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1、呼吸运动调节 实验报告课程：机能学实验临床医学系 2017 级 01 班组员：【实验目的】掌握理论：1缺02、CO2增多、增大无效腔、不完全窒息、切断迷走神经、刺激迷走神经中枢端对呼吸 运动的影响。2肺牵反射的生理意义。掌握操作：1家兔实验的基本方法和技术（静脉麻醉、气管插管、分离神经等）。2呼吸运动生物信号采集与处理系统的使用。【实验原理】呼吸，是指机体与外界环境之间的气体交换过程，机体摄取02,排出代过程中产生的 CO2。呼吸运动，是指呼吸肌收缩和舒引起胸廓的节律性扩和缩小，是在中枢神经系统的调节下， 呼吸中枢节律活动的反应。呼吸运动是保证血液中气体分压稳定的重要机制。机体外环境改变的刺激
2、可以直接或通 过感受器反射性地作用于呼吸中枢，影响呼吸运动的深度和频率，以适应机体代的需要。机 体通过呼吸运动调节血液中的02, CO2和H+水平，血液中的PaO2, PaCO2和H+的变化又可以通过中枢化学感受器/外周化学感受器反射性调节呼吸运动，从而维持环境中PaO2, PaCO2和H +的相对稳定。肺牵反射是保证呼吸运动节律的机制之一。肺牵反射是其感应器主要分布于支气管和细 支气管平滑肌。吸气时，肺扩，当肺气量达一定容积时，肺牵感受器兴奋，发放冲动沿迷走 神经传入至延髓，抑制吸气中枢活动，停止吸气而呼气。呼气时，肺缩小，感受器刺激减弱， 使传入冲动减少，吸气中枢再次兴奋，使呼气停止，再次
3、产生吸气，开始一个新的呼吸周期。在正常麻醉状态下、 实验动物保持平稳的呼吸节律，其中上升之为吸气， 下降支为呼吸；曲线疏密反映呼吸频率，曲线高度反映呼吸幅度。动物节律性呼吸的基本中枢位于延髓，在 肺牵反射和呼吸调整中枢的共同作用下，保持平稳的节律性呼吸。【实验动物】家兔【实验步骤】1. 动物称重，麻醉，固定2. 颈部手术，气管插管，分离两侧迷走神经（穿线备用）3. 减去胸部的皮毛，在胸廓呼吸肌上连接力换能器，记录家兔呼吸的节律和幅度4. 给予各种刺激，观察呼吸的变化：a）吸入N 2b）吸入CO2c）50cm胶管（增大无效腔）d）将气管插管上端侧管半夹闭，造成动物不完全窒息5-10mi n解除夹
4、闭，待动物呼吸正常后进行后续实验e）剪断一侧迷走神经f）剪断双侧迷走神经g）刺激一侧迷走神经中枢端5. 打印实验结果【实验结果】a）吸入N2 （滴速调节器开 3/4）贺!时可9 97 er财可：J2.屿盂:嗣：3S. Zb e3 rpn33*1 fft .BO cpn1.84fcWI I2 0JEtTlIS 02.94事小IU :平晦Z B4平均值；4.2L1.21Hosffi-3 56删O；1.90|制曲1.31:酬：10陌.辭面映4192.041464 3Z1J . JX由图形及数据可见，吸入N2后，与正常呼吸相比:开始呼吸频率加快，呼吸幅度变小;后来呼吸频率保持加快，但呼吸幅度加深; 最
5、后解除N2后呼吸逐渐恢复正常。b）吸入CO2 （滴速调节器开1/2）u V 揖5二3. ISL 70：BJA：讎;脚删側训1川i|1Q- Z?二疑龛，0u脚6.0Z/最小但：3 an/平栅1 46厶II艸赠:3 62面誤.134 741UT He IK i由图形及数据可见，吸入 C02后，与正常呼吸相比: 呼吸明显幅度加深，频率加快；最后接触C02后呼吸逐渐恢复正常。c）50cm胶管（增大无效腔）lllkL4lft-E10 S5 s3 PPTI昴丸值1賈Z館叩均伯.5.982. H4313 50cm胶管（增大无效腔）后，与正常呼吸相比:由图形及数据可见，一开始呼吸频率加快，呼吸幅度变小； 后来
6、呼吸频率保持加快，但呼吸幅度加深; 最后解除无效腔后呼吸逐渐恢复正常。d）将气管插管上端一侧管半夹闭一侧管完全夹闭，造成动物不完全窒息5-10min夹闭之前U 刖 丁兀15：IF T|oBV QV no博刃ULfIT rti由图形及数据可见，将气管插管上端一侧管半夹闭一侧管完全夹闭，造成动物不完全窒息 6min，与正常呼吸相比： 呼吸频率加快，呼吸幅度加深。e) 剪断一侧迷走神经3L 63,1111 IP 1 f t45 w叮冃平均首:由图形及数据可见，剪断家兔右侧迷走神经后，与正常呼吸相比: 一开始呼吸频率变慢，呼吸幅度明显减小； 后来呼吸频率减慢，但呼吸幅度加深；最后保持慢而深的呼吸。f)
7、 剪断双侧迷走神经金丸憤 ftM 平均直 准啤也 耳更iHi I17.74 :tn*时间:.01 T34 ujji!30 u|mi最丸值3.SO0.9C3.26平均值i 323. JE2.30面稅：233T.11频蚩I广 fctfs：卫 最血叵亘 卑阪?29 删也：I】毎由图形及数据可见，剪断家兔双侧迷走神经后，与正常呼吸相比: 一开始呼吸频率变慢，呼吸幅度明显减小；后来呼吸频率减慢，但呼吸幅度加深，且呼气低峰时长明显变长; 最后保持呼吸频率减慢，吸气过深，呼吸幅度减小。g) 刺激一侧迷走神经中枢端50Hz11 Mi M时月: m- tAffl： 歸小值: 平均值B-tta24 91 z丽1?
8、 cjril価|TiP炖i用曲审Q. 96IT54 45面稅:旳乩趾嘔 平均IB 旧Uffl fSF1L却e二洛12*0的J1 4S31L1 0如 11 7UI 4Kii ffi由图形及数据可见，刺激一侧迷走神经中枢端(50Hz)后，与双侧迷走神经剪断后呼吸相比:一开始呼吸频几近暂停；后来出现呼吸脱逸，接着呼吸继续暂停；最后停止刺激后，出现短时的明显代偿性呼吸运动增强现象。h) 刺激一侧迷走神经中枢端75Hz1 H5 59 1m e吊k自：3 2Lcph1.BB?|0. 79LJ輔丘D 37平如時0.391510.50值30由图形及数据可见，刺激一侧迷走神经中枢端(75Hz)后，与双侧迷走神经
9、剪断后呼吸相比:一开始呼吸频几近暂停；后来出现呼吸脱逸，接着呼吸继续暂停；最后停止刺激后，出现短时的明显代偿性呼吸运动增强现象。i)刺激一侧迷走神经中枢端25Hz(25Hz)后，与双侧迷走神经剪断后呼吸相比:由图形及数据可见，刺激一侧迷走神经中枢端 一开始呼吸频几近暂停；后来呼吸逐渐恢复，但频率变快，幅度变小。【实验讨论】a) 吸入N 2吸入气中缺02,肺泡气PO2下降，导致动脉血中 PO2下降，而PC02 (因为扩散速度快)基 本不变。随着动脉血中 P02的下降，通过刺激主动脉体和颈动脉体外周化学感受器延髓的呼 吸中枢兴奋，膈肌和肋间外肌活动加强，反射性引起呼吸运动增加。此外，缺氧程度不同，
10、表现也不同。轻度缺氧时，通过颈动脉体等的外周化学感受器的传入 冲动对呼吸中枢起兴奋作用大于缺氧对呼吸中枢的直接抑制作用，而表现为呼吸增强。b) 吸入C02C02是调节呼吸运动最重要的生理性因素，它对呼吸有很强的刺激作用，是维持延髓呼吸中枢正常兴奋活动所必须的。当动脉血中PC02增高时呼吸加深加快，肺通气量增大。由于吸入气中CO2浓度增加，血液中PCO2增加，C02透过血脑屏障使脑脊液中 C02浓度增多。（反 应式C02 + H20T H2CO3 T 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，通过呼吸肌的作用使呼吸运动加强。PCO2增高时，还刺激主动
11、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。c）50cm胶管（增大无效腔肺泡通气量=（潮气量-无效腔气量）X呼吸频率。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，有效肺泡通气量下降， 导致换气障碍，引起血中 PCO2上升、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，导致通气障碍，减少了肺泡通气量，反射性呼吸加深 加快。所以家兔通过调节增大潮气量即呼吸加深，和增加呼吸频率使肺泡通气量保持不变，维持正 常呼吸。d）将气管插管上端一侧管半夹闭一侧管完全夹闭，造成动物不完全窒息6mi n由于气管插管夹闭，气道阻力增加，导致
12、通气功能障碍，体CO2排出减少，02摄入减少，使PC02下降、P02增加，刺激外周及中枢化学感受器，呼吸中枢兴奋，使呼吸频率幅度都上升。e）剪断一侧迷走神经迷走神经是肺牵反射的传入纤维。肺牵反射中的肺扩反射的作用，在于阻止吸气过长过深， 促使吸气及时转为呼气，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 断一侧迷走神经以后，中断了该侧肺牵反射的传入道路，肺扩反射的生理作用就被消除，呈 现慢而深的呼吸运动。由于对侧的迷走神经尚未剪短，对侧仍然存在肺牵反射，所以出现慢 而深的呼吸。f）剪断双侧迷走神经当切断双侧迷走神经后，中断了左右两侧的肺牵反射的传入道路，肺扩反射的生理作用被完 全
13、消除，对吸气的抑制解除，所以出现频率更慢且吸气过深的呼吸运动。但由于机体失去了 对呼吸的正常调节机制， 所以呼吸频率和幅度都无法回到正常水平。g）刺激一侧迷走神经中枢端迷走神经对呼吸的作用是抑制吸气过程，促使吸气向呼气转换。以弱等强度刺激一侧迷走神经中枢端，使迷走神经对呼吸的吸气过程的抑制作用加强，因而 使吸气过程快速向呼气过程转换，引起呼吸变快变浅。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。因为肺牵反射包括肺扩 后反射性地引起吸气动作的抑制，使吸气加强加深。传入纤维经迷走神经兴奋后，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。呼吸暂停期间出现的呼吸脱逸，可能是由于血液中C02蓄积刺激延髓呼吸中枢，使迷走传入冲动（抑制呼吸）与 C02蓄积（兴奋呼吸）相互
