1、实验28 家兔呼吸运动的调节浙江中医药大学1.摘要目的 观察血液中化学因素（PCO2、PO2、H）改变对家兔呼吸频率、节律、通气量的影响及机制。观察迷走神经在家兔呼吸运动调节中的作用及机制。学习气管插管术和神经血管分离术。方法 通过增大 CO2分压，增大无效腔，快速注射 2%乳酸，先后切断两侧迷走神经，以及电刺激迷走神经中枢端，观察呼吸运动的改变情况。结果 增大无效腔气量、提高 PCO2、注射乳酸均可使家兔呼吸加深加快，而剪断一侧及两侧迷走神经、电刺激迷走神经中枢端则使呼吸变浅、频率变慢。结论 增加 PCO2，增大无效腔，快速注射乳酸后，可使家兔通气量、呼吸频率及平均呼吸深度明显增加；剪断一侧
2、迷走神经对呼吸运动影响不大，剪断双侧迷走神经，呼吸变慢变深。2.材料和方法2.1材料家兔；CO2，氨基甲酸乙酯，乳酸；呼吸换能器；微机生物信号采集处理系统。2.2方法2.2.1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。呼吸换能器输出线连接微机生物信号处理系统。打开RM6240系统：点击“实验”菜单，选择“呼吸运动调节”，仪器参数：通道时间常数为直流，滤波频率30Hz，灵敏度10cmH2O(或50ml/s)，采样频率800Hz，扫描频率1s/div。连续单刺激方式，刺激强度5-10V，刺激波宽2ms,刺激频率30Hz。2.2.2麻醉固定 家兔称重后，按1g/k
3、g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。2.2.3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，在气管下两根粗棉线备用。2.2.4气管插管 在甲状软骨下约1cm处，做倒“T”形剪口，用棉签将气管切开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，避免损伤气管粘膜引起出血，用意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
4、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增加吸入气中CO2分压 待呼吸曲线恢复正常，将CO2导管口使气体冲入气管插管，是家兔吸入较高浓度CO2的空气。待家兔呼吸运动增强后，立即移去CO2气体导管。待呼吸正常后再做下一步实验。2.3.3在气管插管一个侧管上接一根长50cm胶管（流量法：接通气口），观察和记录呼吸运动的变化。2.3.4增加血液中H 耳缘静脉缓慢注入3%乳酸溶液2ml，观察呼吸运动的变化。 2.3.5迷走神经对呼吸运动的调节作用 分别观察切断一侧迷走神经和切断两侧迷走神经以后
5、呼吸运动的变化。以5-10V强度，15-30Hz，2ms波宽的连续电脉冲间断刺激迷走神经中枢端，观察呼吸运动较之切断前有何改变。3.实验结果图一 正常呼吸曲线图二 增加吸入气中CO2分压后的呼吸变化曲线图三 接无效腔后的呼吸变化曲线图四 注入乳酸后的呼吸变化曲线图五 剪断左侧迷走神经后的呼吸变化曲线图六 剪短两侧迷走神经后的呼吸变化曲线图七 电刺激左侧迷走神经后的呼吸变化曲线从实验结果可以看出（参照的均为正常呼吸）：1.吸入高浓度CO2的空气候呼吸明显加深，频率明显加快。 2.增大无效腔后呼吸加深，频率加快。3.通过家兔耳缘静脉注射0.06g乳酸后，呼吸亦加深，频率加快。 4.剪断一侧及两侧迷
6、走神经后，家兔呼吸均加深，频率均减慢，且后者比前者变化更大。 5电刺激一侧迷走神经中枢端后家兔呼吸变浅，频率加快，几乎成一条直线。4.讨论与分析4.1 CO2是调节呼吸运动最重要的生理性化学因素，一定水平的PCO2水平对维持呼吸和呼吸中枢的兴奋性是必要的CO2刺激呼吸是通过两条途径实现的：通过刺激中枢化学感受器再兴奋呼吸中枢；刺激外周化学感受器，冲动经窦神经和迷走神经传入延髓呼吸有关核团，反射性地使呼吸加深、加快，增加通气量。肺通气量增加可以增加CO2的排出，肺泡气和动脉血P CO2可重新接近正常水平。4.2 无效腔是指未进行气体交换的一部分肺泡容量，包括解剖无效腔和肺泡无效腔。且肺泡通气量=
7、（潮气量无效腔气量）呼吸频率，所以当给家兔气管插管的侧管连接 50cm 长的胶管时，增大了解剖无效腔，使肺泡通气量减少，因此家兔通过调节增大潮气量即呼吸加深，增加呼吸频率是肺泡通气量保持不变，维持正常呼吸。4.3 动脉血H增加，呼吸加深加快，肺通气量增加；H降低，呼吸受到抑制。H对呼吸的调节也是通过外周化学感受器和中枢化学感受器实现的。中枢化学感受器对H的敏感性较外周的高，约为外周的25倍。但是，H通过血液屏障的速度慢，限制了它对中枢化学感受器的作用。所以以外周化学感受器的途径为主。4.4 切断一侧迷走神经后，由于这一侧迷走神经的神经冲动传递受阻，使得呼吸运动的调节受阻；随后由于迷走神经为混合
8、神经，另一侧迷走神经将起到呼吸调节作用，此时发挥负反馈调节作用，加速吸气和呼气活动的交替，即呼吸频率加快。4.5 肺牵张反射的肺扩张反射的作用在于阻抑吸气过长过深，促使吸气及时转入呼气。肺扩张反射的感受器位于从气管到细支气管的平滑肌中，当吸气时肺扩张牵拉呼吸道，感受器兴奋，冲动经迷走神经传入延髓，在延髓内通过一定的神经联系是吸气切断机制兴奋，切断吸气，转入呼气。这样便加速了吸气向呼气转换，使呼吸频率增加。所以切断两侧迷走神经后，吸气延长、加深，呼吸变得深而慢4.6 当用5V的电脉冲刺激迷走神经中枢端时，相当于恢复了迷走神经的功能，又由于刺激电压过大，使呼吸频率显著加快，呼吸也由此变浅。5.结论增加 PCO2，增大无效腔，快速注射乳酸后，可使家兔通气量、呼吸频率及平均呼吸深度明显增加；剪断一侧迷走神经对呼吸运动影响不大，剪断双侧迷走神经，呼吸变慢加深；电刺激迷走神经中枢端呼吸变浅加快。5
