生理科学实验理论知识总结2

引起的心率减慢作用，故心率减慢幅度大于单独使用noradrenaline的所造成的心率减慢。

isoprenaline对血压和心率的作用及机制：

单独使用isoprenaline时，可以观察到血压显著下降，心率显著加快。在使用α受体阻断药——phentolamine后，isoprenaline的作用与单独使用时相比没有显著改变。在使用β受体阻断药——propranolol后，isoprenaline对血压和心率的影响减小。

上述实验结果与isoprenaline对β1、β2受体具有很强的激动作用，而对α受体几乎无作用的事实相符。

单独使用isoprenaline时，由于其对窦房结、传导系统和心肌的β1受体的激动作用，导致了心肌的兴奋性、传导性的显著升高，表现为心率加快。而其对血管β2受体的激动作用，导致了骨骼肌血管的明显舒张，肾、肠系膜血管和冠状血管不同程度的舒张，总外周阻力降低。在大剂量静脉注射时便会引起血压的明显下降。

当事先给予α受体阻断药phentolamine时，由于isoprenaline对β受体的激动作用并未受到阻断，故其降血压和提高心率的作用并未受到影响。

当事先给予β受体阻断药propranolol时，由于isoprenaline对β受体的激动作用受到阻断，故其对血压和心率的影响减小。

acetylcholine对血压和心率的作用及机制：

静注小剂量acetylcholine可以引起家兔血压下降，心率减慢。注射atropine后注射acetylcholine对血压和心率的影响减小。而大剂量的acetylcholine可以引起血压的上升。产生这种现象的机制可以解释为：

Acetylcholine可以直接激动M受体和N受体，兼有M样作用和N样作用。

静脉注射小到中等剂量acetylcholine即能激动外周全部M受体，产生与兴奋胆碱能神经节后纤维相似的M样作用；而此时其对N受体的激动作用不明显，故N样作用尚未表现。

其具体机制为：acetylcholine直接作用于心肌，与心肌细胞M型胆碱能受体结合，抑制腺苷酸环化酶，细胞内cAMP浓度降低，肌质网释放Ca2+减少，心肌收缩能力减弱；另一方面，acetylcholine与血管平滑肌M受体结合，引起血管舒张。这就造成了acetylcholine的降血压作用。

acetylcholine的减缓心率的作用：acetylcholine与细胞膜上的M受体结合后，通过Gk蛋白激活细胞膜上的一种钾通道（IKach通道），使细胞内的K+流向膜外，最大复极电位变得更负，自动去极化到阈电位所需的时间延长，窦房结自律性降低，故心率减慢。此外，乙酰胆碱还能抑制4期的内向电流If，也可导致心率减慢。乙酰胆碱能抑制钙通道，减少内向钙流，使房室交界处的慢反应细胞动作电位0期的上升幅度减小，上升速率减慢，房室传导速度减慢，这也对心率的减慢具有一定的作用[5]。

而atropine可以竞争性地拮抗acetylcholine对M受体的激动作用。其作用机制是由于atropine与M胆碱受体的结合只具有亲和力而无内在活性，故不能激动该受体，反而阻断acetylcholine与受体结合，从而竞争性地拮抗acetylcholine对M受体的激动作用。故在使用atropine后，中小剂量的acetylcholine对血压和心率的负性作用减小。

从理论上讲，静注acetylcholine剂量足够大时，acetylcholine除了激动M受体外，还能激动N受体，产生N样作用。这就会导致心收缩力增加和血压的升高。除了acetylcholine本身的N样作用以外，高剂量的acetylcholine所导致的血压升高还与高剂量的acetylcholine促进肾上腺髓质儿茶酚胺释放和交感神经节兴奋有关。但在实验中，大量注射acetylcholine却观察到血压和心率的明显下降，且心率下降比低剂量acetylcholine更为明显。考虑还是acetylcholine剂量不够大，未能激动N受体，同时却加强了对M受体的激动作用，增强了M样作用有关。

1实验21（1）静脉注射苯酚磺酞的药动学参数设计

观察苯酚磺酞（PSP）在体内随时间变化的代谢规律，了解肾功能受损对药动学的影响。

PSP静脉注射后迅速分布全身，其血浆浓度与各组织器官的浓度之间保持动态平衡，此时整个机体可视作单一房式，即一室模型。在给药后不同时间取血测定血药浓度，依血药浓度（C）与时间（t）的关系计算消除速率常数（k）、消除半衰期（t1/2）、清除率（CL）和表观分布容积（Vd）等药动学参数。PSP主要经肾脏排泄，家兔肾功能受损后，PSP的排泄速率减慢，与消除有关的参数（k，T1/2，CL）就会发生改变。

肾功能受损家兔实验前48h给家兔皮下注射60g/L汞溶液0.2mL/kg，至实验开始时该兔的肾功能已受相当损害，此即肾功能受损兔。

家兔静脉注射PSP后2、5、10、15min肾损家兔和正常家兔血浆中PSP浓度均无明显差异，这是因为PSP静脉注射后迅速分布全身，与是否肾损没有关系，故肾损家兔和正常家兔PSP的初始血药浓度无明显差异，短时内两者的血药浓度也没有显著性差异。因为PSP是通过肾脏排泄，肾损家兔因肾功能受损，PSP代谢受阻，一段时间后血浆中的PSP浓度明显较正常家兔的高。正常兔比肾损家兔lnCt随t下降速率快并且药物起始浓度应该是肾损组的大于正常组

消除速率常数kmin-1是指单位时间内消除药物的分数，其数值的大小反映药物在体内消除的快慢。

半衰期t1/2是指血浆中药物浓度下降一半所需的时间，其数值的大小反映药物消除快慢的程度，也反映机体消除药物的能力。

表观分布容积Vdml/kg是理论上药物均匀分布应占有的体液容积[2]，反映的是药物在体内的分布状况。

清除率CLml/（kg.min）是指单位时间内多少容积血浆中的药物被清除，清除率是肝清除率、肾清除率和其他消除途径清除率的总和，可反映肝肾功能。

k的大小仅依赖于药物本身的理化性质和消除器官的功能。t1/2的意义在于：（1）t1/2反映药物在体内消除快慢的程度，即t1/2长的药物在体内消除较慢，同时也反映体内对该药物消除的能力。（2）t1/2与药物转动和转化的关系为，一次用药后经过4-6个t1/2后体内药量消除93.5%-98.4%。（3）肝肾功能不良者，药物的t1/2将改变，绝大多数药物的t1/2将延长。表观分布容积Vd是指理论上药物均匀分布应占有的体液容积，并非药物在体内占有的真实体液容积。Vd大的药物与组织蛋白结合多，主要分布于细胞内液及组织间液；Vd小的药物与血浆蛋白结合多，较集中于血浆。肾损家兔的表观分布容积与正常家兔无明显差异，这是因为，肾脏损伤只影响药物的排泄，对药物的吸收、分布、代谢并不受影响。清除率CL是指单位时间内多少容积血浆中的药物被清除，清除率是肝清除率、肾清除率和其他消除途径清除率的总和，可反映肝肾功能。

2实验21（2）肝功能对药物作用的影响

总述：观察小鼠肝功能损伤对硫喷妥钠的作用的影响。四氯化碳皮下注射建立小鼠肝损模型，小鼠腹腔注射硫喷妥钠溶液（0.1ml/10g）后，记录肝损伤组小鼠和正常组小鼠翻正反射消失和恢复的时间并观察肝脏表面的形态变化。肝脏损伤小鼠硫喷妥钠的代谢受阻，使得小鼠翻正反射从消失到恢复的时间延长，反映药效维持时间延长。

肝脏的生物转化是巴比妥类药物消除的主要方式之一。SodiumThiopental是脂溶性极高的药物。脂溶性高的巴比妥类血浆蛋白结合率高，有肾小球滤过较少，也易被肾小管再吸收，其主要消除方式由肝药酶代谢。因此，肝脏损伤极易使SodiumThiopental的生物转化受阻，从而使小鼠的睡眠时间延长。

肝功能损伤模型试验前24小时用10%四氯化碳溶液0.2ml/10g皮下注射，损伤小鼠肝功能。

小鼠进入麻醉的时间主要取决于麻醉药的浓度和效能，实验中两组小鼠所用的麻醉药剂量相近，都是腹腔内注射，与是否肝损关系不大，因此正常小鼠和肝损小鼠进入麻醉期的时间也相近。

麻醉维持时间则取决于血浆中麻醉药浓度维持时间。实验表明肝损小鼠肝脏生物转化药物效率降低，血浆中药物清除速率减慢，因此药效维持时间延长，表现为进入翻正反射消失至恢复的时间延长。

实验结果显示正常小鼠的肝脏成暗红色，表面光滑；肝损小鼠的肝脏色泽呈灰褐色，表面有较强的颗粒感。原因可能是四氯化碳进入动物体内后，可直接进入肝细胞，使线粒体膜的脂质溶解，从而影响线粒体的结构和功能，使酶蛋白合成减少，造成酶的破坏及释出的障碍，因而影响代谢及能量的生成，使肝细胞发生变性，坏死，诱发急性中毒性肝炎，肝坏死。可观察到肝脏解毒功能降低，以及迅速出现的营养不良，脂肪变性，肝坏死等形态学变化。

3实验22离子与药物对离体蟾蜍心脏活动的影响

研究细胞外液钾离子、钙离子浓度变化对离体蟾蜍心脏活动的影响及其作用机制，研究乙酰胆碱、阿托品、肾上腺素、普萘洛尔对离体蟾蜍心脏活动的影响及其作用机制。

结论：细胞外低钙和高钾均可使心脏舒张不完全，心肌收缩减弱；细胞外高钙则能使心脏收缩增强，舒张更充分，心率减慢；乙酰胆碱能使心脏舒张不完全，心肌收缩减弱，阿托品可以对抗乙酰胆碱的这种负性变力作用；肾上腺素可使心脏收缩增强，舒张更充分；普萘洛尔可使心脏收缩减弱，并阻断肾上腺素对心肌细胞的正性变力作用。

蟾蜍心脏的起搏点是静脉窦，能按一定节律自动产生兴奋，因此，只要将离体的蛙心保持在适宜的环境中，在一定时间内仍能产生节律性兴奋和收缩活动。蟾蜍心脏没有营养性血管，心肌的营养是通过心脏内膜液体的直接渗透而获得的，因此斯氏心脏灌流法可以通过灌流液直接营养心脏。心脏正常的节律性活动需要一个适宜的理化环境，离体心脏也是如此，离体心脏脱离了机体的神经支配和全身体液因素的直接影响，可以通过改变灌流液的某些成分，观察其对心脏活动的作用。心肌细胞的自律性、兴奋性、传递性和收缩性，都与钠、钾及钙等离子有关。本次实验从心率、舒张末期张力EST、收缩末期张力EDT等三个指标衡量离体心脏的活动。

离体蟾蜍心脏标本制备：蟾蜍毁脑脊髓，蟾蜍仰卧于蛙板，打开蟾蜍胸腔，暴露心脏，结扎下腔静脉，靠头端结扎右主动脉，在左、右主动脉下穿线，在右主动脉根部剪一斜口，将插管插入动脉圆锥，在心室收缩时将插管插入心室，结扎固定，游离心脏。

低钙：EDT增大，EST减小，说明低钙使得心脏舒张不完全，心肌收缩减弱。心室肌细胞复极化过程中，Ca2+通过L型钙通道内流，Na+的内向离子流和IK1通道对K+通透性降低致K+外流减慢，这三者共同作用形成复极化过程中的平台期。正常情况下心肌细胞膜上L型钙通道在动作电位0期激活，使Ca2+内流，到平台期初Ca2+内流幅度达到最大；内流的Ca2+可触发肌浆网上的Ryanodine受体快速释放Ca2+，两者共同作用使胞浆内钙离子浓度增高并与肌钙蛋白结合导致肌丝滑行使心肌收缩。无钙任氏液灌流时心肌细胞外Ca2+浓度降低，因L型钙通道为电压门控通道，其两边的Ca2+顺浓度差转移，所以细胞外Ca2+内流减少，触发肌浆网上的Ryanodine受体释放Ca2+也减少，使平台期胞浆内Ca2+浓度较正常低，从而导致心肌细胞收缩减弱，EST减小。心肌收缩完毕后，产生正常舒张的首要因素是Ca2+浓度要迅速从10-5mol/L降至10-7mol/L，才能与肌钙蛋白脱离，Ca2+一部分被肌浆网重新摄取（约占80%），另一部分通过Na+-Ca2+交换体和钙泵排出细胞外（约占20%）。Na+-Ca2+交换是3个Na+与1个Ca2+交换，其调节因素有多个，其中细胞质Ca2+浓度升高可激活Na+-Ca2+交换体（钙依赖性激活）[3]。由前所述，无钙任氏液灌流时胞浆钙浓度较正常低，所以Na+-Ca2+交换体激活较正常少，Na+-Ca2+交换减弱，细胞内钙相对增多，部分Ca2+仍处于结合状态，故心肌细胞无法充分舒张。另外，舒张不完全还与收缩期积蓄势能降低有关，心脏收缩使插管中原有液面上升形成一部分液体势能储备，心肌细胞粗细肌纤维之间在收缩时滑行，类似“弹簧”，储备了另外一部分势能，心脏收缩减弱使得这两部分势能储备减少，舒张期由势能转化成的动能也减少。这两方面的原因使舒张不完全，EDT增大。

高钙：EDT减小，EST增大，HR减慢，说明高钙使得心脏收缩增强，舒张更充分，心率减慢。细胞外钙离子浓度增高使通过L型钙通道进入细胞内的Ca2+增多，同时触发肌浆网上的Ryanodine受体释放Ca2+也增多，细胞质内Ca2+浓度较正常高，使心肌收缩增强，EST增大。胞浆内Ca2+浓度升高更多地激活Na+-Ca2+交换体，Na+-Ca2+交换增强，细胞内钙相对减少，使心肌细胞舒张更充分。此外，心肌收缩增强使收缩期储备的势能增加，舒张期转化为更多的动能，有助于舒张更充分，EDT减小。心率减慢可能是由于收缩和舒张更完全，使每次收缩和舒张的时程增加所致。

高钾：EDT增大，EST减小；说明高钾使得心脏舒张不完全，心肌收缩减弱。细胞的静息电位的形成主要是由K+维持，细胞内高K+，细胞外低K+，K+外流形成外正内负的静息电位。胞外K+浓度增高时，心肌细胞的静息电位绝对值变小而接近阈电位，抑制Na+通道的通透性,使0期去极化幅度和速度下降，不易形成动作电位，心肌兴奋性降低；细胞外K+浓度升高也使复极K+外流通道的通透性增高，导致平台期K+外流加快，L型钙通道较快失活，Ca2+内流时间缩短，细胞内游离钙离子浓度相对降低，使心肌收缩力减弱，EST减小。细胞内Ca2+浓度较正常低，使Na+-Ca2+交换减弱；心脏收缩减弱使势能储备减少，这两方面导致心脏舒张不完全，EDT增大。

乙酰胆碱：EDT增大，EST减小，说明乙酰胆碱使心脏舒张不完全，心肌收缩减弱。心肌细胞上存在M型胆碱受体（主要为M2），乙酰胆碱作用于心肌M型胆碱受体后，可抑制腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP减少。而cAMP的作用是，激活细胞膜钙通道蛋白的磷酸化，使钙通道的开放概率增加，开放时间延长，钙内流增加。因此加入乙酰胆碱后可造成细胞钙内流减少，从而使心肌收缩减弱。另外，乙酰胆碱能提高膜上K+通道的通透性，促使K+外流增加，复极加速，使Ca2+内流减少，也可使心肌收缩力下降。EST减小。同4.3，因细胞内Ca2+浓度较正常低，使Na+-Ca2+交换减弱；心脏收缩减弱使势能储备减少，这两方面导致心脏舒张不完全，EDT增大。

肾上腺素：EDT减小，EST增大；说明肾上腺素可使心脏收缩增强，舒张更充分。肾上腺素可激活心肌细胞的b1-肾上腺素受体，通过其耦联的G蛋白（属于Gs家族）进一步激活腺苷酸环化酶（AC），AC可催化胞内ATP生成cAMP，cAMP可激活蛋白激酶A（PKA）。在心肌细胞，PKA可使L型钙通道磷酸化，增加细胞膜上有效钙通道的数量，使Ca2+内流增加，从而使心肌收缩力增强。同4.2，因细胞内Ca2+浓度较正常高，使Na+-Ca2+交换增强；心脏收缩增强使势能储备增加，这两方面导致心脏舒张更充分，EDT增大。普萘洛尔为b-肾上腺素受体阻断药，同时普萘洛尔本身具有生物学活性，可阻滞钠通道、促进钾通道、缩短复极过程，从而使Ca2+内流减少，心肌细胞收缩力减弱,EST减小。

4模拟实验12尿生成的影响因素

研究刺激迷走神经和静脉注射生理盐水、葡萄糖、去甲肾上腺素、速尿、垂体后叶素等药物对尿生成的影响及作用机制。尿生成的调节包括肾内调节和神经体液调节；静脉注射大量生理盐水和高渗葡萄糖可使尿量增多，血压升高；间断电刺激迷走神经可引起尿量减少，血压降低；静脉注射去甲肾上腺素可使尿量减少，血压升高；静脉注射速尿可使尿量大量增多；静脉注射酚红，一段时间后可随尿液排出体外。

生理盐水：静脉快速注射生理盐水可使家兔尿量显著增加，血压升高但仍在正常范围（80-mmHg）。使血压升高的机制为：静脉快速注射生理盐水20ml引起血容量增加，进而使血压升高。/使尿量增加的机制：①当循环血量增多，回心血量增加时，可刺激心肺感受器，抑制抗利尿激素（ADH）释放；此时动脉压仍在正常范围，压力感受器传入冲动对ADH的释放起抑制作用[1]。两方面作用抑制ADH的释放，使水的重吸收减少，尿量增加。②循环血量增加还可使心房扩张，刺激心房肌细胞释放心房钠尿肽（ANP），ANP能使血管平滑肌胞质中的Ca2+浓度下降，使入球小动脉舒张，并可使滤过分数增加，因此肾小球滤过滤增大；ANP也可通过第二信使cGMP使集合管上皮细胞管腔膜上的钠通道关闭，抑制NaCl的重吸收，因而水的重吸收也减少；此外ANP可对抗ADH的作用，抑制集合管对水的重吸收，可抑制肾素、醛固酮和ADH的分泌[2]，ANP通过这几方面的作用也可使尿量增加。③血容量上升后，也使得肾小球血浆流量上升，肾小球滤过率上升，最终使得滤液增多，尿量增多。同时使血浆胶体渗透压下降，肾小球有效率过压升高，肾小球滤过率增加，使尿量增加；另外，动脉血压的上升使肾小球毛细血管动脉压上升，有效率过压增高，滤过增多因此尿量随之减增多。

迷走神经：间断电刺激迷走神经末梢端可使家兔尿量减少，血压降低。使血压降低的机制为：迷走神经兴奋可对心脏产生负性变时、变力和变传导作用，同时也可使部分受副交感支配的外周血管舒张，从而导致动脉血压降低。/使尿量减少的机制为：(1)因动脉血压降低超过了肾血流的自身调节作用，肾小球毛细血管血压随动脉血压降低而降低，肾小球滤过率也相应降低，尿生成减少[3]。(2)动脉血压低于正常水平时，对颈动脉窦压力感受器的刺激减弱，ADH释放增加[2]，促进水的重吸收，使尿量减少，以利于血压的恢复。(3)血压下降可反射性兴奋肾交感神经释放去甲肾上腺素作用于近球细胞的β受体，直接刺激肾素释放[2]，导致血液循环中血管紧张素II和醛固酮浓度增加，增加水的重吸收，使尿量减少。

葡萄糖：静脉注射20%葡萄糖可使家兔血压上升，尿量增加。使血压升高的机制为：静脉注射20%葡萄糖5ml可使血浆渗透压升高，促进组织液流入毛细血管，循环血量增加引起血压升高。/使尿量增加的机制为：2.5kg的家兔，血容量约为ml，血糖浓度为mg/dL，而一次性注射20%葡萄糖5ml，血糖升至约mg/dL，使家兔的血糖浓度明显超过肾糖阈，导致小管液中葡萄糖含量增多，造成小管液渗透压升高，阻碍水和NaCl的重吸收，尿量增加。

去甲肾上腺素：可使家兔血压升高，尿量减少。使血压升高的机制为：（1）NA可以激动血管á受体使血管平滑肌收缩，引起全身小动脉和小静脉(除冠状动脉外)强烈收缩[5]，外周阻力增加，使血压升高。（2）NA对心脏b受体也有一定作用，可使心肌收缩力加强，心率加快，传导加速，心输出量增加，引起血压升高。/使尿量减少的机制为：NA可使入球小动脉和出球小动脉收缩，但前者收缩比后者更明显，使肾小球毛细血管血浆流量减少，肾小球毛细血管血压下降，肾小球的有效滤过压下降，尿生成减少。

速尿：可使家兔尿量大幅增加，血压变化不明显。速尿可作用于髓袢升支粗段，特异性地与腔膜侧Na+-K+-2Cl-共同转运蛋白可逆性结合，抑制其转运能力，干扰NaCl的重吸收，使管腔液中NaCl浓度增加，净水生成减少，尿的稀释功能受抑制；同时因NaCl向间质转运减少，使肾髓质间液渗透压梯度降低，导致尿液流经集合管时，水的重吸收减少，影响尿的浓缩过程，排出大量近等渗的尿液。

垂体后叶素：可使家兔尿量减少，血压降低。垂体后叶素包括催产素和ADH，其产生的尿量和血压的影响主要与ADH相关，催产素只有在大剂量时才能扩张血管引起血压下降。ADH使血压降低的机制为：（1）ADH作用于血管平滑肌上的V1受体，引起血管收缩，冠状动脉收缩引起心肌缺血，导致血压降低。（2）血管收缩引起血压升高，产生降压反射，最终使血压降低。（主因不明？？）/ADH使尿量减少的机制为：ADH作用于分布在肾远端小管后段和集合管上皮细胞上的V2受体，通过兴奋G蛋白（Gs）激活腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP增加，cAMP再激活蛋白激酶K，使上皮细胞内含水孔蛋白AQP-2的小泡镶嵌在上皮细胞的管腔膜上，形成水通道，从而增加管腔膜对水的通透性。小管液中的水在管内外渗透浓度梯度的作用下通过水通道而被重吸收[8]。ADH通过提高远端小管后段和集合管上皮对水的通透性，增加水的重吸收，引起尿量减少。

5实验27影响家兔呼吸运动和血气酸碱度的因素

探讨迷走神经、药物作用以及血气酸碱度变化对家兔呼吸运动的影响及机制。轻度缺氧时，呼吸中枢兴奋，呼吸加深加快；重度缺氧则抑制呼吸。动脉血二氧化碳分压在一定范围内升高，可以加强对呼吸的刺激作用，但超过一定限度则有抑制作用。增大无效腔造成缺氧和高二氧气化碳浓度影响呼吸运动。此外，代谢性酸中毒时pH降低，AB、SB、降低，BE负值增大，补碱后可纠正代谢性酸中毒，使各血气参数趋于正常。盐酸吗啡可抑制呼吸，使呼吸变浅变慢；尼克刹米有呼吸兴奋作用，使呼吸加快加深。迷走神经可传导肺牵张感受器的刺激，使呼吸变浅变快。

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受神经系统的反射性调节，主要包括呼吸中枢、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

PO2降低使其呼吸加深，呼吸轻度减慢。机制为：（1）家兔吸入较高浓度氮气后，其吸入气PO2降低，引起肺泡气和动脉血的PO2都随之降低，刺激位于颈动脉体和主动脉体的外周化学感受器，冲动经窦神经和迷走神经传入延髓，兴奋呼吸中枢[1]，反射性地引起呼吸加深、肺通气量增加。兴奋呼吸中枢可引起呼吸加快，实验中呼吸轻度减慢，可能是由于通气量代偿作用较大，使呼吸频率轻度降低。资料显示动脉血PO2一般要降至80mmHg以下时肺通气才出现可觉察到的增加，说明动脉血PO2的改变对正常呼吸的调节作用不大。（2）PO2降低时，也因肺通气量增加，呼出较多的CO2，使PCO2和H+浓度降低，从而减弱低O2的刺激作用。

PCO2增大使其呼吸显著加深，膈肌收缩增强，呼吸轻度减慢。机制为：家兔吸入较高浓度CO2后，其吸入气PCO2升高，引起肺泡气和动脉血的PCO2都随之升高，通过两条途径刺激呼吸。一是血液中的CO2能迅速通过血脑屏障，使化学感受器周围细胞外液中的H+浓度升高，从而刺激中枢化学感受器再兴奋呼吸中枢；二是刺激外周化学感受器，冲动经窦神经和迷走神经传入延髓，反射性地使呼吸加深、加快，肺通气量增加。而实验中呼吸轻度减慢，可能是由于通气量代偿作用较大，使呼吸频率轻度降低。动脉血PCO2升高2mmHg时即可刺激中枢化学感受器，升高10mmHg时即可刺激外周化学感受器。因而综上所述，吸入含有较高浓度CO2引起呼吸的代偿作用主要表现为肺通气量的明显增大，且比单纯缺氧引起的变化更大更明显。

增大无效腔后，家兔呼吸频率加快，通气量增加，呼吸加深加快。机制为：连接长胶管后相当于人为延长了家兔的气道，使得解剖无效腔增大。一方面使气道阻力增加，通过呼吸肌本体感受性反射使呼吸运动加强；另一方面降低了气体的更新率，导致肺泡气PO2降低、PCO2升高，从而导致血中PaO2降低、PaCO2升高，通过外周和中枢化学感受器，反射性引起呼吸加深加快。

增加无效腔对家兔呼吸的影响插入导管增加了无效腔，影响肺的气体交换，使血氧分压降低，血二氧化碳分压升高。血氧分压降低刺激外周化学感受器，兴奋延髓呼吸中枢，加强膈肌收缩，使呼吸加深加快，增加肺通气量。血二氧化碳分压升高一方面通过刺激中枢化学感受器兴奋延髓呼吸中枢，即透过血脑屏障进入脑脊液使中枢化学感受器周围液体中的氢离子浓度升高而使中枢化学感受器兴奋[2]；另一方面可以直接刺激外周化学感受器，兴奋延髓呼吸中枢，加强膈肌收缩，使呼吸加深加快，增加肺通气量。

4.2降低氧分压对家兔呼吸的影响吸入N2气使吸入气中的氧分压下降。血氧分压降低刺激外周化学感受器，兴奋延髓呼吸中枢，加强膈肌收缩，使呼吸加深加快，增加肺通气量[3]。

4.3增加二氧化碳分压对家兔呼吸的影响吸入二氧化碳后使血二氧化碳分压上升。血二氧化碳分压升高一方面通过刺激中枢化学感受器兴奋延髓呼吸中枢，即透过血脑屏障进入脑脊液使中枢化学感受器周围液体中的氢离子浓度升高而使中枢化学感受器兴奋；另一方面可以直接刺激外周化学感受器，兴奋延髓呼吸中枢，加强膈肌收缩，使呼吸加深加快，增加肺通气量。

代谢性酸中毒：家兔注射NaH2PO4后呼吸有加深加快的趋势。其产生机制为：注射NaH2PO4后，细胞外液[H+]增加，消耗HCO3-使血浆[HCO3-]降低，导致代谢性酸中毒。血液内[H+]增加，刺激颈动脉体和主动脉体等外周化学感受器及延髓中枢化学感受器，反射性地兴奋延髓呼吸中枢，引起呼吸加深加快，肺泡通气量增加。动脉血的H+对呼吸的调节主要是通过外周化学感受器实现的。虽然中枢化学感受器对H+的敏感性较外周的高，约为外周化学感受器的25倍。但是H+通过血-脑屏障的速度很慢，限制了它对中枢感受器的最有效刺激。肺泡通气量增加，CO2排出增多，血液H2CO3浓度随之下降，恢复[HCO3-]/[H2CO3]的正常比值。这种代偿调节作用可在数分钟内发生，并很快达到高峰，但一般不容易获得完全代偿。代谢性酸中毒，血浆HCO3-浓度原发性减少，血气分析时可测得反映代谢因素的指标AB、SB降低，BE负值增大，同时由于呼吸代偿活动，可使PaCO2降低，AB＜SB。静脉注射NaHCO3可纠正酸中毒，使得PH、SB显著升高，BE负值显著减少，PaCO2和AB呈升高趋势。分析其原因为代谢性酸中毒家兔血浆碳酸氢盐减少，碳酸氢钠可作为首选补碱药物，直接由静脉输入，使细胞外液的[HCO3-]/[H2CO3]比值恢复正常，各项血气指数恢复正常。（在本实验中补碱对酸中毒造成的呼吸加深加快改善不显著，其原因是：家兔在静脉注射NaH2PO4后由于其自身的代偿作用，导致呼吸一过性加深加快后很快回复到正常水平，此时若注射大量碳酸氢钠，会导致代谢性碱中毒，由于H+浓度降低，呼吸中枢短暂受抑制，使PaO2短暂下降，进而刺激呼吸中枢引起呼吸加深加快。）括号内的不敢肯定。

盐酸吗啡和尼可刹米对呼吸运动的影响：给家兔注射盐酸吗啡后，家兔呼吸频率有减慢趋势，通气量有减少趋势，但是均不明显；再给予注射尼克刹米后，家兔呼吸频率增加，通气量也显著升高。说明盐酸吗啡对呼吸运动有抑制作用，尼可刹米对呼吸运动有兴奋作用。分析其原因为：（1）吗啡作为阿片类镇痛药的一种，可以抑制脑干的呼吸中枢并抑制中枢对血中CO2的敏感性，使得家兔出现呼吸抑制，呼吸频率迅速减小。造成严重的呼吸抑制，使肺泡内的PCO2升高；同时它还抑制中枢对血中CO2的敏感性。大多数研究表明这种抑制通过μ受体产生[7]。故注射盐酸吗啡后，呼吸变浅变慢，通气量显著降低。本实验中变化不明显，可能是因为实验室吗啡质量有问题，也有可能是同学实验时操作不当。（2）尼克刹米是一种呼吸中枢兴奋剂，可以直接兴奋延脑呼吸中枢，也可刺激颈动脉体化学感受器而反射性兴奋呼吸中枢，使呼吸加深加快，此外还能提高呼吸中枢对CO2的敏感性，故对麻醉药和其他中枢抑制剂的中毒有解毒功效。因此，及时注射尼克刹米后可对抗吗啡的呼吸中枢抑制作用，使呼吸加深加快，提高通气量。

迷走神经在呼吸调节中的作用：切断迷走神经可以使呼吸减慢，加深；刺激迷走神经中枢端可是呼吸频率加快，通气量降低。说明迷走神经受损对呼吸调节受阻，刺激迷走神经中枢端对呼吸运动有刺激作用，主要表现为呼吸频率升高。分析其原因为：迷走神经参与肺牵张反射。肺牵张反射是肺充气或扩张到一定程度时抑制吸气的反射。感受器位于从气管到细支气管的平滑肌中，属牵张感受器，具有阈值低，适应慢的特点。当肺扩张时，呼吸道受牵拉扩张，呼吸道平滑肌中的感受器兴奋，冲动经迷走粗纤维传入延髓。在延髓内通过相关的神经联系激活吸气切断机制，使吸气停止，转入呼气。因此，肺牵张反射的意义是避免吸过长，加速吸气和呼气的转换，加快呼吸频率。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，使呼吸运动的调节受阻。理论上由于另一侧迷走神经仍可起到呼吸调节作用，故切断一侧迷走神经后，家兔呼吸运动改变不明显。本实验中切断一侧迷走神经后，通气量反而增加，可能是切断一侧迷走神经后家兔体内出现明显代偿，使通气量增加。切断双侧迷走神经后，中断了肺牵张反射的传入通路，肺的牵张反射[5]减弱，造成了吸气时间延长，从而使得呼吸频率减小。使肺牵张反射的生理作用被取消，吸气不能及时转换为呼气，故吸气过程延长，吸气加深，最终导致呼吸运动的加深变慢。理论上，刺激一侧迷走神经中枢端，使肺牵张反射的生理作用重新发挥，呼吸深而快。

胸内负压：胸内负压形成的原因主要有以下四点：（1）胸膜腔是密闭潜在的腔隙。（2）肺和胸廓都是弹性组织。（3）胸廓的自然容积大于肺的自然容积。（4）胸内负压主要是由肺的回缩力所造成的。胸内负压的意义是使肺经常保持扩张状态，有利于肺泡与血液的气体交换和静脉血与淋巴液的回流。弹性密闭回缩大保扩张促气换促回流

6模拟实验17膈肌电活动和呼吸运动（基本参照实验27）

三种因素对呼吸运动和膈肌放电影响的比较及其原因：根据实验结果发现，肺通气量增大和膈肌收缩改变中，CO2最明显，增大无效腔次之，缺氧最弱；呼吸频率的变化，增大无效腔减慢最明显，缺氧和CO2无明显差异，均较弱。在自然呼吸情况下，不可能只有一个因素改变而其他因素不变，往往一种因素的改变会引起其余一种或两种因素相继改变或几种因素的同时改变。由于动脉血PCO2升高2mmHg时即可刺激中枢化学感受器，升高10mmHg时即可刺激外周化学感受器，动脉血PO2一般要降至80mmHg以下时肺通气才出现可觉察到的增加，所以动脉血PCO2升高引起呼吸代偿较PO2降低更大，表现为肺通气量增大更明显。增大无效腔可以同时导致动脉血PCO2增加和PO2下降，所以增大无效腔引起呼吸代偿变化较单纯缺氧更明显。PO2降低时，也因肺通气量增加，呼出较多的CO2，使PCO2和H+浓度降低，可以减弱低O2的刺激作用。

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