实验2.家兔呼吸运动的调节
一、材料和方法
实验动物：家兔
试剂: 200g/L氨基甲酸乙酯，2%乳酸溶液，氮气（N2）,二氧化碳（CO2）
仪器设备 ：RM6240生物信号采集处理系统 、呼吸换能器，Ｙ型玻璃气管插管、手术器械
方法：
（1）麻醉固定 家兔称重后，耳缘静脉注射20%氨基甲酸乙酯5ml/kg。待兔麻醉后，将其仰卧，前肢背部向下交叉，先后固定四肢及兔头。
（2）手术 剪去颈前部兔毛，沿正中线切开皮肤5～7cm，纵向分离皮下组织和肌层，暴露颈部气管及其两侧的左、右颈总动脉鞘，用玻璃分针分离双侧迷走神经，穿线备用。在气管下穿两根粗棉线备用。在甲状软骨下约1cm处，做“⊥”形切口，气管插管由剪口处向肺端插入，插管后结扎固定
（3）开启计算机采集系统，启动RM6240系统，选择 “呼吸运动调节”实验，开始记录。
二、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(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% 乳酸溶液2ml，使血液中[H+]增加，观察血液酸碱度改变对呼吸运动的影响。
6．观察迷走神经在呼吸运动调节中的作用：分别观察和记录切断右侧迷走神经和切断两侧迷走神经以后呼吸运动的变化。
7.以5V，20Hz，波宽为2ms的电刺激的连续脉冲间断刺激右侧迷走神经中枢端，观察和记录呼吸运动的变化。
三、实验结果
1、家兔呼吸运动曲线
图一、正常的呼吸曲线
图二、增大无效腔的呼吸曲线
图三、缺氧的呼吸曲线
图四、吸入CO2的呼吸曲线
图五、注入乳酸的呼吸曲线
图六、切断右侧神经
图七、切断两侧神经
图八、电刺激右侧迷走神经中枢端
2、各实验项目对家兔呼吸运动的影响表
表1 各实验项目对家兔呼吸运动的影响
四、讨论
1、在双侧迷走神经保持完整时，增加无效腔后，肺内空气的更新率下降，促使O2分压下降，CO2分压上升；缺氧导致家兔体内的O2 含量降低，CO2含量增高；吸入 CO2后同样导致CO2含量上升。而CO2 对呼吸的影响主要通过中枢化学感受器对呼吸运动起调节作用；而O2对呼吸的影响是通过外周化学感受器实现的。由于两者的影响同时刺激中枢化学感受器和外周化学感受器，使其反射性的调节使呼吸加深加快。所以[1]、[2]、[3]三个实验项目都使得呼吸加深。
2、肺泡气体交换的效率，除与气体扩散过程有关，还与肺泡通气量和肺血流量的配比情况有关。无效腔增加时，通气/血流比值增大，导致换气效率下降。
3、注射乳酸后，使其体内的H+含量明显增高，而H+是外周感受器的有效刺激物，故也可反射性引起呼吸加强。同时H+还可以直接刺激中枢化学感受器而加强呼吸，但H+透过血-脑屏障的速度较慢，故主要通过刺激外周化学感受器进行反射性调节，使其的呼吸作用加深加快。
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。
5、同样由于迷走神经为混合神经，在神经传导通路中可以通过双侧迷走神经传入或传出神经冲动。切断一侧迷走神经后，另一侧迷走神经仍对呼吸运动进行调节，所以在进行增加无效腔、缺氧、吸入CO2或注射乳酸，呼吸运动曲线变 化都与双侧迷走神经存在时相同。
6、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。切断了两侧迷走神经后，中断了肺牵张反射的传入通路，使肺牵张反射的生理作用被取消。最终导致呼吸运动的加深变慢。在1868年breuer和hering发现，在麻醉动物肺充气或肺扩张，则抑制吸气；肺放气或肺缩小，则引起吸气。切断迷走神经，上述反应消失，所以是反射性反应。
7、 电刺激迷走神经中枢端，可产生呼吸暂停。肺的牵张反射包括肺扩张后引起吸气活动的抑制，呼气加强，和肺缩小后引起呼气活动抑制，吸气加强的过程。这两种反射传入神经纤维都经由迷走神经传入中枢，调节呼吸运动。电刺激引起这两种纤维成分都同时持续兴奋，导致呼吸暂停。
8、本实验中可能破坏胸膜腔密闭性，使空气进入胸膜腔内，由于空气的进入，导致胸膜腔内的负压消失，肺依靠自身的回缩力量而立刻萎缩。造成开放性气胸后，使肺的某一部分组织塌陷休息，从而减少对肺通气的影响。
9、据电生理实验结果，肺部感受器至少可被分为三大类：慢适应感受器、快适应感受器以及C纤维感受器。按血供来源，后者又可分为气道(体循环)与肺(肺循环)两类。近来发现呼吸道中存在着第四类感受器，它们由迷走神经的AD传入纤维传递冲动，其放电活动不同于上述各类，对肺充气反应阈值高，故称之为高阈值AD感受器，功能上前两类基本属于机械性感受器，而后两类可归为化学敏感性感受器。
10、血压大幅度变化时可以反射性地影响呼吸，血压升高，呼吸减弱减慢；血压降低，呼吸加强加快。贺书云，胡三觉，王贤辉，韩晟等进行“迷走神经在心率变异性中的作用”的实验中结果发现在切断一侧迷走神经后心率变异功率谱成分均明显减小，但右侧迷走神经切断后其LF/HF比率的增大较左侧迷走切断后明显，心率加快也明显"双侧迷走神经切断后，LF及HF的功率明显下降，心率加快及LF/HF增大均较单侧迷走切断时明显"这说明左!右侧迷走神经均与心率变异性的大小有关，右侧迷走神经支配心率变异的作用强于左侧"另外，迷走神经主要决定高频成分，右侧迷走神经在支配窦房结活动中占优势。
第二篇：实验七++家兔呼吸运动的调节
