2013临床执业医师考试辅导：呼吸运动的调节
呼吸运动的调节
呼吸运动的调节呼吸运动是一种节律性的活动，其深度和频率随体内、外环境条件的 改变而改变。
例如劳动或运动时，代谢增强，呼吸加深加快，肺通气量增 大，摄取更多的O ，排出更多的CQ,以与代谢水平相适应。
呼吸为什么 能有节律地进行？呼吸的深度和频率又如何能随内、外环境条件改变而改 变？这些问题是本节的中心。
、呼吸中枢与呼吸节律的形成呼吸中枢是指中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞群。
多年来，对于这些细胞群在中枢神经系统内的分布和在呼吸节律产生和调节中的作用， 曾 用多种技术方法进行研究。
如早期的较为粗糙的切除、横断、破坏、电刺激等方 法，和后来发展起来的较为精细的微小电毁损、 微小电刺激、可逆性冷冻或化学 阻滞、选择性化学刺激或毁损、细胞外和细胞内微电极记录、逆行刺激（电刺激 轴突，激起冲动逆行传导至胞体，在胞体记录）、神经元间电活动的相关分析以 及组织化学等方法。
用这些方法对动物呼吸中枢做了大量的实验性研究， 获得了 许多宝贵的资料，形成了一些假说或看法。
（一）呼吸中枢呼吸中枢分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓和脊髓等部位。
脑的各级部位 在呼吸节律产生和调节中所起作用不同。
正常呼吸运动是在各级呼吸中枢的相互 配合下进行的。
1. 脊髓 脊髓中支配呼吸肌的运动神经元位于第 3〜5颈段（支配膈肌）和胸 段（支配肋间肌和腹肌等）前角。
很早就知道在延髓和脊髓间横断脊髓，呼吸就 停止。
所以，可以认为节律性呼吸运动不是在脊髓产生的。
脊髓只是联系上（高） 位脑和呼吸肌的中继站和整合某些呼吸反射的初级中枢。
2. 下（低）位脑干 下（低）位脑干指脑桥和延髓。
横切脑干的实验表明， 呼吸节律产生于下位脑干，呼吸运动的变化因脑干横断的平面高低而异（图 5-17 ）。
AM Bl駆磐锣左E 平®g □KG ；背饥呼吸组 ™ ；腔恻呼嗫组HPBM :臂旁内侧苗氐乩D 九不同平面播切在动物中脑和脑桥之间进行横切（图5-17 ，A 平面），呼吸无明显变化。
呼吸运动的协调与调节
呼吸运动的协调与调节呼吸运动是人体最基本的生理功能之一，通过呼吸，我们能够将氧气带入身体，将二氧化碳排出体外，从而维持身体内部环境的稳定。
然而，呼吸运动的协调与调节是一个非常复杂的过程，它涉及多个生理系统的相互作用，需要大量的神经、激素、代谢等调节因素的参与。
本文将从呼吸运动的协调与调节机制、呼吸运动与心血管系统、呼吸运动与运动系统、呼吸运动与代谢系统等几个方面进行探讨。
呼吸运动的协调与调节机制首先，呼吸运动的协调与调节机制需要神经系统的参与。
大脑干中的呼吸中枢是呼吸运动的发起者和调节者，它可以通过对呼吸肌的兴奋和抑制来调节呼吸深度和频率。
此外，呼吸运动还需要肺泡、支气管、胸膜等呼吸系统的参与，它们可以通过对呼吸道阻力和肺容积的调节来影响呼吸运动的深度和频率。
同时，机体还需要通过化学感受器、压力感受器等众多感受器的信号来调节呼吸运动，这些感受器可以对机体内部的气体成分、压力、温度等参数进行监测，并将监测到的信息传递给呼吸中枢，从而引起呼吸运动的调节。
呼吸运动与心血管系统呼吸运动和心血管系统紧密相关，它们之间通过神经、激素等多种途径交互作用。
首先，呼吸运动可以通过肺部的排泄作用来改变血气状态，一方面它可以增加氧气的摄取，另一方面可以增加二氧化碳的排出，从而改变机体内部的血气平衡，进而影响心血管系统的功能。
此外，呼吸运动还可以影响交感神经和副交感神经的活动，从而引起心率和血压的变化。
例如，当人进行剧烈运动时，呼吸运动加快，交感神经兴奋，心率和血压也随之增加，以保证机体足够的氧气供应。
反之，当人放松时，呼吸运动减缓，副交感神经兴奋，心率和血压也逐渐降低。
呼吸运动与运动系统呼吸运动和运动系统也密切相关，它们之间的协调是人体进行运动的基础。
首先，呼吸运动可以增加肺泡的通气量，从而提高氧气的摄取能力，为肌肉提供足够的氧气。
同时，呼吸运动也可以增加二氧化碳的排出，减少代谢废物的累积。
这些作用不仅有助于提高运动能力和耐力，还可以降低由于代谢废物积累而引起的疲劳感。
实验四 呼吸运动的调节
幅度
注意事项
静脉麻醉时，注射速度不能过快。 气管插管： 先把气管清理干净再插管。 窒息、增大无效腔时 出现明显变化后，
应立即打开橡皮管的夹子，恢复正常通气。 经耳緣静脉注射乳酸时，避免乳酸外漏出血
管，引起动物躁动。
思考题
1. 试述增加吸入气体中CO2浓度、缺O2、增大无 效腔时家兔呼吸运动的变化及其机制。
麻醉—耳缘静脉注射 气管插管 颈部血管神经游离
实验目的
观察各种因素对呼吸运动的影响， 分析其作用途径 缺氧 CO2、 H＋ 增加无效腔 迷走神经
手术操作步骤
称重、麻醉 固定，剪毛 气管分离、插管 分离两侧迷走神经 膈肌分离 呼吸运动曲线记录
1.称重、麻 醉
麻 醉 剂--20%乌拉坦， 麻醉剂量--5 ml/kg体重持针要平。
2. 试述耳缘静脉注射乳酸时家兔呼吸运动的变 化及其机制。
3. 试述切断一侧迷走神经和切断双侧迷走神经 以后，家兔呼吸运动的变化及其机制。
1.化学感受性反射
外周感受器---颈动脉体和主动脉体 适宜刺激 PCO2 ↑，PO2↓，[ H+] ↑
中枢感受器---延 髓 适宜刺激 脑脊液中[ H+]变化
2. 机械感受性反射
吸气→气管、支气管平滑肌肺牵张感受 器兴奋→迷走神经→延髓→延髓吸气切断机 制兴奋→吸气中止→呼气
实验目的
掌握哺乳类动物操作技能：
实验四 呼吸运动的调节
呼吸运动
由呼吸肌收缩、舒张引起的胸廓节律性 扩大与缩小（包括吸气运动和呼气运动）。 吸 气 肌 膈 肌---- 上下径↑
肋间外肌---- 前后、左右径↑ 呼气肌 肋间内肌、腹肌
辅助吸气肌 斜角肌、胸锁乳突肌
呼吸运动的调节
呼吸运动调节
增大无效腔
1.增大无效腔，减少了肺泡通气量，肺泡通气量=（潮气量-无效腔气量）*呼吸频率
肺泡气更新不良，导致血中二氧化碳增加、氧分压下降。
二氧化碳比氧气跑得快，等分压差时，二氧化碳很容易扩散到体外，因此以缺氧为主，二氧化碳浓度升高为辅。
2. 由于无效腔的存在，每次吸入的新鲜空气不能都到达肺泡进入气体交换。
要通过增大潮气量来增加肺泡通气量，即呼吸加深加快。
乳酸
剪断一侧迷走神经实验：切断一侧迷走神经后，由于这一侧迷走神经的神经冲动传递受阻，使得呼吸运动的调节受阻；随后由于迷走神经为混合神经，另一侧迷走神经将起到呼吸调节作用，此时发挥负反馈调节作用，加速吸气和呼气活动的交替，呼吸频率加快。
切断双侧迷走神经
迷走神经中含有肺牵张反射的传入神经纤维。
肺牵张反射中的肺扩张反射（亦称吸气抑制反射）的生理作用，在于阻止吸气过长过深，促使吸气及时转入呼气，从而加速吸气和呼气动作的交替，调节呼吸的频率和深度。
当切断双侧迷走神经后，中断了肺牵张反射的传人通路，肺牵张反射的生理作用被消除，因此呈现出慢而深呼吸运动。
切断双侧迷走神经后电刺激迷走神经中枢端
以中等强度电刺激一侧迷走神经中枢端，一般可导致呼吸运动暂停。
因为肺牵张反射包括肺扩张后反射性地引起吸气动作的抑制，或者是肺缩小后反射性地抑制呼气动作，使吸气加强。
这两种反射的传入纤维都经迷走神经兴奋，产生传入冲动到呼吸中枢，导致呼吸运动的改变。
由于电刺激引起的传入冲动持续性的传到呼吸中枢，抑制呼吸运动，故出现呼吸暂停现象。
呼吸运动的调节
肺顺应性的测定
实验原理
呼吸全过程：
一、肺的顺应性
肺通气的动力
原动力:呼吸运动是肺 通气的原动力。
直接动力:肺内压与外 界大气压间的压力差。
肺通气的阻力
弹 胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关 性 阻 肺泡表面张力：2/3 肺 力 肺弹性阻力 肺弹性回缩力: 1/3 通 气 阻 力
非 气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关 弹 性 粘滞阻力 常态下可忽略不计 阻 力 惯性阻力
Ⅱ.表面活性物质
( DPL或DPPC )
肺泡Ⅱ型细胞分泌
密度随肺泡半径变小而增 大,从而降低表面张力的作 用强.
作用： a.降低肺泡表面张力 →降低吸气阻力； b.减少肺泡内液的生 成→防肺水肿的发生 c.维持肺泡内压的稳 定性→防肺泡破裂或萎缩
肺顺应性的测定 【实验步骤】 1. 离体兔肺标本的制备 2. 仪器连接 【观察项目】 （1） 肺内注气与抽气。 （2） 肺内注生理盐水和抽生理盐水。 （3） 绘制肺顺应性曲枢,脑桥是呼
吸调整中枢。
正常情况下，位于延髓的吸气中枢的神经元不断地 自动发放冲动，通过传出神经不断地兴奋脊髓前角 支配吸气肌的神经元，使吸气肌兴奋，出现吸气动 作。吸气时呼吸道扩张，兴奋了支气管及细支气管 壁上的牵张感受器，通过迷走神经传入，抑制吸气 中枢。 位于延髓的吸气中枢兴奋时，可发出冲动，抑制呼 气中枢，但没有证据证明呼气中枢兴奋可抑制吸气 中枢。 吸气中枢又受位于脑桥的长吸中枢的控制，长吸中 枢发出冲动，兴奋吸气中枢，而长吸中枢又受位于 脑桥上部的呼吸调整中枢的控制，她发出冲动抑制 长吸中枢，使吸气不致过长。当吸气中枢兴奋时， 受呼吸中枢的负反馈调节。
中枢化学感受性反射
PO2↓
呼吸运动的调节
呼吸运动的调节讲稿：呼吸运动的调节【目的要求】1.观察各种理化因素对呼吸运动的影响。
2.分析各因素的作用途径，了解呼吸运动的调节机制。
【课堂提问及解答】1.调节呼吸运动的中枢？2.呼吸为什么有节律？3.调节呼吸运动的环节？答1：呼吸中枢是指(分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓、脊髓等部位)产生和调节呼吸运动的神经细胞群。
正常呼吸运动是在各呼吸中枢的相互配合下进行的。
答2：呼吸节律形成的机制；基本呼吸节律形成的学说（1）起步细胞学说（2）N元网络学说等。
答3：呼吸运动的反射性调节包括（1）肺牵张反射（2）化学感受性反射调节（3）呼吸肌本体感受性反射（4）其他反射。
【实验原理】1.CO2↑→(+)中枢化学感受器、(+)外周化学感受器→(+)呼吸中枢→呼吸加深加快。
2.H+↑→(+)外周化学感受器、(+)中枢化学感受器→(+)呼吸中枢→呼吸加深加快。
3.O2↓→(+)外周化学感受器→(+)呼吸中枢→呼吸加深加快。
【重点难点】：呼吸运动调节的反射弧【观察指标】呼吸频率、幅度、PaO2、PaCO2、pH【方法与步骤】1.兔常规操作。
行气管插管和颈总动脉插管。
我们这里与以往不同的是，气管插管的一端通气口要与呼吸传感器相连，然后进入生物信号采集处理器，记录呼吸波。
颈总动脉插管插好以后，取血作血气分析，以作我们后面实验的对照。
我们取血的时候要注意抗凝和隔绝空气。
所以我们在取血前，要用肝素将注射器血管管壁湿润，取血的时候，将前面流出的几滴血弃去，取血后，立即将密封盖盖好，用手指弹一弹注射器血管壁，使血液与肝素混合，防止凝血，取完血后，大家还要记注，要用肝素将插管内的血液全部推回动脉。
2.增大无效腔。
等大家记录一段稳定的呼吸波后，并且已经取血做了血气分析，我们就可以做无效腔增大对呼吸的影响。
我们的器械盘里准备了一根长的橡胶管，将这根橡胶管连接在气管插管的（侧管）另一个通气口上，记录呼吸波形。
5分钟后从动脉插管处取血作血气分析。
6第三节呼吸运动的调节
（二）防御性反射
咳嗽反射：当喉气管和支气管的黏膜受到机械性或化学性刺激时，该部呼 吸道黏膜下感受器兴奋，经迷走N传入延髓触发咳嗽反射，将呼吸道内异物 分泌物排出。
喷嚏反射：类似于咳嗽反射，不同的是刺激作用于鼻黏膜感受器，传入N是 三叉N，反射效应是腭垂下降，舌压向软腭，呼出气主要从鼻腔喷出，以清 除鼻腔内刺激物。
2、PCO2↑使呼吸加深加快的作用途径： （1）血液中PCO2↑→刺激颈A体和主A体外周化学感受 器→传入N→呼吸中枢→反射性地使呼吸加深加快。 （2）血液中PCO2↑，血液流经中枢时，经血脑屏障进 入脑脊液，CO2+H2O→ H2CO3 → HCO3ˉ+ H+，H+刺 激中枢化学感受器，反射性地使呼吸加深加快。 以后者的调节途径为主。 CO2↑时H+也↑，比单一CO2的作用强。 因为中枢化学感受器直接与脑脊液接触，非常敏感，
迷走N
切断迷走N或损坏PBKF核时，使吸气切断机制（IOS）兴奋所需时间延长， 即IOS抑制吸气N元的兴奋花费的时间延长，吸气深、时间长，呼吸频率 变慢。
二、呼吸运动的反射性调节
内外环境发生改变时，呼吸的节律性运动也会发生改变，这是因为呼 吸中枢的活动既接受来自呼吸器官本身的各种感受器、也接受其它器官 感受器传入冲动的反射性调节以及血液中化学成分改变的传入冲动调节。
三、体液因素对呼吸运动的调节
（一）二氧化碳对呼吸的影响
1、作用：CO2是调节呼吸运动最重要的生理性化学因素。血中PCO2↓→ 呼吸减弱减慢,达一定程度,呼吸暂停。一定水平PCO2对维持呼吸中枢兴奋 是必要的。血中CO2浓度↑时→呼吸加深加快,肺通气量↑;但CO2超过吸入 气20%,引起惊厥,进而出现CO2对中枢N系统麻醉作用,抑制呼吸,甚至死亡。
生理学：呼吸运动的调节
3.3 Shear the anadesma under the skin
3.4 Blunt dissection of the muscle above the trachea by using blood vessel forceps
3.5 Exposure the trachea
common carotid artery
暴露耳缘静脉，动脉夹夹住血管，使血管充盈； 进针点由下往上；进针时注意针尖斜面向上，以5~15度角进针 推药前松开动脉夹；麻醉时药物前1/3快速注射，后2/3慢推；
推药过程中密切观察耳根是否肿起来； 药物入血管标志：推药时红色静脉变透明 留针（用针灸针插入注射针头，防血凝），固定（动脉夹） 保护静脉（实验结束时静脉打空气针处死动物）
请描述你所看到的实验现象，并解释其原因 －－增加吸入气CO2浓度 －－吸入N2气 －－增加无效腔 －－静脉注射3％乳酸2ml －－切断两侧迷走神经
分析与讨论
1)吸入CO2: 呼吸加深加快。CO2是调节呼吸的最重要的生理性体液因子，一定 水平的PCO2对维持呼吸和呼吸中枢的兴奋性是必要的。
PCO2通过以下两条途径起作用： 一：外周化学感受器——主动脉体（通过迷走神经传入），颈动脉体（通过舌咽神 经传入），当动脉血PO2降低，PCO2升高，以及PH降低时，外周化学感受器的放电 频率增加，反射性的引起呼吸加深，加快和血液循环变化。 二：中枢化学感受器――位于延髓腹外测的浅表部位，生理刺激物是脑脊液中的H+ 离子。由于血脑屏障的存在，中枢感受器不直接与动脉血接触，而是浸浴在脑脊液 中，可限制H+通过，但允许脂溶性的CO2自由通透。当动脉血PCO2升高时，CO2迅 速通过血脑屏障进入脑脊液，在与水反映，CO2+H2O→H++HCO3-,由此产生的H+刺 激中枢化学感受器，刺激呼吸中枢，增强呼吸运动。