呼吸运动的调节
一、实验目的
1.学习呼吸运动的记录方法
2.观察血液理化因素改变对家兔呼吸运动的影响
3.了解肺牵张反射在呼吸运动调节中的作用
二、实验对象
家兔
三、实验器材和药品
哺乳动物手术器械,兔手术台,生物信号采集处理系统,呼吸换能器或压力换能器,气管插管,20%氨基甲酸乙酯溶液,生理盐水,橡皮管,2%乳酸溶液,N
2
气
囊,CO
2
气囊等
四、实验方法
1.由兔耳缘静脉缓慢注入20%氨基甲酸乙酯溶液(5ml/kg体重),待动物麻醉后,仰卧固定于手术台上。
2.剪去颈前部兔毛,颈前正中切开皮肤5~7cm,分离气管并做气管插管。
分离颈部双侧迷走神经,穿线备用。
手术完毕后,用温生理盐水纱布覆盖手术野。
3.实验装置
(1)将呼吸换能器(或压力换能器)与生物信号采集处理系统的相应通道相连接,橡皮管连接气管插管和呼吸换能器或压力换能器。
(2)打开计算机,启动生物信号采集处理系统。
点击“实验模块”,选择“呼吸运动的调节”实验项目。
4.观察
(1)正常呼吸运动记录一段正常呼吸运动曲线作为对照,观察吸气相、呼气相、呼吸幅度和频率。
(2)CO
2对呼吸运动的影响将CO
2
气囊管口与气管插管的通气管用小烧杯罩住,
打开气囊呼吸运动的变化。
移开气囊和烧杯,待呼吸恢复正常后再进行下一步实
验。
(3)缺氧对呼吸运动的影响方法同上,将N
2
气囊打开,使吸入气中含较多的
N
2
,造成缺氧,观察呼吸运动的变化。
移开气囊和烧杯,观察呼吸运动的恢复过
程。
(4)增大无效腔对呼吸运动的影响将40cm长的橡皮管连接于气管插管的一个侧管上,观察此时呼吸运动的变化。
变化明显后,去掉橡皮管,观察呼吸运动恢复过程。
(5)迷走神经在呼吸运动调节中的作用先剪断一侧迷走神经,观察呼吸运动有何变化,再剪断另一侧迷走神经,观察呼吸运动又有何变化。
五、实验结果
对呼吸运动的影响
(1)CO
2
后,呼吸表现为加深加快
通CO
2
(2)缺氧对呼吸运动的影响
轻度缺氧时,呼吸表现为加深加快
(3)增大无效腔对呼吸运动的影响
增大无效腔时,表现为兴奋呼吸
(4)迷走神经在呼吸运动调节中的作用
当迷走神经被破坏时,表现为加深变慢六、实验讨论
CO
2对呼吸运动的影响:CO
2
是调节呼吸运动最主要的体液因素,当外周血液
中CO2浓度适度增加时,呼吸表现为加深加快。
CO
2
是脂溶性小分子,能迅速透
过血脑屏障进入脑脊液,与其中的水结合成碳酸,碳酸迅速解离出H+,从而以H+的形式刺激中枢化感器(分布在延髓呼吸中枢附近),兴奋呼吸。
另外,一部
分CO
2
也能直接刺激外周化感器(颈动脉体和主动脉体),兴奋呼吸。
缺O
2对呼吸运动的影响:轻度缺O
2
时,呼吸表现为加深加快。
低O
2
对呼吸
运动的刺激作用完全是通过外周化学感受器实现的。
轻度缺O
2
时,对外周化感
器的兴奋作用强于对呼吸中枢的直接抑制作用,故表现为呼吸兴奋。
但在严重缺O
2时,如果外周化感器的反射效应不足以克服低O
2
对中枢的直接抑制作用,
将导致呼吸运动的减弱。
增大无效腔对呼吸运动的影响:无效腔包括解剖无效腔和肺泡无效腔。
由于无效腔的存在,每次吸入的新鲜空气不能全部到达肺泡与血液进行有效的气体交换。
增大无效腔时,肺泡通气量减少,故气体交换效率降低,致血液缺氧和CO
2增多,从而兴奋呼吸。
剪断迷走神经对呼吸运动的影响:迷走神经是肺牵张反射的传入神经,该反射的主要生理作用是配合脑桥呼吸调整中枢,及时切断吸气,防止吸气过长过深,从而调整呼吸运动的深度和频率。
当迷走神经被破坏时,该反射作用即消失,表现为呼吸加深变慢。
七、实验结果
通CO2,缺氧,增大无效腔均为使呼吸兴奋,而剪断迷走神经会使呼吸加深变慢。
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