上下运动神经元疾病是一组病因不明的神经系统退行性疾病，其特征是皮层脊髓束、脊髓前角细胞和/或延髓运动核的进行性变性。这些疾病的命名根据受损最严重的神经系统部位而定，临床症状也因病变部位不同而各异。发病年龄中位数为55岁，男性发病率高于女性；约5%的病例为家族性，属常染色体显性遗传。
肌萎缩性侧索硬化症：肌肉无力、肌萎缩以及前角细胞功能障碍的体征最常先出现在手部，较少从足部开始。发病部位随机，进展呈不对称性。常见肌肉痛性痉挛，可能出现在肌肉无力之前。肉眼可见的肌肉束颤、强直、亢进的深腱反射、伸性划跖反射以及皮层脊髓束受损的体征很快相继出现。呐吃与吞咽困难是由于脑干运动核及通路被累及所致。感觉系统、随意的眼球运动以及膀胱括约肌功能一般不受影响。极少数患者能存活30年；50%在发病后3年内死亡；20%存活5年；10%存活10年。
进行性延髓瘫痪：主要影响颅神经与皮层延髓束支配的肌肉，导致咀嚼、吞咽与讲话越来越困难。可能发生假性延髓型情绪反应，表现为情绪易变与无故哭笑。吞咽困难造成预后极差；常见患者在1~3年内死亡（往往死于呼吸道并发症）。
进行性肌萎缩症：约10%病例具有常染色体显性遗传因素。前角细胞病变进展速度超过皮层脊髓束，病程进展相对良性。肌肉萎缩与显著无力开始于手部，然后扩展至臂部、肩部与腿部，最后成为全身性。肌肉束颤可能是疾病最早出现的临床表现。本病可在任何年龄发病，患者可能存活≥25年。
原发性侧索硬化和进行性假性延髓瘫痪：临床表现为缓慢进展的强直性肌肉无力，在原发性侧索硬化中为肢体远端肌肉无力，在进行性假性延髓瘫痪中则以后组颅神经支配的肌肉无力为主。肌肉束颤与肌肉萎缩可能发生在许多年以后。这些疾病通常在进展若干年后才造成患者活动能力的完全丧失。
脊髓灰质炎后综合征：很久以前患过脊髓灰质炎的患者可在恢复后隔许多年（至少15年）新出现进行性疲乏、疼痛与无力。在某些病例中，还可发生脊髓灰质炎后肌萎缩，与进行性肌萎缩症相似。不过，大多数病例中，新出现的症状并非由于远隔的脊髓灰质炎重新进展，而是由于附加发生的第二种情况，例如糖尿病、椎间盘脱出或关节变性疾病。
诊断和治疗：诊断要点是发病于中、晚年的进行性全身运动功能障碍，不伴感觉功能异常。神经传导速度在疾病进入晚期之前保持正常。肌电图是最有用的辅助检查，甚至在没有临床症状的肢体内也可查到纤颤、正相波、束颤与巨大动作电位。必须排除肌病、颈椎关节强硬、椎间盘脱出、脊髓肿瘤、脊髓空洞症、颈椎先天性畸形以及糖尿病性肌萎缩症。在原发性侧索硬化与进行性假性延髓瘫痪的鉴别诊断中，必须除外多发性硬化、脊髓压迫症与脑肿瘤。目前尚无特效治疗。理疗有助于维持肌肉功能。对咽部肌肉无力的患者，喂食必须极其小心，可能需要施行胃造口术。巴氯芬可有助于减轻强直症状，苯妥英钠可用于减轻痛性痉挛。具有强力抗胆碱能作用的阿米替林10mg口服，每日4次，可用于减少唾液分泌。在进行性延髓瘫痪病例中，旨在改善吞咽功能的手术措施成功率有限。到一定时间，护理主要都是支持性。
脊肌萎缩症：一组可起病于婴儿期或儿童期的疾病，其特征是由脊髓前角细胞与脑干内运动核进行性变性引起的骨骼肌萎缩。大多数病例属常染色体隐性遗传，看来都是第5号染色体上一个单独的基因位点上的等位基因突变。有四种主要变型。
Ⅰ型脊肌萎缩症（Werdnig-Hoffmann病）：在胎儿中已存在或在出生后2~4个月出现症状。大多数患病婴儿在出生时就有肌张力过低的表现；在6个月龄期前，所有患病婴儿都已表现出明显的运动功能发育延缓。95%的病孩在1岁前后死亡，没有病例能存活超过4岁，通常死于呼吸衰竭。
Ⅱ型（中间型）脊肌萎缩症：患儿大多数在6~12个月期间出现症状，在2岁以前所有病例都已有明显症状。不到25%的病例能学会坐，但没有能走或能爬的。所有患儿都显出肌张力过低，伴松弛性肌肉无力、腱反射消失与肌肉束颤，后者在幼儿中不易察觉。可有吞咽困难。患儿往往因呼吸道并发症在早年夭折，但也有病情进展自发停顿的，使患儿处于永久性非进展性的无力状态。
Ⅲ型脊肌萎缩症（Wohlfart-Kugelberg-Welander病）：在2~30岁期间发病。病理变化及遗传方式与前两种变型相似，但病情进展较为缓慢，预期寿命也较长。腿部的无力与肌萎缩最为显著，以股四头肌与髋关节屈肌最早出现症状。后可累及臂部。无力现象往往从近端向远端扩展。某些家族性病例可能是继发于特殊的酶缺陷（例如氨基己糖苷酯酶缺乏）。
Ⅳ型脊肌萎缩症：遗传方式不定（常染色体隐性、常染色体显性、性联），成年期发病（年龄30~60岁），病情进展缓慢。可能无法将其与肌萎缩性侧索硬化症的下运动神经元型病例鉴别。
诊断和治疗：若肌电图检查发现有失神经支配现象，而神经传导速度检查正常说明失神经支配并非由周围神经病变引起，则通常可证实临床诊断。偶尔需作肌肉活检。血清酶（肌酸激酶、醛缩酶）可略见增高。羊膜穿刺不能作出产前诊断。目前无特殊治疗。对病情静止或进展缓慢的病例，理疗、支架以及特殊的矫正器材在防止脊柱侧凸与关节挛缩方面可起相当作用。