家兔呼吸运动的调节

实验十家兔呼吸运动的调节一、目的要求1.学习测定兔呼吸运动的方法。2.学习记录膈肌放电的方法。3.观察并分析肺牵张反射以及影响呼吸运动的各种因素。二、动物与器材动物：家兔器材：兔体手术台、常用手术器械、张力传感器计算机采集系统、气管插管、注射器橡皮管、20%氨基甲酸乙酯、生理盐水、引导电极。三、方法与步骤（一）气管插管1.麻醉→背位固定→剪去颈部与剑突腹面的被毛→切开颈部皮肤，分离气管并插入气管插管→分离出双侧迷走神经，穿线备用。注意：气管务必分离干净，插管后务必扎紧，避免漏气。（二）记录呼吸运动2.剑突软骨分离术切开胸骨下端剑突部位的皮肤，并沿腹白线再切开长约2cm的切口。细心分离剑突表面的组织，并暴露剑突软骨与骨柄。提起剑突，可见剑突随膈肌的收缩而自由运动。3.将系有剑突的金属钩钩于剑突中间部位，线的另一端系于张力传感器的应变梁上。4.开启计算机采集系统，接通张力传感器的输入通道，调节记录系统，使呼吸曲线清楚地显示在显示器上。5.记录膈肌放电.（三）观察项目（1）记录正常的呼吸运动、膈肌放电曲线，注意分清呼气和吸气运动与曲线的方向。（2）增加无效腔对呼吸运动的影响将长约0.5m、内径1cm的橡皮管连于气管插管的一个侧管上，用止血钳夹闭另一侧管，使无效腔增加，观察并记录呼吸运动的改变，一旦出现明显变化，则立即打开止血钳，去除橡皮管，待呼吸恢复正常。（3）增加气道阻力对呼吸运动的影响：将气管插管的两个侧管同时夹闭数秒，观察呼吸变化。(4)肺牵张反射在气管插管的一个侧管上，连通一个20ml注射器，并吸入20ml空气。待呼吸运动平稳后，在吸气末用相当正常呼吸时三个呼吸节律的时间，徐徐向肺内注入20ml空气，同时夹闭气管插管的另一侧管。注意观察呼吸节律的变化及呼吸运动的状态。实验后立即打开夹闭的侧管，待呼吸恢复正常。同法，与呼气末用注射器抽取肺内气体，观察呼吸的状态有何变化。（5）待呼吸运动恢复正常后，同时结扎颈部双侧迷走神经，观察并记录呼吸运动的变化。（6）剪断双侧迷走神经，分别刺激迷走神经中枢端与外周端，观察并记录呼吸运动。四、注意事项1.分离剑突表面的组织时勿伤及胸腔。2.肺牵张反射时注意，注气与抽气时间仅限于三个呼吸节律的时间，然后立即打开夹闭的侧管。3.结扎双侧迷走神经时，要二人同时操作，第一结一定要紧、狠，务必阻断神经冲动的传导。4.打标记。5、气管务必分离干净，插管后务必扎紧，避免漏气五、结果及分析1、结果图一正常的呼吸运动、膈肌放电曲线图二增加无效腔对呼吸运动的影响图三增加气道阻力图四肺牵张反射呼气末用注射器抽取肺内气体图五结扎迷走神经图六剪断双侧迷走神经图七刺激迷走神经外周2、分析1）图一正常的呼吸运动、膈肌放电曲线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电产生；而降波为呼气肌，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.肺牵张反射是保证呼吸运动节律的机制之一。血液中CO2分压的改变，通过对中枢性与外周性化学感受器的刺激及反射性调节，是保证血液中气体分压稳定的重要机制。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。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。肺牵张反射是保证呼吸运动节律的机制之一。2）图二增加无效腔对呼吸运动的影响实验通过插管的方式增大无效腔，减少进入肺泡的潮气量，即每次有效气体更新变小，效果促使O2分压下降，CO2分压上升；使其反射性的呼吸加深加快，所以膈肌放电的变化幅度加大，表明膈肌的收缩加强。由于膈肌收缩加强，表现在呼吸运动曲线上的幅度加大。3）图三增加气道阻力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无法供应且在不断的消耗，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。4）图四肺牵张反射向肺内注入20ml空气，同时夹闭气管插管的另一侧管，可观察到家兔的呼吸加深加快，这是由于吸入含有一定浓度的O2的混合气体后导致肺泡O2分压升高，从而使得动脉血O2分压也随之升高。此处O2引起呼吸兴奋主要是通过刺激外周化学感受器实现的。同时，外周化学感受器接受相关刺激并将该作用传导到脑干，由此影响到膈肌放电，，该实验中表现为频率加快，幅度加大。当呼气末用注射器抽取肺内气体时呈现出强烈的呼吸兴奋。这是由于抽取肺内气体导致动脉血O2分压下降，使肺通气增加，而使动脉血CO2分压也降低，，由此造成呼吸的兴奋。以上效应完全是通过刺激外周化学感受器所致。动脉血O2分压的降低对呼吸中枢本身的直接作用是抑制，而由于动脉血O2分压的轻度下降对呼吸的影响很弱。于是，动脉血CO2分压的下降在很大程度上抵消了低氧对呼吸的兴奋作用。所以膈肌放电呈现幅度再次增大。5）图五结扎迷走神经迷走神经是肺牵张反射的传入神经，将其结扎后，阻断了肺牵张反射的传入通路，使肺的牵张反射作用减弱，出现吸气加深，呼吸频率变慢。阻断迷走神经后，肌肉细胞放电的同步性下降，有更多的细胞发生电变化，但没有同步性，使得膈肌放电的波群变宽，即完成膈肌整体的一次收缩要经历更长的时间，同时膈肌放电图的另一个变化是波群之间的间隔拉大。6）图六剪断迷走神经剪断迷走神经后，神经冲动传不到中枢，。因此呼吸频率没有明显变化，但膈肌放电的幅度明显变大。这是因为吸气神经元失去抑制，加强了膈肌放电，随着细胞增多，细胞兴奋的同步性加大，因此造成放电幅度和收缩幅度增大。7)图七刺激迷走神经外周端刺激迷走神经外周端，呼吸运动和膈肌放电的频率和强度都显著加强，因为在剪断的迷走神经外周端刺激，