生理学实验5-2 家兔呼吸运动的影响因素观测

PAGEPAGE1实验5-2家兔呼吸运动的影响因素观测目的要求学习记录家兔呼吸运动的方法。观察并分析肺牵张反射及其他因素对呼吸运动的影响。二、基本原理人体及高等动物的呼吸运动所以能持续地、节律性地进行，是由于体内调节机制的存在。正常节律性呼吸运动是在中枢神经系统参与下，通过多种传入冲动的作用，反射性调节呼吸的频率和深度来完成的。体内外的各种刺激，可以直接作用于中枢或不同的感受器，反射性地影响呼吸运动，以适应机体代谢的需要。肺的牵张反射参与呼吸节律的调节。三、实验材料家兔，家兔手术台，手术器械，带输液管的粗针头，张力传感器与滑轮或，压力传感器，生理信号采集系统，20ml注射器，橡皮管（长1.5m，内径1cm），纱布，3%乳酸溶液，50mg/ml尼可刹米注射液，生理盐水。四、方法与步骤依实验4-8的方法，将动物麻醉、固定，进行颈部气管及神经分离术，插入气管插管，分离出一侧颈总动脉和双侧迷走神经，穿线备用。剑突软骨手术。开启计算机采集系统。将系有长线的金属钩，钩住游离的剑突软骨中间部位，线的另一端通过万能滑轮系于张力传感器的应变梁上，然后把张力传感器与采集系统第1通道连接。将粗针头上的输液管与压力传感器相通，剪开右侧胸部下方的皮肤，在右腋前线第4、5肋骨之间将针头垂直刺入胸膜腔内。将压力传感器的侧支封闭，然后与采集系统第2通道连接，注意：针头的斜面应朝向头侧。刺入时可先用较大的力量穿透皮肤，然后控制进针力量，以防进针过深。点击采集系统菜单“输入信号”，输入“1通道-呼吸，2通道-压力”，调节系统参数，使呼吸曲线清楚地显示在显示器上，而压力扫描曲线随呼吸搏动而变化。实验观察记录平静呼吸的运动曲线的大小，并仔细识别吸气或呼气运动与曲线方向的关系。增加无效腔对呼吸运动的影响。气道阻力对呼吸运动的影响。肺牵张反射对呼吸运动的影响。血中H+增多对呼吸运动的影响。注射尼可刹米对呼吸运动的影响。阻断迷走神经传导对呼吸运动的影响。剪断双侧迷走神经，分别刺激中枢端和外周端，观察对呼吸运动的影响。气胸对呼吸运动的影响。实验结果记录平静呼吸的运动曲线的大小。平静呼吸时，家兔的呼吸肌有节律地收缩和舒张。图1平静呼吸的运动曲线增加无效腔对呼吸运动的影响。增大无效腔后，家兔的呼吸加深，呼吸频率加快。图2增大无效腔对呼吸运动的影响气道阻力对呼吸运动的影响。夹闭两侧管后，增大了气道阻力，家兔呼吸加深，但频率降低。图3气道阻力对呼吸运动的影响肺牵张反射对呼吸运动的影响。往气管打气时，肺牵张反射吸气过长过深，促使吸气及时转入呼气，呼气加长。图4注射空气对呼吸运动的影响从气管吸气时，肺牵张反射吸气过长过深，促使吸气时间加长。图5抽气对呼吸运动的影响血中H+增多对呼吸运动的影响。注入3%乳酸后，使家兔的反射性的呼吸加深加快。图6血中H+增多对呼吸运动的影响注射尼可刹米对呼吸运动的影响。注入尼可刹米后，使家兔的反射性的呼吸加深加快。图7注射尼可刹米对呼吸运动的影响阻断迷走神经传导对呼吸运动的影响。结扎双侧迷走神经后家兔的呼吸加深，但频率变慢。图8双结扎双侧迷走神经对呼吸运动的影响剪断双侧迷走神经，分别刺激中枢端和外周端刺激外周端，呼吸变浅、加快。图9刺激剪断的迷走神经外周端端对呼吸运动的影响（频率：20Hz，持续时间：1mS，振幅：8V）电刺激一侧迷走神经中枢端后家兔呼吸变浅，频率加快。图10刺激双剪断的迷走神经中枢端对呼吸运动的影响（频率：20Hz，持续时间：1mS，振幅：8V）气胸对呼吸运动的影响气胸情况下，家兔的呼吸减弱，接近不呼吸图11气胸对呼吸运动的影响分析与讨论平静呼吸运动。如图1所示，正常的呼吸运动，呼吸运动是呼吸肌的舒缩运动，是呼吸肌（胸壁上的肋间肌和膈肌）在神经系统控制下进行的有节律的收缩和舒张造成的。图中升波为吸气期，它主要是由吸气神经元放点产生；而降波为呼气期，它是由呼气神经元放电产生。膈肌的收缩活动受来自中枢的传出神经支配，传出冲动的节律与频率，影响膈肌的收缩节律、频率与强度。增加无效腔对呼吸运动的影响。如图2所示，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。所以当给家兔器官插管的测管连接1.5m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。气道阻力对呼吸运动的影响。如图3所示，用夹闭双侧管的方式来增大气道阻力，用这种方法切断了呼吸系统和外界的联系，制约肺通气的能力，导致呼吸系统中O2分压下降，CO2分压上升。这是因为O2无法供应且在不断地消耗，CO2的产生在不断占据肺内环境。CO2浓度的上升会降低内环境的pH值，刺激呼吸中枢，使呼吸加深。在膈肌放电中反映呼吸幅度减小，频率较正常由略微减弱，在呼吸曲线上，呼吸速率减慢。肺牵张反射对呼吸运动的影响。如图4所示，向气管打气相当于使肺部发生扩张，这种扩张刺激了气管平滑肌的牵张感受器，冲动由迷走神经传入延髓，抑制吸气神经元，切断吸气，引起被动呼气。如图5所示，从气管抽气造成了肺部的萎缩，信号通过迷走神经传入呼吸中枢的程度减弱，对于吸气神经元的抑制程度减小，就会引起吸气神经元发生兴奋，增加呼吸的强度。血中H+增多对呼吸运动的影响。如图6所示，动脉血H+浓度增高，可导致呼吸加深加快，肺通气增加，H+浓度降低，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，约为外周化学感受器的25倍，但是H+通过血脑屏障的速度较慢，限制了他对中枢化学感受器的作用，脑脊液中的H+才是中枢化学感受器的最有效刺激，所以H+对呼吸运动的影响主要是通过刺激外周化学感受器实现的。当血液中H+浓度增高时，兴奋外周化学感受器，传人延髓的冲动增多，呼吸中枢兴奋，呼吸运动加强。注射尼可刹米对呼吸运动的影响。如图7所示，注入尼可刹米，尼可刹米选择性地兴奋延髓呼吸中枢，也可作用于颈动脉体和主动脉体化学感受器反射性地兴奋呼吸中枢，使呼吸加深加快。阻断迷走神经传导对呼吸运动的影响。如图8所示，结扎双侧迷走神经后，可使吸气延长，呼吸深慢。因为气管和细支气管的平滑肌中有牵张感受器，迷走神经有肺牵张反射的传入纤维。剪断双侧迷走神经，分别刺激中枢端和外周端，观察对呼吸运动的影响。如图9所示，刺激迷走神经外周端，呼吸运动和膈肌放电频率和强度都显著增加，因为在剪断的迷走神经外周刺激，刺激信号直接传输到相关的效应器上，引起生理效应，在这里就表现为呼吸运动的变浅、加快和膈肌放电时程的缩短和幅度加大。如图10所示，当用8V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。气胸对呼吸运动的影响。如图11所示，胸膜腔与外界大气直