家兔呼吸运动的调节

吕帅洁

摘要：为观察血液中化学因素（PCO2、PO2、[H﹢]）改变对家兔呼吸运动（呼吸频率、节律、幅度）的影响；观察迷走神经在家兔呼吸运动调节中的作用；掌握气管插管术和神经血管分离术。通过在气管插管的情况下通过增大无效腔气量、增加吸入PCO2、注射乳酸、剪断迷走神经、电刺激迷走神经中枢端等方法，

用微机生物信号处理系统观察家兔呼吸运动的变化。实验显示增大无效腔气量、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其呼吸变浅，频率变慢。因此提高吸入气体PCO2，降低PO2可导致呼吸加深加快；迷走神经是呼吸运动调节反射中的传入神经，剪断一侧及两侧迷走神经后，可通过反馈调节使呼吸变浅，频率加快。 关键词：呼吸运动 迷走神经 CO2分压 H﹢浓度

材料和方法[1]

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、方法

2.1手术准备

2.1.1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。

2.1.2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。

2.1.3气管插管 在环状软骨下约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。

2.2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。

2.3实验观察

2.3.1记录正常呼吸曲线 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。

2.3.3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。

2.3.4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呼吸运动的变化。以5 ~10V强度，15 ~20Hz，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。

2.4从实验结果图像产生呼吸频率、平均呼吸深度、通气量等数据，对图像做适当剪切打印。

结果

从上述实验结果看出：增大无效腔后呼吸加深，频率加快；吸入高浓度CO2的空气候呼吸明显加深，频率明显加快；通过家兔耳缘静脉注射0.06g乳酸后，呼吸亦加深，频率加快；间断一侧及两侧迷走神经后，家兔呼吸均加深，频率均减慢，且后者比前者变化更大；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。

讨论

1、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=（潮气量﹣无效腔气量）×呼吸频率[2]，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[3]。

2、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：①通过刺激中枢化学感受器再兴奋呼吸中枢；②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。

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、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，即呼吸频率加快。

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。

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。

结论

提高吸入气体PCO2，降低PO2可导致呼吸加深加快；迷走神经是呼吸运动调节反射中的传入神经，剪断一侧及两侧迷走神经后，可通过反馈调节使呼吸变浅，频率加快。而电刺激迷走神经中枢端，则相当于增强了迷走神经的功能，加快了呼吸由吸气向呼气的转变，加快了频率，呼吸也变浅。

参考文献

[1]陆源，林国华，杨午鸣.机能学实验教程[M].北京：科学出版社.2005.

[2]张志雄，王德山，牛欣，苗维纳.生理学[M].上海：上海科学技术出版社.2006.

[3]秦俊莲，王红伟，尚立芝.家兔呼吸运动调节、胸膜腔内压观察及实验性呼吸衰竭[J] .中国实用医药20xx年4 月第2 卷第12 期.

第二篇：家兔呼吸运动的调节：实验报告及结果分析

                         家兔呼吸运动的调节

一、正常呼吸曲线的记录

                         

                      家兔正常的呼吸曲线

               曲线上升阶段为吸气；下降阶段为呼气。

    吸气时肺扩张，剑突软骨上升，拉着剑突软骨的细线放松；呼气时肺缩小，剑突软骨下降，细线紧绷。因此曲线上升阶段为吸气；下降阶段为呼气。

二、各种影响因素所造成的呼吸曲线的改变

                     

                   增加无效腔后呼吸运动曲线

   

     前面一个箭头指：正常呼吸曲线； 后面一个箭头指：增加无效腔后的呼吸曲线

   分析：增大气道长度后，家兔的呼吸张力增强，呼吸频率增加。增加的气道长度等于增加的无效腔，气道加长使得呼吸阻力增大，呼吸加深加快。

                                         

                                            

        

三、肺牵张反射对呼吸运动的影响

    

                   

                     

 

                       剪断双侧迷走神经对呼吸运动的影响

       剪断双侧迷走神经后，呈现很明显的慢而深的呼吸。

   分析：迷走神经中含有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动作的交替，调节呼吸的频率和深度。当剪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。