机能实验报告课题名称：呼吸运动的调节及其影响因素院 （系）：韶关学院医学院专业班 级： 2011级临床医学本科班学生姓名：符宏展学 号：112指导教师：梁俊辉 二○一三 年 四 月 十九 日机能实验报告实验目录：1 实验目的2 实验装置和器材3 实验药物4 实验动物5 实验原理6 动物实验准备7 动物手术8 实验观察项目9 实验注意事项10 实验结果 实验数据 实验记录波型11 实验结果讨论12 实验结果总结13 实验总结 实 验 报 告实验次序：二 实验项目：呼吸运动的调节及其影响因素班级：11临本 姓名：符宏展 学号：112 实验类型（打√）：（基础□ 综合□ 设计□）一、 实验预习实验预习报告内容原则上应包含实验目的、实验原理、实验主要仪器、试剂及实验步骤实验目的：掌握理论：1.缺O2、CO2增多、H+增多、增大无效腔、胸膜腔负压、切断迷走神经对呼吸运动的影响 2.肺牵张反射的生理意义掌握操作：1.家兔实验的基本方法和技术（静脉麻醉、气管插管、分离神经等） 2.呼吸运动生物信号采集与处理系统的使用。
实验装置和器材：RM6240生物信号采集与处理系统、呼吸换能器、张力换能器、刺激电极、引导电极、胸腔检压计、手术器械、气管插管、注射器等实验药物：3%戊巴比妥钠、乳酸实验动物：家兔实验原理：呼吸运动是一种节律性的活动，其节律来源于呼吸中枢呼吸中枢产生的节律性活动，通过传出神经（膈神经和肋间神经），使吸气肌（膈肌和肋间外肌）产生有规律的节律性舒缩活动呼吸中枢产生的节律性电活动,通过脊髓发出的膈神经和肋间神经传导到膈肌和肋间外肌,使之收缩和舒张产生规律的呼吸运动膈肌位于胸腔与腹腔之间,构成胸腔的底膈肌为主要的呼吸肌,收缩时,膈肌下降,胸腔容积增大,产生吸气;舒张时,膈肌上升恢复原位,胸腔容积减小,表现为呼气膈神经或膈肌的放电情况能反映延髓呼吸中枢活动的强弱以及呼吸运动的强弱所以膈肌放电的节律性应与呼吸的节律性是一致的,实验结果验证了这一点 上图为张力传感器连于剑突出测得的张力变化曲线，反映的主要的是膈肌的变化，上升为收缩，下降为舒张整体趋势和膈肌放电的变化同动物实验准备：将家兔称重后，用3%戊巴比妥钠1mL/kg(30mg/kg)的剂量从耳缘静脉缓慢注入麻醉后将其固定、剪毛动物手术：⑴气管插管； ⑵分离神经；⑶引导膈肌放电：在剑突下约3cm处至剑突之间剪开一切口,拨开腹腔内脏向胸腔方向望去,找到膈肌,用引导电极插入约0.5cm并固定好,电极金属部分应用绝缘材料（如塑料纸）与家兔身体部分隔开；⑷描记呼吸运动：游离与剑突相连的膈小肌,用大头针弯曲成的铁钩钩住膈小肌,另一端用线连接张力换能器。
实验观察项目：⑴观察正常呼吸运动与膈肌放电的关系：在1通道上可见与2通道呼吸运动波形同步的节律性放电，同时通过监听器（音箱）听到类似潮水的放电声音；⑵缺O2：将含氧量减少的空气与气管插管另一端侧管连接，观察动物呼吸运动及膈肌放电的变化；⑶CO2增多:将充有CO2的气囊与气管插管另一端侧管连接,观察动物呼吸运动及膈肌放电的变化；⑷增大无效腔：将气管插管的另一端侧管连接约50cm长的橡皮管以增大无效腔，观察动物呼吸运动及膈肌放电的变化；⑸H+增多：将5%乳酸溶液按500mg/kg注射入耳缘静脉；（可操作但要小剂量）⑹牵张反射：将充有20mL空气的注射器与气管插管的另一端侧管相连，在吸气末将20mL空气推入肺内，并维持肺的扩张状态观察动物呼吸运动及膈肌放电的变化不要拔出）同样，在呼气末从肺内抽出20mL气体，使肺维持塌陷状态，在观察动物呼吸运动及膈肌放电的变化；⑺人工气胸：打开止水夹,用连在水压计上的大号注射针头从动物右胸上4～5肋间隙垂直刺入胸壁,用手固定针头,记录正常胸内压然后快速注入空气,观察动物呼吸运动及膈肌放电的变化,并记录此时的胸内压然后快速抽出注入的空气,观察动物呼吸运动及膈肌放电的变化,并记录此时的胸内压；⑻切断迷走神经:先切断一侧迷走神经,观察动物呼吸运动及膈肌放电的变化。
再切断另一侧迷走神经，并观察上述指标的变化最后重复操作⑹，观察动物呼吸运动及膈肌放电的变化实验注意事项：⑴麻醉药的前1/2要快速推注，后1/2注射速度要缓慢，而且边注射边观察家兔反应，麻醉成功的标志：角膜反射消失，四肢肌紧张下降，呼吸深而平稳，痛觉消失；⑵每项实验做完后，需待神经放电及呼吸恢复后，再进行下一项实验，结果要有前后对照及恢复过程；⑶复制气胸模型时，穿刺胸膜腔时勿伤及内脏，勿将空气注入胸壁皮下组织注射器抽气切勿过多，以免引起动物死亡4) 气管插管前，应注意止血并清理气管内血液气管插管后应密切注意动物呼吸变化如果呼吸变得急促，常提示气管内有血凝块堵塞，应将其清除，必要时重新插管5) 进行缺氧、增多二氧化碳时，一旦出现明显效应后，应立即移去气体实验装置6) 注射乳酸时不要刺破静脉，以免乳酸外漏引起动物躁动二、 实验操作原始（数据）记录及实验结果的分析实验时间：2013年4 月 19日 (星期五 第1－4节）实验同组人：马腱明 符宏展 朱佛妹 叶超群 黄小花 张鹏 黄锦霞如果实验有数据表格，学生在实验预习时应画好实验数据表格，供实验填写数据实验结果：实验数据实验项目家兔情况编号最大峰值（µV）最小峰值（µV）平均峰值（µV）频率（Hz）Tmax(g)Tmin(g)△T(g)缺氧实验正常Q209/35360.28077.41182.2841.260.690.57缺氧后Q263/59911.090135.8169.0761.940.061.88CO2增多实验正常Q169/37281.397.3373.82116.1960.850.120.72增多后Q644/497654.1634.4126.52217.8231.950.031.92增大无效腔正常Q175/28120.91042.39142.6471.231.150.08增大后Q186/45219.83056.23143.0281.780.011.76牵张反射实验正常Q222/41116.022.4436.89120.0161.030.080.95打气Q160/8779.7514.15221.38646.9631.030.950.08抽气Q188/177679.040170.81280.8520.860.010.85人工气胸正常Q244/101519.052.4448.99120.1891.490.021.47打气Q339/215481.191.2252.42125.5590.680.020.66抽气Q251/136194.191.2247.6597.5870.550.020.53切断迷走神经正常Q176/40238.15060.84121.4340.920.020.9一侧Q279/155166.17.3340.0515.77530.282.72正常Q219/88255.251.2255.08130.2151.30.011.29二侧Q165/31178.313.6648.8114.36437.5-4.51牵张反射实验正常Q125/23308.992.4455.2130.8651.430.021.41打气Q674/549247.92055.39143.9810.380.040.35抽气Q283/157299.223.6671.696.3551.740.011.73注射乳酸实验正常Q192/109252.812.4455.11123.1251.510.021.49注射少量 Q135/28266.242.4467.16125.98630.052.94胸膜腔负压打气前96mmH2O 打气后106mmH2O实验记录波型实验项目一：缺氧实验正常实验记录波型：缺氧实验记录波型：实验项目二：二氧化碳增多实验正常及二氧化碳增多实验记录波型：实验项目三：增大无效腔实验正常实验记录波型：增大无效腔实验记录波型：实验项目四：牵张反射实验正常实验记录波型：打气实验记录波型：抽气实验记录波型：实验项目五：人工气胸正常实验记录波型：打气实验记录波型：抽气实验记录波型：实验项目六：切断迷走神经正常实验记录波型：切断一侧迷走神经实验记录波型：正常实验记录波型：切断两侧迷走神经实验记录波型：实验项目七：切断迷走神经后牵张反射正常及打气实验记录波型：抽气实验记录波型：实验项目八：少量注射乳酸正常实验记录波型：少量注射乳酸实验记录波型：实验结果讨论：1缺氧实验：吸入空气中氧浓度降低时使呼吸中枢放电明显增强，呼吸幅度增强。
吸入空气中缺O2，肺泡气PO2下降，导致动脉血中PO2下降，而PCO2却基本不变（因CO2扩散速度快）随着动脉血中PO2的下降，通过刺激主动脉体和颈动脉体外周化学感受器延髓的呼吸中枢兴奋，隔肌和肋间外肌活动加强，反射性引起呼吸运动增加此外，缺O2对呼吸中枢的直接效应是抑制并随缺O2程度的加深而逐渐加强所以缺O2程度不同，其表现也不一样在轻度缺O2，通过颈动脉体等的外周化学感受器的传人冲动对呼吸中枢起兴奋作用大于缺O2对呼吸中枢的直接抑制作用而表现为呼吸增强2二氧化碳增多实验：CO2浓度增加使呼吸中枢放电明显增强，呼吸运动加强CO2是调节呼吸运动最重要的生理性因素，它不但对呼吸有很强的刺激作用，并且是维持延髓呼吸中枢正常兴奋活动所必须的每当动脉血中PCO2增高时呼吸加深加快，肺通气量增大，并可在一分钟左右达到高峰由于吸入气中CO2浓度增加，血液中PCO2增加，CO2透过血脑屏障使脑脊液中CO2浓度增多，CO2十H2O→ H2CO3→HCO3-＋ H+，CO2通过它产生的 H+刺激延髓化学感受器，间接作用于呼吸中枢，通过呼吸机的作用使呼吸运动加强，此外，当PCO2增高时，还刺激主动脉体和颈动脉体的外周化学感受器，反射性地使呼吸加深加快。
3增大无效腔：增大无效腔后使呼吸中枢放电增强，呼吸幅度增强无效腔包括解剖无效腔、生理无效腔即不能进行气体交换的呼吸道解剖无效腔包括从口、鼻至细支气管的整个呼吸道，既无呼吸上皮，又无肺循环血液供应，不能参与肺泡与血液之间的交换每次吸气时，首先进入肺泡的是上次呼气之末存在呼吸道内的肺泡气，然后才是新吸入的空气；每次呼气时，首先呼出的是上次呼气之末充盈于呼吸道内的吸入气，然后才是肺泡气因此，每次呼吸中最后吸入的充盈于呼吸道的这部分气体，恰是最先呼出的、未与肺泡气混合、未参与气体交换的气体，其量为解剖无效腔的容量 实验中通过插管的方式增大无效腔，也就是减小了进入肺泡的潮气量，即每次的有效气体更新变小效果促使O2分压下降，CO2 分压上升；使其反射性的调节使呼吸加深加快所以膈肌放电的变化幅度加大，频率有微量增大反映到膈肌的收缩曲线，由于收缩频率的增大，为了维持正常的肺部通气量，所以收缩强度增强4牵张反射实验：牵张反射实验中打气时使呼吸中枢无明显放电现象，呼吸减弱；抽气体后使呼吸中枢放电明显增强，呼吸幅度增强打气：该实验是向肺部吹起造成的肺部牵张反射 向肺部吹气相当于使肺部发生扩张，这种扩张刺激了气管平滑肌的牵张感受器，冲动由迷走神经传入延髓，抑制吸气神经元，切断吸气，引起被动呼气。
所以如果这次实验注入气体过久，气量过大，可能会使得呼吸停止在呼气的位置 实验结果也显示了由于增大肺部的体积引起的膈肌收缩力的减弱和呼吸频率的减小抽气：该实验是从肺部吸气造成的肺部牵张反射 从肺部吸气造成了肺部的萎缩，信号通过迷走神经传入呼吸中枢的程度减弱，对于吸气神经元的抑制程度减小，就会引起吸气神经元发生兴奋，增加呼吸的强度 实验图中显示了从开始抽气到这种变化恢复的过程出现了明显的呼吸强度的增大5人工气胸实验：人工气胸时呼吸中枢放电无明显增加，呼吸幅度减弱；抽气后呼吸恢复正常人工气胸实验中是人为向胸膜腔内注入空气，造成胸膜腔内负压减小甚至高于大气压，人工气腔一侧肺受压萎陷，呼吸减弱甚至没有呼吸另外侧胸膜腔仍为负压，低于伤侧使纵膈向健侧移，健侧肺亦有一定程度的萎陷因此呼吸幅度很小频率也很小，换气功能障碍 6切断迷走神经：切断一侧迷走神经后，呼吸牵张反射减弱，呼吸加深；切断两侧迷走神经后，呼吸牵张反射锐减，呼吸出现慢而深的呼吸运动，使吸气延长切断一侧：迷走神经为肺牵张反射的传入神经, 参与呼气和吸气之间相互转化并维持呼吸的深度和频率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，促使吸气及时转人呼气，从而加速了吸气和呼气动作的交替，调节呼吸的频率和深度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切断两侧：剪断两侧迷走神经后, 中断了肺牵张反射的传入通路, 使肺牵张反射的生理作用减弱, 出现吸气过深, 呼吸频率变慢机体失去了对呼吸的正常调节机制，所以呼吸速率和强度都无法回到正常水平7牵张反射实验：切断迷走神经后，在牵张反射中的打气时呼吸中枢放电明显减弱，呼吸幅度降低；抽气时呼吸中枢放电明显增强，呼吸幅度增强由于切断了迷走神经，呼吸牵张反射锐减，对呼吸中枢刺激明显减弱，呼吸中枢对呼吸运动调节活动减弱打气时呼吸中枢受抑制减弱，呼吸中枢有明显的放电现象，呼吸幅度减弱；抽气时呼吸中枢放电明显增强，呼吸运动加强说明了呼吸运动的调节神经除迷走神经外还有其他神经参与调节8注射乳酸实验：少量注射乳酸后，呼吸中枢放电现象明显增强，呼吸运动加强静脉注人乳酸后，呼吸运动加深加快，肺通气增加因为乳酸改变了血液PH，提高了血中H+浓度。
H+是化学感受器的有效刺激物H+可通过刺激外周化学感受器来调节呼吸运动，也可直接刺激中枢化学感受器，但因血中H+不容易透过血脑屏障直接作用于中枢化学感受器，因此，血中H+对中枢化学感受器的直接刺激作用不大，也较缓慢当血液中H+浓度增高时兴奋外周化学感受器传人延髓的冲动增多呼吸中枢兴奋呼吸运动加强实验结果总结：1缺氧实验：吸入空气中氧浓度降低时使呼吸中枢放电明显增强，呼吸幅度增强2二氧化碳增多实验：CO2浓度增加使呼吸中枢放电明显增强，呼吸运动加强3增大无效腔：增大无效腔后使呼吸中枢放电增强，呼吸幅度增强4牵张反射实验：牵张反射实验中打气时使呼吸中枢无明显放电现象，呼吸减弱；抽气体后使呼吸中枢放电明显增强，呼吸幅度增强5人工气胸实验：人工气胸时呼吸中枢放电无明显增加，呼吸幅度减弱抽气后呼吸恢复正常6切断迷走神经：切断一侧迷走神经后，呼吸牵张反射减弱，呼吸加深；切断两侧迷走神经后，呼吸牵张反射锐减，呼吸出现慢而深的呼吸运动，使吸气延长7牵张反射实验：切断迷走神经后，在牵张反射中的打气时呼吸中枢放电明显减弱，呼吸幅度降低；抽气时呼吸中枢放电明显增强，呼吸幅度增强8注射乳酸实验：少量注射乳酸后，呼吸中枢放电现象明显增强，呼吸运动加强。
实验总结：本次实验中家兔不断地出血、实验中有手术创伤、实验中家兔有躁动、实验有切断迷走神经项目、引导电极在引导膈小肌放电的生物电时是否同时引导其他肌肉放电的生物电、电脑处理系统是否调零、人为误差、电脑系统误差、家兔麻醉的深浅程度和连接张换能器和胸廓肌之间的线的松紧程度及连线与换能器是否垂直等都可能影响实验结果。