家兔呼吸运动的调节
(浙江中医药大学 第一临床医学院 )
关键词：呼吸运动、调节
[摘要]目的：观察血液中化学因素改变对家兔呼吸运动（呼吸频率、节律、幅度）的影响，初步探讨其作用部位，并分析机制。观察迷走神经在家兔呼吸运动调节中的作用，初步探讨其机制。掌握气管插管术和神经血管分离术。
方法：手术分离家兔气管，
二 实验材料：
（1）动 物：家兔
（2）器 械：动物手术器材（手术刀、手术剪、止血钳、玻璃分针,丝线，注射器，兔台），气管插管，50cm的胶管，体重秤，呼吸换能器，球胆，电刺激连线，RM6240微机生物信号采集处理系统。
（3）药品和试剂： CO2、20g/L乳酸、氨基甲酸乙酯。
三 实验方法：
（1）仪器连接与标定：RM6240系统：点击“实验”菜单，选择“呼吸运动调节”。
（2）麻醉固定：家兔称重后，按1g/kg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。
（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迷走神经，在迷走神经下穿线备用。分离气管，在气管下穿两根粗棉线备用。
（4）气管插管：在环状软骨下约1cm处，做倒T形剪口，气管插管由剪口处向肺部插入，插时动作应轻巧，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。
（5）项 目 观 察 ：
1)观察正常呼吸曲线(正常呼吸曲线的频率和幅度)
2)增加无效腔（观察呼吸频率和幅度变化）
3)增加吸入气中CO2的分压 （观察呼吸频率和幅度变化）
4)静脉内注入2％乳酸 2ml（观察呼吸频率和幅度变化）
5)切断左侧迷走神经，观察呼吸频率和幅度。再切断右侧迷神经，观察呼吸频率和幅度变化。
6)电刺激：以2V，5Hz频率的连续电脉冲持续10s刺激右迷走神经中枢端（观察呼吸频率和幅度变化）。
（6）统计方法：结果以x±s 表示，统计采用student t test 方法
四 实验结果
（1）我组的实验结果
实验结论：机体通过呼吸调节血液中的O2、CO2、H+水平，动脉血中O2、CO2、H+的变化又通过化学感受器调节呼吸，维持机体内环境的相对稳定。
实验结果：增加无效腔后，家兔呼吸频率加快，呼吸程度变深。
吸入高浓度CO2后家兔通气量明显增加，呼吸频率加快，呼吸运动加深加快
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
切断一侧迷走神经后，呈现慢而深的呼吸，但不是很明显。
切断双侧迷走神经后，呈现很明显的慢而深的呼吸。
电刺激迷走神经中枢端，产生呼吸暂停。
（2）班级的统计数据：
50cm胶管，co2,乳酸对家兔平均吸气压（流量），呼吸频率的影响x±s
组别 n 平均吸气流量（ml/s） 呼吸频率（bmp） 每分肺通气量（ml/s*bpm）
对照组 8 0.92±1.11 59.25±23.33 57.31±94.60
50cm胶管组 8 0.30±0.32 63.86±25.60 40.04±18.44
p 0.00* 0.09*** 0.24***
吸入co2组 8 0.29±0.39 61.1±63.50 78.12±77.71
P 0.08*** 0.68*** 0.47***
静脉注射乳酸组 8 0.22±0.29 79.38±30.14 50.86±55.56
p 0.77*** 0.37*** 0.83***
*P<=0.01有显著差异；**P<=0.05有差异；***P>0.05无差异
迷走神经对家兔呼吸运动的影响x±s
组别 n 呼吸时比（呼气/吸气间期） 呼吸频率（bpm）
完整迷走神经组 8 1.43±0.16 64.33±10.41
P 0.01* 0.44***
剪断左侧迷走神经组 8 0.89±3.11 55.60±12.62
p 0.01* 0.68***
剪断右侧迷走神经组 8 0.81±9.91 50.71±6.18
P 0.43*** 0.71***
刺激右侧迷走神经中枢端组 8 0.88±2.51 48.25±5.74
P 0.73*** 0.72***
*P<=0.01有显著差异；**P<=0.05有差异；***P>0.05无差异
六讨论：
1增加无效腔后，家兔呼吸频率加快，呼吸程度变深。
实验中通过插管的方式增大无效腔，也就是减小了进入肺泡的潮气量，即每次的有效气体更新变小。效果促使O2分压下降，CO2 分压上升；使其反射性的调节使呼吸加深加快
2吸入高浓度CO2后家兔通气量明显增加，呼吸频率加快，呼吸运动加深加快
用增加吸入二氧化碳来增大气道阻力实际上是在正常的呼吸中忽然阻断整个呼吸系统和外界的联系。直接影响是整个呼吸系统中的氧气分压降低，二氧化碳分压升高，原因是，氧气无法及时供给反而在不断消耗，而二氧化碳的产生在不断的占据整个气压环境。二氧化碳的浓度升高会引起内环境的氢离子浓度增大，刺激呼吸中枢，使得呼吸加强加深。由于收缩时间的延长，表面上看是呼吸速率减弱。
3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
氢离子浓度增大，刺激呼吸中枢，使得呼吸加强加深。
4切断一侧迷走神经后，呈现慢而深的呼吸，但不是很明显。
迷走神经是肺牵张反射的传入纤维。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，在于阻抑吸气过长过深，促使吸气及时转入呼气，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，中断了该侧肺牵张反射的传入道路，肺扩张反射的生理作用就被消除，故呈现慢而深的呼吸运动。由于对侧的迷走神经尚未剪断，对侧仍然存在肺牵张反射，故整体情况下，慢而深的呼吸不是很明显。
5 切断双侧迷走神经后，呈现很明显的慢而深的呼吸。
剪断两侧迷走神经后, 中断了肺牵张反射的传入通路, 使肺牵张反射的生理作用减弱, 出现吸气过深, 呼吸频率变慢。
注：由于剪断了双侧迷走神经，机体失去了对呼吸的正常调节机制，所以呼吸速率和强度都无法回到正常水平。
6刺激迷走神经的远心端（外周神经端）出现了呼吸强度的明显下降，频率加快。
原因是这时的刺激和中枢之间没有阻碍，所以是有效刺激。剪断迷走神经的直接后果是失去了中枢的抑制，呼吸加深变慢。一旦给予刺激，冲动传入延髓抑制了吸气神经元的活动，使得吸气程度部分被抑制，一定程度上引起了被动的呼气，
综合起来使得呼吸的速率提高，呼吸的强度减弱。
七．参考文献
姚泰主编《生理学》第六版 ，人民卫生出版社
《中国实用医药—家兔呼吸运动的调节、胸膜腔内压观察及实验性呼吸衰竭》
第二篇：家兔 呼吸运动的调节 实验讨论
家兔呼吸运动的调节
实验讨论：
1、CO2浓度增加使呼吸运动加强
CO2是调节呼吸运动最重要的生理性因素，它不但对呼吸有很强的刺激作用，并且是维持延髓呼吸中枢正常兴奋活动所必须的。每当动脉血中PCO2增高时呼吸加深加快，肺通气量增大，并可在一分钟左右达到高峰。由于吸入气中CO2浓度增加，血液中PCO2增加，CO2透过血脑屏障使脑脊液中CO2浓度增多，
CO2十H2O→ H2CO3 → 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，通过呼吸机的作用使呼吸运动加强，此外，当PCO2增高时，还刺激主动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。
2、缺氧使呼吸运动增加
吸人纯氮气时，因吸人气中缺O2，肺泡气PO2下降，导致动脉血中PO2下降，而PCO2却基本不变（因CO2扩散速度快）随着动脉血中PO2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，隔肌和肋间外肌活动加强，反射性引起呼吸运动增加。
此外，缺O2对呼吸中枢的直接效应是抑制并随缺O2程度的加深而逐渐加强。所以缺O2程度不同，其表现也不一样。在轻度缺O2，通过颈动脉体等的外周化学感受器的传人冲动对呼吸中枢起兴奋作用大于缺O2对呼吸中枢的直接抑制作用而表现为呼吸增强。
3、增大呼吸无效腔对呼吸运动的影响
增加气道长度后家兔呼吸张力增加 ，呼吸频率增加 。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，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，减少了肺泡通气量，反射性呼吸加深加快；增加家兔气道长度可使家兔通气量增加，呼吸频率加快。
4、静脉注人乳酸（血液中H+增高）
静脉注人乳酸后，呼吸运动加深加快。因为乳酸改变了血液PH，提高了血中H+浓度。H+是化学感受器的有效刺激物H+可通过刺激外周化学感受器来调节呼吸运动，也可直接刺激中枢化学感受器，但因血中H+不容易透过血脑屏障直接作用于中枢化学感受器，因此，血中H+对中枢化学感受器的直接刺激作用不大，也较缓慢。
7、切断一侧迷走神经后，呈现慢而深的呼吸，但不是很明显。
迷走神经是肺牵张反射的传入纤维。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，在于阻抑吸气过长过深，促使吸气及时转入呼气，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，中断了该侧肺牵张反射的传入道路，肺扩张反射的生理作用就被消除，故呈现慢而深的呼吸运动。由于对侧的迷走神经尚未剪断，对侧仍然存在肺牵张反射，故整体情况下，慢而深的呼吸不是很明显。
8、切断双侧迷走神经后，呈现很明显的慢而深的呼吸（主要是吸气相）。
当切断双侧迷走神经以后，中断了左右两侧的肺牵张反射的传入道路，肺扩张反射的生理作用就被完全消除，故呈现很明显的慢而深的呼吸运动。
实验结论：机体通过呼吸调节血液中的O2、CO2、H+水平，动脉血中O2、CO2、H+的变化又通过化学感受器调节呼吸，维持机体内环境的相对稳定。