2013-2014秋冬实验课作业周三1b黄家麒

1、家兔呼吸系统综合实验黄家麒 浙江大学医学院2011级临床医学专业1B班 【摘要】目的 探讨血液中PCO2、PO2和H+对家兔呼吸运动的影响及机制；探讨吗啡、尼可刹米对呼吸运动的影响及机制；探讨迷走神经在家兔呼吸运动调节中的作用及机理 方法 给家兔做颈部手术和气管插管，分别依次进行增加气道长度，吸入高浓度N2，吸入高浓度CO2，复制酸中毒模型，纠正酸中毒，静脉注射吗啡，静脉注射尼可刹米，切断一侧迷走神经，切断双侧迷走神经，电刺激迷走N外周端，电刺激迷走N中枢端操作，记录分析呼吸曲线和血气分析 结果 增加无效腔后，家兔的每分通气量（1620.88360.22 ml/min vs 974.27214

2、.00ml/min，P0.05）和呼吸频率（59.3311.55Hz vs 46.783.46Hz，P0.05）显著增加；降低氧分压后，家兔的每分通气量（1501.51581.02 ml/min vs 1053.55 355.93ml/min，P0.05）和呼吸频率（61.1115.61Hz vs 50.116.99Hz，P0.05）显著增加；增加吸入气中CO2分压后，家兔的每分通气量（2127.80967.90 ml/min vs 1127.61 610.27ml/min，P0.05）和呼吸频率（77.2218.36Hz vs 51.337.98Hz（P0.05）显著增加；酸中毒后，家兔的每

3、分通气量（1950.36504.14ml/min vs 1128.02524.15ml/min，P0.05）和呼吸频率（76.6717.16Hz vs 52.8910.95Hz，P0.05）显著增加；纠正酸中毒后，家兔的每分通气量（1440.52323.42ml/min vs 1203.18226.27ml/min，P0.05）和呼吸频率（65.759.36Hz vs 58.259.39Hz，P0.05）显著增加；静脉注射吗啡后家兔的每分通气量（970.42217.46ml/min vs 1216.74305.39ml/min，P0.05）和呼吸频率（59.7120.13Hz vs 68.29

4、13.80Hz，P0.05）显著减小；静脉注射尼可刹米后，家兔的每分通气量（1578.25519.83ml/min vs 983.08289.39ml/min，P0.05）和呼吸频率（112.7847.82Hz vs 56.1113.75Hz，P0.05）呼吸频率显著减小（75.8823.97Hz vs 92.8820.62Hz，P0.05），呼吸频率显著减小（52.4323.21Hz vs 68.0028.34Hz，P0.05）；刺激迷走神经中枢端，家兔的每分通气量显著减小（414.80262.64ml/min vs 1357.31323.94 ml/min，P0.05），呼吸频率显著升高（

5、82.0046.48Hz vs 54.6720.78Hz，P 0.05）和呼吸频率（55.2222.11Hz vs 57.4421.73Hz，P0.05）均无明显改变。结论 增加无效腔，降低氧分压和增加吸入气中CO2分压均可刺激呼吸运动；吗啡可抑制呼吸运动；尼可刹米可拮抗吗啡对呼吸的抑制作用；迷走神经可调节呼吸运动，冲动不能经末梢端传到呼吸中枢。【关键词】呼吸频率 每分通气量 迷走神经 呼吸中枢呼吸运动是一种节律性运动，呼吸的频率和深度能随内、外环境条件的改变而改变，这都依靠神经系统的反射性调节来实现，其中较为重要的有呼吸中枢，肺牵张反射以及外周化学感受器的反射性调节。体内外各种刺激可直接作用

6、与中枢化学感受器或通过外周化学感受器反射性的影响呼吸运动。【1】1 实验材料与方法1.1 材料1.1.1 实验动物 家兔1.1.2 药品和试剂 20%氨基甲酸乙酯，肝素钠(1000/ml)，N2，CO2， 12% NaH2PO4 ，5%NaHCO3 ，吗啡，尼可刹米（ nikethamide ）1.1.3 器械 RM6240多道生物信号采集处理系统、呼吸换能器、高灵敏度换能器1.2 方法1.2.1 固定：仰卧，固定在关节上，活结，前肢背部向下交叉后压住对侧肢体。兔头固定注意不要压迫鼻部，以防窒息。1.2.2 麻醉：动物称重（捉拿）耳缘静脉注射20%氨基甲酸乙酯5ml/kg （注意速度不要太快）

7、1.2.3 剪去颈前部兔毛（粗剪刀，水碗），沿正中线切开皮肤57cm1.2.4 纵向分离皮下组织和肌层（钝性分离），暴露颈部气管及其两侧的左、右颈总动脉鞘1.2.5 用玻璃分针分离两侧迷走神经和右侧颈总动脉，右侧迷走神经和右侧颈总动脉穿线1根备用，左侧迷走神经穿线2根备用。1.2.6 抗凝：耳缘静脉注射1000U/ml肝素1ml/kg1.2.7 结扎右侧颈总动脉远心端（尽量靠上）用线结扎（两次死结），近心端用动脉夹夹闭（动脉夹湿润），两者距离约1.5cm。操作过程中如损伤动脉可将动脉夹下移。1.2.8 气管插管：倒T切口（环状软管下1cm ）插管固定（绕至换能器上）接呼吸换能器记录曲线1.2.

8、9 观察记录项目：1.2.9.1家兔正常呼吸：先调零，记录正常呼吸曲线（测定呼吸频率和幅度）：选择静态测量呼吸通用连续频率；通气量/分；测定正常血气（颈动脉采血1ml）：针管肝素湿润，取血后隔绝空气1.2.9.2 增加气道长度（无效腔），记录分析呼吸曲线1.2.9.3 吸入高浓度N2，记录分析呼吸曲线1.2.9.4 吸入高浓度CO2，记录分析呼吸曲线1.2.9.5 复制酸中毒模型：静脉注射 12% NaH2PO4 (5ml/kg)，注射速度控制3-4ml/min.注射完10min，行血气分析；记录分析呼吸曲线。1.2.9.6 纠正酸中毒：静脉注射5 NaHCO3溶液，补碱量(ml)|BE |

9、X 体重(kg)/2，注射速度控制3-4ml/min。注射完10min，行血气分析；记录分析呼吸曲线。1.2.9.7 缓慢静脉注射吗啡（1-2ml/只），记录分析呼吸曲线1.2.9.8 待呼吸抑制明显时，缓慢静脉注射尼可刹米（0.4ml/kg），记录分析呼吸曲线（同时准备吗啡和尼可刹米：缓慢注射吗啡，一有反应马上停止，注射尼可刹米；缓慢注射尼可刹米，一有反应马上停止，以防过度兴奋）1.2.9.9 观察迷走神经对呼吸运动的调节：切断一侧迷走神经；切断双侧迷走神经；电刺激迷走N外周端；电刺激迷走N中枢端1.2.9.10 观察胸内负压对呼吸运动的影响 胸内负压：即胸膜腔内压2 结果2.1增加无效腔后

10、，家兔的每分通气量为1620.88360.22 ml/min显著大于正常的每分通气量974.27214.00ml/min（P0.05），呼吸频率为59.3311.55Hz显著大于正常的呼吸频率46.783.46Hz（P0.05），见表1。2.2吸入氮气后，家兔的每分通气量为1501.51581.02 ml/min显著大于正常时的每分通气量1053.55355.93ml/min（P0.05），呼吸频率为61.1115.61Hz显著大于正常的呼吸频率50.116.99Hz（P0.05），见表2。2.3吸入二氧化碳后，家兔的每分通气量为2127.80967.90 ml/min显著大于正常时的每分通气

11、量1127.61610.27ml/min（P0.05），呼吸频率为77.2218.36Hz显著大于正常的呼吸频率51.337.98Hz（P0.05），见表3。2.4酸中毒后，家兔的每分通气量为1950.36504.14ml/min显著大于正常时的每分通气量1128.02524.15ml/min（P0.05），呼吸频率为76.6717.16Hz显著大于正常的呼吸频率52.8910.95Hz（P0.05），见表4。2.5纠正酸中毒后，家兔的每分通气量为1440.52323.42ml/min显著大于酸中毒后的每分通气量1203.18226.27ml/min（P0.05），呼吸频率为65.759.36

12、Hz显著大于酸中毒后的呼吸频率58.259.39Hz（P0.05），见表6。2.6静脉注射吗啡后，家兔的每分通气量为970.42217.46ml/min显著小于注射吗啡前的每分通气量1216.74305.39ml/min（P0.05），呼吸频率为59.7120.13Hz显著小于注射吗啡前的呼吸频率68.2913.80Hz（P0.05），见表8。2.7静脉注射尼可刹米后，家兔的每分通气量为1578.25519.83ml/min显著大于未抢救前的每分通气量983.08289.39ml/min（P0.05），呼吸频率为112.7847.82Hz显著大于未抢救前的呼吸频率56.1113.75Hz（P0

13、.05），呼吸频率为75.88 23.97Hz显著小于注射尼可刹米后的呼吸频率92.8820.62Hz（P0.05），呼吸频率为52.4323.21Hz显著大于剪断一侧迷走神经后的呼吸频率68.0028.34Hz（P0.05），见表13。刺激迷走神经中枢端，家兔的每分通气量为414.80262.64ml/min显著小于剪断两侧迷走神经后的每分通气量1357.31323.94 ml/min（P0.05），呼吸频率为82.0046.48Hz显著大于剪断两侧迷走神经后的呼吸频率54.6720.78Hz（P 0.05），呼吸频率为55.2222.11Hz与剪断两侧迷走神经后的呼吸频率57.4421.7

14、3Hz相比，未见明显改变（P0.05），见表15。2.9血气分析后，正常时家兔的PaO2为107.8024.12KPa与酸中毒后的PaO2100.3022.20KPa相比无显著性差异（P0.05），PH为7.400.05显著大于酸中毒后的7.230.08（P0.05），ABE为-7.442.63显著小于酸中毒后的ABE-18.803.12（P0.05），SBE为-8.372.90显著小于酸中毒后的SBE-18.732.39（P0.05），PH为7.400.05显著大于纠正酸中毒后的7.320.09（P0.05），ABE为-7.442.63显著小于纠正酸中毒后的ABE-14.804.17（0.0

15、5），SBE为-8.372.90显著小于纠正酸中毒后的SBE-15.593.37（P0.05）。酸中毒后家兔的PaO2为100.3022.20KPa显著小于纠正酸中毒后的PaO2116.399.98KPa相比无显著性差异（P0.05），PH为7.230.08显著小于纠正酸中毒后的7.320.09（P0.05），ABE为-18.803.12显著大于纠正酸中毒后的ABE-14.804.17（P0.05），SBE为-18.732.39显著大于纠正酸中毒后的SBE-15.593.37（P0.05），见表16,17,18。3 讨论3.1 增加无效腔后，不能交换的气体增多，导致可交换的氧气减少，动脉氧分压

16、降低，刺激外周化学感受器，使得呼吸运动加强，每分肺通气和频率增加。吸入氮气后，吸入气中氧分压降低，导致动脉血的氧分压和氧含量降低，低PaO2刺激外周化学感受器，使得呼吸运动加强，每分肺通气和频率增加。吸入二氧化碳后，吸入气中氧分压降低，导致动脉血的氧分压和氧含量降低，低PaO2刺激外周化学感受器，同时动脉血PCO2随肺泡气中的PCO2升高而升高，时呼吸运动加深加快。CO2刺激呼吸运动时通过两条途径实现的，一是通过刺激中枢化学感受器再兴奋呼吸中枢；二是刺激外周化学感受器，冲动经窦神经和迷走神经传入延髓。二者均反射性地使呼吸运动加深加快。【2】3.2 静脉注射NaH2PO4后，可增加细胞外液H+浓

17、度，消耗HCO3-，并使血浆中HCO3-降低，导致酸中毒。由于血液中的H+浓度增加，刺激颈动脉体和主动脉体外周化学感受器及中枢化学感受器，兴奋呼吸中枢，对呼吸运动产生促进作用，使得呼吸频率和每分通气量增加。同时机体会产生代偿作用，由于呼吸加深加快，肺通气量增加，CO2排出量增多，血液中H2CO3浓度随之降低，逐渐恢复NaHCO3/ H2CO3的正常比值。静脉注射NaHCO3可消耗血液中过多的H+，使得细胞外液中的NaHCO3/ H2CO3的正常比值恢复正常，呼吸恢复正常。【1,2】3.3 吗啡为阿片受体激动剂，具有镇静、镇痛的作用，可抑制呼吸中枢，抑制呼吸中枢对血中CO2的敏感性，从而抑制呼吸

18、运动，使呼吸频率和每分通气量均减小。尼可刹米为兴奋延脑呼吸中枢药物，可直接或间接刺激颈动脉体化学感受器反射性的兴奋呼吸中枢，增加呼吸中枢对CO2的敏感性，呼吸中枢受到抑制时其兴奋作用更明显。【3】3.4迷走神经与肺牵张反射有关，迷走神经经肺牵张感受器的传入活动可增强吸气切断机制的活动，促进吸气转变为呼气，切断迷走神经可使吸气切断机制作用相对减弱，若再损毁PB-KF，动物便会出现长吸式呼吸。同时迷走神经可传导主动脉体的刺激信号，切断后主动脉体的冲动无法传入到呼吸中枢，外周化学感受器的刺激作用减弱，呼吸运动减弱。刺激迷走神经中枢端可兴奋呼吸中枢，使得呼吸运动增强，呼吸频率加快；刺激迷走神经末梢端，

19、兴奋无法传到呼吸中枢，无法产生兴奋作用。【2】3.5静脉注射NaH2PO4 后，消耗血液中的HCO3-，使得家兔处于酸中毒状态，血液PH降低，SBE和ABE都出现增大现象，纠正酸中毒后，血液中HCO3-含量升高，血液PH升高，恢复正常，ABE与SBE都出现降低现象。3.6数据处理 纠正酸中毒的数据分析中剔除了第4组数据，因为在注射5%NaHCO3时有较多的溶液在针头处渗出，并不是给家兔注射了足够的NaHCO3来纠正酸中毒，所以予以剔除；静脉注射吗啡的数据分析中剔除了第1,4组数据，其中的呼吸频率和每分通气量并未出现明显的下降，这与吗啡的作用效果相矛盾，所以予以剔除；在切断一侧迷走神经的数据分析

20、中剔除了第4组数据，在之前注射尼可刹米时，由于注射过量，导致家兔处于兴奋状态，所以导致切断一侧迷走神经并无明显变化，所以予以剔除；在切断两侧迷走神经的数据分析中，剔除第1，10 组数据，其呼吸频率并未出现明显的降低，与理论相违背，所以予以剔除。参考文献【1】陆源，夏强，生理科学实验教程，浙江，浙江大学出版社，2012,222【2】姚泰，生理学，北京，人民卫生出版社，2011.239-248【3】杨世杰，药理学，北京，人民卫生出版社，2011.124，157-1654 附录表1.增加气道长度对家兔呼吸的影响编号通气量(ml/min)呼吸频率（次/min）处理前处理后处理前处理后1942.7611

21、58.2343512734.23191383.822506531113.192149.0354694688.21175.144486711.141504.2468471251.53271793.8419485981130.691959.72445491047.14791963.4454652101149.5351500.52934652x s974.27214.001620.88360.22*46.783.4659.3311.55*P0.05 vs 处理前表2 吸入氮气对家兔呼吸的影响编号通气量(ml/min)呼吸频率（次/min）处理前处理后处理前处理后11081.491100.095053

22、21117.63121505.2236547231113.111537.8354614497.31185.247536949.61017636071381.82942424.4195509381571.91952.8515691239.00542145.6524446610530.1066645.33563836x s1053.55355.931501.51581.02*50.116.9961.1115.61*P0.05 vs 处理前表3 吸入二氧化碳对家兔呼吸的影响编号通气量(ml/min)呼吸频率（次/min）处理前处理后处理前处理后11055.392038.94558621246.563

23、91747.2098497331165.223339.551864491.91009.3461036816.541384.74578371437.44343004.7392527081650.33093.4539092164.35782792.7277646510120.7891739.62333539x s1127.61610.272127.80967.90*51.337.9877.2218.36*P0.05 vs 处理前表4 酸中毒对家兔呼吸的影响编号通气量(ml/min)呼吸频率（次/min）处理前处理后处理前处理后11022.582185.74591112616.28551538.70

24、28506231164.442225.255884891.041782.352666825.511082.1415172125.64262341.7704758181883.22595.359769883.47552335.0685468210740.02251467.02093973 x s1128.02524.151950.36504.14*52.8910.9576.6717.16*P0.05 vs 处理前表5 纠正酸中毒对家兔呼吸的影响编号通气量(ml/min)呼吸频率（次/min）处理前处理后处理前处理后11091.1119327241214.49026669

25、31399.241860.98738641453972.156516931.641351.87445871348.69941282.8863626281568.81946.9495891238.25481594.379547010942.4391079.47856263x s1230.94227.451388.47340.4558.008.8264.1110.04表6 纠正酸中毒对家兔呼吸的影响（修正）编号通气量(ml/min)呼吸频率（次/min）处理前处理后处理前处理后11091.1119327241214.4902666931399.241860.9873866

26、931.641351.87445871348.69941282.8863626281568.81946.9495891238.25481594.379547010942.4391079.47856263x s1203.18226.271440.52323.42*58.259.3965.759.36*P0.05 vs 处理前表7 静脉注射吗啡对家兔呼吸的影响编号通气量(ml/min)呼吸频率（次/min）处理前处理后处理前处理后11195.581344.89597421108.2437836.8047755431333.31181.93848741440.61514.954546875.4761

27、4.8483371285.3226918.7557635181813.61257.4574491022.32981057.80598584101078.9026925.4196665x s1239.26275.131072.52279.8765.6713.1060.6718.23表8 静脉注射吗啡对家兔呼吸的影响（修正）编号通气量(ml/min)呼吸频率（次/min）处理前处理后处理前处理后21108.2437836.8047755431333.31181.9384876875.47614.8483371285.3226918.7557635181813.61257.4574491022.32

28、981057.80598584101078.9026925.4196665x s1216.74305.39970.42217.46*68.2913.8059.7120.13*P0.05 vs 处理前表9 尼可刹米抢救吗啡引起的呼吸抑制对家兔呼吸的影响编号 通气量(ml/min)呼吸频率（次/min）处理前处理后处理前处理后11117.151835.4974962733.61981139.9455311131053.491479.647310541558.92325.3551796707.94702.9332327885.39421411.339508681136.71670.343839608

29、.34461363.232659143101046.19262276.058666180 x s983.08289.391578.25519.83*56.1113.75112.7847.82*P0.05 vs 处理前表10 切断一侧迷走神经对家兔呼吸的影响编号 通气量(ml/min)呼吸频率（次/min）处理前处理后处理前处理后11586.571722.34855721232.11091332.31111110231320.991429.42910584419581851.31331306536.61828584471432.95881616.68628569812791078.9765891

30、415.40421113.892910278101364.0571657.9505121115x s1347.30373.881403.42342.5297.3323.4781.8928.78表11 切断一侧迷走神经对家兔呼吸的影响（修正）编号 通气量(ml/min)呼吸频率（次/min）处理前处理后处理前处理后11586.571722.34855721232.11091332.31111110231320.991429.429105846536.61828584471432.95881616.68628569812791078.9765891415.40421113.892910278101

31、364.0571657.9505121115x s1270.96315.941347.44319.13#92.8820.6275.8823.97*P0.05 vs 处理前表12 切断两侧迷走神经对家兔呼吸的影响编号通气量(ml/min)呼吸频率（次/min）处理前处理后处理前处理后11276.191862.5751562934.45061209.4571099831334.361994.569364415681545.489976689.68694.39353271632.78191502.3535703481031.91624.7373991125.2574915.8776814410245

32、2.59881450.44065980 x s1338.36513.331422.19420.7569.3325.8060.4425.98表13 切断两侧迷走神经对家兔呼吸的影响（修正）编号通气量(ml/min)呼吸频率（次/min）处理前处理后处理前处理后11276.191862.5751562934.45061209.4571099831334.361994.5693646689.68694.39353271632.78191502.3535703481031.91624.7373991125.2574915.87768144x s1146.37304.361400.56482.53#68.0028.3452.4323.21*P0.05 vs 处理前表14 电刺激迷走神经中枢端对家兔呼吸的影响编号通气量(