【实验目的】

1. 观察神经因素和其他因素对呼吸运动的影响。

2. 复制油酸性急性肺水肿的动物模型。

3. 探讨油酸性呼吸衰竭的发病机制。

【实验原理】

呼吸是指机体与外界环境之间的气体交换过程，通过呼吸，机体从大气中摄取新陈代谢所需的O2，排出所产生的CO2。呼吸过程的一个重要环节是实现外界空气与肺之间的气体交换即肺通气。完成这样一个气体交换过程的原动力是呼吸肌的收缩、舒张所造成的胸廓的扩大与缩小，即呼吸运动。当胸廓运动时，由于胸膜腔的结构特点以及胸膜腔负压的存在，必然带动肺的扩大或缩小，进而使肺内压降低或升高造成外界大气压与肺内压之间的差值，推动气体通过呼吸道进出肺。正常情况下，呼吸运动按照一定的节律及深度活动。当机体内、外环境条件变化时，由于体内调节机制的作用，呼吸运动将会做出相应的改变以适应机体代谢的需要。此外，吗啡类药物是临床上常用的强力镇痛剂，但它对延髓呼吸中枢有很强的抑制作用。尼可刹米是呼吸中枢兴奋剂，可以对抗吗啡对呼吸中枢的抑制作用。

呼吸衰竭（respiratory failure）是指外呼吸功能严重障碍，导致PO2降低或伴有PCO2增高的病理过程。呼吸衰竭时的主要血气标准是PCO2低于8.0KPa2（60mmHg），伴有或不伴有PCO2高于6.7kPa（50mmHg）。呼吸衰竭时发生的低氧血症和高碳酸血症可影响全身各系统的代谢和功能，其防治原则包括去除病因，提高PO2，降低PCO2，改善内外环境及重要器官功能。

用油酸复制急性肺水肿呼吸衰竭动物模型是一经典实验。化学性因素油酸所致急性肺损伤主要是通过趋化因子使中性粒细胞与巨噬细胞在肺内聚集、激活，释放大量氧自由基、蛋白酶和炎性介质等，这些物质可对肺泡、毛细血管膜造成损伤，使之发生通透性增高等变化，从而引起肺泡通气量与其毛细血管灌流量比例失调及肺泡毛细血管膜的弥散障碍，发生换气功能障碍而最终引起呼吸衰竭。

【实验对象】

家兔。

【试剂与器材】

1. 一般器械　兔手术台、家兔手术器械一套、注射器（2ml、5ml、10ml）；气管插管等。

2. 仪器设备　BL-420生物信号采集系统；压力换能器；张力换能器；保护电极；CO2发生装置；橡皮管。

3. 药品　3%戊巴比妥钠，生理盐水、5%度冷丁、尼可刹米注射液、3%乳酸、油酸、考马斯亮蓝试剂、蛋白标准液、白细胞稀释液。

【观察指标】

呼吸频率和幅度，肺通气量。

【实验方法与步骤】

1. 用3%戊巴比妥钠3ml/kg腹腔麻醉 (如无戊巴比妥钠也可用1%普鲁卡因局部麻醉)。

2. 将兔固定于兔手术台，颈部和腹股沟部剪毛备皮。

3. 在颈部正中做皮肤切口，长约5 cm，分离皮下组织及肌肉，暴露气管，在其下穿一棉线。在气管软骨环之间做一倒“T”字形切口，插入气管插管并用线结扎固定。

4. 将系有线的小夹夹在胸廓活动最强、最明显部位的胸壁上，线的另一端垂直系于张力换能器感应片小孔上，换能器与计算机通道插孔相连，记录呼吸运动。

5. 将气管插管一侧开口与压力换能器相连，压力换能器再与计算机相应的通道相连，记录进出气道的气量。

6. 局麻下于腹股沟部股动脉搏动处做一切口约3cm，然后用玻璃针分离出股神经，穿线备用。

【实验项目观察】

1. 呼吸运动的影响因素

（1）吸入CO2对呼吸运动的影响：将CO2发生装置器内先装入浓HCl ,再装入CaCO３,将发生器上的出口罩与气管插管一侧管口相对，HCl与CaCO３发生化学反应产生CO2，观察呼吸运动及通气量有何变化。

（2）缺O2: 将一侧气管套管夹闭，呼吸平稳后，另一侧套管通过一只钠石灰瓶与盛有空气的球胆相连，使动物呼吸球胆内中的空气。经过一段时间后，球胆中的氧气明显减少，但CO2并不增多（钠石灰将呼出的CO2吸收），此时呼吸运动有何变化，待呼吸变化明显后，恢复正常呼吸。

（3）改变血液酸碱度对呼吸运动的影响：由耳缘静脉注入3%乳酸2ml，观察呼吸运动和通气量的变化。

（4）增大无效腔对呼吸运动的影响：将气管插管一侧开口连接约50cm长的橡皮管，观察呼吸、通气量有何变化。

（5）肺内注气、抽气实验（肺牵张反射）。

①用20ml注射器抽取20ml空气，接橡皮管连于一侧气管套管，待呼吸稳定后，在吸气末立即堵塞另一侧套管，并快速将20ml空气注入肺内，使肺维持在扩张状态，观察在此过程中呼吸的变化，待呼吸恢复后松开另一侧堵塞口。

②呼吸稳定后，在呼气末在堵塞另一侧气管套管口，用注射器快速从肺内抽取20ml气体，使肺维持在萎陷状态，观察抽气过程中呼吸的变化情况，待呼吸恢复后松开另一侧套管堵塞口。

（6）窒息实验：夹闭气管插管侧管1/2～2/3，持续10～20s，观察呼吸运动的改变。

（7）经耳缘静脉缓慢注射5%哌替啶（度冷丁）0.3ml/kg，待呼吸出现变化时立刻快速静脉注射12.5%的尼可刹米（0.4ml/kg），观察呼吸运动的变化。

（8）刺激股神经：将分离好的股神经结扎并剪断其外周端，用不同的刺激强度连续脉冲刺激其中枢端，注意观察呼吸运动的变化。

（9）切断迷走神经：①先剪断一侧迷走神经，观察呼吸运动的变化。②以中等强度电刺激一侧迷走神经中枢端观察呼吸有何变化。③再剪断另一侧迷走神经，观察呼吸又有何变化。④切断双侧迷走神经后再重复项目（5）的内容，观察呼吸运动的变化。

2. 急性呼吸衰竭

（1）耳缘静脉注射油酸0.3ml/kg体重，30min后追加0.2ml。观察呼吸运动以及一般情况的变化，记录注射时间。约30~60min后，气管内涌出粉红色泡沫样液体，以及呼吸明显变浅、提示肺水肿已形成。

（2）耳缘静脉采血，测外周血液白细胞数。

（3）若有条件可采动脉血测血气变化。

（4）处死动物，取气管、支气管和肺，两肺称重，测肺系数和肺比重。并用支气管-肺泡灌洗液进行白细胞计数和蛋白测定。

【注意事项】

1. 作完每一项目后，必须等待动物呼吸完全恢复正常及平稳后再进行下一项实验。

2. 增加吸入气中CO2浓度时，应让CO2气体缓缓进入，以免CO2浓度增加过快造成呼吸运动的大幅度变化或呼吸停止。

3. 静脉注射乳酸时，要严格掌握剂量，并避免乳酸溢出血管刺激皮肤引起动物的挣扎。

4. 静脉注射度冷丁时要严格掌握剂量，注射速度要缓慢，待呼吸出现抑制效应时，立刻注射尼可刹米，以免动物呼吸抑制过深而不可逆转。

5. 在取肺之前，先用粗棉线在气管分叉处结扎气管，以防止洗肺液流出。

　思 考 题

1. 呼吸运动的体液调节因素有哪些？如何调节？

2. 各种类型的呼吸功能不全的发生机制如何？血气指标有何变化？