27-171c班生理科学实验

1、影响家兔呼吸运动和血气酸碱度的（浙江大学医学院 2009 级临床医学专业 1C 班，浙江杭州 310058，y）【摘要】目的：探讨血液中 PCO2、PO2 和H+对家兔呼吸运动的影响及机制，探讨度冷丁、对呼吸运动的影响及机制，探讨迷走神经在家兔呼吸运动调节中的作用及机理。方法：家兔气管插管，正常呼吸曲线，并分别增加无效腔、降低 PO2、增加 PCO2、酸模型和纠正酸、度冷丁和处理、切断两侧迷走神经、电刺激中枢端和外周端，观察家兔呼吸幅度及频率变化，采血并进行血气分析。结果：增加气道强度时，处理前通气量为 987.63470.69ml，处理后为 1669.61257.96ml，但两者相比有显著性

2、差异（P0.01）；处理前呼吸频率为 488.38 次/min，处理后为 67.2214.70 次/min，两者相比有显著性差异（P0.05）；处理前呼吸频率为 52.679.90 次/min，处理后为 66.2211.46 次/min，两者相比有显著性差异（P0.01）。增加吸入气中 CO2 分压时，处理前通气量为 1004.28401.78ml，处理后为 2240.06658.24ml，两者相比有显著性差异（P0.01）；处理前呼吸频率为 49.789.65 次/min，处理后为 86.1114.92 次/min，两者相比有显著性差异（P0.01）。酸时，处理前通气量为 1110.3430

3、6.62ml，处理后为 2073.06534.21ml，两者相比有显著性差异（P0.01）；处理前呼吸频率为 5210.81 次/min，处理后为 87.6717.88 次/min，两者相比有显著性差异（P0.01）。酸纠正后，处理前通气量为 1044.83211.51ml，处理后为 1414.64397.98ml，两者相比有显著性差异（P0.05）。注射度冷丁时，处理前通气量为 1069.34283.14ml，处理后为 830.00262.67ml，两者相比有显著性差异（P0.05）。注射后，处理前通气量为 729.96288.91ml，处理后为 1263.29520.18ml，两者相比无显

4、著性差异（P0.05）；处理前呼吸频率为 75.5624.93 次/min，处理后为 120.5648.52 次/min，两者相比有统计学差异（P0.05）；处理前呼吸频率为 106.2252.56 次/min，处理后为 96.7855.00 次/min，两者相比有统计学差异（P0.05）；处理前呼吸频率为 95.4452.60 次/min，处理后为 66.8948.47 次/min，两者相比有统计学差异（P0.05）。电刺激迷走神经中枢端，通气量和呼吸频率变化明显；电刺激迷走神经中外周端，通气量和呼吸频率变化不明显。对家兔动脉进行血气分析可知，正常情况下家兔血液的 PaO2 值为 104.8

5、335.71 mmHg，为 7.442.48，SBE 为-5.744.18 mmol/L，ABE为-4.493.97mmol/L。静脉注射 NaH2PO4 后，PaO2 为 113.3539.42mmHg，与用药前相比有统计学差异（P0.05），为 7.222.41，与用药前相比有显著差异（P0.01），SBE为-17.496.19 mmol/L，与用药前相比有显著差异（P0.01），ABE 为-17.686.28mmol/L，与用药前相比有显著差异（P0.05），为 7.500.09，与注射 NaH2PO4 后相比无统计学差异（P0.05），SBE 为-4.286.55 mmol / L，与

6、注射 NaH2PO4 后相比有显著差异（P0.01），ABE 为-3.236.51 mmol / L，与注射 NaH2PO4 后相比有显著差异（P0.01）。结论：增加+无效腔、降低 PO 、升高PCO 、升高H可使家兔呼吸加深加快，度冷丁能抑制呼吸运动，22可兴奋呼吸中枢并可度冷丁的呼吸抑制作用，迷走神经可使呼吸变浅变快。血气分析【】代酸度冷丁1. 材料和方法1.1 实验动物家兔（体重 2.53.0 kg）1.2 仪器生物信号处理系统、呼吸换能器1.3 药品和试剂20%氨基甲酸乙酯，肝素钠(10g/L)， N2，CO2，12% NaH2PO4，5%NaHCO3，6. 5%度冷丁（dolant

7、in），25%（ nikemide ）实验方法仪器连接和参数设置将呼吸换能器固定于铁支柱上。呼吸换能器输出线接微机生物信号处理系统第 1通道。微机生物信号处理系统参数设置：RM6240 微机生物信号处理系统：通道时间常数为直流，滤波频率 30Hz，灵敏度 0.98kPa(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。1.4.2 家兔手术及气管插管取家兔一只，称重后按 1g/kg 体重于耳缘静脉注射 200g/L 氨基甲酸乙酯麻醉。待兔麻醉后，将其仰卧固定。用粗剪刀剪去颈前部被毛，颈

8、前正中切开皮肤 68cm，直至下颌角上 1.52cm，用止血钳钝性分离软组织及颈部肌肉，气管及与气管平行的左、右神经鞘，细心分离两侧内的迷走神经，在迷走神经下穿线备用。分离出一侧内的颈总动脉，结扎颈总动脉远心端，用动脉夹近心端，以备抽血用。用止血钳分离气管，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，用棉签将气管切口及气管里的血液和物擦净，气管插管由切口处向肺端，插时应动作轻巧，避免损伤气管粘膜引起，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。用 10g/L 肝素按 1ml/kg 体重剂量经耳缘静脉行全身抗凝处理。1.4.3

9、统计方法实验结果数据以x s 表示，统计采用 t 检验方法，P0.05 认为有差异，P0.01认为有显著差异。2.观察项目2.1一段家兔录正常呼吸曲线，观察并呼吸频率和幅度作为正常对照。2.2 用一根 50 cm 的长胶管连接 Y 型气管插管另一侧管增加无效死腔，描记呼吸曲线，观察并呼吸频率和幅度。2.3 用一只小烧杯置于气管插管开口前，将氮气气囊的导管口平行于气管插管口使气体充入烧杯，降低家兔吸入气中的氧分压，描记呼吸曲线，观察并呼吸频率和幅度。2.4 同上面的方法打开CO2 气囊，家兔呼吸运动增强后立即闭合导管，增加家兔吸入气中分压，描记呼吸曲线，观察并呼吸频率和幅度。2.5 按家兔体重耳

10、缘静脉注入 10 g/L 肝素 1 mL/kg，在家兔颈总动脉采血，测血-气（包括aCO 、HCO 和 BE 值测定），并描记呼吸曲线，观察并呼吸23频率和幅度，作为处理前对照。2.6 按家兔体重耳缘静脉注入 120 g/LNaH2PO42.5 mL/kg 以制作酸模型，描记呼吸曲线，观察并呼吸频率和幅度；于注射后 5min 颈动脉取血测定、-PaCO 、HCO 和 BE 值。232.7 按补碱公式 x(mL)=|DBE|*体重(kg)/2耳缘静脉注射纠正，描记呼吸曲线，观察并，计算注射 50 g/L 的 NaHCO3 剂量，从呼吸频率和幅度；于注射后 10min-颈动脉采血测定aCO 、HC

11、O 和 BE 值。232.8 家兔耳缘静脉注射 5%度冷丁（12ml/kg 体重），描记呼吸曲线，观察并记录呼吸频率和幅度。2.9 家兔耳缘静脉注射 25%呼吸频率和幅度。（0.4 ml/kg 体重），描记呼吸曲线，观察并2.10 切断家兔一侧迷走神经，描记呼吸曲线，观察并呼吸频率和幅度；切断另一侧迷走神经，描记呼吸曲线，观察并呼吸频率和幅度；用波宽 2ms，电压 510V，频率 1530 Hz 电脉冲电刺激迷走神经中枢端和外周端，描记和观察呼吸频率和幅度。3.实验结果3.1图 1 不同处理对家兔通气量和呼吸频率的影响曲线图表 1 家兔呼吸运动的实验曲线通气量(ml/min)频率（次/min）

12、项目处理前处理后处理前处理后增加气道长度987.63470.691669.61257.96488.3867.2214.70吸入 N21040.97301.091329.35267.5852.679.9066.2211.46吸入 CO21004.28401.782240.06658.2449.789.6586.1114.92注射 NaH2PO41110.34306.622073.06534.215210.8187.6717.88注射 NaHCO31044.83211.511414.64397.9867.8916.5175.8911.23度冷丁1069.34283.14830.00262.6768

13、.3319.7077.3328.69729.96288.911263.29520.1875.5624.93120.5648.52切断一侧迷走神经1371.80577.081444.05548.25106.2252.5696.7855.00切断两侧迷走神经1559.11589.101639.56565.0695.4452.6066.8948.47表 2 家兔血气分析结果实验项目PaO2SBEABE104.8335.717.442.48-5.744.18-4.493.97用药前注射 NaH2PO4113.3539.427.222.41-17.496.19-17.686.28注射 NaHCO3107

14、.6340.437.500.09-4.286.55-3.236.513.23.2.1 增加气道强度时，处理前通气量为 987.63470.69ml，处理后为 1669.61257.96ml，但两者相比有显著性差异（P0.01）；处理前呼吸频率为 488.38次/min，处理后为 67.2214.70 次/min，两者相比有显著性差异（P0.05）；处理前呼吸频率为 52.679.90 次/min，处理后为 66.2211.46 次/min，两者相比有显著性差异（P0.01）。3.2.3 增加吸入气中 CO2 分压时，处理前通气量为 1004.28401.78ml，处理后为 2240.06658

15、.24ml，两者相比有显著性差异（P0.01）；处理前呼吸频率为 49.789.65 次/min，处理后为 86.1114.92 次/min， 两者相比有显著性差异（P0.01）。3.2.4 酸时，处理前通气量为 1110.34306.62ml，处理后为 2073.06534.21ml，两者相比有显著性差异（P0.01）；处理前呼吸频率为 5210.81 次/min，处理后为 87.6717.88 次/min，两者相比有显著性差异（P0.01）。3.2.5 酸纠正后，处理前通气量为 1044.83211.51ml，处理后为 1414.64397.98ml，两者相比有显著性差异（P0.05）。3

16、.2.6 注射度冷丁时，处理前通气量为 1069.34283.14ml，处理后为 830.00 262.67ml，两者相比有显著性差异（P0.05）。3.2.7 注射后，处理前通气量为 729.96288.91ml，处理后为 1263.29520.18ml，两者相比无显著性差异（P0.05）；处理前呼吸频率为 75.5624.93次/min，处理后为 120.5648.52 次/min，两者相比有统计学差异（P0.05）；处理前呼吸频率为 106.2252.56 次/min，处理后为 96.7855.00 次/min，两者相比有统计学差异（P0.05）；处理前呼吸频率为 95.4452.60次

17、/min，处理后为 66.8948.47 次/min，两者相比有统计学差异（P0.05）。3.2.9 电刺激迷走神经中枢端，通气量和呼吸频率变化明显；电刺激迷走神经中外周端，通气量和呼吸频率变化不明显。3.3 家兔动脉血气分析：正常情况下家兔血液的 PaO2 值为 104.8335.71mmHg，为 7.442.48，SBE 为-5.744.18 mmol/L，ABE 为-4.493.97 mmol/L。静脉注射NaH2PO4 后，PaO2 为113.3539.42 mmHg，与用药前相比有统计学差异（P0.05），为 7.222.41，与用药前相比有显著差异（P0.01），SBE 为-17.

18、496.19 mmol/L，与用药前相比有显著差异（P0.01），ABE 为-17.686.28mmol/L，与用药前相比有显著差异（P0.05），为 7.500.09，与注射 NaH2PO4 后相比无统计学差异（P0.05），SBE 为-4.286.55mmol / L，与注射NaH2PO4 后相比有显著差异（P0.01），ABE为-3.236.51 mmol / L，与注射 NaH2PO4 后相比有显著差异（P0.01）。4.4.1 一些实验数据处理后没有统计学差异，没有得到理想的实验结果，可能跟实验方法不正确、药品剂量和实验时间确、数据采取确和兔子差异等有关。4.2 增加气道长度相当于增

19、加无效腔1，降低了气体更新率，导致血中 PaCO 增2加，PaO2 下降，同时气道加长，使呼吸气道阻力增大，从而使呼吸加深加快。4.3 吸入N2 而使氧分压降低时，家兔的呼吸运动加深加快，肺通气量增加。缺氧对呼吸运动的刺激完全是通过外周化学感受器实现的。切断动物外周化学感受器的传入神经后，急性低氧对呼吸运动的刺激完全。缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制性的。缺氧通过外周化学感受器对中枢的兴奋作用，可以拮抗其对中枢的直接抑制作用，从而使肺通气量增加2。4.4 吸入气中 CO 分压增加，CO 容易通过血脑屏障，从而使脑脊液中 H+浓度变大，22刺激延髓化学感受器，通过呼吸肌的作用使呼吸运动加强。此外，

20、当 PaCO2 增高时，还可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，但因 CO2 对外周化学感受器的刺激阈值远较中枢化学感受器高，故以后者作用为主。4.5 代酸的特征是血浆 HCO 浓度-性减少。本实验通过静脉注射3NaH2PO4 增加细胞外液H浓度，消耗 HCO 并使血浆 HCO 浓度降低，-家兔代33酸模型。代酸动物呼吸加深加快，是由血液内 H浓度增加，刺激颈动脉体和主动脉体外周化学感受器及延髓中枢化学感受器，反射性地兴奋延髓呼吸中枢所致。呼吸加深加快，肺泡通气量增加，CO2 排出增多，血液H2CO3浓度随之下降，恢复NaHCO3H2CO3的正常比值。这种代偿调节作

21、用可在数分发生，并很快达到，但一般不容易获得完全代偿。代酸，血浆HCO 浓度-性减少，血气分析时可测得反映代谢的指标 AB、SB、BB 降低，3BE 负值增大，同时由于呼吸代偿活动，可使 PaCO2 降低，ABSB。代酸动物血浆碳酸氢盐减少，碳酸氢钠可作为首选补碱药物，直接由静脉输入，使细胞外液的NaHCO H CO 比值恢复正常 。33234.6 度冷丁可以阻断延脑孤束核处的阿片受体从而引起呼吸抑制4，使得家兔的通气量和呼吸频率下降。体化学感受器而反射可以直接兴奋延脑呼吸中枢，也可刺激颈动脉呼吸中枢，能提高呼吸中枢对 CO2 的敏感性，使呼吸加深加快，成功了度冷丁引起的呼吸抑制作用。4.7 迷走神经中含有肺牵张反射的传入，肺牵张反射中的肺扩张反射的生理作用在于吸气过长过深，促使吸气及时转入呼气，从而加速了吸气和呼气动作的交替，调节呼吸的频率和深度。切断家兔的一侧迷走神经，机体通过代偿作用，神经冲动经另一侧的迷走神经传入，