運動單位
運動單位
一個脊髓α-運動神經元或腦幹運動神經元和受其支配的全部肌纖維所組成的肌肉收縮的最基本的單位稱為運動單位。根據生理功能的不同,可以將運動單位分為2類,即運動性運動單位(kinetic motor unit)和緊張性運動單位(tonic motor unit)。而運動單位的特點體現在動物和人身上又各不相同。
對動物和人類來說,運動單位所具有的特點各有異同。
支配脊椎動物骨骼肌的神經纖維數通常遠遠少於肌纖維數,神經纖維進入肌肉,就生出許多分枝與肌纖維聯繫,從脊髓前角的一個運動神經細胞發出的一條運動神經纖維,最終支配許多條肌纖維,這種連在一起的系統稱為運動單位。肌纖維數與神經纖維數之比稱為支配比,每個神經纖維平均支配的肌纖維數隨肌肉而異,可由幾條至一百幾十條。進入肌肉的神經纖維,實際上含有許多向中神經纖維,據謂多者可超過50%,不考慮這點而求得的支配比值需要進行修正。肌肉產生的力的大小,不但取決於被動員起來的運動單位的數量,而且也取決於通過神經纖維送到肌肉的衝動頻率。在頻率低的情況下,而肌肉的運動還是可以圓滑地進行,這是因為許多運動單位不是同時收縮,而多少有先後之別。甲殼類等的肌肉支配與哺乳類的情況不同,一根軸突發出許多分枝1與整塊肌肉的纖維發生聯繫。這樣一來,由於反覆刺激神經,產生傳遞的神經肌肉接頭就增加了,於是逐漸有更多的肌纖維進入活動狀態,使產生所謂易化現象。隨著刺激頻率的不同,易化程度也不一樣,於是肌肉所產生的張力便得到調整。隨動物種類的不同,也有居於上述二種類之間的類型。除運動單位以外,尚有“感覺單位”一詞,它是指由一條感覺神經及其分枝所支配的皮膚等一定區域。
運動單位
運動單位是肌肉收縮的基本單位,其範圍因不同的肌肉而異:上肢肌肉運動單位的範圍大致為5 7mm直徑的圓形區域,下肢肌肉者約為7~10mm。在一個運動單位中肌纖維是分散分佈的。不同肌肉的運動單位所支配的肌纖維數目差異很大。一個神經元所支配的肌纖維數目稱為神經支配比例,如肱二頭肌一個運動單位包含800條肌纖維,即神經支配比例為1:800;臀大肌 1:100,腓腸肌1:1934,面肌1:5~7,眼肌、舌肌1:3~7,頸闊肌1:25等。一個運動單位支配的肌纖維數目越少,該肌的靈活性越高。肌電圖所記錄的運動單位電位,即是一個運動單位中肌纖維電活動的總和,而非單一肌纖維的電位。目前已有專門的設備,來記錄和分析單個肌纖維的電活動,這稱為單纖維肌電圖,對終板病變有較大的診斷價值。病理情況下,運動單位的範圍及神經支配比例發生變化。神經原性損害時,病變的神經元功能喪失,其附近正常神經元的神經纖維以芽生的方式去支配病變神經元所支配的肌纖維,因此使運動單位的範圍增大;在肌原性損害時,由於一個運動單位中肌纖維本身的病變,正常功能的肌纖維數目減少,因此運動單位範圍減小。
(二)運動單位的生理特性
(1). 肌肉收縮時,不同運動單位的活動並非同時開始,而是相繼的,即在某一時程內,只有一部分運動單位興奮,從而保證肌肉收縮的穩定和持續。
(2). 正常情況下參與興奮的運動單位的數目可根據生理需要而改變,即肌肉輕度收縮時參與興奮的運動單位數目少;大力收縮時,則數目多。病理情況下,由於病損使運動單位數目減少,肌肉收縮時不能動員足夠的運動單位興奮,因此產生不同程度的癱瘓。如果疾病呈慢性病程,殘存的運動單位便以增加活動頻率的方式來代償。
(3). 對不同刺激的反應不同:刺激強度增大時,興奮的神經纖維數目增多,反應的強度也越大。刺激強度大到一定程度時,刺激閾不同的神經纖維都能被興奮。