的作用方可致下位神经元产生1个动作电位；⑤一神经元肌肉接头相比，中枢突触有高度的可塑性。

　　三、受体有两个主要功能，即能选择性地识别递质和激活效应器。另一方面，又可按它们作用于效应器的分子机制将其分为直接调控离子通道活动的离子通道型受体和间接调控离子通道活动的代谢调节型受体。受体具有下列几个特征：①饱和性②特异性③可逆性。

　　四、有关神经胶质细胞的功能有以下几个方面：①转运机能②参与血脑屏③构成神经纤维的髓鞘，具有绝缘作用；④填补神经元的缺损；⑤参与离子和递质的调节；

　　第二节 神经系统的感觉功能

　　一、 一种刺激作用于感受器到引起感觉需要经过三个相互联系的组构水平才能引起清晰的感觉，即：①感受器水平；②感觉环路和神经通路③中枢神经系统的整合：

　　二、视觉

　　1、视杆细胞的光感受器介导暗光视觉，视锥细胞的光感受器在亮光下活动，主司色觉。

　　二、中枢视通路共有两条：①大细胞通路②小细胞通路。在灵长类的大脑皮质约有32个与视觉有关的功能区域，它们大致可分为两类：一类与视觉特征检测和物体辨认有关，大多位于皮质的腹侧另一类主要负责物体空间位置和运动方向的识别，大多数位于皮质背侧。

　　三、听觉：听觉感受器兴奋，这些兴奋的信号再传到大脑听觉中枢就会产生听觉。在此过程中关键有两个问题：一是声音—机械能刺激是如何通过毛细胞的换能作用将声波转化为电信号来传递信息的；二是对声音的分析，其中包括对声音的频率、强度、音质和时程等的分辨。

　　声波通过外耳道、骨膜、听骨链几镫骨底板传到外淋巴后，部分机械能量推动外淋巴从前庭阶经蜗孔及鼓阶到圆窗。

　　神经冲动以不同的组合形式在神经纤维中的传输称为编码。在声音频率分析中循环两个原则，即部位原则和频率原则。

　　关于声音强度的编码，随着声音强度的加大，一是单根听神经纤维上放电频率增加，二是空间上活动纤维的数目增多，因而感到响度增加 。

　　在听觉系统的各级中枢中，特征频率不同的神经元在解剖上是按一定顺序排列的，每一个特定部位感受一种频率的声音，称为音频区域定位。

　　听觉中枢细胞功能活动：把听觉各级中枢的细胞可以分为以下几类。①是以传递声音信息为主要功能的接替神经元②其听觉功能可能涉及对声音信息的鉴别、整和③是具有专门检查某种特殊形式的声音信息的神经元。

　　四、位觉：身体进行各种变速运动和重力不平衡时产生的感觉，称为位觉。

　　1、感受装置

　　维持身体姿势和平衡的位觉感受装置是内耳迷路中的前庭器。前庭器包括椭圆囊、球囊和三个半规管。

　　2、（1）重力及直线正负加速度的产生机制，重力几直线正负加速度运动的感受器是囊斑。

　　（2）旋转运动的产生机制：旋转加速度的感受器是半规管壶腹嵴。

　　五、庭反应和前庭稳定性（自主神经、肌紧张、眼震颤）

　　当人体前庭感受器受到过度刺激时，反射性地引起骨骼肌紧张性的改变、眼震颤以及自主功能反应，如心率加快，血压下降，恶心呕吐，眩晕出冷汗等现象，这些改变统称为前庭反应。过度刺激前庭感受器而引起机体各种前庭反应的程度，则称为前庭功能稳定性。

　　六、肌梭和腱器官是存在于骨骼肌内的感受器，称之为本体感受器。梭内肌纤维可分为核袋纤维和核链纤维。每个肌梭都有三个主要成分：①一组特化的梭内肌纤维它的中央是不收缩的。②有初级、次级两类末梢；③小直径的传出纤维，其末梢分布在梭内肌纤维两极的收缩部位。

　　第三节 躯体运动的神经调控

　　在中枢神经系统，对姿势与运动进行调空的结构，称为运动神经系统，它主要有三大等级递阶结构和两个辅助监控系统组成。依据运动时主观意识参与的程度可将躯体运动分为三类。①反射性运动②形式化运动③意向性运动。

　　神经元池：将支配一块肌肉的那一组运动神经元称为运动神经元池。

　　大小原则：在中枢系统内，运动神经元的兴奋性与细胞大小呈负相关，而其抑制性与细胞大小呈正相关，这种现象被称为运动神经元活动的大小原则。

　　一、脊髓反射

　　人们把那些潜伏期短，活动形式固定，只需外周传入和脊髓参与的反射活动称为脊髓反射。

　　1、牵张反射

　　在脊髓完整的情况下，一块骨骼肌如受到外力牵拉使其伸长时，能反射性地引起受牵扯的同一肌肉收缩，这种反射被称为反射。牵张反射表现有动态牵张反射和静态牵张反射两种形式。

　　2、屈肌反射

　　肌肉受到伤害刺激时引起受刺激一侧的肢体快速的回撤，这一反射称为屈肌反射。屈肌反射有两种表现形式：其一是由于肢体某与局部皮肤和皮下组织的触，压，热，冷等感受器在接受刺激之后，引起肢体的轻度回缩。另一种是由于强烈疼痛刺激或伤害性刺激而引起整个肢体屈肌机群的收缩，使肢体产生迅速背离。中枢模式发生器：产生节律性运动活动的神经环路称为中枢模式发生器。

　　二、脑干对躯体运动的调控

　　脑干包括中脑，脑桥和延髓。在脑干中轴部位内许多形状和大小各异的神经元组成的脑区，其间穿行着各类行向不同的神经纤维呈网状，因此，解剖学上称这一部位为脑干网状结构。

　　1、姿势反射：在躯体活动过程中，中枢神经系统不断地调整不同部位骨骼肌的张力，以完成各种动作，保持或变更躯体各部分的位置，这种反射总称为姿势反射，根据其表现的形式不同又可分为状态反射，翻正反射，直线和旋转加速运动反射等。

　　（1）状态反射：头部空间位置的改变以及头部与躯干的相对位置发生改变时，将反射性地引起躯干和四肢肌肉紧张性的改变，这种反射称为状态反射，它包括迷路紧张反射和颈紧张反射两部分。

　　（2）翻正反射：当人和动物处于不正常体位时，通过一系列协调运动体位恢复常态的反射活动称为翻正反射，

　　三、高位中枢控制运动的下行通路

　　来自于高位中枢的轴突沿两条主要的通路下行到脊髓，一条在脊髓外侧柱内，称为外侧通路，主要参与肢体远端肌肉装置的随意运动，该通路受皮质直接控制；另一条在脊髓腹内侧柱内下行，称为腹内侧通路，主要参与身体姿势和行走运动，受脑干控制。

　　1、外侧通路

　　外侧通路中最重要的一条是皮质脊束。

　　2、腹内侧通路

　　腹内侧通路包含4条起源于脑干的下行纤维束，这些纤维束都终止于那些控制体轴和近端肌肉的脊髓中间神经元上，利用平衡，体位和视觉环境的感觉信息，反射性地维持躯体的平衡和身体的姿势。这些纤维束是前庭脊髓束，顶盖脊髓束，脑桥网状脊髓束和延髓网状脊髓束。

　　四、前认为与运动有关的脑区主要包括有主运动区，运动前区，辅助运动区，顶后叶皮质以及扣带运动区等。运动区有以下功能特征：①对躯体运动的调节为交叉性支配，即一侧皮质支配对侧躯体的肌肉（头面部大部分是双侧性支配）；②具有精细的功能定位，运动愈精细愈复杂的肌肉，其皮质代表区的面积愈大；③运动区定位从上到下的安排是倒置的。即下肢肌肉的代表区在皮质顶部，膝关节以下肌肉的代表区在内侧面，上肢肌肉的代表区在中间部，而头面部肌肉的代表区再底下。

　　皮质运动区神经元的组构原则：运动皮质发出下行控制纤维的细胞是高度分域地组织起来的，似乎与每一块肌肉有关的皮质神经都有集聚的中心和围绕的外野，任何支配不同肌肉的中心区不会重叠，但是一条肌肉的外野支配区可能和另一条肌肉的外野，甚至和它的中心发生重叠，这一分布规律被称之为皮质运动区神经元的组构原则。

　　五、基底神经节的功能：①参与运动的设计和程序编制，将一个抽象的设计转换为一个随意运动；②与随意运动的产生和稳定，肌紧张的调节，本体感受传入冲动信息的处理等可能都有关；③基底神经节中某些核团还参与自主神经活动的调节，感觉传入，行为和学习记忆等功能活动。

　　六、小脑

　　1、小脑由皮质、白质和深部三对小脑核组成。依据小脑的传入，传出纤维联系，可将小脑分为前庭小脑，脊髓小脑和皮质小脑三个功能部分。

　　2、小脑的运动调节功能（1）前庭小脑：前庭小脑的主要功能是控制躯体和平衡眼球的运动。（2）脊髓小脑：脊髓小脑的功能是调节正在进行过程中的运动，协助大脑皮质对随意运动进行适时的控制。（3）皮质小脑：皮质小脑的主要功能是参与随意运动的设计和程序的编制。

第四章 激素与运动

　　允许作用：有些激素虽然本身并不能直接对某些器官，组织或细胞产生生理效应，然而，在它的存在却是另一种激素发挥效应的必要基础，这种现象称为允许作用。

　　下调和上调：若血中某种激素水平较长时间处于较高状态，会导致靶细胞上该激素受体数目相应减少。受体数目减少后，给激素便难于像往常那样敏感，所结合的激素会减少。

　　第二信使学说：第二信使学说认为激素作为第一信使作用于靶细胞膜上的相应受体后，激活膜内的腺苷酸环化酶，在细胞内产生cAMP、cGMP、IP3、DG、Ca2+等化学信息物，称作第二信使。然后，通过它们激活相应的蛋白激酶等，继发性引起细胞各种生物效应。

　　应急反应：通常将机体遭遇紧急情况时急动元交感—肾上腺髓质激素水平剧升，并引起机体功能的一系列变化，如心率加快、呼吸加深、皮肤出汗并变白、竖毛肌收缩等，其他器官系统的功能活动和代谢也随之发生明显的变化。

　　一、激素传递方式：远距分泌；旁分泌；自分泌；腔分泌；神经分泌。

　　二、内分泌腺或散在的内分泌细胞能分泌各种高效的生物活性物质，经组织液或血液传递而发挥调节作用，这种化学物质称为激素。按其化学结构可分为含氮激素和类固醇激素。

　　三、激素的一般生理作用：维持内环境的自稳性；调节新陈代谢；维持生长、发育；调控生殖过程。

　　四、激素作用的一般特征：激素的信息传递作用；激素作用的相对特异性；激素的高效能生物放大作用；激素之间的相互作用。

　　下调：若血中某种激素水平较长时间处于较高状态，会导致靶细胞上该激素受体数目相应减少。受体数目减少后，给激素便难于像往常那样敏感，所结合的激素会减少。这种现象称作为下调。以某些带有高胰岛素水平的肥胖者为例

　　五、激素作用学说

　　1、第二信使学说：是含蛋激素的作用机制

　　2、基因表达学说：是类固醇类激素的作用机制，受体在细胞内的细胞浆。

　　六、腺垂

　　腺垂体包括远侧部，中间部和结节部。在腺垂体分泌的激素中，促甲状腺激素，促上腺皮质激素，促卵泡激素与黄体生成素均有各自的靶腺。形成三个调节轴：①下丘脑—垂体—甲状腺轴②下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴；③下丘脑—垂体—性腺轴。

　　1、生长激素的主要生理作用：促进生长发育；促进代谢作用；调节免疫功能；

　　2、催乳素的主要生理作用：对乳腺的作用；对性腺的作用；参与应激反应；免疫调节作用。

　　七、神经垂体激素：血管升压素；催产素

　　八、甲状腺的人体内最大的内分泌腺，平均重量约为20～25克，甲状腺激素的主要作用是促进能量代谢和物质代谢，促进生长和发育。

　　1、对能量代谢的影响：提高基础代谢率是甲状腺激素最显著的效应。对物质代谢的影响：对蛋白质代谢，甲状腺激素对蛋白质代谢的基本作用是加强基础蛋白质的合成，表现正氮平衡。对生长与发育的影响：甲状腺激素具有促进组织分化，生长与发育成熟的作用。对器官系统的影响：对神经系统，甲状腺激素不但影响中枢神经系统的发育，对已分化成熟的神经系统有提高兴奋性的作用。

　　2、甲状腺激素是调节钙磷代谢的最重要的激素；降钙素的主要作用的降低血钙和血磷，其主要靶器官是骨和肾脏。

　　九、肾上腺皮质激素均属于类固醇激素，简称为皮质激素。

　　应激一般指机体遭到一定程度内外环境和社会、心理等因素的伤害刺激时，除了引起机体与刺激直接相关的特异性反应外，还引起一系列与刺激性质无直接关系的非特异性适应反应，包括多种激素分泌的变化等。机体的这些非特异性反应称为应激反应。

　　1、盐皮质激素的主要生理作用：盐皮质激素的主要作用是调节体内水盐代谢。

　　第5章 血液与运动

　　血浆：占全血量底50%～55%，是含有多种溶质的水溶液，其溶质绝大部分是血浆蛋白，其余的是小分子的有机物和无机盐等。

　　水和电解质：水是血浆中个物质的溶剂①参与维持渗透压等理化特性，②水的比热大，有助于正常体温的维持；③它还参与营养物质及代谢产物的运输。

　　血浆蛋白：血浆蛋白是血浆中多种蛋白质的总称，其中清蛋白最多，球蛋白次之，纤维蛋白原最少。其主要功能有①参与形成血浆胶体渗透压，以调节血管内外水的分布；②构成缓冲对，维持内环境酸碱平衡；③作为多种物质的裁体，如某些代谢产物、、离子和药物等；④参与免疫反应，血浆中的免疫球蛋白和补体是参与机体免疫的主要蛋白质；⑤参与血液凝固过程，血浆中有多种和凝血有关的凝血因子等。

　　血浆中还含有多种脂类物质，如胆固醇、甘油三脂、磷脂等，总称为血脂。

　　血型：通常是指红细胞膜上特异性抗原的类型。

　　白细胞可分为：中性粒细胞、嗜酸性细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞五类。

　　正常人全血的比重约为1.050-1.060之间，红细胞的比重为1.090-1.092，血浆的比重为1.025-1.034。全血的比重主要取决于红细胞的数量和血浆蛋白的含量。血浆的比重则与血浆蛋白的含量有关。

　　血氧饱和度、氧容量和氧含量

　　血氧饱和度（oxyhemoglobin staturation）是指血液中Hb与02结合的程度，即血红蛋白氧含量与氧容量的百分比。血氧饱和度是由氧分压所决定的。

　　把每升血液中血红蛋白实际结合的氧量称为血红蛋白氧含量。

　　血浆渗透压：促使水分子透过膜移动的力量，包括来自电解质的晶体渗透压和蛋白质的胶体渗透压。

　　一、氧解离曲线

　　血氧饱和度的大小取决于血液中Po2的高低，反映血氧饱和度与氧分压之间关系的曲线称为氧解离曲线。

　　（1）氧解离曲线的上段：相当于100-60毫米汞柱，曲线比较平坦，表明Po2在这个范围内变化对血氧饱和度的影响不大。只要Po2不低于8.0千帕（60毫米汞柱），血氧饱和度就能保持在90%以上，为机体摄取更多的O2提供了保障。

　　（2）氧解离曲线的中段：相当于Po28.0-5.3千帕（60-40毫米汞柱）。此段曲线较陡，表明在此范围内Po2稍有下降，便会引起血氧饱和度降低，HbO2解离释放出更多的O2。每升动脉血液流经组织时，释放出的O2量占动脉血氧含量的百分数，称为氧利用率。

　　（3）氧解离曲线的下段；相当于Po25.32-2.0千帕（40-15毫米汞柱），曲线坡度更陡，表明Po2稍有降低，血氧饱和度就显著下降，大量HbO2解离出O2。

　　氧解离曲线下段坡度最大，它代表了氧贮备使机体能够适应组织活动增强时对O2的需求。

　　二、影响氧解离曲线的因素

　　（1）Po2和pH值：Po2和血液中H+浓度增加，均可使氧解离曲线右移，Hb与O2的亲和力减小；反之曲线左移，Hb与O2的亲和力增加。Po2和pH值对与氧亲和力的这种影响，称为波尔效应。

　　（2）温度：温度升高，氧解离曲线右移，Hb与O2的亲和力减小。

　　（3）2，3-二磷酸甘油酸是红细胞无氧代谢的产物（在缺氧、剧烈运动或高原运动时红细胞代谢产物）。

　　（4）一氧化碳（CO）。

　　三、CO2的运输

　　1、碳酸氢盐形式的运输

　　2、氨基甲酸血红蛋白的形式运输（运输效率最高）

　　四、体液分布情况：人体内含有大量的液体，总称为体液（body fluid），约占体重的60%。细胞内液，体重的40%，细胞外液，20%，细胞外液包括存在于血液中的血浆（5%）和存在于组织细胞间隙中的组织液（15%）等，

　　五、血浆内的缓冲物质包括NaHCO3/H2CO3、Na-蛋白质/H-蛋白质、Na2HPO4三个主要缓冲对，其中以NaHCO3/H2CO3最为重要，通常把每100毫升血浆中含有的碳酸氢钠量称之为碱贮备。红细胞内还有血红蛋白钾盐/血红蛋白氧合血红蛋白钾盐/氧合血红蛋白、KHCO3/H2CO3、K2HPO4/KH2PO4等缓冲对参与维持血浆pH值的恒定。

　　T细胞参与细胞免疫，B细胞参与体液免疫。

　　第六章 呼吸与运动

　　通气/血流比值：每分肺泡通气量和肺血流量（心输出量）的比值，称通气/血流比值。

　　氧扩散容量：氧扩散容量是指肺泡膜的氧分压差为0.13千帕（1毫米汞柱）时每分钟可扩散的氧量。此值大说明肺换气效率高。

　　一、呼吸全过程包括三个相互联系的环节：1、外呼吸，指外界环境与血液在肺部实现的气体交换，它包括肺通气和肺换气；2、气体在血液中的运输；3、内呼吸，指血液通过组织液与组织细胞间的气体交换。

　　二、运动中肺通气量变化的规律为：在运动强度较低时，每分通气量的增加主要是呼吸深度的增加；当运动强度增加到一定程度时，主要依靠呼吸频率的增加；在一定范围内每分通气量与运动强度呈线性相关，若超过这一范围，每分通气量的增加明显大于运动强度的增加；运动过程中通气量上升有一个过程，运动开始前通气量已稍有上升，运动开始后通气量先突然升高，进而再缓慢升高，随后达到一个平衡水平；运动停止时也是通气量先骤降，继之缓慢下降达到运动前水平。

　　三、肺通气的评定：基本指标：潮气量500；不吸气量1500~2000；补呼气量90~1200；余气量1000~1500；合成指标：深吸气（量补和潮组成）；功能余气量（余和补组成）；肺活量和时间肺活量；每分通气量和每分最大通气量；肺泡通气量。

　　四、肺通气功能对训练的适应

　　1、每分通气量的适应

　　2、肺通气效率提高

　　3、氧通气当量下降：氧通气当量是指每分通气量和每分吸氧量的比值。

　　五、呼吸类型：人体主要的吸气肌为膈肌和肋间外肌。以膈肌收缩为主的呼吸称腹式呼吸，以肋间外肌收缩为主的呼吸称胸式呼吸。

　　六、胸膜壁层与胸膜脏层之间的腔隙称为胸膜腔。在正常情况下胸内压总是低于大气压，因此称之为胸内负压，它是由肺的回缩力形成的。胸内负压可保持肺的扩张状态，维持正常呼吸，还可使胸腔内壁薄且扩张性大的静脉和胸导管扩张，从而促进血液和淋巴回流。

　　七、憋气能反射性的引起肌张力加强，使胸廓固定，为上肢发力的运动获得稳定的支撑。但憋气时，胸内压呈正压，导致静脉回流困难，心输出量减少，血压下降，致使心肌、脑细胞、视网膜供血不足。

　　八、气体交换的过程：在肺内Po2高于静脉血Po2,而Pco2则低于静脉血，因此，O2由肺向静脉学扩散，而CO2则由肺静脉向肺泡扩散，经肺换气后是静脉血变成了动脉血。当静脉血流经组织时，由于组织的PO2低于动脉血PO2,而PCO2高于动脉血，因此，O2由血液向组织扩散，而CO2由组织向血液扩散，经组织换气后动脉血变为静脉血。由于肺通气不断进行、组织代谢不断消耗O2产生CO2,肺泡气、血液和组织间的氧和二氧化碳分压差也一直存在，所以，肺循环毛细血管的血液不断从肺泡获得氧，放出二氧化碳；而体循环毛细血管的血液则不断向组织提供氧，运走二氧化碳，以确保组织代谢的正常进行。

　　九、影响气体交换的因素：

　　1、气体扩散速率（Vgas ）与气体扩散的面积（A）、气体扩散系数（D）、组织两侧的气体分压差（P1-P2）成正比，而与扩散膜的厚度（T）成反比。所以凡是影响气体扩散速率的因素均可影响气体交换。

　　2、通气/血流比值：每分肺泡通气量和肺血流量（心输出量）的比值，称通气/血液比值。

　　十、呼吸运动的调节：中枢神系统中，产生和调节呼吸运动的神经细胞群称为呼吸中枢。

　　在颈动脉体、主动脉体和延髓腹外侧浅表部位存在着对血液或脑脊液中CO2H+等化不物质比较敏感的感受器，称之为化学感受器。前者称为外周化学感受器，后者称为中枢化学感受器。

　　十一、运动时呼吸变化的调节

　　运动前的通气量增大是条件反射性的。运动开始后通气量的骤升，是由于大脑皮质在发出冲动使肌肉收缩的同时，也发出冲动到达脑干呼吸中枢，引起呼吸加强。同时，呼吸器官和运动器官本体感受器的传入冲动对呼吸的加快加强起着重要的作用。而后，呼吸缓慢地增加是由于动脉中温度和化学环境变化所致。当运动继续时，肌肉中代谢增强，产生更多热量、，这些因素一方面增加肌肉对氧的利用，另一方面加大了动脉氧差。更多CO2的进入血液，提高了血中CO2和H+浓度，使化学感受器兴奋，刺激呼吸中枢，使呼吸加快加强。运动过程中，甲状腺素分泌量增多对呼吸运动具有刺激作用，肺牵张反射也积极参与调节，心输出量的增加也可导致呼吸加快加强。

　　当运动停止时，皮层和其他向呼吸在枢发放的冲动停止，通气量急剧下降。运动后通气量下降的慢速减少期是依靠酸碱平衡、PCO2和血液温度来调整的。总之，运动中肺部通气的快速增长和减少其是神经调节的结果，而慢速增长和减少其则是体液和温度调节的结果。