家兔呼吸运动的调节(家兔呼吸运动的调节与胸膜腔内压的观察)

1.家兔呼吸运动的调节与胸膜腔内压的观察

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内容来自用户：轩辕逸芸

实验二十五兔呼吸运动的调节与胸膜腔内压的观察【实验目的】通过描记家兔呼吸运动曲线观察各种因素对呼吸运动的影响，同时学习直接测定呼吸运动曲线及胸膜腔内压的实验方法。【实验原理】呼吸运动能够有节律的进行，并能适应机体代谢的需要，是由于呼吸中枢调节的缘故。正常节律性呼吸运动呼吸中枢节律性活动的反映，是在中枢神经系统参与下，通过多种传人冲动的作用，反射性调节呼吸的频率和深度来完成的。其中较为重要的调节活动有呼吸中枢的直接调节和肺牵张反射、化学感受器等的反射性调节。因此，体内外各种刺激可以作用于中枢或通过不同的感受器反射性地影响呼吸运动。平静呼吸时，胸膜腔内压力虽然随着呼气和吸气而升降，随着呼吸深度的变化而变化，但其数值始终低于大气压力而为负值，故胸膜腔内压也称为胸内负压。【实验对象】家兔。【实验材料】哺乳类动物手术器械，兔手术台，气管插管，注射器（20ml、5m1）,50cm长橡皮管一条， BL­410 生物信号采集处理系统，张力换能器，压力换能器，纱布，丝线，刺激电极，胸内插管或粗穿刺针头，钠石灰瓶，1.5%戊巴比妥钠溶液，3%乳酸溶液，二氧化碳球囊，生理盐水。【实验步骤】 1.手术 （1）麻醉和固定用 1.5%戊巴比妥钠溶液按 2ml/kg 体重的剂量从兔耳缘静脉缓慢注入，待动物麻醉后，取仰卧位将兔固定于兔手术台上。剪去颈部、剑突和右侧胸部的毛。 （2）插气管插管沿颈部正中切开皮肤，用止血

2.动物呼吸运动的调节

吸入高浓度CO2后家兔呼吸张力从 cmH2O 增加到 cmH2O ，呼吸频率从 次/min增加到 次/min，与正常呼吸相比呼吸张力增加 ml/min，呼吸频率增加 次/min，通气量明显增加，呼吸频率加快是由吸入气中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[2] ；结果发现吸入CO2后引起通气量增加比吸入纯氮气更明显，这可能与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， PaCO2­和H+­作用总和等因素有关 。

注射乳酸使动脉血中H+浓度的增加，可使呼吸加深、加快，肺通气增加。H+对呼吸的调节既可通过刺激外周化学感受器也可刺激中枢化学感受器而实现。但H+不易通过血-脑屏障，因而此时H+的效应主要是刺激外周化学感受器。

切断两侧迷走神经后，可使吸气延长，呼吸深慢。因为气管和细支气管的平滑肌中有牵张感受器，迷走神经中有肺牵张反射的传入纤维。肺牵张反射中的肺扩张反射的生理作用，在于阻止吸气过长过深，加速吸气和呼气运动的交替，使呼吸频率增加。切断了迷走神经后，中断了肺牵张反射的传入通路，肺牵张反射的生理作用被消除，呼吸运动深慢，根据上述机制，用电刺激迷走神经的中枢端则可以使深慢的呼吸重新变为浅快，并且可以接近正常的呼吸频率和深度。

3.家兔呼吸运动调节实验讨论

方法】 1.实验系统连接及参数设置 （1）家兔呼吸运动（气道压力法）记录装置见图7-17-1。

将呼吸换能器固定于铁支柱上。（2）呼吸换能器输出线接微机生物信号处理系统第4通道（亦可选择其它通道）。

（3）微机生物信号处理系统参数设置。① RM6240系统：点击“实验”菜单，选择“呼吸”或“自定义实验项目”菜单中的“呼吸运动调节”。

系统进入该实验信号记录状态。仪器参数：通道时间常数为直流，滤波频率30Hz，灵敏度10cmH2O（或12.5ml），采样频率800Hz，扫描速度 1s/div。

连续单激激方式，刺激强度5~10V，刺激波宽2ms，刺激频率30 Hz。② PcLab和MedLab系统：点击“实验”菜单，选择“常用生理学实验”或“文件” 菜单“打开配置”中的“呼吸记录”项目。

系统进入该实验信号记录状态。仪器参数：通道放大倍数1000，直流耦合（下限频率DC），上限频率40Hz，采样间隔1ms；串刺激方式，波宽2ms，刺激强度5~10V，时程1s，频率30 Hz。

③ 呼吸换能器定标 在实验前，实验室已将呼吸换能器与微机生物信号采集处理系统组成的记录测量系统进行了定标，如果没有定标，请按下列步骤对系统进行定标：吸换能器与微机生物信号处理系统连接，时间常数直流耦合方式，换能器的测压口用胶管与水检压计连接，用注射器从水检压计排气口向检压计水内注入空气，使水检压计的水柱上升至10cm水柱，用微机生物信号处理系统记录压力线，调节灵敏度（或放大倍数），使信号有合适的幅度，在记录界面上选择压力线，打开定标（或单位修正）对话框，输入与压力线对应的压力数值，选择“单位”cmH2O，在“确定”后，系统的定标就完成了，在记录界面可通过测量工具直接读出记录的压力数据。流量定标（略）。

2.手术准备（参见第四章第一节 动物实验的基本操作、第四节 实验动物手术） （1）麻醉固定 家兔称重后，200g/L氨基甲酸乙酯按1g/kg体重，耳缘静脉注射麻醉。待兔麻醉后，将其仰卧，先后固定四肢及兔头。

（2）手术 用粗剪刀去颈前部兔毛于水盆中，颈前正中切开皮肤6~8cm，直至下颌角上1.5~2cm，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的颈总动脉和迷走神经，在迷走神经下穿线备用。用止血钳分离气管，在气管下穿两根粗棉线备用。

（3）气管插管 在环状软骨下约1cm处，做“⊥”形剪口，用棉签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，避免损伤气管粘膜引起出血，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。用温热生理盐水纱布覆盖手术野。

【模拟实验操作方法】 1.模拟实验窗口（图6-2-10） 家兔：家兔颈部气管插管，一通气口用胶管连接呼吸换能器，家兔呼吸运动用仿真记录仪显示。2.手术刀 鼠标点击手术刀并拖动至家兔颈部释放，启动气管插管录像，录像结束，记录仪描记家兔气道压力变化曲线。

3.仿真二道记录仪 第一道记录家兔气道压力变化曲线，第二道记录实验项目标记。仿真记录仪面板设灵敏度、位移、纸速调节按钮，面板设数字显示框，分别显示记录仪第一道灵敏度、气道压力、呼吸频率、实验项目标记。

4.注射器 鼠标器点击注射器拖动至家兔耳部上方释放，向输入框输入药品剂量，点击确定，药品从家兔耳缘静脉注入。呼吸运动因药物作用而发生变化。

药品剂量：2%乳酸 2ml。5.CO2气球、N2气球、胶管拖动至气管插管图气管插管开口处释放，呼吸运动发生变化。

6.鼠标点击手术刀并拖动至家兔颈部神经解剖图的神经上方释放，可先后切断二侧迷走神经，呼吸运动发生变化。7.测量按钮 按测量按钮，仿真记录仪显示所做实验项目的实验曲线，仿真记录仪面板按钮变为图标按钮，有放大、缩小、压缩、扩展、定位五个图标按钮，分别可使仿真记录仪内的实验曲线纵向放大或缩小，横向压缩或扩展，定位图标按钮可使所选记录曲线处的位置移到仿真记录仪左边框位置。

8.测量状态 在测量状态下，鼠标器在仿真记录仪内移动，可对实验曲线进行测量，并从仿真记录仪的面板数字显示框“压力”和“Time”中读出气道压力和呼吸周期时间。在曲线上点击，可测量相对值。

拖动仿真记录仪面板上的滚动条，可使实验曲线左右滚动，显示前后实验数据曲线。9.窗口内容和可操作控件均有提示。

窗口提示栏右设置“返回”按钮，鼠标点击“返回”按钮，程序返回到模拟实验窗口。 图6-2-10 呼吸运动调节模拟实验窗口 【观察项目】1.描记正常呼吸曲线：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（注意：下列每一实验项目前必须先等待呼吸曲线恢复正常）。 2.观察增大无效腔对呼吸运动的影响：将长胶管接至气管插管开口处使家兔无效腔增大，观察与记录呼吸运动的变化。

3.观察缺O2对呼吸运动的影响：使用N2气囊，给动物吸入含有较高浓度N2气的空气以造成部分缺O2，观察与记录呼吸运动的变化。 4.观察吸入气中CO2 含量增加对呼吸运动的影响：同上法用CO2气囊，使吸入的空气中含有较多的CO2，观察与记录呼吸运动。

5.耳缘静脉缓慢注入2% 乳。