吸入二氧化碳對家兔呼吸運(yùn)動的影響.doc

吸入二氧化碳對家兔呼吸運(yùn)動的影響摘要：目的：觀察血液中化學(xué)因素（如PCO、PO和H+）改變對家兔呼吸運(yùn)動（呼吸頻率、節(jié)律、幅度）的影響，初步探討其作用部位，并分析機(jī)制。觀察減壓神經(jīng)及迷走神經(jīng)在家兔呼吸運(yùn)動調(diào)節(jié)中的作用，初步探討其機(jī)制。掌握氣管插管術(shù)和神經(jīng)血管分離術(shù)。方法：運(yùn)用氣管插管術(shù)和頸部神經(jīng)分離術(shù)暴露家兔氣管、減壓神經(jīng)和迷走神經(jīng)，向氣管通入 CO，并用生物信號采集處理系統(tǒng)記錄家兔呼吸流量和頻率。結(jié)果：持續(xù)吸入CO10秒鐘，家兔呼吸流量由0.298ml/s增至1.26ml/s，呼吸頻率由48次/分增至52.9次/分。結(jié)論：通過增加吸入CO濃度，刺激外周化學(xué)感受器，家兔呼吸變深變快。關(guān)鍵詞：CO濃度；呼吸運(yùn)動；外周化學(xué)感受器Abstract: Objective:To observe the blood chemistry factors (such as PCO, POand H+) on rabbit respiration (respiration frequency, rhythm, amplitude) effect, discuss its site of action, and analyze the mechanism. To observe the effect of decompression of nerve and vagus nerve in the regulation of respiratory movement in rabbits. Master of tracheal intubation and nerve and blood vessel separation. Method: Use tracheal intubation and neck nerve dissection exposure of rabbit trachea, decompression of the nerve and the vagus nerve and into the trachea to pass into the CO, biological signal acquisition and process system to record the rabbit respiratory flow and frequency.Results: The inhaled CO10 seconds, the respiratory flow in rabbits by 0.298ml/s increased to 1.26ml/s, respiratory frequency by 48 beats per minute increase to 52.9 beats per minute. Conclusion: Stimulation of peripheral chemoreceptors by increasing the concentration of inhaled CO, then rabbits breath deeper and faster .引言：呼吸運(yùn)動是呼吸中樞節(jié)律性活動的反應(yīng)。在不同生理狀態(tài)下，呼吸運(yùn)動所發(fā)生的適應(yīng)性變化有賴于神經(jīng)系統(tǒng)的反射性調(diào)節(jié)，其中較為重要的有呼吸中樞、肺牽張反射以及中樞、外周化學(xué)感受器的反射性調(diào)節(jié)。1由于二氧化碳潴留等癥狀引起低氧血癥和高碳酸血癥，最終并發(fā)肺性腦病、休克導(dǎo)致死亡。臨床認(rèn)為，呼吸衰竭是致使肺心病患者死亡的主要原因，2研究CO濃度對呼吸運(yùn)動的影響在臨床上具有重要意義，為了探究吸入CO對家兔呼吸運(yùn)動的影響，我們進(jìn)行了本次實驗。1.材料和方法1.1 實驗對象： 健康家兔，浙江中醫(yī)藥大學(xué)動物實驗中學(xué)提供。1.2 實驗藥品和試劑 20%氨基甲酸乙酯，CO，2%乳酸，0.9% 生理鹽水1.3 實驗儀器 呼吸換能器，鐵架臺，兔手術(shù)臺，氣管插管，玻璃分針，止血鉗，手術(shù)刀，手術(shù)剪，手術(shù)盤，注射器，細(xì)線，橡膠管，生物信號采集處理系統(tǒng)，微機(jī)。1.4 實驗方法1.4.1實驗系統(tǒng)連接和參數(shù)設(shè)置 用橡膠管連接呼吸換能器測壓口和氣管插管，呼吸換能器輸出線連接微機(jī)生物信號處理系統(tǒng)。啟動RM6240系統(tǒng)軟件，在系統(tǒng)軟件窗口設(shè)置儀器參數(shù)。點(diǎn)擊“實驗”菜單，選擇“呼吸運(yùn)動調(diào)節(jié)”項，調(diào)節(jié)靈敏度為1m/s，掃描速度為2.5s/div。設(shè)置通道一參數(shù)為流量。1.4.2麻醉固定 耳緣靜脈注射麻醉劑，按5ml/kg的量，試驗中兔子稱重為2.2kg，共注射11ml麻醉劑。待兔麻醉后，將其仰臥，先后固定四肢及兔頭于兔手術(shù)臺上。1.4.3氣管插管 剪去頸前毛，頸前正中切開皮膚67cm，直至下頜角上1.5cm，用止血鉗鈍性分離軟組織及頸部肌肉，暴露氣管及與氣管平行的左、右血管神經(jīng)鞘，細(xì)心分離右側(cè)鞘膜內(nèi)減壓神經(jīng)和迷走神經(jīng)，分別在減壓神經(jīng)和迷走神經(jīng)下穿線備用。 分離氣管。在環(huán)狀軟骨下約1cm處，做“”形剪口，氣管插口由剪口處向肺端插入，插入時避免損傷氣管黏膜引起出血，用一細(xì)線將插管口結(jié)扎固定。1.5實驗觀察1.5.1啟動生物信號采集處理系統(tǒng)記錄按鈕，記錄一段正常呼吸運(yùn)動曲線作為對照。1.5.2打開二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)管，置于氣管插管開口前，使家兔吸入純二氧化碳?xì)怏w，10秒鐘后立即移去二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)管，觀察和記錄呼吸運(yùn)動的變化（正常的呼吸頻率和流量）。2. 結(jié)果吸入空氣，持續(xù)10秒鐘吸入CO2，持續(xù)10秒鐘3. 討論：吸入CO2濃度，家兔呼吸流量及頻率均增大，呼吸運(yùn)動加深、加快。這是由于動脈血中CO2分壓升高，CO2的濃度也增高，可使呼吸加深加快，肺通氣量增加。其機(jī)制是：二氧化碳刺激呼吸是通過兩條途徑實現(xiàn)的，一是刺激中樞化學(xué)感受器再興奮呼吸中樞；二是刺激外周化學(xué)感受器，沖動經(jīng)竇神經(jīng)和迷走神經(jīng)傳入延髓呼吸有關(guān)核團(tuán)，反射性得使呼吸加深、加快，增加肺通氣3-4。通過延髓中樞化學(xué)感受區(qū)興奮，使呼吸中樞興奮由于血液中CO2能迅速通過血-腦脊液屏障，由于腦脊液的緩沖能力差，故PH值下降，從而使中樞化學(xué)感受區(qū)周圍液體中的氫離子濃度升高。刺激中樞化學(xué)感受區(qū)，引起呼吸中樞興奮，呼吸增強(qiáng)。通過外周化學(xué)感受器興奮，反射性地引起呼吸中樞興奮當(dāng)血中CO2升高時，可刺激頸動脈和主動脈體，沖動經(jīng)竇神經(jīng)和主動脈神經(jīng)，然后分別并入第九第十對腦神經(jīng)入延髓，反射性地增強(qiáng)呼吸運(yùn)動。吸入氣中CO2濃度增加，將導(dǎo)致肺泡氣PCO2濃度，動脈血CO2濃度也隨之升高，呼吸加深加快。4.結(jié)論： 通過增加吸入CO濃度，刺激外周化學(xué)感受器，家兔呼吸變深變快。5.參考文獻(xiàn)：1 機(jī)能學(xué)實驗教程陸源，林國華，楊午鳴主編第二版科學(xué)出版社，2010.6.2 費(fèi)建瓊.淺談肺心病合并呼吸衰竭的臨床護(hù)理J.臨床醫(yī)藥文獻(xiàn)電子雜志，2015.14.3 解龍昌，黃如訓(xùn).Ondines eulh 綜合癥與中樞神經(jīng)損害J.中國臨床神經(jīng)科學(xué)，2003，11（4）：419-421.4 Morrel MJ，lIe wl P.M cxavi，et al.Unilateral focal lesions in the togtrolateral medulla Mluenee chemosensitivity and breathing measuredduring wakefulness，sleep and exercise J.JNerosurgery psychiatry，1999，67附加實驗：1.實驗方法1.1堵住氣管插管開口，使管徑減小一半，使氣道阻力增大，持續(xù)10秒鐘后觀察和記錄呼吸運(yùn)動的變化（正常的呼吸頻率和流量）。1.2增大無效腔（橡膠管長度是氣道的5倍）,使吸入O2減少，呼出CO2減少，氣道阻力增大，持續(xù)10秒鐘，觀察和記錄呼吸運(yùn)動的變化。1.3家兔耳緣靜脈快速注射2%乳酸2ml ，觀察和記錄呼吸運(yùn)動的變化。1.4以3V，頻率5Hz，持續(xù)10s的定時刺激刺激家兔右側(cè)減壓神經(jīng)，觀察和記錄呼吸運(yùn)動的變化。1.5以3V，頻率5Hz，持續(xù)10s的定時刺激刺激家兔右側(cè)頸部迷走神經(jīng)，觀察和記錄呼吸運(yùn)動的變化。1.6點(diǎn)燃艾條，置于氣管插管開口前，使家兔吸入10秒鐘。1.7剪斷迷走神經(jīng)后，刺激家兔迷走神經(jīng)遠(yuǎn)心端，觀察和記錄呼吸運(yùn)動的變化。1.8剪斷迷走神經(jīng)后，刺激家兔迷走神經(jīng)近心端，觀察和記錄呼吸運(yùn)動的變化。2.結(jié)果管徑縮小一半增大無效腔靜脈快速注射2%乳酸2ml以3V，頻率5Hz，持續(xù)10s的定時刺激刺激右側(cè)減壓神經(jīng)以3V，頻率5Hz，持續(xù)10s的定時刺激刺激右側(cè)頸部迷走神經(jīng)熏艾剪斷右側(cè)迷走神經(jīng)后，刺激迷走神經(jīng)遠(yuǎn)心端（中樞端）剪斷右側(cè)迷走神經(jīng)后，刺激迷走神經(jīng)近心端3.說明3.1實驗使用同一只家兔，吸入二氧化碳后立即開始實驗，中間無停留，可能會對下一組實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。3.2耳緣靜脈快速注射2%乳酸時部分乳酸流出，未完全注入家兔體內(nèi)。3.3刺激右側(cè)迷走神經(jīng)后剪去家兔腹部兔毛進(jìn)行熏艾，持續(xù)將近四分鐘。3.4每組實驗做完未等呼吸運(yùn)動基本恢復(fù)正常后立即開始下一組實驗，中間停留時間較短。4.討論4.1管徑縮小一半家兔呼吸頻率變慢，深度加深。管徑縮小一半，使氣道阻力增加，會引起呼吸肌用力呼吸，興奮呼吸肌的本體感受器即肌梭和腱器官。肌梭和腱器官受牽張刺激，沖動分別相應(yīng)神經(jīng)傳入脊髓，經(jīng)整合后沿相應(yīng)傳出神經(jīng)傳出，引起對應(yīng)骨骼肌的收縮。但本實驗進(jìn)行10s在家兔還未反應(yīng)之前便已結(jié)束，故呼吸頻率略有降低。4.2增大無效腔家兔呼吸頻率略有下降，呼吸深度加深。其原理為：通過接上一根是氣道五倍長度的橡膠管的方法來增加氣道長度，增加氣道長度就等于增加兔解剖無效腔，增加無效腔從而減少了肺泡的通氣量，使肺泡氣體更新率下降造成動脈血PO2降低，PCO2升高，反射性引起呼吸運(yùn)動加強(qiáng);PO2降低和PCO2升高都可引起呼吸運(yùn)動加強(qiáng)。但以PCO2的作用為主，CO2對呼吸的刺激作用主要通過刺激中樞化學(xué)感受器，進(jìn)而引起延髓呼吸中樞興奮，導(dǎo)致呼吸加快。也可刺激頸動脈體和主動脈體外周感受器，通過竇神經(jīng)和主動脈體傳入延髓呼吸中樞，使呼吸運(yùn)動加強(qiáng)，PO2下降主要是通過刺激外周化學(xué)感受器，引起呼吸中樞興奮；氣道加長使呼吸氣道阻力增大，反射性呼吸加深加快。由于之前家兔剛吸入CO2，停留時間過短，故可能對家兔仍有影響，導(dǎo)致對照組呼吸頻率較快，使得實驗組家兔呼吸頻率反而略有下降。4.3靜脈快速注射2%乳酸2ml家兔呼吸加深，但程度較小。這是因為注射乳酸，使家兔血液中的H+濃度升高，刺激外周化學(xué)感受器和中樞化學(xué)感受器。中樞化學(xué)感受器對H+的敏感教外周的高，但H+不易通過血-腦屏障，因而此時H+的效應(yīng)主要是刺激外周化學(xué)感受器，呼吸加深，但呼吸頻率變小使膈肌、肋間外肌收縮，肺通氣量增加，呼吸加深加快。4.4以3V，頻率5Hz，持續(xù)10s的定時刺激刺激右側(cè)減壓神經(jīng)家兔呼吸變淺，頻率減慢。兔減壓神經(jīng)是傳入神經(jīng)，其作用是將主動脈弓壓力感受器的沖動傳入延髓心血管中樞，引起呼吸變化。4.5以3V，頻率5Hz，持續(xù)10s的定時刺激刺激右側(cè)迷走神經(jīng)家兔呼吸變得淺快。肺的牽張反射包括肺擴(kuò)張后引起吸氣活動的一直，呼氣加強(qiáng)，和肺縮小后引起呼氣活動抑制，吸氣加強(qiáng)的過程。這兩種反射傳入神經(jīng)纖維經(jīng)由迷走神經(jīng)傳入中樞，調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動。電刺激引起這兩種纖維成分同時持續(xù)興奮，故家兔的呼吸運(yùn)動變得淺快，嚴(yán)重時甚至將導(dǎo)致呼吸暫停。4.6剪斷右側(cè)迷走神經(jīng)后，刺激迷走神經(jīng)遠(yuǎn)心端（中樞端）切斷右側(cè)迷走神經(jīng)，家兔呼吸幅度進(jìn)一步加深，呼吸頻率略微增加。其原理主要是：迷走神經(jīng)的作用：迷走神經(jīng)中含有肺牽張反射傳入纖維，當(dāng)吸氣運(yùn)動使肺擴(kuò)張時，該神經(jīng)纖維興奮，沖動傳入中樞后引起吸氣切斷機(jī)制，吸氣神經(jīng)元活動抑制，吸氣停止轉(zhuǎn)為呼氣運(yùn)動，從而加速吸氣呼氣運(yùn)動的交替。當(dāng)切斷迷走神經(jīng)后，中斷了肺擴(kuò)張反射的傳入通路，反射作用減弱，從而出現(xiàn)了呼吸程度加深，呼吸速度減慢的現(xiàn)象。（另外，迷走神經(jīng)是外周化學(xué)感受性反射的傳入神經(jīng)，切斷兩側(cè)迷走神經(jīng)，呼吸中樞將不能感受外周的化學(xué)性刺激，失去外周的化學(xué)感受器反射調(diào)節(jié)作用。）電刺激迷走神經(jīng)中樞端，引起肺兩種纖維成分都同時持續(xù)興奮，故家兔的呼吸運(yùn)動改變得淺快，嚴(yán)重時甚至將導(dǎo)致呼吸運(yùn)動的暫停?？赡苡捎谇敖M實驗間隔時間過短，而且對家兔進(jìn)行了熏艾可能略有影響，使數(shù)據(jù)存在差距，使得本