呼吸运动的调节实验

《呼吸运动的调节实验》

一、引言

呼吸是人体与外界环境进行气体交换的过程，是维持生命活动的基本生理功能之一，呼吸运动的调节是一个复杂的生理过程，涉及到多个系统和器官的协同作用，本实验旨在通过观察不同因素对呼吸运动的影响，探讨呼吸运动的调节机制。

二、实验原理

1、呼吸运动的反射性调节：呼吸运动受体内外各种刺激的影响，其中一些刺激可通过反射性调节来影响呼吸运动，肺牵张反射、化学感受性反射等。

2、肺牵张反射：肺扩张或缩小引起的吸气抑制或兴奋的反射称为肺牵张反射，包括肺扩张反射和肺缩小反射。

3、化学感受性反射：血液中化学成分的变化对呼吸运动的调节，包括外周化学感受器和中枢化学感受器。

三、实验材料

1、实验动物：家兔

2、实验器材：兔手术台、哺乳动物手术器械一套、张力换能器、微机生物信号采集处理系统、铁支架、兔气管插管、三通管、呼吸流量传感器、注射器（1ml、5ml、20ml）、丝线、棉花等。

3、实验药品：20%氨基甲酸乙酯、肝素生理盐水、生理盐水、乳酸。

四、实验步骤

1、称重、麻醉和固定：家兔称重后，按 5ml/kg 体重于耳缘静脉缓慢注射 20%氨基甲酸乙酯进行麻醉，当动物四肢松软，呼吸变深变慢，角膜反射迟钝时，表明动物已被麻醉，将麻醉好的家兔仰卧位固定在兔手术台上。

2、颈部手术：沿颈部正中线切开皮肤 5-7cm，用止血钳钝性分离肌肉，暴露气管和两侧的颈总动脉，在气管下方穿一根线备用，在甲状软骨下约 1cm 处做“⊥”形切口，插入气管插管，用丝线结扎固定，分离两侧颈总动脉，各穿一根线备用。

3、连接仪器：将张力换能器固定在铁支架上，调节换能器高度，使传感器的零点与手术台的平面等高，将呼吸流量传感器固定在兔嘴部，使其探头正对呼吸气流，将张力换能器的输出线和呼吸流量传感器的输出线分别连接到微机生物信号采集处理系统的相应通道上。

4、记录正常呼吸运动曲线：打开微机生物信号采集处理系统软件，选择“呼吸”菜单，设置采样频率、滤波频率、放大倍数等参数，记录一段正常的呼吸运动曲线，观察呼吸频率、幅度和节律的变化。

5、观察不同因素对呼吸运动的影响：

增加无效腔：将三通管的一个侧管与 50ml 注射器相连，打开三通管，让空气从注射器进入气管插管，增加无效腔，观察呼吸频率、幅度和节律的变化。

增大气道阻力：用止血钳夹闭气管插管的一侧，观察呼吸频率、幅度和节律的变化。

低 O2 和高 CO2 对呼吸运动的影响：将装有钠石灰的 50ml 注射器与三通管的另一个侧管相连，打开三通管，让空气从注射器进入气管插管，造成低 O2 和高 CO2 环境，观察呼吸频率、幅度和节律的变化。

人工气胸：在一侧胸部用注射器穿刺，造成人工气胸，观察呼吸频率、幅度和节律的变化。

肺牵张反射：在吸气相，用手指堵住气管插管的侧管，造成肺扩张，观察呼吸频率、幅度和节律的变化。

化学感受性反射：静脉注射乳酸 2ml/kg，观察呼吸频率、幅度和节律的变化。

6、实验结束：实验结束后，从微机生物信号采集处理系统中导出数据，并进行分析，用肝素生理盐水冲洗血管，结扎血管，缝合皮肤。

五、实验结果

1、增加无效腔：增加无效腔后，呼吸频率、幅度和节律均增加。

2、增大气道阻力：增大气道阻力后，呼吸频率、幅度和节律均减小。

3、低 O2 和高 CO2 对呼吸运动的影响：低 O2 和高 CO2 均可引起呼吸加深加快。

4、人工气胸：人工气胸后，患侧呼吸幅度和频率减小，健侧呼吸幅度和频率增加。

5、肺牵张反射：肺牵张反射可使吸气转为呼气，使呼吸频率、幅度和节律发生变化。

6、化学感受性反射：静脉注射乳酸后，呼吸频率、幅度和节律均增加。

六、讨论

1、增加无效腔对呼吸运动的影响：增加无效腔后，肺泡通气量减少，引起动脉血中 PCO2 和[H+]升高，PO2 降低，通过外周和中枢化学感受器反射性地引起呼吸加深加快，以增加肺泡通气量，排出过多的 CO2 和潴留的 H2O。

2、增大气道阻力对呼吸运动的影响：增大气道阻力后，肺泡通气量减少，引起动脉血中 PCO2 和[H+]升高，PO2 降低，通过外周和中枢化学感受器反射性地引起呼吸加深加快，以增加肺泡通气量，排出过多的 CO2 和潴留的 H2O。

3、低 O2 和高 CO2 对呼吸运动的影响：低 O2 和高 CO2 均可刺激外周化学感受器和中枢化学感受器，引起呼吸加深加快，低 O2 对呼吸的刺激作用主要通过外周化学感受器实现，而高 CO2 对呼吸的刺激作用主要通过中枢化学感受器实现。

4、人工气胸对呼吸运动的影响：人工气胸后，患侧胸腔内负压减小，肺扩张受限，引起患侧呼吸幅度和频率减小；健侧胸腔内负压增大，肺扩张增加，引起健侧呼吸幅度和频率增加。

5、肺牵张反射对呼吸运动的影响：肺牵张反射包括肺扩张反射和肺缩小反射，肺扩张反射是指肺扩张时引起吸气抑制的反射，其意义在于防止吸气过度，使呼吸保持一定的深度和频率；肺缩小反射是指肺缩小时引起吸气兴奋的反射，其意义在于促进吸气转为呼气，加速肺内气体的排出。

6、化学感受性反射对呼吸运动的影响：化学感受性反射包括外周化学感受器反射和中枢化学感受器反射，外周化学感受器位于颈动脉体和主动脉体，主要感受动脉血中 PCO2、[H+]和 PO2 的变化；中枢化学感受器位于延髓腹外侧浅表部位，主要感受脑脊液中 H+的变化，化学感受性反射可通过改变呼吸运动的频率和幅度来调节机体的气体交换和酸碱平衡。

七、结论

本实验通过观察不同因素对呼吸运动的影响，探讨了呼吸运动的调节机制，结果表明，呼吸运动受多种因素的影响，包括肺牵张反射、化学感受性反射、神经调节等，这些因素通过不同的机制共同调节呼吸运动，以维持机体的正常气体交换和酸碱平衡。

八、参考文献

1、姚泰. 生理学（第 6 版）. 人民卫生出版社，2008.

2、王庭槐. 生理学（第 9 版）. 人民卫生出版社，2018.

3、刘玲爱. 呼吸运动的调节实验报告. 实验动物科学，2018，35（05）：49-52.

4、陈杰. 呼吸运动的调节实验教学改革与实践. 实验室研究与探索，2016，35（09）：194-197.

5、赵焕东. 呼吸运动的调节实验教学体会. 中国中医药现代远程教育，2015，13（14）：87-88.

是一篇关于呼吸运动的调节实验的文章，你可以根据自己的需要进行修改。