家兔呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)(家兔呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)與胸膜腔內(nèi)壓的觀察)

1.家兔呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)與胸膜腔內(nèi)壓的觀察

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實(shí)驗(yàn)二十五兔呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)與胸膜腔內(nèi)壓的觀察【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹客ㄟ^描記家兔呼吸運(yùn)動(dòng)曲線觀察各種因素對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的影響，同時(shí)學(xué)習(xí)直接測(cè)定呼吸運(yùn)動(dòng)曲線及胸膜腔內(nèi)壓的實(shí)驗(yàn)方法。【實(shí)驗(yàn)原理】呼吸運(yùn)動(dòng)能夠有節(jié)律的進(jìn)行，并能適應(yīng)機(jī)體代謝的需要，是由于呼吸中樞調(diào)節(jié)的緣故。正常節(jié)律性呼吸運(yùn)動(dòng)呼吸中樞節(jié)律性活動(dòng)的反映，是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與下，通過多種傳人沖動(dòng)的作用，反射性調(diào)節(jié)呼吸的頻率和深度來完成的。其中較為重要的調(diào)節(jié)活動(dòng)有呼吸中樞的直接調(diào)節(jié)和肺牽張反射、化學(xué)感受器等的反射性調(diào)節(jié)。因此，體內(nèi)外各種刺激可以作用于中樞或通過不同的感受器反射性地影響呼吸運(yùn)動(dòng)。平靜呼吸時(shí)，胸膜腔內(nèi)壓力雖然隨著呼氣和吸氣而升降，隨著呼吸深度的變化而變化，但其數(shù)值始終低于大氣壓力而為負(fù)值，故胸膜腔內(nèi)壓也稱為胸內(nèi)負(fù)壓?！緦?shí)驗(yàn)對(duì)象】家兔?！緦?shí)驗(yàn)材料】哺乳類動(dòng)物手術(shù)器械，兔手術(shù)臺(tái)，氣管插管，注射器（20ml、5m1）,50cm長橡皮管一條， BL-410 生物信號(hào)采集處理系統(tǒng)，張力換能器，壓力換能器，紗布，絲線，刺激電極，胸內(nèi)插管或粗穿刺針頭，鈉石灰瓶，1.5%戊巴比妥鈉溶液，3%乳酸溶液，二氧化碳球囊，生理鹽水。【實(shí)驗(yàn)步驟】 1.手術(shù) （1）麻醉和固定用 1.5%戊巴比妥鈉溶液按 2ml/kg 體重的劑量從兔耳緣靜脈緩慢注入，待動(dòng)物麻醉后，取仰臥位將兔固定于兔手術(shù)臺(tái)上。剪去頸部、劍突和右側(cè)胸部的毛。 （2）插氣管插管沿頸部正中切開皮膚，用止血

2.動(dòng)物呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)

吸入高濃度CO2后家兔呼吸張力從 cmH2O 增加到 cmH2O ，呼吸頻率從 次/min增加到 次/min，與正常呼吸相比呼吸張力增加 ml/min，呼吸頻率增加 次/min，通氣量明顯增加，呼吸頻率加快是由吸入氣中PCO2增加引起血液中pCO2增高，CO2通過血腦屏障進(jìn)入腦脊液中溶于水，在碳酸酐酶的作用下分解成HCO3-+H+, H+刺激延髓化學(xué)感受器，間接作用于呼吸中樞，通過呼吸肌的作用使呼吸運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)。 CO2分壓增高還刺激主動(dòng)脈體和頸動(dòng)脈體外周化學(xué)感受器，反射性地使呼吸加深加快[2] ；結(jié)果發(fā)現(xiàn)吸入CO2后引起通氣量增加比吸入純氮?dú)飧黠@，這可能與缺氧主要是刺激外周化學(xué)感受器，對(duì)中樞化學(xué)感受器具有抑制作用；PaCO2-對(duì)中樞化學(xué)感受器和化學(xué)感受器外周均有刺激作用，而且， PaCO2-和H+-作用總和等因素有關(guān) 。

注射乳酸使動(dòng)脈血中H+濃度的增加，可使呼吸加深、加快，肺通氣增加。H+對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)既可通過刺激外周化學(xué)感受器也可刺激中樞化學(xué)感受器而實(shí)現(xiàn)。但H+不易通過血-腦屏障，因而此時(shí)H+的效應(yīng)主要是刺激外周化學(xué)感受器。

切斷兩側(cè)迷走神經(jīng)后，可使吸氣延長，呼吸深慢。因?yàn)闅夤芎图?xì)支氣管的平滑肌中有牽張感受器，迷走神經(jīng)中有肺牽張反射的傳入纖維。肺牽張反射中的肺擴(kuò)張反射的生理作用，在于阻止吸氣過長過深，加速吸氣和呼氣運(yùn)動(dòng)的交替，使呼吸頻率增加。切斷了迷走神經(jīng)后，中斷了肺牽張反射的傳入通路，肺牽張反射的生理作用被消除，呼吸運(yùn)動(dòng)深慢，根據(jù)上述機(jī)制，用電刺激迷走神經(jīng)的中樞端則可以使深慢的呼吸重新變?yōu)闇\快，并且可以接近正常的呼吸頻率和深度。

3.家兔呼吸運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)討論

方法】 1.實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連接及參數(shù)設(shè)置 （1）家兔呼吸運(yùn)動(dòng)（氣道壓力法）記錄裝置見圖7-17-1。

將呼吸換能器固定于鐵支柱上。（2）呼吸換能器輸出線接微機(jī)生物信號(hào)處理系統(tǒng)第4通道（亦可選擇其它通道）。

（3）微機(jī)生物信號(hào)處理系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。① RM6240系統(tǒng)：點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)”菜單，選擇“呼吸”或“自定義實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”菜單中的“呼吸運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)”。

系統(tǒng)進(jìn)入該實(shí)驗(yàn)信號(hào)記錄狀態(tài)。儀器參數(shù)：通道時(shí)間常數(shù)為直流，濾波頻率30Hz，靈敏度10cmH2O（或12.5ml），采樣頻率800Hz，掃描速度 1s/div。

連續(xù)單激激方式，刺激強(qiáng)度5~10V，刺激波寬2ms，刺激頻率30 Hz。② PcLab和MedLab系統(tǒng)：點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)”菜單，選擇“常用生理學(xué)實(shí)驗(yàn)”或“文件” 菜單“打開配置”中的“呼吸記錄”項(xiàng)目。

系統(tǒng)進(jìn)入該實(shí)驗(yàn)信號(hào)記錄狀態(tài)。儀器參數(shù)：通道放大倍數(shù)1000，直流耦合（下限頻率DC），上限頻率40Hz，采樣間隔1ms；串刺激方式，波寬2ms，刺激強(qiáng)度5~10V，時(shí)程1s，頻率30 Hz。

③ 呼吸換能器定標(biāo) 在實(shí)驗(yàn)前，實(shí)驗(yàn)室已將呼吸換能器與微機(jī)生物信號(hào)采集處理系統(tǒng)組成的記錄測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了定標(biāo)，如果沒有定標(biāo)，請(qǐng)按下列步驟對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定標(biāo)：吸換能器與微機(jī)生物信號(hào)處理系統(tǒng)連接，時(shí)間常數(shù)直流耦合方式，換能器的測(cè)壓口用膠管與水檢壓計(jì)連接，用注射器從水檢壓計(jì)排氣口向檢壓計(jì)水內(nèi)注入空氣，使水檢壓計(jì)的水柱上升至10cm水柱，用微機(jī)生物信號(hào)處理系統(tǒng)記錄壓力線，調(diào)節(jié)靈敏度（或放大倍數(shù)），使信號(hào)有合適的幅度，在記錄界面上選擇壓力線，打開定標(biāo)（或單位修正）對(duì)話框，輸入與壓力線對(duì)應(yīng)的壓力數(shù)值，選擇“單位”cmH2O，在“確定”后，系統(tǒng)的定標(biāo)就完成了，在記錄界面可通過測(cè)量工具直接讀出記錄的壓力數(shù)據(jù)。流量定標(biāo)（略）。

2.手術(shù)準(zhǔn)備（參見第四章第一節(jié) 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的基本操作、第四節(jié) 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物手術(shù)） （1）麻醉固定 家兔稱重后，200g/L氨基甲酸乙酯按1g/kg體重，耳緣靜脈注射麻醉。待兔麻醉后，將其仰臥，先后固定四肢及兔頭。

（2）手術(shù) 用粗剪刀去頸前部兔毛于水盆中，頸前正中切開皮膚6~8cm，直至下頜角上1.5~2cm，用止血鉗鈍性分離軟組織及頸部肌肉，暴露氣管及與氣管平行的左、右血管神經(jīng)鞘，細(xì)心分離兩側(cè)鞘膜內(nèi)的頸總動(dòng)脈和迷走神經(jīng)，在迷走神經(jīng)下穿線備用。用止血鉗分離氣管，在氣管下穿兩根粗棉線備用。

（3）氣管插管 在環(huán)狀軟骨下約1cm處，做“⊥”形剪口，用棉簽將氣管切口及氣管里的血液和分泌物擦凈，氣管插管由剪口處向肺端插入，插時(shí)應(yīng)動(dòng)作輕巧，避免損傷氣管粘膜引起出血，用一粗棉線將插管口結(jié)扎固定，另一棉線在切口的頭端結(jié)扎止血。用溫?zé)嵘睇}水紗布覆蓋手術(shù)野。

【模擬實(shí)驗(yàn)操作方法】 1.模擬實(shí)驗(yàn)窗口（圖6-2-10） 家兔：家兔頸部氣管插管，一通氣口用膠管連接呼吸換能器，家兔呼吸運(yùn)動(dòng)用仿真記錄儀顯示。2.手術(shù)刀 鼠標(biāo)點(diǎn)擊手術(shù)刀并拖動(dòng)至家兔頸部釋放，啟動(dòng)氣管插管錄像，錄像結(jié)束，記錄儀描記家兔氣道壓力變化曲線。

3.仿真二道記錄儀 第一道記錄家兔氣道壓力變化曲線，第二道記錄實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目標(biāo)記。仿真記錄儀面板設(shè)靈敏度、位移、紙速調(diào)節(jié)按鈕，面板設(shè)數(shù)字顯示框，分別顯示記錄儀第一道靈敏度、氣道壓力、呼吸頻率、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目標(biāo)記。

4.注射器 鼠標(biāo)器點(diǎn)擊注射器拖動(dòng)至家兔耳部上方釋放，向輸入框輸入藥品劑量，點(diǎn)擊確定，藥品從家兔耳緣靜脈注入。呼吸運(yùn)動(dòng)因藥物作用而發(fā)生變化。

藥品劑量：2%乳酸 2ml。5.CO2氣球、N2氣球、膠管拖動(dòng)至氣管插管圖氣管插管開口處釋放，呼吸運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化。

6.鼠標(biāo)點(diǎn)擊手術(shù)刀并拖動(dòng)至家兔頸部神經(jīng)解剖圖的神經(jīng)上方釋放，可先后切斷二側(cè)迷走神經(jīng)，呼吸運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化。7.測(cè)量按鈕 按測(cè)量按鈕，仿真記錄儀顯示所做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)曲線，仿真記錄儀面板按鈕變?yōu)閳D標(biāo)按鈕，有放大、縮小、壓縮、擴(kuò)展、定位五個(gè)圖標(biāo)按鈕，分別可使仿真記錄儀內(nèi)的實(shí)驗(yàn)曲線縱向放大或縮小，橫向壓縮或擴(kuò)展，定位圖標(biāo)按鈕可使所選記錄曲線處的位置移到仿真記錄儀左邊框位置。

8.測(cè)量狀態(tài) 在測(cè)量狀態(tài)下，鼠標(biāo)器在仿真記錄儀內(nèi)移動(dòng)，可對(duì)實(shí)驗(yàn)曲線進(jìn)行測(cè)量，并從仿真記錄儀的面板數(shù)字顯示框“壓力”和“Time”中讀出氣道壓力和呼吸周期時(shí)間。在曲線上點(diǎn)擊，可測(cè)量相對(duì)值。

拖動(dòng)仿真記錄儀面板上的滾動(dòng)條，可使實(shí)驗(yàn)曲線左右滾動(dòng)，顯示前后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線。9.窗口內(nèi)容和可操作控件均有提示。

窗口提示欄右設(shè)置“返回”按鈕，鼠標(biāo)點(diǎn)擊“返回”按鈕，程序返回到模擬實(shí)驗(yàn)窗口。 圖6-2-10 呼吸運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)模擬實(shí)驗(yàn)窗口 【觀察項(xiàng)目】1.描記正常呼吸曲線：記錄一段正常呼吸運(yùn)動(dòng)曲線作為對(duì)照。

辨認(rèn)曲線上吸氣、呼氣的波形方向（注意：下列每一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目前必須先等待呼吸曲線恢復(fù)正常）。 2.觀察增大無效腔對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的影響：將長膠管接至氣管插管開口處使家兔無效腔增大，觀察與記錄呼吸運(yùn)動(dòng)的變化。

3.觀察缺O(jiān)2對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的影響：使用N2氣囊，給動(dòng)物吸入含有較高濃度N2氣的空氣以造成部分缺O(jiān)2，觀察與記錄呼吸運(yùn)動(dòng)的變化。 4.觀察吸入氣中CO2 含量增加對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的影響：同上法用CO2氣囊，使吸入的空氣中含有較多的CO2，觀察與記錄呼吸運(yùn)動(dòng)。

5.耳緣靜脈緩慢注入2% 乳。