兔子呼吸运动的调节实验报告

Lab #10 Control of Respiratory Movement

（模拟实验）

I. Introduction.

呼吸幅度和频率受到体内O2分压CO2分压以及H+浓度这些化学因素的反射性调节，以适应机体代谢的需要。神经传导也影响呼吸幅度和频率。

实验目的：分析化学因素及神经传导对呼吸运动的影响。

II. Experimental procedures.

1．鼠标器压下左右移动浏览实验场景

2.移动鼠标器，熟悉实验设施

3.点击拖动器械盘中塑胶气管至流量头，增加无效腔

4.点击气体考克，增加兔吸入气中氮气或二氧化碳的浓度

5.点击拖动器械盘中注射器至兔耳注射乳酸

6.点击拖动手术刀至兔颈部切断双侧迷走神经

7、实验完成后，按停止按钮进行数据测量

III. Result

1.将塑胶气管插入流量头处，增大无效腔。

图1 增大无效腔后家兔呼吸信号变化

增大无效腔后呼吸加深，频率加快。无效腔是指未进行气体交换的一部分肺泡容量，包

括解剖无效腔和肺泡无效腔。且肺泡通气量

=（潮气量﹣无效腔气量）×呼吸频率，所以当给家兔气管插管的侧管连接50cm长的胶管时，增大了解剖无效腔，使肺泡通气量减少，因此家兔通过调节增大潮气量即呼吸加深，增加呼吸频率是肺泡通气量保持不变，维持正常呼吸。

2.1. 打开考克，增大兔子呼吸进入的CO2量

图2 增加二氧化碳吸入量后家兔呼吸信号变化

CO2浓度增加使呼吸运动加强 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P CO2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P CO2增加，CO2透过血脑屏障使脑脊液中CO2浓度增多， CO2+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P CO2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。

2.2．增大兔子呼吸进入的N2的量

图3 增加氮气吸入量后家兔呼吸信号变化

吸入纯氮气时，因吸入气中缺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。

3.向兔子耳朵中注射0.5ml乳酸

图4 注射乳酸后家兔呼吸信号变化

静脉注人乳酸后，呼吸运动加深加快。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。

4.切断兔子双侧迷走神经

图5 切断双侧迷走神经后家兔呼吸信号变化

切断双侧迷走神经后，呈现很明显的慢而深的呼吸（主要是吸气相）。当切断双侧迷走神经以后，中断了左右两侧的肺牵张反射的传入道路，肺扩张反射的生理作用就被完全消除，故呈现很明显的慢而深的呼吸运动。

IV. Discussion.

本实验是用计算机进行的模拟实验，故实验结果较为典型，如果用真实动物进行实验结果可能存在较大的不确定性。

V. References.

生理学实验（第二版），解井田赵静，高等教育出版社，2002

人体及动物生理学（第二版）王玢左明雪，高等教育出版社，2001

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