家兔呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)

【摘要】

家兔正常呼吸曲線的上升支應(yīng)為吸氣，下降支為呼氣。外周化學(xué)感受器和中樞化學(xué)感受器可

以感受

PCO

2

及

H?濃度從而調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)。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(yùn)動(dòng)的影響。

關(guān)鍵詞：呼吸調(diào)節(jié)，化學(xué)感受器，肺牽張反射，迷走神經(jīng)

【實(shí)驗(yàn)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(hào)處理系統(tǒng)、常用手術(shù)器材、呼吸換能器

【實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(xué)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(dá)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(qiáng)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(yīng)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(biāo)記導(dǎo)致），實(shí)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(cuò)誤，刺激中樞端后，呼吸應(yīng)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(shí)驗(yàn)討論】

一．對實(shí)驗(yàn)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?jiǎng)恿κ欠蝺?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(xué)感受器引起呼吸運(yùn)動(dòng)會(huì)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(xué)感受器周圍細(xì)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(dòng)脈體和主動(dòng)脈體的化學(xué)感受器由于H+濃度升高而受到刺激，傳入神經(jīng)沖動(dòng)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(xué)感受器對H?濃度的敏感性比外周化學(xué)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(xué)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(dāng)家兔體內(nèi)發(fā)生酸中毒代償反應(yīng)

之后，雖然代償反應(yīng)很快結(jié)束，但是體內(nèi)的緩沖對成分并不能得到及時(shí)補(bǔ)充。血液pH升高

會(huì)消耗HCO

3

，注射碳酸氫鈉相當(dāng)于對血液緩沖成分的補(bǔ)充。同時(shí)，HCO

3

是CO

2

的運(yùn)輸

形式。因此當(dāng)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(xué)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(bǔ)

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(yùn)動(dòng)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(xì)支氣管的平滑肌中存在牽張感受器，當(dāng)肺擴(kuò)張時(shí)，牽拉呼吸道使之也擴(kuò)張，感受

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器興奮，沖動(dòng)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(jī)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(dāng)刺激迷走神經(jīng)后，會(huì)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(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)受阻；此時(shí)另一側(cè)迷走神經(jīng)將起到呼吸調(diào)節(jié)作用，此時(shí)發(fā)揮負(fù)反饋調(diào)

節(jié)作用，加速吸氣和呼氣活動(dòng)的交替。