家兔呼吸运动的调节.doc

华南师范大学实验报告学生姓名：谭晓东 学号：20102501024专 业：生物科学 年级、班级：10科四课程名称：动物生理学实验 实验项目：家兔呼吸运动调节 实验类型：验证 实验时间：2013年5月7日实验指导老师：黄俊柅 实验评分： 1. 实验目的 1.1学习测定兔呼吸运动的方法。 1.2学习记录膈肌放电的方法。 1.3观察并分析肺牵张反射以及影响呼吸运动的各种因素。 2. 实验原理 呼吸运动是呼吸肌的舒缩运动，是呼吸肌（胸壁上的肋间肌和隔肌）在神经系统控制下进行的有节律的收缩和舒张造成的。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. 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。 3. 实验材料 3.1.实验对象：家兔 3.2.实验器材：兔手术台、常规手术器械、金冠剪、手术剪、手术刀、眼科镊、眼科剪、玻璃分针、棉花、纱布、棉线、小弯钩、烧杯、污物缸、塑料绳、长塑料管、棉签、20ml注射器、5ml注射器、1ml注射器、照明灯、保护电极、滑轮、支架、PowerLab生理实验系统、气管插管、张力传器感 3.3.实验试剂：麻醉剂（2%戊巴比妥钠 2ml/Kg ）、生理盐水、50mg/ml尼可刹米注射液4. 实验步骤 4.1. 家兔麻醉固定：称重，耳缘静脉注射麻药，固定、剪颈部皮毛和胸部剑突位置皮毛。 4.2. 颈部气管及神经分离手术：钝性分离颈部肌肉等组织，暴露气管、穿线、手术刀手术剪T形切口，事先准备好的棉签将气管中的血块弄出，插好气管插管并结扎。分离双侧迷走神经，分别穿2线备用。 4.3. 剑突软骨分离手术：切开剑突位置皮肤约2cm，细心分离剑突软骨周边组织，暴露剑突软骨，剪断骨柄，保留骨柄下方膈肌与剑突相连。 4.4. 连接实验装置：连接好PowerLab实验装置，用棉线上的小弯钩勾住剑突，通过滑轮与张力换能器连接，调节好力度大小，设置调节通道2桥式放大器（5mV，10Hz）和刺激器（100脉冲，1V，1mS，40Hz）。 4.5. 记录家兔平静呼吸的运动曲线，观察家兔吸气和呼气时候对应的曲线方向。4.6. 增加无效腔：插管一侧加上1米橡皮管，观察呼吸频率和幅度变化4.7.增加气道阻力：夹闭气管插管其中一侧，另一侧用手指捏压，观察呼吸的变化 4.8. 肺的牵张反射实验：（1）一侧气管胶管用20ml大注射器吸入20ml空气，待呼吸运动平稳后，夹闭气管插管的一侧胶管，在家兔吸气之末，用三个呼吸节律时间徐徐向家兔肺内注入20ml空气，观察记录呼吸运动曲线的变化。实验后立即打开夹闭的侧管。（2）同法，于呼气之末用20ml注射器抽取肺内气体20ml（维持3个呼吸节律时间）观察呼吸的运动曲线。（3）阻断迷走神经传导：同时结扎两侧迷走神经，重复步骤（4）双节扎一侧迷走神经，剪断双侧迷走神经，分别刺激中枢端和外周端 4.9 静脉注射尼可刹米 4.10 气胸对呼吸的影响 3、 实验结果图1 家兔平静呼吸曲线和增大无效腔对家兔呼吸运动影响说明增加无效腔后，家兔呼吸频率加快，呼吸程度加深。图2 气道阻力对家兔呼吸运动影响反映出呼吸肌收缩加强，但由于收缩时间的延长，因而表面上看是呼吸频率减弱。图3 牵张反射对家兔呼吸运动影响，吸气末打气吸气末打气，家兔呼吸强度稍有增大。图4 牵张反射对家兔呼吸运动影响，呼气末抽气呼气末抽气，家兔呼吸频率减弱，呼吸加深。图5双结扎迷走神经后牵张反射对家兔呼吸运动影响结扎双侧迷走神经，家兔呼吸加深，但呼吸频率变小。结扎双侧迷走神经后，肺牵张反射对呼吸作用没有影响。图6 剪断双侧迷走神经，刺激中枢端对家兔呼吸运动的影响剪断双侧迷走神经，刺激迷走神经中枢端，家兔的呼吸变得浅而快。图7 剪断双侧迷走神经，刺激外周端对家兔呼吸运动的影响剪断双侧迷走神经，刺激迷走神经外周端，家兔的呼吸不受影响。图8 气胸对呼吸的影响刺激后，呼吸加深，频率加快4、 实验现象分析1、增大无效腔增大无效腔后呼吸加深，频率加快。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。且肺泡通气量=（潮气量无效腔气量）呼吸频率，所以当给家兔气管插管的侧管连接50cm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。2、增加气道阻力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。C O2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。在呼吸曲线上，呼吸速率减慢。 3、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，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。所以呼吸曲线再次增大。4、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。5、剪断两侧迷走神经后, 中断了肺牵张反射的传入通路, 使肺牵张反射的生理作用减弱, 出现吸气过深, 呼吸频率变慢。途中由于出现张力曲线的基线下移使得显示出的收缩曲线幅度没有多少变化，从后面的图中可以比较清楚的看到收缩的强度变大。而刺激迷走神经, 促进呼气与吸气相互转化, 呼吸频率就加快。6、刺激迷走神经中枢端电刺激迷走神经中枢端，可产生呼吸暂停。肺的牵张反射包括肺扩张后引起吸气活动的抑制，呼气加强，和肺缩小后引起呼气活动抑制，吸气加强的过程。这两种反射传入神经纤维都经由迷走神经传入中枢，调节呼吸运动。电刺激引起这两种纤维成分都同时持续兴奋，导致呼吸暂停。7、刺激迷走神经外周端刺激迷走神经外周端，呼吸运动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，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加强、加快和膈肌放电时程的缩