家兔呼吸运动和血液酸碱度的因素 联系客服

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生理科学实验报告

【关键词】目的:观察影响呼吸运动及血气酸碱度变化的因素,了解动物酸中毒模型建立和纠正酸中毒方法。方法:对家兔进行气管插管,应用RM6240系统观察家兔吸入N2、CO2、接上长管、酸中毒(注射NaH2PO4)和酸中毒纠正(注射NaHCO3)、药物(度冷丁,尼克刹米)、迷走神经等对家兔呼吸的影响,以及运用血气分析仪对血液酸碱度的检测。结果:增大无效腔后呼吸加深加快,吸入N2后呼吸加深加快,吸入CO2后呼吸加深加快,变化大于N2。酸中毒后呼吸幅度变大频率加快,注射度冷丁呼吸变浅变慢,尼克刹米解救后呼吸加快加深逐渐趋于正常;切断一侧迷走神经呼吸稍变深变快,切断双侧迷走神经呼吸明显变慢变深,电刺激迷走神经中枢端后呼吸变化没有发生明显变化。结论:PCO2升高,PO2降低和[H]升高可使呼吸加深加快,迷走神经、度冷丁能抑制呼吸运动,尼克刹米具有中枢兴奋作用。 【关键词】代谢性酸中毒 二氧化碳分压 氧分压 NaH2PO4 NaHCO3

呼吸运动是呼吸中枢节律性活动的反映。在不同生理状态下,呼吸运动所发生的适应性变化有赖于神经系统的反射性调节,其中较为重要的有呼吸中枢、肺牵张反射以及外周化学感受器的反射性调节。因此,体内外各种刺激可以直接作用于中枢部位或通过不同的感受器反射性地影响呼吸运动[1]。

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1.材料和方法

1.1实验动物:家兔(雄性) 体重2.6Kg左右

1.2 药品:10g/L肝素,20%乌拉坦,120g/L NaH2PO4 ,50g/L NaHCO3 ,5 %度冷丁(dolantin), 25%尼可刹米(nikethamide),N2,CO2。

1.3 器材:RM6240BD型多道生理信号采集处理系统(成都仪器厂),血气分析仪(成都仪器厂),呼吸换能器(成都仪器厂),固定装置,气管插管,家兔手术器械一套,20ml注射器,10ml注射器, 2ml注射器,动脉夹。

1.4仪器连接和参数:通道时间常数为直流,滤波频率为30Hz,灵敏度为0.98Kpa,采样频率800Hz,扫描速度1s/div。连续单刺激方式,刺激强度为5-10V,刺激波宽2ms,刺激频率30Hz。 1.5手术准备

家兔称重后,20%氨基甲酸乙酯(乌拉坦)按5ml/kg的剂量耳缘静脉注射麻醉。将动物仰卧固定缚于手术台上,固定四肢,前肢交叉固定,用棉绳钩住兔门齿,将绳拉紧并缚于兔台铁柱上。在颈部正中切口6-8cm,暴露颈部气管及左、右血管神经鞘,钝性分离双侧迷走神经,在迷走神经下穿线备用。用止血钳分离气管,在气管下穿两根粗棉线备用。在甲状软

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骨下1cm处做“┴”形切口,用棉签擦净气管切口及气管里的血液和分泌物,由切口处向肺端插入气管插管,用棉线将插管口扎紧固定。

2. 观察项目

2.1正常呼吸曲线:描记正常呼吸曲线的频率和幅度作为正常对照。

2.2增加无效腔:在气管插管的一个侧管上接一根长约40cm的胶管,描记和观察呼吸频率和幅度的变化。

2.3 降低吸入气中的氧分压:用一只小烧杯置于气管插管开口前,将氮气气囊的导管口平行于气管插管口使气体充入烧杯,描记和观察呼吸频率和幅度的变化。

2.4 增加吸入气中CO2分压:同上方法打开CO2气囊,家兔呼吸运动变化后立即闭合导管,描记和观察呼吸频率和幅度的变化。

2.5 抗凝:按1ml/kg体重经耳缘静脉注射肝素进行全身抗凝处理,5min后抽取正常经动脉血1ml,血气分析仪检测pH、PaO2、[HCO3-]、AB和BE。

2.6酸中毒:按5ml/kg耳缘静脉缓慢注射NaH2PO4,描记和观察呼吸频率和幅度的变化,5min后抽取经动脉血1ml,血气分析仪检测pH、PaO2、[HCO3-]、AB和BE。 2.7酸中毒纠正:按补碱公式

耳缘静脉注射NaHCO3,纠正酸中毒,

描记和观察呼吸频率和幅度的变化,5min后抽取经动脉血1ml,血气分析仪检测pH、PaO2、

[HCO3-]、AB和BE。

2.8药物对呼吸的影响:按1-2ml/kg耳缘静脉注射度冷丁,当呼吸出现变化时立刻注射尼克刹米(注意速度不宜过快,以免引起惊厥死亡),描记和观察呼吸频率和幅度的变化。 2.9神经对呼吸的调节:分别观察和记录切断一侧迷走神经和双侧迷走神经后呼吸运动的变化,以串刺激(5-10V,10-15Hz,2ms)连续刺激一侧迷走神经中枢端,描记和观察呼吸频率和幅度变化。

2.10观察胸内负压:将水压计的注射针头在左腋前线四、五肋间,沿肋骨上缘垂直插入胸膜腔内,观察胸内负压,不做记录。

3.实验结果

3.1不同处理因素对家兔呼吸频率与通气量的影响

增加气道强度时,处理前通气量为332.35±317.37ml,处理后为458.14±441.97ml,但两者相比无显著性差异;处理前呼吸频率为44±9次/min,处理后为49±10次/min,两

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者无高度显著性差异。

降低吸入气中的氧分压时,处理前通气量为334.81±318.42ml,处理后为505.89±136.44ml,两者无显著性差异;处理前呼吸频率为46±10次/min,处理后为54±15次/min,两者无显著性差异。

增加吸入气中CO2分压时,处理前通气量为302.04±276.26ml,处理后为997.35±839.50ml,两者相比有显著性差异(P<0.05);处理前呼吸频率为45±9次/min,处理后为76±22次/min,两者相比有显著性差异(P<0.01)。

酸中毒时,处理前通气量为368.99±287.44ml,处理后为803.09±749.61ml,两者无显著性差异;处理前呼吸频率为45±10次/min,处理后为78±18次/min,两者相比有高度显著性差异(P<0.01)。酸中毒纠正后,处理前通气量为599.68±541.87ml,处理后为451.16±380.15ml,两者无显著性差异;处理前呼吸频率为57±9次/min,处理后为66±16次/min,两者相比无显著性差异。

注射度冷丁时,处理前通气量为508.61±321.47ml,处理后为234.01±191.50ml;处理前呼吸频率为67±20次/min,处理后为51±14次/min。注射尼克刹米后,处理前通气量为221.61±271.52ml,处理后为416.10±212.74ml;处理前呼吸频率为54±24次/min,处理后为119±48次/min,呼吸频率显著增加(P<0.05)。

切断一侧迷走神经,处理前通气量为305.48±109.56ml,处理后为398.54±88.82ml;处理前呼吸频率为100±44次/min,处理后为129±31次/min,两者变化不明显;切断双侧迷走神经,处理前通气量为395.14±109.32ml,处理后为589.22±354.38ml;处理前呼吸频率为120±21次/min,处理后为72±36次/min,呼吸明显变慢变浅。电极刺激迷走神经中枢端,处理前通气量为328.8±223.29ml,处理后为321.87±294.37ml;处理前呼吸频率为52±14次/min,处理后为55±48次/min。

表1.不同影响因素对家兔通气量和呼吸频率的影响

通气量(ml/min)

项目 增加无效腔

N2 CO2 NaH2PO4 NaHCO3 度冷丁 尼克刹米 一侧迷走切断

频率(次/min) 处理前 44±9 46±10 45±9 45±10 57±9 67±20 54±24 100±44

处理后 49±10 54±15 76±22** 78±18** 66±16 51±14 119±48* 129±31

处理前 332.35±317.37 334.81±318.42 302.04±276.26 368.99±287.44 599.68±541.87 508.61±321.47 221.61±271.52 305.48±109.56

处理后 458.14±441.97 505.89±136.44 997.35±839.50* 803.09±749.61 451.16±380.15 234.01±191.50 416.10±212.74 398.54±88.82

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两侧迷走切断 刺激迷走中枢端

395.14±109.32 328.8±223.29

589.22±354.38 321.87±294.37

120±21 52±14

72±36 55±48

注: *P<0.05 VS 处理前组;**P<0.01 VS 处理前组;其余于处理前相比P>0.05

3.2不同处理因素对家兔通气量和呼吸频率的影响曲线图,见附图。

附图. 不同处理因素对家兔呼吸频率与通气量的影响

3.3 家兔酸中毒以及纠正过程中血气分析。

正常情况下家兔血液的pH值为7.37±0.06,PaO2为107.98±12.72mmHg,[HCO3-]为14.99±6.46mmol/L,SB为19.91±2.34 mmol/L,BE为-5.64±3.07mmol/L。静脉注射NaH2PO4后家兔血液的pH下降为7.20±0.05,PaO2为113.99±21.97 mmHg,[HCO3-]下降为11.77±3.17 mmol/L,SB为13.31±2.17 mmol/L,BE负值增大,为-15.23±3.56mmol/L。静脉补NaHCO3后家兔血液的pH上升为7.39±0.10,PaO2为114.85±21.37mmHg,[HCO3-]上升为18.1±2.06mmol/L,SB为20.2±2.63 mmol/L,BE负值减小,为-5.31±3.42mmol/L。见表2.

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