【實驗目的】

1. 觀察神經因素和其他因素對呼吸運動的影響。

2. 復制油酸性急性肺水腫的動物模型。

3. 探討油酸性呼吸衰竭的發病機制。

【實驗原理】

呼吸是指機體與外界環境之間的氣體交換過程，通過呼吸，機體從大氣中攝取新陳代謝所需的O2，排出所產生的CO2。呼吸過程的一個重要環節是實現外界空氣與肺之間的氣體交換即肺通氣。完成這樣一個氣體交換過程的原動力是呼吸肌的收縮、舒張所造成的胸廓的擴大與縮小，即呼吸運動。當胸廓運動時，由于胸膜腔的結構特點以及胸膜腔負壓的存在，必然帶動肺的擴大或縮小，進而使肺內壓降低或升高造成外界大氣壓與肺內壓之間的差值，推動氣體通過呼吸道進出肺。正常情況下，呼吸運動按照一定的節律及深度活動。當機體內、外環境條件變化時，由于體內調節機制的作用，呼吸運動將會做出相應的改變以適應機體代謝的需要。此外，嗎啡類藥物是臨床上常用的強力鎮痛劑，但它對延髓呼吸中樞有很強的抑制作用。尼可剎米是呼吸中樞興奮劑，可以對抗嗎啡對呼吸中樞的抑制作用。

呼吸衰竭（respiratory failure）是指外呼吸功能嚴重障礙，導致PO2降低或伴有PCO2增高的病理過程。呼吸衰竭時的主要血氣標準是PCO2低于8.0KPa2（60mmHg），伴有或不伴有PCO2高于6.7kPa（50mmHg）。呼吸衰竭時發生的低氧血癥和高碳酸血癥可影響全身各系統的代謝和功能，其防治原則包括去除病因，提高PO2，降低PCO2，改善內外環境及重要器官功能。

用油酸復制急性肺水腫呼吸衰竭動物模型是一經典實驗。化學性因素油酸所致急性肺損傷主要是通過趨化因子使中性粒細胞與巨噬細胞在肺內聚集、激活，釋放大量氧自由基、蛋白酶和炎性介質等，這些物質可對肺泡、毛細血管膜造成損傷，使之發生通透性增高等變化，從而引起肺泡通氣量與其毛細血管灌流量比例失調及肺泡毛細血管膜的彌散障礙，發生換氣功能障礙而最終引起呼吸衰竭。

【實驗對象】

家兔。

【試劑與器材】

1. 一般器械　兔手術臺、家兔手術器械一套、注射器（2ml、5ml、10ml）；氣管插管等。

2. 儀器設備　BL-420生物信號采集系統；壓力換能器；張力換能器；保護電極；CO2發生裝置；橡皮管。

3. 藥品　3%戊巴比妥鈉，生理鹽水、5%度冷丁、尼可剎米注射液、3%乳酸、油酸、考馬斯亮藍試劑、蛋白標準液、白細胞稀釋液。

【觀察指標】

呼吸頻率和幅度，肺通氣量。

【實驗方法與步驟】

1. 用3%戊巴比妥鈉3ml/kg腹腔麻醉 (如無戊巴比妥鈉也可用1%普魯卡因局部麻醉)。

2. 將兔固定于兔手術臺，頸部和腹股溝部剪毛備皮。

3. 在頸部正中做皮膚切口，長約5 cm，分離皮下組織及肌肉，暴露氣管，在其下穿一棉線。在氣管軟骨環之間做一倒“T”字形切口，插入氣管插管并用線結扎固定。

4. 將系有線的小夾夾在胸廓活動最強、最明顯部位的胸壁上，線的另一端垂直系于張力換能器感應片小孔上，換能器與計算機通道插孔相連，記錄呼吸運動。

5. 將氣管插管一側開口與壓力換能器相連，壓力換能器再與計算機相應的通道相連，記錄進出氣道的氣量。

6. 局麻下于腹股溝部股動脈搏動處做一切口約3cm，然后用玻璃針分離出股神經，穿線備用。

【實驗項目觀察】

1. 呼吸運動的影響因素

（1）吸入CO2對呼吸運動的影響：將CO2發生裝置器內先裝入濃HCl ,再裝入CaCO３,將發生器上的出口罩與氣管插管一側管口相對，HCl與CaCO３發生化學反應產生CO2，觀察呼吸運動及通氣量有何變化。

（2）缺O2: 將一側氣管套管夾閉，呼吸平穩后，另一側套管通過一只鈉石灰瓶與盛有空氣的球膽相連，使動物呼吸球膽內中的空氣。經過一段時間后，球膽中的氧氣明顯減少，但CO2并不增多（鈉石灰將呼出的CO2吸收），此時呼吸運動有何變化，待呼吸變化明顯后，恢復正常呼吸。

（3）改變血液酸堿度對呼吸運動的影響：由耳緣靜脈注入3%乳酸2ml，觀察呼吸運動和通氣量的變化。

（4）增大無效腔對呼吸運動的影響：將氣管插管一側開口連接約50cm長的橡皮管，觀察呼吸、通氣量有何變化。

（5）肺內注氣、抽氣實驗（肺牽張反射）。

①用20ml注射器抽取20ml空氣，接橡皮管連于一側氣管套管，待呼吸穩定后，在吸氣末立即堵塞另一側套管，并快速將20ml空氣注入肺內，使肺維持在擴張狀態，觀察在此過程中呼吸的變化，待呼吸恢復后松開另一側堵塞口。

②呼吸穩定后，在呼氣末在堵塞另一側氣管套管口，用注射器快速從肺內抽取20ml氣體，使肺維持在萎陷狀態，觀察抽氣過程中呼吸的變化情況，待呼吸恢復后松開另一側套管堵塞口。

（6）窒息實驗：夾閉氣管插管側管1/2～2/3，持續10～20s，觀察呼吸運動的改變。

（7）經耳緣靜脈緩慢注射5%哌替啶（度冷丁）0.3ml/kg，待呼吸出現變化時立刻快速靜脈注射12.5%的尼可剎米（0.4ml/kg），觀察呼吸運動的變化。

（8）刺激股神經：將分離好的股神經結扎并剪斷其外周端，用不同的刺激強度連續脈沖刺激其中樞端，注意觀察呼吸運動的變化。

（9）切斷迷走神經：①先剪斷一側迷走神經，觀察呼吸運動的變化。②以中等強度電刺激一側迷走神經中樞端觀察呼吸有何變化。③再剪斷另一側迷走神經，觀察呼吸又有何變化。④切斷雙側迷走神經后再重復項目（5）的內容，觀察呼吸運動的變化。

2. 急性呼吸衰竭

（1）耳緣靜脈注射油酸0.3ml/kg體重，30min后追加0.2ml。觀察呼吸運動以及一般情況的變化，記錄注射時間。約30~60min后，氣管內涌出粉紅色泡沫樣液體，以及呼吸明顯變淺、提示肺水腫已形成。

（2）耳緣靜脈采血，測外周血液白細胞數。

（3）若有條件可采動脈血測血氣變化。

（4）處死動物，取氣管、支氣管和肺，兩肺稱重，測肺系數和肺比重。并用支氣管-肺泡灌洗液進行白細胞計數和蛋白測定。

【注意事項】

1. 作完每一項目后，必須等待動物呼吸完全恢復正常及平穩后再進行下一項實驗。

2. 增加吸入氣中CO2濃度時，應讓CO2氣體緩緩進入，以免CO2濃度增加過快造成呼吸運動的大幅度變化或呼吸停止。

3. 靜脈注射乳酸時，要嚴格掌握劑量，并避免乳酸溢出血管刺激皮膚引起動物的掙扎。

4. 靜脈注射度冷丁時要嚴格掌握劑量，注射速度要緩慢，待呼吸出現抑制效應時，立刻注射尼可剎米，以免動物呼吸抑制過深而不可逆轉。

5. 在取肺之前，先用粗棉線在氣管分叉處結扎氣管，以防止洗肺液流出。

　思 考 題

1. 呼吸運動的體液調節因素有哪些？如何調節？

2. 各種類型的呼吸功能不全的發生機制如何？血氣指標有何變化？