实验9 家兔呼吸活动的调节

一、   实验目的

1．对家兔进行全身麻醉、进行兔颈部急性手术；

2．学习记录家兔呼吸运动的方法；采用呼吸传感器直接记录家兔的呼吸频率与幅度

3. 研究在增加呼吸无效腔、 CO2、乳酸、缺氧呼吸活动的改变，观察肺牵张反射。

二、   实验原理

呼吸运动是一种节律性的运动，其深度和频率受体内外因素影响，比如劳动时，呼吸加深加快，肺通气量增加，摄取更多的氧气，排出更多的二氧化碳，与代谢水平相适应。

   呼吸的节律性主要来源于基本呼吸中枢脑桥和延髓，并受体内外各种因素影响。呼吸中枢分布于大脑皮层，间脑，桥脑，延髓，脊髓等部位，各级部位相互配合，共同完成呼吸节律性运动。呼吸中枢可接受来自不同感受器的传入冲动，反射性地影响呼吸运动，以适应机体需要。

三、   实验材料和器材

1、实验材料：家兔

2、实验器材：手术台、常用手术器械、生理信号采集处理系统、呼吸传感器、止血钳、气管插管、20ml及1ml注射器、橡皮管、刺激电极、20%氨基甲酸乙酯、CO2、乳酸、生理盐水、棉线、纱布。

四、   实验步骤

（一）准备家兔

1、家兔的麻醉

（1）取一只家兔，称重之后，用剪刀剪去耳缘静脉上的毛。

（2）用20ml注射器由耳缘静脉缓慢推注25％氨基甲酸乙酯(1g／kg体重)进行麻醉。要从远心端注射，注射时速度要慢，并随时观察动物情况。当动物四肢松软、呼吸变深变慢、角膜反射迟钝时，表明动物已被麻醉，即可停止注射。

2.家兔的固定

当兔子已经麻醉成功后，将兔子固定在手术台上，四肢都要固定好，并且用线将门牙也绑好，固定在铁架上。

3、剪毛

用剪刀将兔子颈部的毛小心地剪去，注意不要剪到肌肉。

4、切开皮肤

一手的拇指和示指按住家兔颈部两侧，另一手持手术刀，在紧靠喉头下缘，沿颈部正中线作一长约5～7cm的皮肤切口。然后用止血钳或手术剪分离皮下结缔组织后，夹住少许皮肤并向两侧分开创口。

5、分层分离肌肉

（1）术者与助手分别持止血钳轻轻提起少许气管正上方的肌肉，然后用手术剪在两止血钳夹住的肌肉之间，纵向将肌肉层剪开一个小口。用剪刀或止血钳将创口纵向扩大，再用止血钳夹住少许肌肉，向两侧分开肌层。

（2）继续用两把止血钳夹住下层气管上方的少许肌肉，轻轻提起，同法剪开并扩大肌肉创口。如此层层分离肌肉，直至看见肌肉层下方的气管。

（3）用止血钳向气管两侧拉开最后一层肌肉，暴露出气管。手术时，注意切口不可偏离气管上方，不可横向剪断肌肉，以免造成血管断裂而出血。切口也不要过于扩大，以免造成气胸。

6、气管插管术

暴露气管后在气管中段，于两软骨环之间，剪开气管口径之半，在向头端作一小纵切口呈倒“T”形。用镊子夹住T形切口的一角，将适当口径的气管套管由切口向心端插入气管腔内，用粗线扎紧，再将结扎线固定于“Y”形气管插管分叉处，以防气管套管脱出。

7、分离迷走神经

    用拇指和示指轻轻捏住分离的肌肉和皮肤，使示指向上顶而拇指向外翻，即可将血管神经束翻于示指之上。用弯头玻璃分针轻轻划开局部结缔组织束膜，仔细辨认3种神经与颈总动脉：颈总动脉呈红色，有波动，壁有较强的弹性；迷走神经最粗，有较好的韧性，色洁白，一般位于外侧；交感神经较细，略呈灰色，一般位于内侧；主动脉神经最细，一般位于两神经之间。分离约5cm长的迷走神经，注意保持神经的完好，埋2根线备用。

8、准备好测量

在家兔胸部安放呼吸传感器，连接仪器，打开实验软件，选择“家兔呼吸调节”实验项目，记录家兔正常呼吸运动的曲线。

（二）实验观察内容

1、观察增加无效腔对呼吸运动的影响

2、观察增加气道阻力对呼吸运动的影响

3、观察CO2对呼吸运动的影响

4、耳缘静脉注射3%乳酸2ml，观察呼吸运动的变化过程。

5、观察肺牵张反射对呼吸运动的影响：于吸气之末，向肺内注入20ml空气；于呼气之末，于肺内抽取20ml空气。

6、刺激迷走神经观察呼吸运动的变化

7、双结扎双侧迷走神经并切断后观察呼吸运动的的变化

8、剪断双侧迷走神经，分别刺激一侧中枢端和外周端并观察呼吸运动的的变化

五、   实验结果

家兔正常的呼吸曲线，如右

图所示

1、观察增加无效腔对呼吸运动的影响，可见呼吸相对于正常呼吸曲线，更加的快和深。

 

图一、无效腔时，家兔的呼吸曲线

2、观察增加气道阻力对呼吸运动的影响，呼吸加快加深，有几处特别明显。

          图二、增加气道阻力时，家兔的呼吸曲线

3、观察CO2对呼吸运动的影响，随着加入二氧化碳的增多，家兔的呼吸逐渐加快加深，不再加入二氧化碳后，呼吸逐渐恢复平稳。

图三、增加二氧化碳后，家兔的呼吸曲线

4、耳缘静脉注射3%乳酸2ml，观察呼吸运动的变化过程，可见家兔的呼吸变得急促。随后，逐渐恢复正常水平。

                    图四、注射乳酸后，家兔的呼吸曲线

5、观察肺牵张反射对呼吸运动的影响：于吸气之末，向肺内注入20ml空气；于呼气之末，于肺内抽取20ml空气。

 

图五（一）、注入空气后，家兔的呼吸曲线       图五（二）、抽走空气后，家兔的呼吸曲线

6、刺激迷走神经观察呼吸运动的变化，可见呼吸突然暂停了。

图六、刺激迷走神经，家兔的呼吸曲线

7、双结扎双侧迷走神经并切断后观察呼吸运动的的变化，呼吸变得混乱。

图七 双节扎迷走神经后切断，家兔的呼吸曲线

8、剪断双侧迷走神经，分别刺激一侧中枢端和外周端并观察呼吸运动的的变化，可见刺激两根迷走神经的中枢端，都没有引起呼吸曲线较大的变化，但是刺激右端，都可以见呼吸减缓或暂停。

   图八（一）、切断迷走神经后，刺激              图八（二）、切断迷走神经后，刺激右侧迷走神经

右侧迷走神经的外周端，家兔的呼吸曲线                     的中枢端，家兔的呼吸曲线

图八（一）、切断迷走神经后，刺激           图八（二）、切断迷走神经后，刺激左侧迷走

左侧迷走神经的外周端，家兔的呼吸曲线         神经的中枢端，家兔的呼吸曲线

六、   实验分析与讨论

见图一，对比家兔正常的呼吸曲线，可发现，增加了无效腔后，呼吸运动是加深加快了，这是因为增加无效腔后，减少了肺泡通气量，使肺泡气体的更新率有所下降，导致二氧化碳增加，氧气分压下降，最后刺激了中枢和外周外学感受器，使得呼吸加深加快。

而增加了气道长度后，会使呼吸气道阻力增大，所以反射性呼吸也会加深加快。本实验中得到的图二，有几处呼吸特别深。

见图三，随着加入二氧化碳的增多，家兔的呼吸逐渐加快加深，这是因为，二氧化碳本身不是直接刺激物，而是通过提高脑脊液中的氢离子浓度来刺激中枢化学感受器。即，氢离子的浓度增加，则颈动脉体和主动脉提发放冲动，刺激迷走神经，将信号传到延脑，最后反射性引起呼吸加快加深。

见图四，往家兔静脉注射乳酸后，可明显看到呼吸变得急促，这是因为，注射乳酸后，使其体内的氢离子含量明显增高，而氢离子是外周感受器的有效刺激物，故也可反射性引起呼吸加强。同时氢离子还可以直接刺激中枢化学感受器而加强呼吸，但氢离子透过血-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。

图五，注入空气后，舒张压变得大了，这是因为打气使得肺扩张。同理，抽走气体，使得肺收缩，所以舒张压会下降。

见图六，刺激迷走神经，呼吸停止，迷走神经主要参与肺的肺牵张反射。

见图七，切断双侧迷走神经后，呼吸变得混乱没有规律了，这是由于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，所以呼吸失去调节，变得混乱。

见图八，刺激迷走神经外周端，动作电位向感受器方向传播，所以效应器不会反应，那么呼吸不会发生变化。刺激迷走神经的中枢端，动作电位会传向效应器，所以会引起反应，阻碍了呼吸作用。

七、   实验结论

通过本实验，得到了多种影响家兔呼吸运动的因素。增加了无效腔、增长气道阻力、增加二氧化碳或者乳酸，都会使呼吸运动加深加快。迷走神经对呼吸起抑制作用。

第二篇：家兔呼吸的调节(生理学实验)

                 家兔呼吸的调节（生理学）