第三节 神经肌肉的电生理特性

一、运动单位的解剖和生理

1.运动单位的概念

脊髓前角运动神经元包含α-运动神经元（Ⅰ型运动神经元）和β-运动神经元（Ⅱ型运动神经元）。β-运动神经元支配的是慢肌纤维或Ⅰ型肌纤维，而α-运动神经元支配的是快肌纤维或Ⅱ型肌纤维。

运动单位是肌肉收缩的最小功能单位，由一个前角细胞Ⅰ型或Ⅱ型运动神经元和它的轴突、运动终板和轴突所支配的所有肌纤维组成（图1-3-1）。

2.运动单位的大小

（1） 运动单位的大小是指神经轴索与所支配的肌纤维数目的比例的大小，与肌肉的精细活动有关。负责精细动作的运动单位小，负责粗大动作的运动单位大。

（2） 每个运动单位大小通常采用轴索所支配肌纤维的数目表示，不同肌肉运动单位大小可以存在较大差异，如眼肌为1∶3 或1∶2；而腓肠肌为1∶1 934。

（3） 记录面积为150μm × 580μm 的同芯圆针电极所记录到的运动单位电位，仅为1mm直径范围内5～12 根肌纤维的综合电位。

3.运动单位的数目

不同的肌肉中运动单位的数目非同芯圆针电极研究范围，目前所谓的运动单位数目均为估计的结果。参见运动单位数目计数有关章节。

4.肌纤维的种类

根据组织化学反应将人类的肌纤维分为两型。红肌纤维（又称慢肌纤维或Ⅰ型纤维）为直径较小的纤维，收缩速度慢，抗疲劳性强，运动单位小，易兴奋。白肌纤维（又称快肌纤维或Ⅱ型纤维）为直径较大的纤维，收缩速度快，不耐疲劳，运动单位大，兴奋性低。同一个运动单位所支配的肌纤维为同一类型的肌纤维。在同一肌肉同时含有两种纤维，不同肌群二者比例不同，与功能有关。失神经支配后，出现再生支配，当支配红肌纤维的轴索支配到白肌纤维时，则后者的生化特性也相应转化为前者，反之亦然。

5.运动单位中肌纤维的排列

同一块肌肉中，不同运动单位肌纤维的分布呈现为镶嵌型混合分布，使同一运动单位中肌纤维相邻的机会很小。因此在同芯圆针电极记录时，同一个部位可以记录到多个运动单位的肌纤维电位。

二、静息电位和动作电位

1.静息电位

在静息状态下，细胞膜电位处于内负外正的电平衡状态，与钠-钾泵等离子通道的调节有关。

2.动作电位

当细胞膜受到外来刺激时，即可产生去极化电位，当去极化电位达到阈电位水平时，产生可传导的动作电位。

三、神经细胞电兴奋的特点

1.神经细胞去极化产生动作电位后，兴奋即可沿着同一神经纤维传播，在无髓神经纤维传播速度较慢（如痛觉纤维和自主神经纤维），在有髓神经纤维则为跳跃式传导，速度较快，如躯体运动传出和深感觉传入纤维。

2.能否从神经上获得神经传导波形，不仅取决于神经的兴奋性、刺激电量，还与刺激时限有关，神经细胞对短时程电流刺激较肌肉敏感，而肌肉仅对长时程的电流刺激敏感，因此在进行神经电刺激时，尽量采用短时程的电刺激，避免直接兴奋肌肉产生影响。另外两次刺激的间隔如果小于神经细胞的不应期，也会影响后一次刺激的结果。

四、肌细胞电兴奋的特点

运动神经纤维兴奋冲动下传到达神经肌肉接头处，通过突触传递，产生微终板电位，叠加成终板电位，达到阈电位而形成动作电位，兴奋即可沿着肌细胞膜传播，形成兴奋收缩耦联过程。肌细胞兴奋时，兴奋起始于运动终板处，一般位于相应肌肉的肌腹，向两端传播，传播速度为3～5m/s。记录复合肌肉动作电位（compound muscle action potential，CMAP）时，作用电极应置于肌腹，参考电极置于远端肌腱，这样可以记录到起始相为负的最大CMAP。

五、容积传导

1.临床电生理测定过程中，通过记录电极进行记录时，细胞的兴奋要通过一定的介质（结缔组织和体液）才能传播到记录部位。这种电流通过介质到达记录部位的过程，即为容积传导的过程。

2.在EMG 检查和感觉运动神经传导速度测定过程中，均会受到容积传导的影响。也可以说我们所记录到的电位，均为容积传导后的电位，而非在兴奋细胞膜上直接记录到的电位。

3.记录电极与兴奋电流发生源距离的大小，会明显影响记录到的动作电位波幅大小。记录针电极与肌纤维的距离增加0.5mm，波幅下降至原来的1/10。使用表面电极记录，或者在较深位置所记录到的电位较低，便是这一道理。

4.容积传导影响记录到的波形：以单个肌纤维兴奋为例，当记录电极与电位发生源紧邻时，产生负正双相波；距离非常远时，形成正负双相波；介于二者之间时，形成负正负三相波。

（刘明生　崔丽英）