家兔呼吸运动的调节

【摘要】

家兔正常呼吸曲线的上升支应为吸气，下降支为呼气。外周化学感受器和中枢化学感受器可

以感受

PCO

2

及

H浓度从而调节呼吸运动。迷走神经中含有肺牵张反射的传入神经，通过

刺激和剪断迷走神经可以观察到肺牵张反射对呼吸运动的影响。

关键词：呼吸调节，化学感受器，肺牵张反射，迷走神经

【实验材料】家兔

试剂：20%乌来糖，12%磷酸二氢钠，5%碳酸氢钠

器材：BL-420E+生物信号处理系统、常用手术器材、呼吸换能器

【实验项目】

（1）手术，麻醉家兔。

（2）正常呼吸曲线的描记。

（3）增加无效腔的影响：在呼吸换能器上连上长橡胶管，观察呼吸情况的变化。

（4）化学感受器的研究：分别注射磷酸二氢钠及碳酸氢钠，观察呼吸情况的变化。

（5）肺牵张反射的研究：剪断一侧迷走神经和两侧迷走神经，观察呼吸情况变化；刺激外

周端和中枢端，观察呼吸情况的变化。

（1）正常呼吸曲线

其中上升支为吸气，下降支为呼气。

（2）增加无效腔：

增加无效腔后，呼吸加深加快。呼吸频率可达113次/分

(3)静脉注射NaH

2

PO

4

：

静脉注射磷酸二氢钠后，呼吸加深加快。

(4)静脉注射NaHCO

3

：

注射碳酸氢钠后，呼吸稍加深加快，但作用并不十分明显、

(5)迷走神经完整，刺激一侧迷走神经：

刺激迷走神经，呼吸频率增加，呼吸强度减弱。

(6)剪断一侧迷走神经：

↑

剪断一侧迷走神经

剪断迷走神经后，呼吸速率稍变慢，应为57次/分。

(7)剪断两侧迷走神经：

↑

剪断两侧迷走神经

剪断两侧迷走神经后，呼吸减慢，稍有加深。图中频率读取有误（因未加标记导致），实际

剪断神经后的频率为35次/分。

(8)剪断两侧迷走神经，刺激中枢端：

刺激中枢端的结果是呼吸强度变浅，频率并无太大变化。

（9）刺激迷走神经外周端：

刺激迷走神经外周端，无任何变化。

实验项目

增加无效腔

注射磷酸二氢钠

注射碳酸氢钠

剪断一侧迷走神经

剪断两侧迷走神经

刺激外周端

刺激中枢端

呼吸频率（次/分）

处理前

89

91

103

96

56

35

34

处理后

113

100

111

57

35

34

22

灰数据出现错误，刺激中枢端后，呼吸应该变浅变快。可能是由于截图位置的原因，但从

图中没有看出明显的加快的现象。

【实验讨论】

一．对实验结果的解释：

（1）呼吸曲线中，上升支为吸气，下降支为呼气。由于呼吸换能器感受的是压力的变化，

因此上升支是压力增加，而下降支则为压力的降低。由于吸气的主要动力是肺内压比外界大

气压低，因此吸气的过程是肺内压增加至与大气压相等的过程，为上升支；呼气的过程则正

相反。

（2）增加无效腔的影响：增加无效腔使肺泡气体更新率下降，从而使血中PCO2、PO2下降，

刺激体内中枢以及外周化学感受器引起呼吸运动会加深加快；

另外，气道加长使呼吸气道阻力增大，减少了肺泡通气量，由呼吸本体感受器感受到的呼吸

阻力的增加，引起反射性呼吸加深加快。中枢感受器感受的生理刺激是脑脊液的H升高，

而不是CO

2

。但是CO

2

能够迅速通过血脑屏障，是化学感受器周围细胞外液浓度增高，刺

激中枢引起兴奋。

（3）注射磷酸二氢钠后，家兔呼吸加深加快。注射磷酸二氢钠，使家兔血液pH降低，位

于颈动脉体和主动脉体的化学感受器由于H+浓度升高而受到刺激，传入神经冲动发放增多，

引起呼吸的加深加快，增加肺通气量。

虽然中枢化学感受器对H浓度的敏感性比外周化学感受器高很多，但由于H+较难通过血

脑屏障，中枢感受器对血液中的H+浓度变化很不敏感，因此在代谢性酸中毒过程中起调节

作用的主要是外周化学感受器。

（4）注射碳酸氢钠：HCO

3

是血液中最主要的缓冲成分，当家兔体内发生酸中毒代偿反应

之后，虽然代偿反应很快结束，但是体内的缓冲对成分并不能得到及时补充。血液pH升高

会消耗HCO

3

，注射碳酸氢钠相当于对血液缓冲成分的补充。同时，HCO

3

是CO

2

的运输

形式。因此当缓慢注射碳酸氢钠后，由于缓冲作用，使血液中的CO

2

有一定程度的升高，

从而刺激化学感受器，引起呼吸的加深加快。但由于注入的HCO

3

主要用于缓冲成分的补

偿，CO

2

增加量很少，因此作用并不明显。

迷走神经对呼吸运动的调节作用：

迷走神经是肺牵张反射的主要传入神经。

从气管到细支气管的平滑肌中存在牵张感受器，当肺扩张时，牵拉呼吸道使之也扩张，感受

-

--

-

器兴奋，冲动经迷走神经传入延髓。在延髓内通过一定的神经联系使吸气切断机制兴奋，切

断吸气转入呼气，这样便加速了吸气和呼气的交替，使呼吸频率增加。

当刺激迷走神经后，会出现呼吸变快变浅的现象。

（5）剪断一侧迷走神经：切断一侧迷走神经后，该侧迷走神经内肺牵张反射的传入神经被

阻断，呼吸运动的调节受阻；此时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。