家兔呼吸运动的调节概要

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1、实验12 家兔呼吸运动调节 梅汝焕 浙大医学院机能中心 浙江大学医学院 呼吸运动是一种节律性运动，呼吸的频率和深 度能随内、外环境条件的改变而改变，这都依靠神 经系统的反射性调节来实现。 一、呼吸实验有关的背景知识 图1. 呼吸全过程示意图 (A)中枢化学感受器： 对局部脑脊液、血液和局部代谢均对中枢化学感受器发生影响。对局部脑脊液、血液和局部代谢均对中枢化学感受器发生影响。 1.脑脊液中的H+敏感 3.缺氧刺激不敏感 2.CO2本身不是有效的直接刺激物，而是通 过升高脑脊液H+的浓度刺激中枢化学感 受器 特点：特点： 呼吸反射性调节 Po2 Pco2 H+ （B）外周化学感受器 颈动脉体+

2、主动脉体+ 迷走神经延脑 发放冲动 反射性引起呼吸 加深加快 肺牵张反射：肺扩张引起吸气被抑制和肺缩小引起吸气的反射，称肺牵 张反射，包括肺扩张反射和肺缩小反射。 吸气 肺扩张 肺牵张感受器+ 迷走神经传+ 延髓 切断吸气，促使吸气转为呼气 2)肺牵张感受器肺牵张感受器 3. 3. 激惹感受器和激惹感受器和J-J-感受器感受器 位于肺组织内，呼吸道如鼻咽和上呼吸道中位于肺组织内，呼吸道如鼻咽和上呼吸道中 对机械和化学刺激发生反应的感受器。对机械和化学刺激发生反应的感受器。 实验目的 学习 哺乳类动物的手术操作方法，记录呼吸运动曲线的方法和直 接测量动脉血压的实验方法。 观察 迷走神经及血液中化

3、学因素（CO2、O2、H+、度冷丁和尼 可刹米）对呼吸运动的调节作用及机制探讨。 掌握 重要的操作方法及各作用因素发生的现象及作用原理 1.1 1.1 材料材料 1.1.11.1.1 动物动物 家兔体重家兔体重2.52.53.0 3.0 kgkg，雌雄不拘。雌雄不拘。 1.1.2 1.1.2 器材器材 RM6240RM6240微机生物信号处理系统（微机生物信号处理系统（ 成都仪器厂）、呼吸及血压换能器。成都仪器厂）、呼吸及血压换能器。 1. 1.材料和方法材料和方法 1.1.31.1.3 药品试剂药品试剂 20%尿酯（乌拉坦）、肝素钠(1000/ml)、 N2、CO2、2% 乳酸、5%度冷丁、

4、25%尼可刹 米 1.2.1 家兔称重，按1g/kg (5 ml/kg)体重耳缘静脉20% 乌拉坦麻醉家兔，家兔麻醉后将其仰卧，固定四肢和头 。 1.2.方法 用粗剪刀剪掉颈部手术部位的兔毛，颈前正中作68cm 左右皮肤切口，用血管钳钝性分离离暴露气管。分离气管， 并在气管底下穿一根棉线备用。 1.2.6 气管插管 用手术剪在甲 状软骨下1cm处剪一“”切口,插入气管插管，结扎固定。 2.1家兔正常的呼吸频率和幅度 2.2增加气道长度前后家兔呼吸运动的变化 2.32.3吸入高浓度吸入高浓度N2N2前后家兔呼吸运动的变化前后家兔呼吸运动的变化 2.4 吸入高浓度CO2前后家兔呼吸运动的变化 2.

5、5静脉注射2%乳酸溶液2ml前后家兔呼吸运动的变化; 2.6观察静脉注射度冷丁和尼可刹米对呼吸运动的影响 2.3.3用波宽2ms，电压56v,频率1530 Hz电脉冲电刺 激迷走N中枢端描记和观察呼吸频率和幅度。 2.2.观察记录观察记录 （1）比较精细难做的先做。 （2）气管插管时见气管内有分泌物和血时要用小干 棉球清除分泌物或止血，然后插入气管插管。 （3）用给气体时，给气管的开口不能直接套在气管 插管的侧管上，出现明显实验结果即可停止供 气。 实验教学中要注意的要点 3.结果(results) 图1 家兔呼吸运动的实验曲线 呼吸曲线描记 表1 吸入高浓度N2 、CO2 、静注乳酸、切断双

6、侧迷走N对家兔呼吸的影响 实验项 目 通气量（ml/min)呼吸频率(次/min) 处理前处理后处理前处理后 增加气道长度 吸入N2 吸入CO2 注射2%乳酸 切断一侧迷走N 切断双侧迷走N 5. 讨论(discussion) 对实验结果逐一进行分析讨论 1.由于无效腔的存在，每次吸入的新鲜空气不能都到 达肺泡进入气体交换。 增加无效腔对呼吸运动的影响 2.增大无效腔，减少了肺泡通气量，降低了气体更新率 ，导致血中二氧化碳增加、氧分压下降。 3.气道加长，使呼吸气道阻力增大，从而使呼吸加深加快。 吸入纯氮气后对呼吸运动会的影响 吸入吸入NN 2 2 （缺氧）缺氧） (肺泡PO2 2，PaO2

7、2 ，PaCO2 2不变) + + 外周化学感受器外周化学感受器+ + 延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢 - - 呼吸肌活动呼吸肌活动+ + 轻度轻度 - - 严重缺氧严重缺氧 外周化学感受器外周化学感受器+ + 延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢- - 呼吸肌活动呼吸肌活动- - - - + + 为何吸入气中二氧化碳浓度增加会 使呼吸运动加强？ 静脉注射乳酸后对呼吸运动的影响 （6）静脉注射尼可刹米对抗由度冷丁引起的呼吸运动 抑制的作用机制 n度冷丁主要通过抑制呼吸中枢，降低中枢对 CO2的敏感性影响呼吸运动。而尼可刹明具有直接 兴奋延髓呼吸中枢与刺激颈总动脉化学感受器的 作用。两者作用正好向反。因此，给度冷

8、丁引起 的呼吸抑制能被尼可刹明对抗，另外，度冷丁会 降低呼吸中枢对CO2的敏感性而尼可刹明能增加呼 吸中枢对CO2的敏感性的影响作用也与杜冷丁相反 。因此，静脉注射度冷丁引起呼吸运动抑制时再 注射尼可刹明，可以看到呼吸运动从抑制转变为 兴奋的过程。 迷走神经在呼吸中的作用 吸气肺扩张 牵张感受器+ 延髓 迷走神经 吸气切断机制兴奋，抑制吸气，加 速了吸气和呼气的交替，使呼吸频 率增加。 切断双侧迷走神经后电刺激迷走神经中枢端 以中等强度电刺激一侧迷走神经中枢端，一般可 导致呼吸运动暂停 因为肺牵张反射包括肺扩张后反射性地引起吸气 动作的抑制，或者是肺缩小后反射性地抑制呼气动 作，使吸气加强。这

9、两种反射的传人纤维都经迷走 神经兴奋，产生传入冲动到呼吸中枢，导致呼吸运 动的改变。由于电刺激引起的传入冲动持续性的传 到呼吸中枢，抑制呼吸运动，故出现呼吸暂停现象 。 切断双侧迷走神经 n迷走神经中含有肺牵张反射的传入神经纤维。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，从而加速吸气和呼气动作的交替，调节 呼吸的频率和深度。当切断双侧迷走神经后，中断 了肺牵张反射的传人通路，肺牵张反射的生理作用 被消除，因此呈现出慢而深呼吸运动。 呼吸变化曲线 实验报告写作 1.题目 2.作者署名 作者和合作者姓名及单位(班级组别姓名) 3.实验

10、目的 4.材料和方法 主要实验材料，动物分组及处理，装置连接。 5. 结果 用图或表记录各项实验结果的数据，原始数据列表，进行 统 计处理和显著性检验；主观指标用文字描述；用文字和数 据（包括显著性检验结果）逐一描述实验 结果。 6.讨论 对实验结果逐一进行分析讨论并得出结论。 家兔呼吸运动的调节家兔呼吸运动的调节 梅汝焕梅汝焕 浙大医学院机能中心浙大医学院机能中心310031310031 实验目的实验目的 学习哺乳类动物的手术操作方法，掌握气管插管和神经 血管分离术，观察吸入气中PCO2、PO2 及血液中H+改变 和迷走神经对家兔呼吸运动的影响及机制探讨。 1. 1.材料与方法材料与方法 1

11、.1 实验动物 体重2.53.0 kg家兔，雌雄不拘（购于浙大医 学院动物中心）。 1 1 .2 2 器材器材 RM6240RM6240微机生物信号处理系统（成都仪器厂）、呼吸换能器。微机生物信号处理系统（成都仪器厂）、呼吸换能器。 1.3 药品与试剂 20%20%乌拉坦（乌来糖）、乌拉坦（乌来糖）、 2%2%乳酸、乳酸、5 %5 %度冷丁、度冷丁、 25%25%尼可刹米、尼可刹米、N N 2 2 、COCO 2 2 。 浙江大学医学院 1.2 方法 1.2.1 家兔称重，按1g/kg (5 ml/kg)体重耳缘静脉20%乌拉坦 麻醉家兔，家兔麻醉后将其仰卧，固定四肢和头。 1.2.2 颈部手

12、术 颈正中切口57cm左右皮肤，用血管钳钝性 分离离暴露气管并穿棉线备用，再用玻璃分针分离出两 侧的迷走神经穿丝线备用。 1.2.3 气管插管 用手术剪在甲状软骨下1cm处剪一“”切口 ,插入气管插管，结扎固定。 1.2.4 将气管插管一端连接呼吸换能器。 2.1 观察正常家兔呼吸频率和幅度 2.2 观察增加气道长度、吸入高浓度氮气（N2）、吸入高浓度 二氧化碳（CO2）、静脉注射2%乳酸、切断一侧迷走N、切断 两侧迷走N及连续电脉冲刺激切断后的一侧迷走神经中枢端 前后家兔呼吸运动的变化。 2.观察记录 3.结果(results) 3.1 正常家兔肺通气量Vn ml/min ，呼吸频率Pn次/

13、min， 见图1表1 。 3.2增加气道长度后家兔通气量V1 ml/min 增加呼吸V11 ml/min， 呼吸频率从P1次/min增加到P11次/min,可见家兔呼吸运动明 显加深加快，见图1表1 。 3.3 吸入高浓度N2后家兔通气量从V2 ml/min 增加到V21 ml/min ，呼吸频率从P2次/min增加到P21 次/min，可见家兔呼吸运 动加深加快，停止给气后呼吸很快就恢复正常，见图1表1 。 3.4 吸入高浓度CO2后家兔通气量从V3 ml/min 增加到V31 ml/min ，呼吸频率从P3次/min增加到P31 次/min，家兔 呼吸运动明显加深加快，见图1表1。 3.5

14、 静脉注射乳酸后家兔通气量从V4 ml/min 增加到V41 ml/min ，呼吸频率从P4次/min增加到P41 次/min，见见 图1表1。 呼吸曲线描记 图1 家兔呼吸运动的实验曲线 表1 吸入高浓度N2 、CO2 、静注乳酸、切断迷走N对家兔呼吸的影响 实验项 目 通气量（ml/min)呼吸频率(次/min) 处理前处理后处理前处理后 正常 增加气道长度 吸入N2 吸入CO2 注射2%乳酸 切断右侧迷走N 切断双侧迷走N 刺激右侧迷走N中枢端 5. 讨论(discussion) 5.1 增加气道长度后家兔通气量V1 ml/min 增加呼吸V11 ml/min，呼吸频率从P1次/min增

15、加到P11次/min，增加气 道长度等于增加无效腔，增加无效腔减少了肺泡通气量， 使肺泡气体更新率下降引起血中PCO2、PO2下降，刺 激中枢和外周化学感受器引起呼吸运动会加深加快；另外 ，气道加长使呼吸气道阻力增大，反射性呼吸加深加快1 。 5.2 吸入高浓度N2后家兔通气量从V2 ml/min 增加到V21 ml/min ，呼吸频率从P2次/min增加到P21 次/min，与正 常呼吸相比通气量增加 V22 ml/min，呼吸频率增加P22 次 /min，通气量和呼吸频率明显增加，空气中主要成分是氮 气（ N ），吸入N 增加等同于给家兔缺氧，刺激外周 化学感受器，引起延髓呼吸中枢兴奋，反

16、射性引起呼吸运 动增强 2 。 5.3 吸入高浓度CO2后家兔通气量从V3 ml/min 增加到V31 ml/min ，呼吸频率从P3次/min增加到P31 次/min，与正 常呼吸相比通气量增加 V32 ml/min，呼吸频率增加P32 次 /min，吸入气中PCO2增加引起血液中pCO2增高，CO2通过 血脑屏障进入脑脊液中溶于水，在碳酸酐酶的作用下分解 成HCO3-+H+， H+刺激延髓化学感受器，间接作用于呼吸 中枢，通过呼吸肌的作用使呼吸运动加强。 CO2分压增高 还刺激主动脉体和颈动脉体外周化学感受器，反射性地使 呼吸加深加快；缺氧主要是刺激外周化学感受器，对中枢 化学感受器具有抑制作用；PaCO2对中枢化学感受器和 化学感受器外周均有刺激作用，而且，