【实验目的】
1．学习引导兔在体膈神经放电的电生理学实验方法。
2．观察膈神经自发放电与呼吸运动的关系。
【实验原理】
呼吸运动的节律来源于呼吸中枢，呼吸肌属于骨骼肌，其活动依赖膈神经和肋间神经的支配。脑干呼吸中枢的节律性活动通过膈神经和肋间神经下传至膈肌和肋间肌，从而产生节律性呼吸肌舒缩活动，引起呼吸运动。因此引导膈神经传出纤维的放电，可直接反映脑干呼吸中枢的活动，同时能加深对呼吸运动调节的认识。
【实验对象】
家兔。
【实验用品】
哺乳类动物手术器械，生物信号采集处理系统，兔手术台，气管插管，神经放电引导电极，压力换能器或呼吸换能器，固定支架，U形皮兜固定架，注射器（30ml，20ml，1ml），50cm长橡皮管一条，玻璃分针，二氧化碳气囊，20%氨基甲酸乙酯，生理盐水，液状石蜡（加温至38～40℃），尼可刹米注射液。
【实验步骤】
1．手术
（1）麻醉和固定：用20%氨基甲酸乙酯5ml／kg体重由兔耳缘静脉注射，待动物麻醉后，取仰卧位固定于兔手术台上。
（2）气管插管：剪去颈部兔毛，沿颈部正中切开皮肤，用止血钳钝性分离气管，在甲状软骨以下剪开气管，插入Y形气管插管，用棉线将气管插管结扎固定。气管插管的两个侧管各连接一3cm长的橡皮管。将插气管插管的一个侧管尾端的塑料套管连到压力换能器（套管内不充灌生理盐水）上（参见综合性实验8）。
（3）分离颈部膈神经：膈神经由第4、5颈神经的腹支汇合而成。先将动物头颈略倾向对侧，用止血钳在术侧颈外静脉与胸锁乳突肌之间向深处分离直至见到粗大横行的臂丛神经丛。在臂丛的内侧有一条较细的由颈4、5脊神经分出的如细线般的神经分支，即为膈神经。膈神经横过臂丛神经并和它交叉，向后内侧行走，贴在前斜角肌腹缘表面，与气管平行进入胸腔。用玻璃分针在臂丛上方分离膈神经2～3cm，穿线置外周端（近心脏）备用。
（4）分离迷走神经：分离两侧迷走神经，穿线备用。
（5）安置电极：颈部另一侧接地。借助于U形架做好皮兜，并注入38℃液状石蜡保温，防止神经干燥。用玻璃分针将膈神经放至引导电极上。注意神经不可牵拉过紧，引导电极应悬空，不要触及周围组织。
2．连接实验仪器装置
（1）神经放电引导电极接到生物信号采集处理系统第1通道上，记录膈神经放电。
（2）压力换能器或呼吸换能器输入到生物信号采集处理系统第2通道上，记录呼吸运动变化。
（3）打开计算机，启动生物实验处理系统，点击菜单“实验模块”，进入“呼吸实验－膈神经放电”。参数设置见表3－8（可根据实验实际情况调整各参数）。再点击菜单“实验设置”，选择“监听－打开监听”，并确定。
表3－8 仪器参数设置表
【观察项目】
1．正常呼吸时的膈神经放电 观察动物正常呼吸时的胸廓的运动、呼吸运动和膈神经放电曲线的关系，通过监听器监听与吸气运动相一致的膈神经放电声。膈神经放电见图3－17。
图3－17 兔膈神经群集性放电
注：a．原始图；b．积分图
2．二氧化碳浓度升高后的膈神经放电 将CO2气囊上的注射器针头插入气管插管内，打开CO2气囊上的螺旋夹，气囊加压，使CO2冲入气管内，观察膈神经放电和呼吸运动的变化。
3．注射乳酸后的膈神经放电 由兔耳缘静脉注射3%乳酸2ml，观察膈神经放电与呼吸运动的变化。
4．增加无效腔时的膈神经放电 于气管插管的另一侧管上连接50cm长橡皮管一条，观察膈神经放电与呼吸运动的变化。出现明显效应后立即去掉橡皮管，待呼吸运动和膈神经放电曲线恢复正常后再进行下一项内容的观察。
5．注射尼可刹米后的膈神经放电 由兔耳缘静脉注入稀释的尼可刹米1ml（内含50mg），观察膈神经放电和呼吸运动的变化。待呼吸运动和膈神经放电曲线恢复正常后再进行下一项内容的观察。
6．肺牵张反射时的膈神经放电
（1）肺扩张反射时的膈神经放电：观察一段正常呼吸运动后，在一次呼吸的吸气末，将气管插管的另一侧管（呼吸通气的侧管）连一30ml注射器（内装有20ml空气），同时将注射器内事先装好的20ml空气迅速注入肺内，使肺维持在扩张状态，观察呼吸运动和膈神经放电的变化。出现明显效应后立即放开堵塞口。
（2）肺缩小反射时的膈神经放电：当呼吸运动恢复后，于一次呼吸的呼气末，同上用注射器抽取肺内气体约20ml，使肺维持在萎缩状态，观察呼吸运动和膈神经放电的变化。出现明显效应后立即放开堵塞口。
（3）切断迷走神经前后的膈神经放电：先切断一侧迷走神经，观察呼吸运动和膈神经放电的变化。再切断另一侧迷走神经，观察呼吸运动和膈神经放电的变化。然后用中等强度电流刺激一侧迷走神经中枢端，再观察呼吸运动和膈神经放电的变化。在切断两侧迷走神经后，重复上述肺内注气和从肺内抽气的试验，观察呼吸运动及膈神经放电的改变。
【注意事项】
1．分离膈神经动作要轻柔，分离要干净，不要让凝血块或组织块黏着在神经上。
2．如气温暖和，可不做皮兜。改用温热液状石蜡条覆盖在神经上。
3．引导电极尽量放在膈神经远端，以便神经有损伤时可将电极移向近端。注意动物和仪器的接地良好，以避免电磁干扰对实验结果的影响。
4．每项试验做完，待膈神经放电和呼吸运动恢复后，方可继续下一项试验，以便前后对照。
5．膈神经放电的观察系其群集放电的频率、振幅。呼吸运动的观察是指它的频率和深度。
6．用注射器自肺内抽气时，切毋过多，以免引起动物死亡。
【思考题】
1．增高二氧化碳浓度、增加无效腔、注射尼可刹米、切断迷走神经干对呼吸运动的频率、深度和膈神经放电频率、振幅各有何影响？为什么？
2．本实验结果能否说明膈神经放电与呼吸运动的关系？为什么？
3．膈神经与迷走神经在肺牵张反射中各起什么作用？试述黑－伯反射的反射弧及其生理意义。
4．试描述膈神经放电的形式。与减压神经放电形式相比较，有何不同？
（肖爱娇）
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