机能实验学生理因素及药物对兔呼吸运动的影响--实验报告

生理因素及药物对呼吸运动及膈神经放电的影响实验报告生理因素及药物对呼吸运动及膈神经放电的影响实验报告 实验目的 1 学习用计算机生物信号系统记录呼吸及膈神经放电 的方法 2 观察血液化学成分改变对呼吸运动及膈神经放电的 影响 3 观察肺牵张反射以及迷走神经在此反射中的作用 实验方法 气管插管法 空白对照法 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 引言引言 呼吸运动能够有节律地进行 并能适应机体代谢的需 要 有赖于呼吸中枢的调节作用 体内外各种刺激可以直 接作用于呼吸中枢或通过不同的感受器反射性地作用呼吸 运动 由此调节呼吸运动的频率和深度 使肺通气能适应 机体代谢需要 材料与方法 材料与方法 一 一 实验对象 家兔 二 二 器材药品 哺乳动物手术器械一套 兔手术台 气管 套管 注射器 20ml 5ml 各一副 30cm 长的像皮管一根 纱布 线 引导电极固定架 三维调节器 玻璃分针 输 液夹 压力换能器或张力换能器 BL 410 计算机生物信号 采集处理系统 20 氨基甲酸乙酯溶液 3 乳酸溶液 生理 盐水和液体石蜡 加温 38 40 C 10 尼可刹米注射剂 氮气 CO2 实验步骤实验步骤 1 准备描记装置 二道生理记录仪参考参数 灵敏度 2mv cm 滤波 30Hz 时间常数 DC 基线中线 2 手术 1 麻醉固定 家兔称重后 用 20 乌拉坦 5ml Kg 由 耳缘静脉缓慢注入 麻醉后仰卧固定于手术台上 2 颈部手术 颈部剪毛 在喉头下缘至胸骨上凹作正 中切口 钝性分离肌肉至气管 作气管插管 在气管插管 一侧管置呼吸传感器 通过计算机实时分析系统记录呼吸 也可用弯缝针在兔的剑突上皮肤穿一条线并固定 线的另 一端连张力换能器 通过记录仪器记录呼吸 分离出两侧 迷走神经穿线备用 3 观察项目 1 吸入增加 CO2的气体 将装有 CO2的气袋 可用呼 出气体 的管口对准气管插管的一侧开口 中间留有间隙 并作标记 观察描记呼吸曲线的变化 2 缺氧 待呼吸恢复正常后 将氮气气袋的管口对准 气管插管的一侧开口 中间留有间隙 并作标记 观察描 记呼吸曲线的变化 3 增大无效腔 待呼吸恢复正常后 将一根 50cm 长 胶管接在气管插管侧管上 并作标记 观察描记呼吸曲线 的变化 4 乳酸酸中毒 待呼吸平稳后 由耳缘静脉注射 3 乳酸 2ml Kg 并作标记 观察描记呼吸曲线的变化 5 静脉注射吗啡 待呼吸平稳后 由耳缘静脉注射 1 吗啡 0 5ml Kg 并作标记 观察描记呼吸曲线的变化 在有明显变化时即进行下一项 6 静脉注射尼可刹 耳缘静脉注射 2 5 尼可刹米 0 2ml Kg 并作标记 观察描记呼吸曲线的变化 7 剪断迷走神经 待呼吸平稳后 剪断一侧迷走神经 并作标记 观察描记呼吸曲线的变化 再切断另一侧迷走 神经 观察描记呼吸曲线的变化 实验讨论 实验讨论 通过实验结果可以观察到家兔在麻醉状态下仍能产生节 律性呼吸 原因在于 呼吸中枢延髓的吸气神经元自主放电 冲动经膈神经传到膈肌 使膈肌收缩向下运动 肺内压下降 当低于大气压时 开始吸气 随着吸气 肺泡扩张 位于气管 到细支气管平滑肌内的牵张感受器兴奋 冲动经迷走神经传 入到延髓 抑制吸气神经元 吸气神经元停止放电 吸气转 为呼气 吸入气体中 CO2 浓度增加 呼吸运动加强 CO2 是调节 呼吸运动最重要的生理性体液因素 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 增加 CO2 浓度引起 H2O 吸入气中 CO2 血中 PCO2 CO2 通过血脑屏障 脑脊液 PCO2 H2CO3 H HCO3 碳酸酐酶 主动脉体 颈动脉体 延髓呼吸中枢 延髓化学感受器兴奋 膈肌 肋间外 肌等呼吸肌 呼吸运动加深加快 其中 中枢化学感受器对 CO2 变化的敏感性较高 只要 CO2 分压 升高 0 4Kpa 中枢化学感受器就发挥作用 而外周化学感受 器要在 CO2 分压升高 1 3Kpa 才发挥作用 吸入氮气 缺氧 使呼吸运动加强 吸入氮气造成肺泡 气中氧分压降低 而由于 CO2 扩散快 故肺泡 PCO2 基本不 变 血液中氧分压下降 使外周化学感受器兴奋 低氧对 呼吸中枢的直接作用是抑制性作用 但轻 中度缺氧时 兴奋作用大于抑制作用使呼吸中枢兴奋 呼吸运动加强 重度缺氧时抑制作用为主 出现呼吸抑制 增大无效腔可使呼吸运动加强 本实验用橡胶管增大家 兔解剖无效腔 减少了肺泡通气量 降低了气体更新率 导致血液中 CO2 分压增加 O2 分压下降 以前述机制引起 呼吸运动加深加强 同时 增加解剖无效腔后 使气道阻 力增加 也可导致呼吸运动加强 静脉注射尼可刹米 呼吸加强 尼可刹米主要是兴奋延 脑呼吸中枢 也可刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器 反射性兴奋呼吸中枢 并能提高呼吸中枢对 CO2 的敏感性 静脉注射乳酸后 改变了血液中的 PH 值 血液 H H 是化学感受器的有效刺激物 它可以通过刺激外周化学感 受器调节呼吸运动 也可以通过血脑屏障后刺激中枢化学 感受器而起作用 但因为 H 不易通过血脑屏障 故血中 H 对中枢化学感受器直接刺激作用不大 主要还是刺激外周 感受器 切断双侧迷走神经后呼吸运动变的深而慢 主要是吸气 相 迷走神经中含有肺牵张反射传入纤维 当吸气运动 使肺扩张时 该神经纤维兴奋 冲动传入中枢后引起吸气 切断机制 吸气神经元活动抑制 吸气停止转为呼气运动 从而加速吸气 呼气运动的交替 当切断迷走神经后 中 断了肺扩张反射的传入通路 反射作用减弱 出现 深大 呼吸 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 实验结论 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 1 1 吸入增加 吸入增加 CO2CO2 的氣體的氣體 呼吸運動加深加快 呼吸運動加深加快 呼吸頻率加快是由於吸入空氣中 PCO2 增加 使得血液中 PCO2 增加 CO2 通過血腦屏障進入腦脊液中溶於水 在碳 酸酐酶的作用下分解成 HCO3 H H 刺激延髓化學感受 器 間接作用於呼吸中樞 通過呼吸肌的作用使呼吸加強 PCO2 增加還刺激主動脈體和頸動脈體外周化學感受器 反 射性的使呼吸加深加快 2 2 缺氧 缺氧 呼吸運動加強 呼吸運動加強 吸入氮氣造成肺泡氣中氧分壓降低 而由於 CO2 擴散快 故肺泡 PCO2 基本不變 血液中氧分壓下降 使外周化學感 受器興奮 低氧對呼吸中樞的直接作用是抑制性作用 但 輕 中度缺氧時 興奮作用大於抑制作用使呼吸中樞興奮 呼吸運動加強 重度缺氧時抑制作用為主 出現呼吸抑制 3 3 增大無效腔 增大無效腔 增加氣道長度後家兔呼吸張力增加 呼增加氣道長度後家兔呼吸張力增加 呼 吸頻率增加 吸頻率增加 增加氣道長度等於增加無效腔 增加無效腔使肺泡氣體更 新率下降 引起血中 PCO2 PO2 下降 刺激中樞和外周化 學感受器引起呼吸運動會加深加快 另外 氣道加長使呼 吸氣道阻力增大 減少了肺泡通氣量 反射性呼吸加深加 快 4 4 乳酸酸中毒 乳酸酸中毒 血液中血液中 H H 增高增高 呼吸運動加深加快 呼吸運動加深加快 靜脈注射乳酸後 改變了血液中的 PH 值 血液 H H 是化學感受器的有效刺激物 它可以通過刺激外周化學感 受器調節呼吸運動 也可以通過血腦屏障後刺激中樞化學 感受器而起作用 但因為 H 不易通過血腦屏障 故血中 H 對中樞化學感受器直接刺激作用不大 主要還是刺激外周 感受器 5 5 靜脈注射嗎啡 靜脈注射嗎啡 呼吸運動減慢 呼吸運動減慢 嗎啡能抑制大腦呼吸中樞的活動 降低其對 CO2 張力的敏 感性 並可抑制呼吸調整中樞 使呼吸頻率減慢 急性中 毒會導致呼吸中樞麻痹 呼吸停止至死亡 6 6 靜脈注射 靜脈注射 尼可刹尼可刹 呼吸加強 呼吸加強 尼可刹米主要是興奮延腦呼吸中樞 也可刺激頸動脈體和 主動脈體化學感受器 反射性興奮呼吸中樞 並能提高呼 吸中樞對 CO2 的敏感性 7 7 剪斷迷走神經 剪斷迷走神經 切斷一側迷走神經後 動物的呼吸運切斷一側迷走神經後 動物的呼吸運 動呈快而淺 動呈快而淺 切斷雙側頸迷走神經後 動物的呼吸切斷雙側頸迷走神經後 動物的呼吸 運動呈慢而深 運動呈慢而深 由於一側迷走神經的神經衝動傳遞受阻 使得呼吸運動的 調節受阻 而迷走神經為混合神經 另一側迷走神經將起 到呼吸調節作用 發揮負反饋調節 加速吸氣和呼氣活動 的交替 當切斷兩側迷走神經後 中斷了肺牽張反射的傳人通路 肺牽張反射的生理作用被消除 因而呈現出慢而深的呼吸 運動 使吸氣延長 迷走神經中含有肺牽張反射的傳人纖 維 肺牽張反射中的肺擴張反射在於阻止吸氣過長過深 促使吸氣及時轉人呼氣 從而加速了吸氣和呼氣動作的交 替 調節呼吸的頻率和深度 實驗結論實驗結論 1 機體通過呼吸調節血液中的