家兔呼吸體液調(diào)節(jié)
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家兔呼吸運動的調(diào)節(jié)
【摘要】
家兔正常呼吸曲線的上升支應為吸氣,下降支為呼氣。外周化學感受器和中樞化學感受器可
以感受
PCO
2
及
H?濃度從而調(diào)節(jié)呼吸運動。迷走神經(jīng)中含有肺牽張反射的傳入神經(jīng),通過
刺激和剪斷迷走神經(jīng)可以觀察到肺牽張反射對呼吸運動的影響。
關(guān)鍵詞:呼吸調(diào)節(jié),化學感受器,肺牽張反射,迷走神經(jīng)
【實驗材料】家兔
試劑:20%烏來糖,12%磷酸二氫鈉,5%碳酸氫鈉
器材:BL-420E+生物信號處理系統(tǒng)、常用手術(shù)器材、呼吸換能器
【實驗項目】
(1)手術(shù),麻醉家兔。
(2)正常呼吸曲線的描記。
(3)增加無效腔的影響:在呼吸換能器上連上長橡膠管,觀察呼吸情況的變化。
(4)化學感受器的研究:分別注射磷酸二氫鈉及碳酸氫鈉,觀察呼吸情況的變化。
(5)肺牽張反射的研究:剪斷一側(cè)迷走神經(jīng)和兩側(cè)迷走神經(jīng),觀察呼吸情況變化;刺激外
周端和中樞端,觀察呼吸情況的變化。
(1)正常呼吸曲線
其中上升支為吸氣,下降支為呼氣。
(2)增加無效腔:
增加無效腔后,呼吸加深加快。呼吸頻率可達113次/分
(3)靜脈注射NaH
2
PO
4
:
靜脈注射磷酸二氫鈉后,呼吸加深加快。
(4)靜脈注射NaHCO
3
:
注射碳酸氫鈉后,呼吸稍加深加快,但作用并不十分明顯、
(5)迷走神經(jīng)完整,刺激一側(cè)迷走神經(jīng):
刺激迷走神經(jīng),呼吸頻率增加,呼吸強度減弱。
(6)剪斷一側(cè)迷走神經(jīng):
↑
剪斷一側(cè)迷走神經(jīng)
剪斷迷走神經(jīng)后,呼吸速率稍變慢,應為57次/分。
(7)剪斷兩側(cè)迷走神經(jīng):
↑
剪斷兩側(cè)迷走神經(jīng)
剪斷兩側(cè)迷走神經(jīng)后,呼吸減慢,稍有加深。圖中頻率讀取有誤(因未加標記導致),實際
剪斷神經(jīng)后的頻率為35次/分。
(8)剪斷兩側(cè)迷走神經(jīng),刺激中樞端:
刺激中樞端的結(jié)果是呼吸強度變淺,頻率并無太大變化。
(9)刺激迷走神經(jīng)外周端:
刺激迷走神經(jīng)外周端,無任何變化。
實驗項目
增加無效腔
注射磷酸二氫鈉
注射碳酸氫鈉
剪斷一側(cè)迷走神經(jīng)
剪斷兩側(cè)迷走神經(jīng)
刺激外周端
刺激中樞端
呼吸頻率(次/分)
處理前
89
91
103
96
56
35
34
處理后
113
100
111
57
35
34
22
灰數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤,刺激中樞端后,呼吸應該變淺變快。可能是由于截圖位置的原因,但從
圖中沒有看出明顯的加快的現(xiàn)象。
【實驗討論】
一.對實驗結(jié)果的解釋:
(1)呼吸曲線中,上升支為吸氣,下降支為呼氣。由于呼吸換能器感受的是壓力的變化,
因此上升支是壓力增加,而下降支則為壓力的降低。由于吸氣的主要動力是肺內(nèi)壓比外界大
氣壓低,因此吸氣的過程是肺內(nèi)壓增加至與大氣壓相等的過程,為上升支;呼氣的過程則正
相反。
(2)增加無效腔的影響:增加無效腔使肺泡氣體更新率下降,從而使血中PCO2、PO2下降,
刺激體內(nèi)中樞以及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,由呼吸本體感受器感受到的呼吸
阻力的增加,引起反射性呼吸加深加快。中樞感受器感受的生理刺激是腦脊液的H?升高,
而不是CO
2
。但是CO
2
能夠迅速通過血腦屏障,是化學感受器周圍細胞外液濃度增高,刺
激中樞引起興奮。
(3)注射磷酸二氫鈉后,家兔呼吸加深加快。注射磷酸二氫鈉,使家兔血液pH降低,位
于頸動脈體和主動脈體的化學感受器由于H+濃度升高而受到刺激,傳入神經(jīng)沖動發(fā)放增多,
引起呼吸的加深加快,增加肺通氣量。
雖然中樞化學感受器對H?濃度的敏感性比外周化學感受器高很多,但由于H+較難通過血
腦屏障,中樞感受器對血液中的H+濃度變化很不敏感,因此在代謝性酸中毒過程中起調(diào)節(jié)
作用的主要是外周化學感受器。
(4)注射碳酸氫鈉:HCO
3
是血液中最主要的緩沖成分,當家兔體內(nèi)發(fā)生酸中毒代償反應
之后,雖然代償反應很快結(jié)束,但是體內(nèi)的緩沖對成分并不能得到及時補充。血液pH升高
會消耗HCO
3
,注射碳酸氫鈉相當于對血液緩沖成分的補充。同時,HCO
3
是CO
2
的運輸
形式。因此當緩慢注射碳酸氫鈉后,由于緩沖作用,使血液中的CO
2
有一定程度的升高,
從而刺激化學感受器,引起呼吸的加深加快。但由于注入的HCO
3
主要用于緩沖成分的補
償,CO
2
增加量很少,因此作用并不明顯。
迷走神經(jīng)對呼吸運動的調(diào)節(jié)作用:
迷走神經(jīng)是肺牽張反射的主要傳入神經(jīng)。
從氣管到細支氣管的平滑肌中存在牽張感受器,當肺擴張時,牽拉呼吸道使之也擴張,感受
-
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器興奮,沖動經(jīng)迷走神經(jīng)傳入延髓。在延髓內(nèi)通過一定的神經(jīng)聯(lián)系使吸氣切斷機制興奮,切
斷吸氣轉(zhuǎn)入呼氣,這樣便加速了吸氣和呼氣的交替,使呼吸頻率增加。
當刺激迷走神經(jīng)后,會出現(xiàn)呼吸變快變淺的現(xiàn)象。
(5)剪斷一側(cè)迷走神經(jīng):切斷一側(cè)迷走神經(jīng)后,該側(cè)迷走神經(jīng)內(nèi)肺牽張反射的傳入神經(jīng)被
阻斷,呼吸運動的調(diào)節(jié)受阻;此時另一側(cè)迷走神經(jīng)將起到呼吸調(diào)節(jié)作用,此時發(fā)揮負反饋調(diào)
節(jié)作用,加速吸氣和呼氣活動的交替。
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