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实验十一 呼吸运动的调节[目的] 学习呼吸运动的记录方法,观察各种神经和体液因素对呼吸运动的影响,从而了解其作用机理。[原理] 呼吸运动能够有节律地进行,并适应机体代谢的需要,是由于神经系统和体液因素调节的结果。体内外各种刺激可作用于中枢和外周感受器,反射性地影响呼吸运动。肺牵张反射是保证呼吸运动节律的机制之一。血液中CO2分压、O2分压、H+浓度的改变刺激中枢和外周化学感受器,产生反射性调节,是保证血液中气体分压稳定的重要机制。[实验动物] 兔[器材及药品] Pclab多媒体实验系统,张力换能器 (或呼吸换能器),保护电极、手术器械、兔手术台、注射器、铁支架、玻璃分针、气管插管、橡皮管 (50 cm长)。2%戊巴比妥钠(或20%氨基甲酸乙酯)溶液、生理盐水、盐酸、碳酸钙、钠石灰、线。[方法与步骤]
一、实验前准备 1.取家兔一只,称重,麻醉 (剂量同“实验十五”) 后背位固定于手术台上。剪去颈部和剑突腹部的被毛,切开颈部皮肤,分离双侧迷走神经并穿线备用。 2.分离出气管,在2~3气管环处,作一“T”型切开,插入气管套管。 3.剑突软骨分离术:切开剑突部位的皮肤,并沿腹白线切开长约2 cm的切口,细心分离剑突表面的组织,并暴露剑突软骨与骨柄,剪断剑突骨柄。(如图32所示) 注意:不能剪得过深,以免伤及其下附着的膈肌。此时剑突软骨与胸骨完全分离。提起剑突,可见剑突随膈肌的收缩而自由运动。 4.用缚有长线的金属钩钩于剑突中间部位,线的另一端则连至张力传感器的金属弹片上,线与腹部垂直,并使张力合适(如图33所示)。 5.张力换能器插头接在任一通道 (若呼吸、血压、心电同时测,则一道为呼吸,二道为血压,三道为心电,四通为刺激标记)。选择通道采样内容为“呼吸”,设定参数:显示模式:连续记录;输入方式:DC;触发方式:刺激器触发;刺激模式为单刺激;放大倍数:500~1000倍;采样间隔为2~5 ms。调节放大倍数及X、Y轴压缩、扩展比,呼吸曲线合适后,进入“写盘”状态。
二、观察项目(每一项需打标记,请按“标记”按钮逐一添加) 1.记录正常的呼吸运动曲线,分清吸气相和呼气相。 2.窒息:堵塞气管套管20秒,观察呼吸运动的变化。 3.增大无效腔:将长约50 cm的橡皮管接到气管套管上,增大无效腔,呼吸运动有何变化? 图32 游离剑突软骨的方法 图33 呼吸运动调节的实验装置 4. 缺O2:将与气管套管相连的胶管与装有钠石灰的密闭广口瓶相连 (瓶内存有一定量空气),呼出的CO2被吸收,在PCO2不变的情况下观察缺O2对呼吸的影响。 5. 增加吸入气中CO2浓度:将装有碳酸钙的广口瓶与气管套管相连,然后向瓶内滴人盐酸,使动物吸人过量CO2,观察呼吸运动的变化。 6. 肺牵张反射:剪断右侧迷走神经,呼吸运动有何变化?为什么?再结扎并剪断左侧迷走神经的离中端,呼吸运动有何变化? 以不同刺激强度刺激该迷走神经向中端,呼吸运动有何变化? 7. 采样“停止”,注意换名存盘,并编辑、打印输出实验结果。[注意事项] 1. 剪开气管进行插管时,应注意止血,并将气管内分泌物清理干净再插管。 2. 用保护电极刺激迷走神经向中端时,一定先检查刺激器的输出,并调整刺激强度。 3. 每项实验前均应有正常呼吸曲线为对照,各项观察时间不宜过长,出现效应后立即停止实验十二 胸内压的测定[目的] 学习胸膜腔内压 (简称胸内压) 的直接测定方法,观察动物平静呼吸和加强呼吸时胸内压的变化,了解其胸内压的产生机理。[原理] 平静呼吸时,胸膜腔内的压力在吸气时增大,呼气时减小,但始终低于大气压,故称为胸内负压,主要由肺的回缩力所产生。胸内负压的存在是保证呼吸运动正常进行的必要条件。在紧闭口鼻呼吸时,胸内压可高于大气压。穿刺胸腔,胸膜腔密闭性破坏,则胸内负压消失,形成气胸,肺组织萎缩。[实验动物] 兔[器材及药品] Pclab多媒体实验系统、张力换能器(或呼吸换能器)、保护电极、手术器械、兔手术台、注射器、铁支架、玻璃分针、胸内套管 (连一“U”形水检压计,内装有带颜色的水)、2%戊巴比妥钠(或20%氨基甲酸乙酯)溶液。[方法与步骤] 1. 利用做完实验十八的动物,于右侧腋中线与第4~5肋间隙交点处,沿肋骨上缘,剪毛切开皮肤,插入连有水检压计的胸内套管,当水检压计水柱随呼吸运动上下波动时,说明针头已进入胸膜腔,应停止进针,并固定在这一位置 (如图34所示)。 图34 兔胸内压测定装置 注意:穿刺时,胸内套管尖端应朝向头侧,首先用较大力量穿透肌肉,然后控制进针力量,用手指抵住胸壁,防止刺入过深。
(1) 观察胸内负压与呼吸运动变化的关系,记录平静呼吸时胸内负压的数值。
(2) 堵塞气管套管使呼吸运动加强,记录其胸内压的数值。 (3 自腹中线剖开,推开腹腔脏器,露出膈肌,观察膈肌随呼吸运动的变化。
(4) 剪开右前胸皮肤,切断肋骨造成人工开放性气胸,观察胸内压的变化。
(5) 打开胸腔,找到膈神经 (在心基部),电刺激膈神经观察膈肌运动情况。 [注意事项] 插胸内套管时,切口不宜太大,动作要迅速,以免空气漏人胸膜腔过多。若穿刺较深而未见水柱波动,应转动一下...
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