机能学实验家兔呼吸运动的调节

实验 家兔呼吸运动的调节

【目的】

1、 观察血液中化学因素（PCO2、PO2、和〔H+〕）改变对家兔呼吸运动（呼吸频率、节律、幅度）的影响，初步探讨其作用部位，并分析机制。观察迷走神经在家兔呼吸运动调节中的作用，初步探讨其机制。

2、 掌握气管插管术和神经血管分离术。

【材料和方法】 1、材料

家兔；手术台，手术器械；20ml和1ml注射器，橡皮胶管；装有CO2的气袋；生理盐水，氨基甲酸乙酯，乳酸；呼吸换能器，微机生物信号采集处理器系统 2、方法

2.1 实验系统连接及参数设置 用胶管连接流量头与气管插管，流量头连接呼吸流量换能器。用胶管连接呼吸换能器测压口和气管插管，呼吸换能器输出线接微机生物信号处理系统。启动系统软件，在系统软件窗口设置仪器参数。 2.2手术准备

2.2.1麻醉固定 家兔称重后，按1g/kg体重剂量耳缘静脉注射200g/L氨基甲酸乙酯。待兔麻醉后，将其仰卧，先后固定四肢及兔头。

2.2.2手术 剪去颈前被毛，颈前正中切开皮肤6～7cm，直至下颌角上1.5cm，用止血钳钝性分离软组织及颈部肌肉，暴露气管及与气管平行的左、右血管神经鞘，细心分离两侧鞘膜内迷走神经，在迷走神经下穿线备用。分离气管，在气管下穿两根粗棉线备用。

2.2.3气管插管 在环状软骨下约1cm处，做“⊥”形剪口，用纱布将气管切口及气管里的血液和分泌物擦净，气管插管由剪口处向肺端插入，插时应动作轻巧，避免损伤气管黏膜引起出血，用一粗棉线将插管口结扎固定，另一棉线在切口的头端结扎止血。 2.3实验观察

2.3.1记录正常呼吸曲线 启动生物信号采集处理系统记录按钮，记录一段正常呼吸运动曲线作为对照。辨认曲线上吸气、呼气的波形方向（呼气曲线向上，吸气曲线向下）。 2.3.2增加无效腔 在气管插管一个测管上接一根长50cm胶管（流量法：接通气口），以增加无效腔。观察和记录呼吸运动曲线的变化。一旦出现明显变化，则立即去除胶管。 2.3.3增加吸入气中二氧化碳分压 待呼吸曲线恢复正常，将气管插管的一个测管接通装有CO2的气袋，使家兔对于CO2气袋呼吸，观察并记录呼吸运动的变化。一旦出现明显变化，则立即去除有CO2的气袋。

2.3.4增加血液中〔H+〕 待呼吸恢复正常，耳缘静脉缓慢注入20g/L乳酸溶液2ml，观察和记录呼吸运动的变化。

2.3.5切断迷走神经 分别观察切断一侧迷走神经和切断两侧迷走神经以后呼吸运动的变化。观察呼吸频率和幅度。

2.3.6电刺激迷走神经 以2V,5HZ频率的连续电脉冲持续20s刺激右迷走神经中枢端。观察和记录呼吸运动曲线的变化。

【结果】

1、增加无效腔后，PaCO2↑+PaO2↓ 呼吸加快加深

2、增加吸入气中二氧化碳分压，PaCO2↑ 呼吸加快加深，肺通气量增大

3、增加血液中的〔H+〕，呼吸运动加深加快

4、切断双侧迷走神经， 呼吸运动变慢变深

5、电刺激迷走神经后，可使呼吸明显变浅变快

【讨论】

1、增大呼吸无效腔对呼吸运动的影响

增加气道长度后家兔呼吸张力增加，呼吸频率增加。增加气道长度等于增加无效腔，增加无效腔使肺泡气体更新率下降，效果促使O2分压下降，CO2分压上升，刺激中枢和外周化学感受器引起呼吸运动加深加快；另外，气道加长使呼吸气道阻力增大，减少了肺泡通气量，反射性呼吸加深加快；增加家兔气道长度可使家兔通气量增加，呼吸频率加快。 2、增加吸入气中二氧化碳分压对呼吸运动的影响

吸入高浓度CO2后家兔通气量明显增加，呼吸频率加快，呼吸运动加深加快。用增加吸入CO2来增大气道阻力，实际上是在正常的呼吸中忽然阻断整个呼吸系统和外界的联系。直接影响是整个呼吸系统中的O2分压降低，CO2分压升高，原因是，O2无法及时供给反而在不断消耗，而CO2的产生在不断地占据整个气压环境。CO2透过血脑屏障使脑脊液中CO2浓度增多，ＣＯ2+Ｈ2Ｏ→Ｈ2ＣＯ3→ＨＣＯ3—＋Ｈ+ ，CO2通过它产生的H+刺激延髓化学感受器，间接作用于呼吸中枢，通过呼吸机的作用使呼吸运动加强，此外，当ＰCO2增高时，还刺激主动脉体和颈动脉体的外周化学感受器，反射性地使呼吸加深加快。 3、血液中H+增高对呼吸运动的影响

静脉注入乳酸后，呼吸运动加深加快。因为乳酸改变了血液PH，提高了血中H+浓度。H+是化学感受器的有效刺激物，H+可通过刺激外周化学感受器来调节呼吸运动，也可直接刺激中枢化学感受器，但因血中H+不容易透过血脑屏障直接作用于中枢化学感受器，因此，血中H+对中枢化学感受器的直接刺激作用不大，也较缓慢。 4、切断双侧迷走神经对呼吸运动的影响

切断双侧迷走神经后，呈现很明显的慢而深的呼吸（只要是吸气相）。因为迷走神经是肺牵张反射的传入纤维。肺牵张反射中的肺扩张反射（亦称吸气抑制反射）的生理作用，在于阻止吸气过长过深，促使吸气及时转入呼气，从而加速了吸气和呼气活动的交替，调节呼吸的频率和深度。当切断双侧迷走神经以后，中断了左右两侧的肺牵张反射的传入道路，肺扩张反射的生理作用就被完全消除，故出现吸气过深。呼吸频率变慢。

注：由于剪断了双侧的迷走神经，机体失去了对呼吸的正常调节机制，所以呼吸频率和

强度都无法回到正常水平。

5、电刺激迷走神经对呼吸运动的影响

刺激迷走神经的时神经中枢端，出现了呼吸强度明显下降，频率加快。这时的刺激和中枢之间没有阻碍，所以是有效刺激，剪断迷走神经的直接后果是失去了中枢的抑制，呼吸加深变慢。一旦给予刺激，冲动传入延髓抑制了吸气神经元的活动，使得吸气程度部分被抑制，一定程度上引起了被动的呼气。 综合起来使得呼吸的速率提高，呼吸的强度减弱。

【结论】

家兔呼吸运动受化学因素和机械因素的影响。 增加无效腔，增加CO2浓度，静脉注射乳酸溶液呼吸加深加快；切断迷走神经呼吸加深变慢；电刺激迷走神经中枢端呼吸变浅加快。

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