影響壓力型整體體積描記箱內壓力變化的因素探討.pdf

1、1868年,Bert首先用體積描記法進行科學研究.小動物在體積描記箱內呼吸,將導致描記箱內壓力的改變,基于這些壓力變化可以推導出肺功能的一些生理指標.目前,主要有三種體積描記法測量小動物的肺功能:1)有創(chuàng)體積描記法(invasive plethysmography)2)整體體積描記法(whole-body plethysmography)3)雙室體積描記法(double-chamber plethysmography).整體體積描記法又

2、可以分為壓力型體積描記法(Barometric plethysmography)和流量型體積描記法(flow plethysmography).在一個壓力型體積描記箱內,壓力變化被認為主要產生于兩個來源:氣體壓縮和氣體溫度濕度條件.小動物呼吸時,胸內壓變化動物胸腔運動,引起箱內氣體壓縮或膨脹,導致體積描記箱內壓力變化.當動物吸氣時,氣體進入肺內.由于動物呼吸系統(tǒng)的溫度和濕度均高于吸入氣體,故吸入氣體與肺內氣體混合后,得到溫化和濕化,使該

3、氣體膨脹,進一步使胸廓膨脹并壓縮體積描記箱內空氣.Lundblad等證實,當體積描記箱內的溫度和濕度被預先設置與動物肺內氣體條件相同時,描記箱內氣體壓力變化幅度減小了近2/3.由于描記箱內壓力變化是幾乎所有體積描記法的最基本數據,因此,研究壓力變化及其影響因素,是小動物呼吸生理研究的關鍵和基礎. 研究目的:首先,我們分析整體體積描記箱內壓力組成和來源并探討各體積描記法內壓力變化的基礎,探討潮氣量和胸廓膨脹體積對壓力型體積描記箱內

4、壓力變化的影響;其次,我們研究小鼠體溫對描記箱內壓力變化的影響,以及該壓力變化對小鼠呼吸頻率及呼吸所致壓力幅度的影響. 材料和方法: 第一部分實驗中,使用體重為18-22g的雄性BALB/C小鼠.有機玻璃制成兩個同樣規(guī)格的體積描記箱,呈正方體型,中空體積為3×4×12 cm<'3>.兩個體積描記箱可由小三通管連通.我們測量小鼠在整體體積描記箱和雙室體積描記箱內呼吸時,描記箱內的壓力變化,并計算出相應的容量變化.我們用小動

5、物呼吸機給肌松藥處理后的小鼠以固定容量通氣,并計算軀體室內相應小鼠胸廓膨脹體積比較二者區(qū)別. 第二部分實驗中,動物和體積描記箱與第一部分相同.一個容積為10升的玻璃缸用于制造實驗所需的不同空氣壓力.我們觀察小鼠體溫對整體體積描記箱和雙室體積描記箱內溫度和壓力變化的影響.我們分別將相當的壓力施加于整體體積描記箱和雙室體積描記箱的軀體室和頭室,觀察這些外加的壓力對于小鼠的呼吸頻率和壓力振幅的影響.我們研究由溫度變化引起的壓力變化對整

6、體體積描記箱內小鼠呼吸頻率和呼吸幅度的影響. 研究結果:1.整體體積描記箱內壓力變化為0.088±0.008 mmHg,相應容量變化即V<,p>為0.013±0.001ml.頭室內壓力變化為1.856±0.062 mmHg,相應容量變化即潮氣量V<,t>為0.356±0.012ml.而軀體室內壓力變化為2.434±0.089 mHg,相應容量變化即潮氣量V<,e>為0.369±0.014ml.V<,e>顯著高于V<,t>(t=5

7、.27,P=0.003).在小鼠呼吸肌麻痹后,我們用小動物呼吸機以0.3ml和1.5HZ的頻率給小鼠通氣,計算所得相應胸廓膨脹體積為0.233±0.003ml,與總體均數0.3ml間存在顯著性差異(t=-21.4,P<0.001).2.麻醉小鼠和死亡小鼠在整體體積描記箱內引起的溫度變化和壓力變化無顯著差異.軀體室的溫度變化和壓力變化顯著高于頭室.當外加壓力施加于軀體室和頭室時,小鼠的呼吸頻率在壓力主效應、時間主效應和交叉效應均存在顯著性

8、差異,但小鼠呼吸時引起的壓力變化振幅則在壓力主效應、時間主效應和交叉效應均無顯著性差異.密封體積描記箱的統(tǒng)計數據顯示在不同的時間觀察點上小鼠的呼吸頻率存在顯著性差異(F=4.751,P<0.001),在壓力變化幅度方面,在不同時間觀察點之間亦存在顯著性差異(F=2.535,P=0.009). 結論:1.有創(chuàng)體積描記箱、出頭體積描記箱以及雙室體積描記箱內軀體室所測量出的容量變化其實是小動物的胸廓膨脹體積,在雙室體積描記箱的頭室則能