“实验目的”学习呼吸运动的记录方法;观察缺氧、二氧化碳、血中酸性物质增多和迷走神经等若干因素对家兔呼吸运动(呼吸频率、节律、幅度)的影响;
根据结果解释这些因素对呼吸运动的调节作用。
“实验原理”
肺的通气是由呼吸肌的节律性舒缩来完成的,而呼吸运动是由于呼吸中枢不断地发放节律性冲动所致。呼吸中枢的紧张性活动,随着机体代谢需要,受许多因素影响。呼吸运动的反射性调节,主要是化学感受性反射,其次是呼吸肌本体感受性反射,而牵张反射对人体的平静呼吸调节作用意义不大。
吗啡有较强的的镇痛作用,但因成瘾性及对抑制呼吸的作用限制了其临床应用,治疗剂量就能抑制呼吸。呼吸抑制的机制是:可通过兴奋阿片受体而抑制延髓及脑桥呼吸中枢;降低呼吸中枢对CO2的敏感性。急性中毒时,呼吸频率可减至3-4次/min,呼吸幅度降低甚至为一直线。吗啡对呼吸中枢的抑制可用尼可刹米解救。
治疗剂量尼可刹米可通过直接兴奋呼吸中枢;提高呼吸中枢对CO2的敏感性;兴奋颈动脉体化学感受器三条途径兴奋呼吸,此作用在呼吸中枢抑制时更明显。静脉缓慢给尼可刹米后呼吸由抑制状态立即恢复正常,继而加深加快。但如果稍快给药呼吸幅度则成倍增加,出现惊厥曲线。
“实验对象”家兔
“实验用品”
BL-420E+生物机能实验系统、刺激电极、肌张力换能器(或呼吸换能器),哺乳类动物手术器械一套、兔手术台、铁支架、双凹铁夹、20ml与5ml注射器各1支、50cm长的橡皮管1根、CO2发生器1套(或CO2气袋)、钠石灰瓶与气袋(或盛有纯氮的气袋)、手术针、玻璃分针、小烧坏、棉线、滴管、纱布等,20%氨基甲酸乙酯溶液、3%乳酸溶液、0.9%氯化钠溶液或台氏液。
“实验准备和步骤”
1.手术操作
(1)麻醉与固定:用20%氨基甲酸乙酯溶液按4~5ml/kg(或3%戊巴比妥钠溶液1ml/kg)剂量麻醉后固定动物。
(2)分离气管并作气管插管。
(3)颈部迷走神经的分离:分离左、右迷走神经各2~3cm,各穿2线备用,用盐水纱布覆盖手术野。
2.
实验系统连接。将系有线的手术针,钩在呼吸活动度较大处的胸壁上,线的另一端系于张力换能器的小孔处,将张力换能器小孔向上固定在铁支架上,张力换能器连接到生物机能实验系统的1通道,记录呼吸运动。将一配套的刺激电极与BL-420E+生物机能实验系统的刺激输出端口相连。
3.
实验系统进入和参数设置。双击桌面机能实验图标启动系统软件进入NewCentury系统软件主界面→选择“实验项目”→“呼吸实验”→“呼吸运动调节”实验模块。此后,系统将自动设置该实验所需的各项刺激参数并开始实验。
4.观察项目
(1)描记一段正常呼吸运动曲线。注意观察呼吸的频率、节律和幅度;确定所描曲线与吸气和呼气的关系。
(2)增加吸入气中CO2:将CO2发生器的玻璃管口与气管插管一侧管口连接,倾斜CO2发生器使HCl与CaCO3接触发生反应后产生CO2,观察呼吸运动的变化。化学反应式为:CaCO3+2HCl→CaCl2+H2CO3→CaCl2+CO2+H2O。
(或将气管插管一侧开口端与CO2气袋的橡皮管口相对,打开CO2气袋上的开关,使一部分CO2随吸气进入气管内,观察高浓度CO2对呼吸运动的影响。)
(3)造成缺O2:将气管插管的一侧开口端通过钠石灰瓶与盛有一定量空气的气袋相连,使呼出的CO2被钠石灰吸收。随着呼吸的进行,气囊内的O2便越来越少,观察呼吸运动的变化。
(或将气管插管的一侧管与盛有纯氮的气袋相连,使兔呼吸气袋中的氮气,造成缺O2,观察呼吸运动的变化。)
(4)增大无效腔:将气管插管一侧管连接一长约50cm的橡皮管,并夹闭另一侧管,使动物通过长管进行呼吸以增大无效腔,观察呼吸运动的变化。
(5)降低血液pH值:由耳缘静脉注入3%乳酸溶液0.2~0.5ml,观察呼吸运动的变化。
(6)注射吗啡:耳缘静脉注射(可稍快)1%吗啡2ml(或1ml/kg),观察呼吸运动的变化。
(7)注射尼可刹米(可拉明):耳缘静脉缓慢注射5%尼可刹米2ml(或1ml/kg),观察呼吸运动的变化。
(8)
剪断、刺激迷走神经:先结扎、剪断一侧迷走神经,观察呼吸运动的变化;再结扎、剪断另一侧迷走神经,观察呼吸运动有何变化;以中等强度的连续电刺激,刺激一侧迷走神经中枢端,再观察呼吸运动的变化。
5.数据保存、打印及系统退出
“结果记录与报告要求”
1.实验目的
2.实验结果与结果分析。按要求记录结果,用实验报告纸书写报告。
3.实验结论
“注意事项”
1.每项实验前都要有正常呼吸曲线作对照。
2.麻醉剂量要适度,尽量保持动物安静,以免影响正常呼吸曲线。
3.当吸入CO2引起呼吸明显变化时,应立即停止吸入。
4.也可使用呼吸换能器,将呼吸换能器连于气管插管一侧管上,另一端再与1通道相连。
5.注射乳酸时切勿使其漏出血管外。
6.CO2对呼吸调节作用最强,H+次之,O2最弱。
“思考题”
1.调节呼吸运动的体液因素有哪些?各因素的作用及原理如何?
2.切断一侧与切断双侧迷走神经时,呼吸运动的变化有何不同?