动物生理学实验报告示范--呼吸运动调节

动物生理学实验报告示范

家兔呼吸运动的调节

[实验目的]

1、学习动物呼吸运动调节的实验方法。

2、观察各种因素对呼吸运动的影响，并分析其作用机理。

[实验对象]

家兔，体重2-3kg，公母不限。

[实验材料]

BL-410生物机能实验系统、呼吸换能器、刺激电极；动物生理实验常用手术器械，兔手术台，气管插管，注射器，50cm橡皮管；生理盐水，2％戊巴比妥钠溶液等。

[实验步骤]

一、动物准备

1、动物麻醉与保定：以1ml/kg体重的2％戊巴比妥钠溶液耳缘静脉缓注射麻醉动物，取背位仰卧将实验动物保定于兔手术台，并剪去颈部的毛。

2、颈部手术与气管插管：以常规方法分别切开颈部皮肤，分离双侧颈迷走神经、穿线备用；作气管插管。

二、连接并调试BL-410生物机能实验系统

以橡皮管将呼吸换能器与实验动物的气管插管相连，根据BL-410生物机能实验系统说明书，进入系统的“呼吸运动调节”实验项目，实时记录呼吸曲线。

[观察项目]

1．记录正常呼吸曲线，作为对照，认清曲线与呼吸运动的关系。

2．无效腔增加对呼吸运动的影响：在气管插管的一侧管连接一50cm 的橡胶管，观察呼吸运动的影响。

3、吸入气中CO 2浓度增加对呼吸运动的影响：观察高浓度CO 2对呼吸运动的变化。

4．低氧对呼吸运动的影响：堵塞气管一侧管5s ，观察呼吸运动的变化。

5．迷走神经在呼吸运动中的作用：首先以中等强度电刺激一侧完整的迷走神经，观察呼吸运动的变化；再分别剪断双侧迷走神经，观察呼吸运动的变化；最后，分别电刺激一侧迷走神经的中枢端与外周端，观察呼吸运动的变化。

[结果及结果分析]

正常呼吸运动及各种因素作用后呼吸运动变化的曲线如下图。

缺氧 正常呼吸

切断双侧迷走增加无效腔 CO 2升高 切断一侧迷走

1、正常呼吸曲线：在正常麻醉状态下，实验动物保持平稳的呼吸节律，其中上升支为吸气，下降支为呼气；曲线疏密反映呼吸频率，曲线高度反映呼吸幅度。

动物节律性呼吸的基本中枢位于延髓，在肺牵张反射和呼吸调整中枢的共同调节下，维持平稳的节律性呼吸。

2、增大无效腔，呼吸加深加快。增加无效腔以后，主要是使呼吸道的阻力加大而加强呼吸运动，另外也有通气量不足造成的PCO2升高和PO2的影响（具体机理见后述）。

呼吸道的阻力的加大，使呼吸肌受到的牵拉力增加，呼吸肌本体感受器（肌梭）兴奋增强，通过传人神经达到中枢，反射性引起被牵拉呼吸肌收缩的加强，使呼吸运动增强。

3、增加吸入气中CO2浓度，呼吸加深加快。当吸入气中CO2↑，进而使P CO2↑，通过两条途径使呼吸运动增强。第一条为中枢途径，即血中CO2透过血脑屏障，在脑脊液中CA作用下，使H+↑（CO2 + H2O —→H2CO3—→HCO3- + H+↑），直接作用于中枢化学感受器，呼吸中枢兴奋，通过传出神经和呼吸肌作用，使呼吸运动增强；第二条途径为外周途径，即血中升高的CO2作用于颈动脉体和主动脉体的外周化学感受器，沿各自传人神经传入呼吸中枢，呼吸中枢兴奋增强，通过传出神经和呼吸肌作用，使呼吸运动增强。以第一条途径为主。

4、缺氧，呼吸加深加快。吸入气中O2下降，使血中PO2↓，以上述同样的两条途径，加强呼吸运动。但由于缺氧对中枢的直接效应是抑制作用，因此缺氧作用的主要途径是外周作用。

5、迷走神经在呼吸运动中的作用：迷走神经作为肺牵张反射的传入神经，通过及时抑制中枢吸气神经元而调节呼吸的深度与频率，参与呼吸节律的调节。

(1) 电刺激完整迷走神经，呼吸变浅，频率加快。当电刺激时，冲动不断传人呼吸中枢，抑制中枢吸气神经元，在呼气尚未完全时，即从吸气转变为呼气。

(2) 切断一侧迷走神经，吸气稍有延长，频率变慢。切断一侧迷走神经时，肺牵张感受器感受到的肺扩张刺激不能传至延髓的呼吸中枢，吸气不能及时转变为呼气，使吸气延长；但由于脑桥呼吸调整中枢的作用，在吸气后仍可转变为呼气，表现为长吸式呼吸。但由于另一侧迷走神经的代偿作用，呼吸变化不十分明显。

(3) 当另一侧亦切断时，吸气明显延长，频率更慢。机理同上，由于双侧迷走神经均已切断，肺牵张反射完全失去作用，长吸式呼吸表现更明显。

(4) 电刺激迷走神经离中端，呼吸运动未见明显变化；电刺激迷走神经中枢端，呼吸运动的变化及作用机理与电刺激完整迷走神经相同。以上结果说明，迷走神经是肺牵张反射的传人神经。

[实验小结]

1、在正常情况下，动物维持均匀的节律性呼吸运动。

2、动物的呼吸运动受到肺牵张反射、吸入气中CO2和O2等因素的影响。