康复医学相关基础专家讲座

第二章康复医学相关基础---运动学与生物力学康复医学相关基础专家讲座第1页人体运动学涵义

人体运动学(kinesiology)主要研究是在外力或扭力作用下，身体位置、速度、加速度间相互关系身体运动形式

平动：身体部位进行平行、同一方向移动；旋转轴位置

是旋转主体中位移为零部位

对于肢体或躯干，其位置就在关节上或关节附近2康复医学相关基础专家讲座第2页骨骼运动学关节运动学

是指关节表面活动

特点：大多数关节表面都有一些弯曲，即其中一面相对凸起，另一面相对凹陷

作用：增加关节面积、增强吻合度，稳定关节关节表面基本运动

滚动、滑动和转动3康复医学相关基础专家讲座第3页凹凸标准凸面对凹面运动而言，凸面滚动与滑动方向相反；凹面对凸面运动而言，凸面滚动与滑动方向相同；滚动凸面普通都会伴有反方向滑动4骨骼运动学凸在凹面凹在凸面康复医学相关基础专家讲座第4页动力学动力学主要研究各种力对主体作用骨骼肌肉系统常见载荷

包含：拉伸、挤压、弯曲、剪切、扭转以及混合载荷作用人体力

内力

外力5内力内力外力外力康复医学相关基础专家讲座第5页人体力学杠杆第一类杠杆

支点位于力点与阻力点之间第二类杠杆

阻力点位于力点和支点之间第三类杠杆

力点位于阻力点和支点之间6康复医学相关基础专家讲座第6页人体生物力学生物力学（biomechanics）是硕士物体内力学问题科学它是力学、生物学、医学等学科相互渗透学科目标：使人能有效地工作，提升活动效率，降低疲劳，确保人身安全7康复医学相关基础专家讲座第7页应力对骨生长作用骨骼力学特征决定原因由其物质组成、骨量、几何结构当面临机械性应力刺激时，骨常出现适应性改变机械应力对骨组织是有效刺激负重作用维持骨小梁连续性提升交叉区面积刺激结果骨在需要应力部位生长，在不需要部位吸收制动或活动降低骨缺乏应力刺激而出现骨膜下骨质吸收，骨强度降低8康复医学相关基础专家讲座第8页关节软骨生物力学关节软骨组成活动关节面有弹性负重组织作用：减小关节面重复滑动中摩擦润滑、耐磨吸收机械震荡传导负荷至软骨下骨关节滑液由滑膜分泌入关节腔一个透明或微黄高黏滞性液体它是一个血浆透析液关节润滑两种基本形式液膜润滑、边界润滑

9康复医学相关基础专家讲座第9页关节软骨生物力学活动关节软骨作用：负担关节活动时产生压力和张力抗压成份：

一个强大、耐疲劳、坚韧固体基质

包含：胶原、蛋白多糖与其它成份结果：承受人体长久静态或动态高负荷10康复医学相关基础专家讲座第10页关节软骨生物力学类骨性关节炎软骨改变早期改变：水分增加与蛋白多糖降低增加了组织渗透性降低了软骨中液压承载能力同时，基质胶原-蛋白多糖载荷增加，降低了软骨寿命11康复医学相关基础专家讲座第11页肌肉生物力学骨骼肌分类按其在运动中作用可分为四类原动肌(primemover)：在运动发动和维持中一直起主动作用肌肉拮抗肌(antagonisticmuscles)：指那些与运动方向完全相反或发动和维持相反运动肌肉固定肌(fixationmuscles)：为发挥原动肌对肢体动力作用，对肌肉近端附着骨骼作固定作用肌肉12康复医学相关基础专家讲座第12页肌肉生物力学4.协同肌(synergicmuscles）

一块原动肌跨过一个单轴关节可产生单一运动，如多个原动肌跨过多轴或多个关节，就能产生复杂运动，包含需要其它肌肉收缩来消除一些原因，这些肌肉可辅助完成一些动作，称为协同肌13康复医学相关基础专家讲座第13页肌肉生物力学肌肉收缩形式

等张收缩、等长收缩和等速收缩14等张收缩（isotoniccontraction）等长收缩（isometriccontraction）

等速收缩（isokineticcontraction）肌肉收缩时，整个肌纤维长度发生改变张力基本不变可产生关节运动收缩时，整个肌纤维长度基本不变所做功表现为肌张力不产生关节运动增高收缩时产生张力可变关节运动速度是不变康复医学相关基础专家讲座第14页运动形式力量训练大力量和少重复次数训练可增加肌肉力量肌肉变得更强壮，体积增大肌肉横截面积增加

耐力训练结果是肌肉产生适应性改变主要是肌肉能量供给改变暴发力训练（又称无氧训练）连续数秒至2分钟高强度训练主要依赖于无氧代谢路径供能15康复医学相关基础专家讲座第15页运动主要影响运动对心血管系统影响循环调整、心率调整、血压调整心血管功效调整运动对呼吸系统影响

改进肺组织弹性和顺应性16康复医学相关基础专家讲座第16页运动对骨骼肌类型影响

低强度运动显著消耗Ⅰ型纤维内糖原，而对Ⅱ型纤维内糖原影响甚微；

高强度运动消耗Ⅰ型和Ⅱ型纤维内糖原，尤以后者更为显著17运动主要影响康复医学相关基础专家讲座第17页运动其它影响运动对关节代谢影响运动对韧带影响运动对骨代谢影响运动对骨密度影响运动对雌激素影响运动对脂代谢影响运动对中枢神经系统影响18康复医学相关基础专家讲座第18页制动制动（immobilization）是临床最惯用保护性治疗办法制动形式固定、卧床和瘫痪制动对机体影响19康复医学相关基础专家讲座第19页制动对机体影响心血管系统影响心率、血容量、血压、心功效呼吸系统影响骨骼肌影响韧带影响关节影响中枢神经系统影响消化系统影响泌尿系统影响皮肤系统影响代谢和内分泌影响20康复医学相关基础专家讲座第20页

康复医学相关基础---大脑可塑性康复医学相关基础专家讲座第21页

概念

可塑性（plasticity）为了主动适应和反应外界环境各种改变，神经系统能发生结构和功效改变，并维持一定时间，这种改变即为可塑性内容

包含后天差异、损伤、环境及经验对神经系统影响意义

神经系统可塑性决定了机体对内外环境刺激发生行为改变反应能力22康复医学相关基础专家讲座第22页神经损伤反应不论是中枢神经系统还是外周神经系统，其神经轴突损伤后都发生以下反应：受损轴突近、远侧端肿胀损伤使兴奋性氨基酸释放增加远端神经末梢退变及突轴传递消失胞体肿胀、胞核移位，胞核周围尼氏体分散，染色质降解与受损神经元有突触联络神经元也将变性，称跨神经元或跨突触变性。血-脑或血-神经屏障不一样程度破坏，引发炎症、免疫反应23康复医学相关基础专家讲座第23页24康复医学相关基础专家讲座第24页大脑损伤损伤区域神经组织直接收损继发动力性损伤

如：脑卒中引发缺血、缺氧继发神经元胞膜改变

细胞膜内外离子交换，Ca2+大量进入细胞内

随即发生细胞内级联事件，加重了脑损伤，继而引发脑功效缺失25康复医学相关基础专家讲座第25页康复训练理论基础迄今为止，不论是生物学还是临床医学研究，都没有证据表明高度分化神经细胞含有再生能力不论是试验动物还是临床医学现象，都会发觉脑损伤、脑卒中后丧失脑功效，能够有某种程度恢复这说明在大脑损伤恢复过程中，存在着不一样于再生其它恢复机制26康复医学相关基础专家讲座第26页大脑可塑性神经系统结构和功效可塑性是神经系统主要特征各种可塑性改变既可在神经发育期出现，也可在成年期和老年期出现一、非病理情况大脑可塑性二、损伤后大脑可塑性27康复医学相关基础专家讲座第27页非病理情况大脑可塑性功效形成与代偿时期环境原因结论28康复医学相关基础专家讲座第28页功效形成与代偿内容：发育过程中能依赖性神经回路突触形成神经损伤与再生(包含脑移植)以及脑老化过程中神经元和突触各种代偿性改变胎教、早期启蒙教育音乐、钢琴、舞蹈、杂技、英语29康复医学相关基础专家讲座第29页时期中枢神经可塑性有一个关键期这一时期以前，神经对各种原因更敏感这一时期之后，神经组织可改变程度则大大降低1.胚胎期2.幼年期3.成年期30康复医学相关基础专家讲座第30页胚胎期普通而言，此期脑内神经回路形成是由基因控制这一时期神经回路联络是相对过量这种过量神经连接在形成成熟神经网络之前，必须经过功效依赖性和刺激依赖性调整和修饰过程即使是在发育期，环境原因与基因原因一样对发育期神经系统可塑性起决定性影响31康复医学相关基础专家讲座第31页幼年期中枢神经系统在发育阶段如受到外来干预（如感受器，外周神经或中枢通路损伤），相关部位神经联络会发生显著异常改变中枢神经系统损伤如发生在发育期或幼年，功效恢复情况比一样损伤发生在成年时要好32康复医学相关基础专家讲座第32页成年期在发育成熟神经系统内，神经回路和突触结构都能发生适应性改变如：突触更新和突触重排在神经损伤反应中，现有现存突触脱失现象，又有神经发芽(sprouting)形成新突触连接神经损伤反应还能够跨突触地出现在远离损伤部位如：外周感觉或运动神经损伤能够引发中枢感觉运动皮层内突触结构改变和神经回路改造；一侧神经损伤能够引发对侧对应部位突触重排或增减33康复医学相关基础专家讲座第33页成年期34康复医学相关基础专家讲座第34页成年期遗传和后天环境原因共同决定了中枢神经系统结构复杂性人们很早就注意到，生活环境改变确实能够引发起神经系统结构和功效不一样改变35康复医学相关基础专家讲座第35页环境原因较多环境信息刺激动物，其神经系统发育程度、突触数量、树突长度和分支以及胶质细胞数量等远远胜过在贫乏环境下生长动物成年动物神经系统通常不具备增殖和分裂能力，即不能再产生新神经元，成年动物神经元连续拥有修饰其显微形态(如产生新树突棘)和形成新突触连接能力这种能力是中枢神经系统可塑性基础36康复医学相关基础专家讲座第36页由此可见神经元之间相互联络能够增强，也能够建立一些新联络。观察结果表明，后天经验和学习等非病理原因能够影响和改变神经元和突触组织结构和生理效能37康复医学相关基础专家讲座第37页二、大脑损伤后可塑性38康复医学相关基础专家讲座第38页大脑可塑性分类结构可塑性轴突和树突发芽突触数量增多这些改变可提升大脑对信息处理能力功效可塑性39康复医学相关基础专家讲座第39页大脑可塑性分类康复训练能使梗死灶周围星形胶质细胞、血管内皮细胞、巨噬细胞增殖，侧支循环改进，促进病灶修复及正常组织代偿作作用，从而促进其运动功效恢复40康复医学相关基础专家讲座第40页功效可塑性脑功效可塑性主要表现脑功效重组潜伏神经通路启用神经联络效率增强等其中比较主要是突触传递可塑性41康复医学相关基础专家讲座第41页功效可塑性脑卒中后偏瘫，如给予训练、锻炼和药品肢体功效就可逐步恢复说明大脑皮层含有重组(reorganization)能力皮层重组能力很可能是脑损伤后功效恢复神经基础42康复医学相关基础专家讲座第42页功效可塑性脑卒中后可塑性可能与以下原因相关：兴奋和抑制平衡打破，抑制解除；神经元联络远大于大脑实际功效联络；原有功效联络加强或减弱；神经元兴奋性改变，新轴突末梢发芽和新突触形成43康复医学相关基础专家讲座第43页功效可塑性突触可塑性突触传递功效可发生较长时程增强或减弱称为突触可塑性（synapticplasticity）突触可塑性形式：强直后增强习惯化和敏感化长时程增强和长时程抑制44康复医学相关基础专家讲座第44页突触可塑性形式强直后增强突触前末梢在接收一短串强刺激后，突触后电位发生显著增强现象习惯化和敏感化习惯化：当重复给予较温和刺激时，突触对刺激反应逐步减弱甚至消失，这种现象称为习惯化；敏感化：重复出现较强刺激尤其是伤害性刺激，使轴突对刺激反应性增强，传递效能增强称为敏感化45康复医学相关基础专家讲座第45页突触可塑性形式长时程增强是突触前神经元受到短时间快速重复性刺激在突触后神经元快速形成连续时间较强，突触后电位增强与记忆相关长时程抑制是指突触传递效率长时程降低46康复医学相关基础专家讲座第46页突触分类依据信息传递媒介物性质不一样分为：化学性突触（chemicalsynapse）电突触（electricalsynapse）神经元受损后，突触在形态和功效上均可发生改变含有可塑性潜力突触多数为化学性突触47康复医学相关基础专家讲座第47页突触分类化学性突触信息传递媒介物是神经递质其结构分为突触前膜、突触间歇突触后膜电突触信息传递媒介物是局部电流其结构无前膜和后膜之分，多在两个神经元紧密接触部位，普通为双向传导，传递速度快，几乎无潜伏期48康复医学相关基础专家讲座第48页突触可塑性突触结合可塑性是指突触形态改变及新突触联络形成和传递功效建立，这种可塑性连续时间较长突触传递可塑性指突触重复活动引发突触传递效率增加（易化）或降低（抑制）49康复医学相关基础专家讲座第49页功效重组发生机制突触功效调整远隔功效抑制消除突触芽生神经胶质细胞对突触可塑性影响等另外，还与神经递质、神经生长抑制因子、神经营养因子等作用亲密相关50康复医学相关基础专家讲座第50页轴突可塑性机制神经元生长程序性控制着轴突生长速度和程度神经元发育程序不一样阶段与基因表示次序开关相关决定各种神经元轴突生长能力分子

1.细胞骨架2.生长相关蛋白（GAPs）3.早反应基因51康复医学相关基础专家讲座第51页轴突可塑性机制细胞骨架Crag依据轴浆转运理论提出损伤轴突再生时，胞体合成和转运不急需功效蛋白降低，而有利于轴突重建物质增加微管和微丝参加轴浆转运机制和细胞内外信息传递生长相关蛋白（GAPs）集中于轴突生长锥，与跨膜信息传递、突触联络和学习记忆过程相关52康复医学相关基础专家讲座第52页促进中枢神经系统再生伎俩1.外周神经移植促进中枢神经再生2