開講了丨運(yùn)動生理學(xué)：肌肉運(yùn)動的調(diào)節(jié)

宋都對 2020-02-24

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病毒來襲，在家學(xué)習(xí)。由北京體育大學(xué)運(yùn)動生理學(xué)教研室汪軍教授錄制的十三講《運(yùn)動生理學(xué)》視頻逐步上線。該套視頻可以給老師們提供上課素材，也為學(xué)生的自學(xué)提供內(nèi)容；當(dāng)然也是健身愛好者提高自我運(yùn)動科學(xué)知識、碩士博士備考自學(xué)的途徑之一。

其中運(yùn)動生理學(xué)基礎(chǔ)部分：包括運(yùn)動與骨骼肌，運(yùn)動時的物質(zhì)與能量代謝，運(yùn)動與氧攝取和運(yùn)輸，肌肉運(yùn)動的調(diào)節(jié)；運(yùn)動訓(xùn)練生理學(xué)部分：包括有氧無氧工作能力，身體素質(zhì)，運(yùn)動過程中的人體機(jī)能變化規(guī)律，特殊環(huán)境與運(yùn)動，運(yùn)動技能；運(yùn)動健身生理學(xué)部分：運(yùn)動健身與運(yùn)動處方，運(yùn)動與身體成分控制。另外，還有緒論和最后的運(yùn)動生理學(xué)總復(fù)習(xí)。

今天推送的是第五講（PPT見后），對應(yīng)第四章：肌肉運(yùn)動的調(diào)節(jié)。請準(zhǔn)備好，現(xiàn)在開講：

第四章肌肉運(yùn)動的調(diào)節(jié)

運(yùn)動對機(jī)體是個非常強(qiáng)烈的刺激。在運(yùn)動過程中，身體每個系統(tǒng)、器官甚至每個組織和細(xì)胞在運(yùn)動刺激的影響下，其功能狀態(tài)都會發(fā)生明顯變化。隨著肌肉劇烈運(yùn)動，能量代謝明顯加快；心率增加、心縮力加強(qiáng)、心輸出量明顯增大；呼吸頻率加快，通氣量、攝氧量等也明顯增加。這一系列的變化主要通過神經(jīng)和內(nèi)分泌兩大調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行整合調(diào)節(jié)。神經(jīng)系統(tǒng)通過神經(jīng)遞質(zhì)，內(nèi)分泌系統(tǒng)通過激素等信息物構(gòu)成了非常復(fù)雜的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。通過各種復(fù)雜的信息聯(lián)系，調(diào)節(jié)著各器官和各系統(tǒng)的功能狀態(tài)。

學(xué)習(xí)提示：

1．學(xué)習(xí)重點:脊髓與腦干對軀體運(yùn)動的調(diào)節(jié)；激素的分類及其作用機(jī)制；三大內(nèi)分泌軸及其運(yùn)動調(diào)節(jié)。

2．學(xué)習(xí)難點：各神經(jīng)中樞對軀體運(yùn)動的調(diào)節(jié)；激素的作用機(jī)制；三大內(nèi)分泌軸及其運(yùn)動調(diào)節(jié)。

學(xué)習(xí)提綱：

第一節(jié) 神經(jīng)調(diào)節(jié)

神經(jīng)活動的基本過程是反射，反射活動的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是反射弧。反射弧包括感受器、傳入神經(jīng)纖維、反射中樞、傳出神經(jīng)纖維和效應(yīng)器五個環(huán)節(jié)。感受器能接受刺激并產(chǎn)生神經(jīng)沖動；傳入神經(jīng)將感受器所產(chǎn)生的神經(jīng)沖動傳入中樞；中樞在腦和脊髓，能對各種刺激進(jìn)行分析判斷,產(chǎn)生反應(yīng)信息這一個過程屬于是感覺功能；神經(jīng)中樞將信息通過傳出神經(jīng)傳遞至效應(yīng)器；效應(yīng)器對刺激產(chǎn)生相應(yīng)的生理反應(yīng)這一過程屬于是神經(jīng)調(diào)節(jié)功能。

一、感覺機(jī)能

1、視覺

視覺器官由折光系統(tǒng)和感光系統(tǒng)兩部分組成。前者包括角膜、房水、晶狀體和玻璃體；后者指視網(wǎng)膜。

2、聽覺與位覺

聲波振動→外耳(耳廓→外耳道)→中耳(鼓膜→聽小骨→卵圓窗)→內(nèi)耳(耳蝸的內(nèi)淋巴液→螺旋器→聲-電轉(zhuǎn)換)→神經(jīng)沖動→聽覺中樞→聽覺。

位覺(或前庭感覺)：身體進(jìn)行各種變速運(yùn)動時引起的前庭器官中的位覺感受器興奮并產(chǎn)生的感覺。

前庭反應(yīng)：指前庭器官受到刺激產(chǎn)生興奮后，除引起一定位置覺改變以外，還引起骨骼肌緊張性改變、眼震顫及植物性功能改變。其意義在于維持機(jī)體一定的姿勢和保持身體平衡。

3、本體感覺

肌肉、肌腱和關(guān)節(jié)囊中分布的本體感受器（肌梭與腱梭），能分別感受肌肉被牽拉的程度以及肌肉收縮和關(guān)節(jié)伸展的程度。這種本體感受器受到刺激所產(chǎn)生的軀體各部相對位置和狀態(tài)的感覺，稱為本體感覺，或稱運(yùn)動覺。其中肌梭主要感受肌肉長度的變化，腱梭主要感受張力的大小。

當(dāng)肌肉的收縮力和外部因素引起的力之和達(dá)到可能損傷肌腱或骨的程度時，腱梭的傳入沖動會使運(yùn)動神經(jīng)元胞體產(chǎn)生抑制而引起肌肉反射性舒張，防止出現(xiàn)損傷。

人體經(jīng)常參加體育訓(xùn)練，不僅使本體感受器的機(jī)能得到提高，而且能使肌肉運(yùn)動的分析能力及動作時間的判斷精確力得到發(fā)展。例如，不同訓(xùn)練水平的籃球運(yùn)動員運(yùn)球快速進(jìn)攻時，訓(xùn)練水平高的運(yùn)動員其控球能力強(qiáng)，失球次數(shù)少，而且運(yùn)動速度快，表現(xiàn)出本體感受器具有較高的敏感性。

二、調(diào)節(jié)機(jī)能

1. 脊髓對軀體運(yùn)動的調(diào)控

脊髓是實現(xiàn)軀體運(yùn)動的最低級中樞。脊髓前角運(yùn)動神經(jīng)元支配骨骼肌，興奮時產(chǎn)生肌肉收縮，它們是各種形式軀體運(yùn)動的最后公路。當(dāng)脊髓與高位中樞的聯(lián)系被切斷后，仍可產(chǎn)生一些反射活動，如四足脊髓動物甚至還可以表現(xiàn)一定程度的行走運(yùn)動。

但在正常情況下，所有脊髓反射都接受高級中樞的下行調(diào)控。這說明有些反射性運(yùn)動的中樞位于脊髓水平，如牽張反射，但同時接受高級中樞的調(diào)控。牽張反射是指骨骼肌受外力牽拉時引起受牽拉同一肌肉收縮的反射活動，包括腱反射和肌緊張。

2. 腦干對軀體運(yùn)動的調(diào)控

腦干包括中腦、腦橋和延髓。在腦干中軸部位有許多形狀和大小各異的神經(jīng)元組成的腦區(qū)，其間穿行著各類走向不同的神經(jīng)纖維，呈網(wǎng)狀，故稱為腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)有許多神經(jīng)核團(tuán)，它既獲得來自高位中樞和脊髓各節(jié)段的傳入信息，同時腦干中也存在直接支配某些肌肉的運(yùn)動神經(jīng)元，其作用特點與脊髓前角運(yùn)動神經(jīng)元相同。

而腦干控制運(yùn)動的主要功能是把高級中樞的下行運(yùn)動指令與脊髓的上行信息進(jìn)行整合，再通過腦干下行通路來調(diào)節(jié)運(yùn)動神經(jīng)元（包括腦干運(yùn)動神經(jīng)元）的活動，即起到承上啟下的作用以實現(xiàn)對運(yùn)動的控制。腦干主要調(diào)控人體姿勢反射，使人體姿勢維持正常狀態(tài)。

人體姿勢的維持是通過全身肌張力的相互協(xié)調(diào)實現(xiàn)的。在身體活動過程中，中樞不斷地調(diào)整不同部位骨骼肌的張力，以完成各種動作，保持或變更軀體各部分的位置，這種反射活動總稱姿勢反射。

姿勢反射可分為狀態(tài)反射、翻正反射、直線和旋轉(zhuǎn)加減速運(yùn)動反射等。姿勢反射的意思，是比較重要的，也是重要的考點。

3. 小腦和基底神經(jīng)節(jié)對軀體運(yùn)動的調(diào)控

小腦和基底神經(jīng)節(jié)都是同軀體運(yùn)動協(xié)調(diào)有關(guān)的腦的較高級部位。由大腦下行控制軀體運(yùn)動的錐體外系包括兩大途徑：一是經(jīng)小腦下行；另一是經(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)調(diào)節(jié)運(yùn)動神經(jīng)元實現(xiàn)對運(yùn)動的控制。小腦在軀體運(yùn)動調(diào)節(jié)中的作用表現(xiàn)在程序預(yù)編與實時校正，穩(wěn)定作用，眼-手協(xié)調(diào)動作的校準(zhǔn)等，對保持軀體平衡、調(diào)節(jié)肌張力、協(xié)調(diào)隨意動作和參與運(yùn)動學(xué)習(xí)起重要作用?；咨窠?jīng)節(jié)對隨意運(yùn)動的產(chǎn)生和穩(wěn)定、肌緊張的調(diào)節(jié)、本體感受傳入沖動信息的處理都有關(guān)。

4. 大腦皮質(zhì)在運(yùn)動調(diào)控中的作用

人體幾乎所有的運(yùn)動都是靠大腦皮質(zhì)發(fā)出指令來完成的，都受到大腦皮質(zhì)的支配。大腦發(fā)出指令，經(jīng)內(nèi)囊、腦干下行，到達(dá)脊髓前角運(yùn)動神經(jīng)元的傳導(dǎo)束，稱為皮層脊髓束；而由皮層發(fā)出，經(jīng)內(nèi)囊到達(dá)腦干內(nèi)各腦神經(jīng)運(yùn)動神經(jīng)元的傳導(dǎo)束，稱為皮層腦干束。皮層脊髓束和皮層腦干束是發(fā)動隨意運(yùn)動的初級通路，控制軀干和四肢肌肉的隨意運(yùn)動。

5. 軀體運(yùn)動協(xié)調(diào)的神經(jīng)機(jī)理

運(yùn)動中神經(jīng)系統(tǒng)對人體功能需要進(jìn)行必要的整合。一個隨意運(yùn)動，即使是最簡單的隨意運(yùn)動，如伸手取物的動作，都需要三個復(fù)雜的過程。首先，辨認(rèn)物體的形狀和空間位置；其次，選擇行動計劃，決定身體何部位參與該動作及其運(yùn)動方向；最后執(zhí)行運(yùn)動。運(yùn)動計劃制定后，命令由大腦皮質(zhì)下行投射通路傳送至脊髓運(yùn)動神經(jīng)元。該命令包括規(guī)定肌肉群（協(xié)調(diào)肌、拮抗?。┗顒拥臅r間順序、肌肉收縮力的強(qiáng)度以及關(guān)節(jié)伸屈的角度。當(dāng)手到達(dá)物體時，手腕、手和手指的位置如何按照物體的外形抓握它，以及肩和臂的協(xié)調(diào)等。

在運(yùn)動執(zhí)行過程中，因負(fù)荷和阻力變化隨時調(diào)整運(yùn)動參數(shù)，才能完成預(yù)定的運(yùn)動。為了對運(yùn)動進(jìn)行精細(xì)的控制，運(yùn)動的編程和執(zhí)行均需要不斷地接受感覺信息，與此有關(guān)的感覺信號有兩類：①是視覺、聽覺、皮膚感覺沖動，提供有關(guān)運(yùn)動目標(biāo)的空間位置、運(yùn)動目標(biāo)和機(jī)體自身所在位置的相互關(guān)系的信息。②是關(guān)節(jié)和肌肉、前庭器官的傳入沖動，提供有關(guān)肌肉長度和張力、關(guān)節(jié)位置、身體的空間位置等信息；這些傳入信息對運(yùn)動計劃和運(yùn)動執(zhí)行的反饋調(diào)節(jié)是必不可少的。

運(yùn)動中，神經(jīng)系統(tǒng)對人體功能的整合是極其復(fù)雜的過程，運(yùn)動類型、過程、條件與環(huán)境不同，神經(jīng)系統(tǒng)整合的部位、形式與機(jī)制均不同。

第二節(jié) 體液調(diào)節(jié)

一、內(nèi)分泌與激素

內(nèi)分泌是指內(nèi)分泌腺體或內(nèi)分泌細(xì)胞將其所產(chǎn)生的生物活性物質(zhì) — 激素直接釋放到體液中并發(fā)揮作用的分泌形式。內(nèi)分泌系統(tǒng)包括體內(nèi)能夠分泌激素的所有腺體、組織和細(xì)胞。內(nèi)分泌腺主要有垂體、甲狀腺、甲狀旁腺、腎上腺、胰島、性腺、松果體和胸腺等。許多內(nèi)分泌細(xì)胞還散在于組織器官，如消化道黏膜、心、腎、肺、皮膚、胎盤等部位均存在各種各樣的內(nèi)分泌細(xì)胞。此外，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)，特別是下丘腦也存在著兼有內(nèi)分泌功能的神經(jīng)細(xì)胞。

內(nèi)分泌腺或散在的內(nèi)分泌細(xì)胞能分泌各種高效能的生物活性物質(zhì)，經(jīng)組織液或血液傳遞而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，這種化學(xué)物質(zhì)稱為激素。激素種類繁多，按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為含氮激素（肽類和蛋白質(zhì)類激素以及胺類激素）和類固醇激素，主要可以維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，調(diào)節(jié)新陳代謝，維持生長發(fā)育和調(diào)控生殖過程。激素作用的一般特征有信息傳遞作用、激素作用的相對特異性、激素的高效能生物放大作用、激素之間有拮抗和協(xié)同作用。

二、激素的作用過程

激素的作用機(jī)制：第二信使學(xué)說（左）和基因表達(dá)學(xué)術(shù)（右）

三、內(nèi)分泌軸與運(yùn)動

激素對身體功能的調(diào)控并非孤立地發(fā)揮作用，而是通過上位內(nèi)分泌腺（下丘腦）釋放促中位內(nèi)分泌腺（垂體）的激素，中位內(nèi)分泌腺（垂體）分泌促下位內(nèi)分泌腺的激素，形成級聯(lián)放大的生物效應(yīng)。這種級聯(lián)放大過程稱為內(nèi)分泌軸。

機(jī)體重要的內(nèi)分泌軸包括：①下丘腦—垂體—腎上腺（皮質(zhì)）軸，因其主要與機(jī)體的應(yīng)激活動有關(guān)，也稱作“應(yīng)激軸”。②下丘腦—垂體—甲狀腺軸，與物質(zhì)能量代謝有關(guān)。③下丘腦—垂體—性腺軸，與生長發(fā)育有關(guān)，也稱生殖軸。

學(xué)習(xí)思考：

1. 簡述肌梭與腱梭的功能及作用特點？

2. 牽張反射有哪些？各有什么特點？

3. 什么是狀態(tài)反射？在運(yùn)動實踐中有什么意義？

4. 激素的作用機(jī)制有哪些？

5. 簡述三大內(nèi)分泌軸及其功能？

參考教材：