呼吸运动调节

呼吸运动调节 一、 呼吸运动调节 (一)实验目的 学习动物呼吸运动的描记;观察各种因素对呼吸运动的影响;加深理解呼吸运动的调节机制。 (二)实验原理 呼吸运动能够自动有节律地进行，主要是低位脑干中呼吸中枢的功能。体内外各种刺激可以直接或通过化学感受器间接作用于呼吸中枢，改变呼吸运动的频率和深度，以适应机体代谢的需要。 (三)实验材料 1.动物: 家兔。 2.药品:20,氨基甲酸乙酯溶液、1.5,乳酸溶液、 3.器材:ty-s6oo生物机能实验系统、压力换能器、哺乳动物手术器械一套、兔手术台、气管插管、注射器(20ml、5ml各1副)、50cm长的橡皮管1根、装有CO或N球胆各一个、22生理盐水、纱布和线 (四)实验方法 1.动物手术操作 (1)麻醉及固定 用20,氨基甲酸乙酯溶液进行麻醉(剂量为1g/kg体重)，经兔耳缘静脉缓慢注入，待兔麻醉后，将其仰卧于兔手术台上。 (2)颈部手术 颈正中切口，将兔颈正中、喉以下的皮毛剪掉(长约4,5cm)，作颈正中 切口，用止血钳钝性分离皮下组织，暴露气管。 2.气管插管:将气管与周围组织钝性分离，在气管上做一“?”形切口，插入“,”形气管套管，并用线将气管套管结扎固定。 3.用玻璃分针分离两侧迷走神经，并穿线备用，最后用温热生理盐水纱布覆盖于颈部创口部位。 4.描记呼吸运动曲线:将压力换能器固定于铁支架上，用橡胶管将换能器与气管套管的一侧管相连。换能器的输入导线接到ty-s600生物机能实验系统的CH。 1 启动计算机，进入Biolap主界面，从实验项目中找出呼吸实验的“呼吸运动调节”项，开始。 5.实验观察 (1)观察实验条件下，呼吸运动曲线的频率和幅值，调节实验记录系统的灵敏度和扫描速度等，使记录下的呼吸曲线的幅值大小适宜、速度适中。 (2)提高吸入气CO浓度:取装有CO的球胆，将球胆出气胶管的针头靠近兔气管插管的22 侧管口，以增加吸入气中CO的浓度。呼吸出现明显变化后，立即移走球胆出气胶管的针头，2 停止CO的输入，使动物恢复吸正常空气。 2 (3)提高吸入气中的N浓度:提高吸入气中的N浓度，实质上导致了吸入气中的O浓度222的降低。取装有N的球胆通过球胆出气针头靠近兔气管插管的侧管口，以提高吸入气中的2 N浓度，造成动物的缺氧，呼吸运动发生明显变化后移走针头，停止N的输入。 22 (4)血液酸碱度改变对呼吸运动的影响:用5ml注射器由耳缘静脉注入1.5,乳酸4ml，降低血液的pH值后，观察呼吸运动的变化。 (5)增大无效腔对呼吸运动的影响:用50cm 长的橡胶管套在气管插管的侧管上，因气管插管的另一侧管已与仪器相连，故动物只有通过长橡胶管通气，这样呼吸的无效腔增大。观察呼吸运动曲线的变化，待呼吸运动发生明显变化后，取下橡胶管。 (6)迷走神经对呼吸运动的影响:观察实验条件下一段正常的呼吸曲线后，先剪断一侧迷走神经，观察呼吸运动的变化;再剪断另一侧迷走神经，对比观察剪断迷走神经前后呼吸运动频率和深度的变化。 (五)实验结果记录 对于存盘的实验结果曲线进行反演，选择有意义的曲线部分进行剪辑， 加以适当的注释，最后打印。 (六)注意事项 1.麻醉药量应严格计算，注药时应缓慢进行。 2.耳缘静脉注入乳酸溶液时务必保证注入在静脉血管中，如动物麻醉偏浅，应适当追加麻醉药，以防动物挣扎。 3.所描记的呼吸运动曲线每项实验的前后均要有正常对照。 (七)思考题 +1.CO、缺氧、H对呼吸运动各有何影响,各作用途径如何, 2 2.呼吸无效腔的增大对呼吸有何影响,作用机制如何, 3.迷走神经在呼吸运动的调节中有什么作用,如想观察其在呼吸调节中的作用，还可通过刺激迷走神经的方法来观察，实验中应刺激颈部迷走神经的中枢端还是外周端,为什么, 实验结果 家兔呼吸运动的调节 实验讨论: 请选择一到两个讨论分析填写到实验 1、CO2浓度增加使呼吸运动加强 CO2是调节呼吸运动最重要的生理性因素，它不但对呼吸有很强的刺激作用，并且是维持延髓呼吸中枢正常兴奋活动所必须的。每当动脉血中PCO2增高时呼吸加深加快，肺通气量增大，并可在一分钟左右达到高峰。由于吸入气中CO2浓度增加，血液中PCO2增加，CO2透过血脑屏障使脑脊液中CO2浓度增多， + +-CO2十H2O? H2CO? HCO，HCO2通过它产生的H刺激延髓化学感受器，间接作用3 3 于呼吸中枢，通过呼吸机的作用使呼吸运动加强，此外，当PCO2增高时，还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。 2、缺氧使呼吸运动增加 吸人纯氮气时，因吸人气中缺O2，肺泡气PO2下降，导致动脉血中PO2下降，而PCO2却基本不变(因CO2扩散速度快)随着动脉血中PO2的下降，通过刺激主动脉体和颈动脉体外周化学感受器延髓的呼吸中枢兴奋，隔肌和肋间外肌活动加强，反射性引起呼吸运动增加。 此外，缺O2对呼吸中枢的直接效应是抑制并随缺O2程度的加深而逐渐加强。所以缺O2程度不同，其表现也不一样。在轻度缺O2，通过颈动脉体等的外周化学感受器的传人冲动对呼吸中枢起兴奋作用大于缺O2对呼吸中枢的直接抑制作用而表现为呼吸增强。 3、增大呼吸无效腔对呼吸运动的影响 增加气道长度后家兔呼吸张力增加 ，呼吸频率增加 。增加气道长度等于增加无效腔， -增加无效腔使肺泡气体更新率下降，引起血中PCO2、PO2下降，刺激中枢和外周化学感受器引起呼吸运动会加深加快;另外，气道加长使呼吸气道阻力增大，减少了肺泡通气量，反射性呼吸加深加快;增加家兔气道长度可使家兔通气量增加，呼吸频率加快。 +4、静脉注人乳酸(血液中H增高) +静脉注人乳酸后，呼吸运动加深加快。因为乳酸改变了血液PH，提高了血中H浓度。++H是化学感受器的有效刺激物H可通过刺激外周化学感受器来调节呼吸运动，也可直接刺激 +中枢化学感受器，但因血中H不容易透过血脑屏障直接作用于中枢化学感受器，因此，血中+H对中枢化学感受器的直接刺激作用不大，也较缓慢。 7、切断一侧迷走神经后，呈现慢而深的呼吸，但不是很明显。 迷走神经是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，在于阻抑吸气过长过深，促使吸气及时转入呼气，从而加速了吸气和呼气活动的交替，调节呼吸的频率和深度，当切断一侧迷走神经以后，中断了该侧肺牵张反射的传入道路，肺扩张反射的生理作用就被消除，故呈现慢而深的呼吸运动。由于对侧的迷走神经尚未剪断，对侧仍然存在肺牵张反射，故整体情况下，慢而深的呼吸不是很明显。 8、切断双侧迷走神经后，呈现很明显的慢而深的呼吸(主要是吸气相)。 当切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运动。 实验结论:机体通过呼吸调节血液中的O2、CO2、H+水平，动脉血中O2、CO2、H+的变化又通过化学感受器调节呼吸，维持机体内环境的相对稳定。