第五次动物生理学实验报告

广州大学学生动物学实验报告开课学院及实验室：生科院生化楼6032014年10月10日学院生命科学学院年级、专业、班生科121姓名廖怡诚学号1214100058实验课程名称动物生理学实验成绩实验项目名称实验六神经体液因素对循环、呼吸的调节指导老师潘顺波[实验原理]动物机体总是以整体的形式存在,不仅以整体的形式与外环境保持密切的联系,而且可通过神经-体液调节机制不断改变和协调各器官系统（如循环、呼吸系统）的活动，以适应内环境的变化,维持新陈代谢正常进行。在正常生理情况下，心血管活动受神经、体液和自身机制的调节。心脏受交感神经和副交感神经的支配。心交感神经兴奋时，使心率加快、心肌收缩力加强，心内兴奋传导加快，心输出量增加、动脉血压升高。心迷走神经兴奋时，使心率减慢、心房肌收缩力减弱、房室传导减慢，从而使心输出量减少、动脉血压下降。在神经调节中以颈动脉窦-主动脉弓的减压反射尤为重要，当动脉血压升高时,压力感受器发放冲动增加,通过中枢反射性引起心率减慢、心肌收缩力减弱、心输出量下降、血管舒张和外周阻力降低，使血压降低。反之，当动脉压下降时，压力感受器发放冲动减少，神经调节过程又使血压回升。支配血管的交感缩血管神经兴奋时，使血管收缩、外周阻力增加、动脉血压升高。家兔的压力感受器的传入神经在颈部从迷走神经分出,自成一支，称为减压神经，其传入冲动随血压变化而变化。心血管活动还受肾上腺素和去甲肾上腺素等体液因素的调节。它们对心血管的作用既有共性，又有特殊性。关键取决于心、血管壁上哪一种受体占优势。肾上腺素对α与β受体均有激活作用，去甲肾上腺素主要激活α受体而对β受体作用很小，因而使外周阻力增加，动脉血压升高，但对心脏的作用要比肾上腺素弱。呼吸运动是呼吸中枢节律性活动的反映。呼吸中枢的活动受内、外环境各种刺激的影响，可直接作用于呼吸中枢或通过不同的感受器反射性地影响呼吸运动。其中较重要的有呼吸中枢、牵张反射和各种化学感受器的反射性调节。[实验对象]健康成年家兔1只[实验药品]25％氨基甲酸乙酯、4%柠檬酸钠、1∶5000去甲肾上腺素、1∶10000乙酰胆碱、3%乳酸、5%NaHCO3、钠石灰、CaCO3、HCl。[仪器与器械]手术器械一套、兔手术台、动脉夹、注射器（1ml、5ml、50ml）、计算机生物信号采集处理系统计滴器、刺激电极、压力换能器、张力换能器、气管插管、橡皮管，动脉插管、铁支架、丝线。[实验方法与步骤]1.实验的准备(1)麻醉固定：家兔称重后，耳缘静脉缓慢注射25％氨基甲酸乙酯（4ml·kg-1）进行麻醉。当动物四肢松软，呼吸变深变慢，角膜反射迟钝时，表明动物已被麻醉，即可停止注射。将麻醉的家兔仰卧位固定于兔手术台上。(2)颈部手术：①行常规气管插管术；②行右侧颈总动脉插管术，并连接压力换能器，记录血压。分离颈部气管、神经、血管：颈部剪毛，沿颈部正中线切开皮肤5-7cm，用止血钳钝性分离皮下组织及浅层肌肉，暴露和分离气管；分离左、右两侧颈总动脉（左颈总动脉尽量分离长些，以做动脉插管用。）；分离右侧的迷走神经、交感神经和减压神经。在分离的气管、颈总动脉及神经下方各穿一不同颜色的线备用。并在减压神经下放一钩状记录电极，实验过程中将电极悬空（但不要拉得过紧）。插动脉插管：取适当长度的塑料管，插入端剪一斜面，另一端连接于装有抗凝溶液的血压换能器上，让导管内充满溶液。给动物静脉注射肝素（300U/kg），分离出一段颈总动脉，在其下穿两根线备用。将动脉远心端的线结扎，用动脉夹夹住近心端，两端间的距离尽可能长。用眼科剪在靠远心端结扎线处的动脉上呈45º度剪一小口，约为管径的1/3，向心脏方向插入动脉导管，用近心端的备用线，在插入口处将导管与血管结扎在一起，其松紧以开放动脉夹后不致出血为度。小心缓慢放开动脉夹，如有出血，即将线再扎紧些，但仍以导管能抽动为宜。操作完毕后将血管放回原处。气管插管：暴露、游离出气管，并在气管下穿一较粗的线。用剪刀于喉头下2～3cm处的两软骨环之间，横向切开气管前壁约1/3的气管直径，再于切口上缘向头侧剪开约0.5cm长的纵向切口，整个切口呈”┴”。若气管内有分泌物或血液要用小干棉球拭净。然后一手提起气管下面的缚线，一手将一适当口径的“Y”气管插管斜口朝下,由切口向肺插入气管腔内，再转动插管使其斜口面朝上，用线镈结于套管的分叉处,加以固定。2.连接实验装置分别将压力换能器、呼吸换能器和记滴器与计算机生物信号采集处理系统相连，选定各信号输入的通道，调整好波宽、增益、刺激强度、时间常数等实验参数，调整动脉血压波形、呼吸波形，以便获得良好的观察效果。3.实验项目：(1)记录一段正常的动脉血压曲线、呼吸曲线(2)吸入CO2气体：用碳酸钙和盐酸制CO2，将管口对准气管插管，观察血压、呼吸的变化。(3)缺氧：将气管插管的一侧管与装有钠石灰的密封袋相连，动物呼出的CO2可被钠石灰吸收，随着呼吸的进行，气囊里的O2逐渐减少，可造成缺氧。观察血压、呼吸的变化。(4)改变血液的酸碱度：①由耳缘静脉较快的注入3%乳酸2ml观察H+增多时对血压、呼吸的影响。②由耳缘静脉较快的注入5%NaHCO36ml观察血压、呼吸的变化。(5)夹闭颈总动脉：待血压稳定后，用动脉夹夹住左侧颈总动脉，观察血压、呼吸的变化。出现明显变化后去除夹闭。(6)电刺激迷走神经和减压神经：将保护电极与刺激输出线（通道）连结，待血压恢复后，分别将右侧迷走神经、减压神经轻轻搭在保护电极上，选择刺激强度6V，刺激频率40～50次·s-1，刺激15～20s，观察血压、呼吸的变化。(7)静脉注射去甲肾上腺素（NE）：待血压恢复后，由耳缘静脉注射1∶5000去甲肾上腺素0.15ml·kg-1，观察血压、呼吸的变化。(8)静脉注射乙酰胆碱（ACh）：待血压恢复后，由耳缘静脉注射1∶10000乙酰胆碱0.15ml·kg-1，观察血压、呼吸的变化。(9)动脉放血：待血压恢复后，调节三通管使动脉插管与50ml注射器（内有肝素）相通，放血30ml(分3次，每次放10ml，放血后立即用肝素生理盐水将插管内血液冲回兔体内，以防凝血)，观察血压、呼吸的变化。(10)回输血液：于放血后5min，经动脉插管将放出的血液分3次全部回输入兔体内，观察血压、呼吸的变化。[实验结果]实验因素收缩压变化（%）舒张压变化（%）呼吸频率变化（%）呼吸幅度变化（%）吸入二氧化碳-5%-5%-+350%缺氧-5%-5%+20%+100%注射乳酸-10%-10%+20%+100%注射碳酸氢钠-10%-10%-10%-20%夹闭颈总动脉+30%+66%+10%10%刺激迷走神经+5%+5%+10%-20%刺激减压神经-10%-14%--注射去甲肾上腺素+30%+30%+20%+66%注射乙酰胆碱-110%-80%-66%图1CO2对血压、呼吸的变化分析：当增加CO2的气体后，呼吸幅度变化较大，呼吸运动加深加快。图2缺O2对血压、呼吸的变化分析：血压变化不大，呼吸频率和呼吸强度均有增加。减少吸入氧气造成肺泡中氧分压降低，低氧对呼吸中枢的直接作用是抑制性作用，但轻、中度缺氧时，兴奋作用大于抑制作用使呼吸中枢兴奋，呼吸运动加强。重度缺氧时抑制作用为主，出现呼吸抑制。图3注入3%乳酸观察H+增多时对血压、呼吸及尿量的影响分析：处理后，收缩压和舒张压有所下降；呼吸频率和幅度增加比较明显。乳酸酸中毒（血液中H+增高）呼吸加深加快。静脉注射乳酸后，改变了血液中的PH值，血液[H+]↑，H+是化学感受器的有效刺激物，它可以通过刺激外周化学感受器调节呼吸运动，也可以通过血脑屏障后刺激中枢化学感受器而起作用。图4注入5%NaHCO3观察血压、呼吸的变化分析：血压变化不大，呼吸幅度和呼吸频率有所下降。注入5%NaHCO3中和了上一步所加的H＋，恢复[NaHCO3]／[H2CO3]的正常比值。最终导致呼吸恢复正常。图5夹闭颈总动脉观察血压、呼吸的变化分析：处理后，血压的收缩压和舒张压变化都比较大，呼吸频率和幅度稍微有增加。实验中夹闭右颈总动脉血后血压显着升高，呼吸对照组相比差异不明显。图6电刺激迷走神经观察血压、呼吸的变化分析：血压收缩压和舒张压有所上升，呼吸频率稍微有上升，呼吸幅度下降明显。然而，理论结果应该是刺激迷走神经后平均动脉血压明显下降，呼吸幅度加深、频率变小。造成该不准确的结果尚不清楚。图6电刺激减压神经观察血压、呼吸的变化分析：电刺激减压神经过后，血压收缩压和舒张压有所下降，呼吸方面变化不大。理论结果应当是，实验中刺激减压神经后平均动脉血压明显下降，呼吸与之前对相比差异不明显。图7注射去甲肾上腺素观察血压、呼吸的变化分析：注射过后，血压收缩压和舒张压都有大幅度明显的上升，呼吸幅度和频率与之前比较也有增加。图8注射乙酰胆碱观察血压、呼吸的变化(借用)分析：不幸的是，家兔在完成上一步NE注射过后，由于失血过多而死亡了，对此我深表遗憾。最后的Ach也未能完成，只能借用别的小组的实验结果，尽请谅解。根据此图的结果，注射乙酰胆碱过后，血压的收缩压和舒张压有着明显的下降，呼吸幅度和频率都有所上升。[实验结果分析]（1）吸入增加CO2观察血压、呼吸变化的分析：呼吸频率加快是由于吸入空气中CO2增加，使得血液中CO2增加，CO2通过血脑屏障进入脑脊液中溶于水，在碳酸酐酶的作用下分解成HCO3-和H+，H+刺激延髓化学感受器，间接作用于呼吸中枢，通过呼吸肌的作用使呼吸加强。PCO2增加还刺激主动脉体和颈动脉体外周化学感受器，反射性的使呼吸加深加快。（2）通过缺氧观察血压、呼吸变化的分析：吸入氧气减少造成肺泡气中氧分压降低，而由于CO2扩散快，故肺泡CO2基本不变，血液中氧分压下降，使外周化学感受器兴奋；低氧对呼吸中枢的直接作用是抑制性作用，但轻、中度缺氧时，兴奋作用大于抑制作用使呼吸中枢兴奋，表现在呼吸运动的频率和幅度得到加强。重度缺氧时抑制作用为主，出现呼吸抑制。（3）夹闭颈总动脉观察血压、呼吸变化的分析：是因为当夹闭右颈总动脉时，心室射出的血液不能流经该侧颈动脉窦，使窦内压力降低，压力感受器受到刺激减弱，经窦神经上传中枢的冲动减少，降压反射活动减弱，因而心率加快、心缩力加强、回心血量增加、心输出量增加，阻力血管收缩，外周阻力增加。（4）注射乳酸改变血液中pH的分析：静脉注乳酸后，理论上可使呼吸运动加深加快。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，也可直接通过血脑屏障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。代谢性酸中毒动物呼吸加深加快，是由血液内H＋浓度增加，刺激颈动脉体和主动脉体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所致。注入5%NaHCO3中和了上一步所加的H＋，恢复[NaHCO3]／[H2CO3]的正常比值，导致呼吸恢复正常。最终使呼吸频率和呼吸强度恢复正常，借此便显出了静脉注射乳酸对循环、呼吸及泌尿的影响。（5）刺激减压神经对循环、呼吸影响的分析：这是因为减压神经是单纯的传入神经，具有稳定动脉血压的作用。当动脉血压升高或降低时，压力感受器的传入冲动也随之增多或减少，使减压反射相应地增加或减弱，以保持动脉血压相对稳定。当电刺激减压神经时，减压神经传入冲动增多，使心迷走中枢兴奋、心交感中枢抑制、缩血管中枢抑制，使迷走神经传出冲动增加，交感神经传出冲动减少，而至心率减慢、心缩力减弱、小静脉舒张回心血量减少，心输出量减少，小动脉舒张，外周阻力降低，最终导致血压下降。（6）刺激迷走神经分析：迷走神经含有感觉、运动和副交感神经纤维。这些纤维末梢释放的递质是乙酰胆碱(ACh)，ACh与心肌细胞膜上的M胆碱受体结合，可导致心率减慢，心房肌收缩力减弱，心房肌不应期缩短，房室传导速度减慢，甚至出现房室传导阻滞，即负性变时、变力和变传导效应。一般说，右侧迷走神经以支配窦房结为主，而左侧迷走神经则主要支配房室传导系统。在实验中，刺激外右侧迷走神经，其末梢释放的A