影響壓力型整體體積描記箱內(nèi)壓力變化的因素探討.pdf

1、1868年,Bert首先用體積描記法進(jìn)行科學(xué)研究.小動物在體積描記箱內(nèi)呼吸,將導(dǎo)致描記箱內(nèi)壓力的改變,基于這些壓力變化可以推導(dǎo)出肺功能的一些生理指標(biāo).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(nèi),壓力變化被認(rèn)為主要產(chǎn)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(nèi)壓變化動物胸腔運(yùn)動,引起箱內(nèi)氣體壓縮或膨脹,導(dǎo)致體積描記箱內(nèi)壓力變化.當(dāng)動物吸氣時,氣體進(jìn)入肺內(nèi).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(nèi)氣體混合后,得到溫化和濕化,使該

3、氣體膨脹,進(jìn)一步使胸廓膨脹并壓縮體積描記箱內(nèi)空氣.Lundblad等證實,當(dāng)體積描記箱內(nèi)的溫度和濕度被預(yù)先設(shè)置與動物肺內(nèi)氣體條件相同時,描記箱內(nèi)氣體壓力變化幅度減小了近2/3.由于描記箱內(nèi)壓力變化是幾乎所有體積描記法的最基本數(shù)據(jù),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(guān)鍵和基礎(chǔ). 研究目的:首先,我們分析整體體積描記箱內(nèi)壓力組成和來源并探討各體積描記法內(nèi)壓力變化的基礎(chǔ),探討潮氣量和胸廓膨脹體積對壓力型體積描記箱內(nèi)

4、壓力變化的影響;其次,我們研究小鼠體溫對描記箱內(nèi)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(jī)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(nèi)呼吸時,描記箱內(nèi)的壓力變化,并計算出相應(yīng)的容量變化.我們用小動

5、物呼吸機(jī)給肌松藥處理后的小鼠以固定容量通氣,并計算軀體室內(nèi)相應(yīng)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(nèi)溫度和壓力變化的影響.我們分別將相當(dāng)?shù)膲毫κ┘佑谡w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(nèi)小鼠呼吸頻率和呼吸幅度的影響. 研究結(jié)果:1.整體體積描記箱內(nèi)壓力變化為0.088±0.008 mmHg,相應(yīng)容量變化即V<,p>為0.013±0.001ml.頭室內(nèi)壓力變化為1.856±0.062 mmHg,相應(yīng)容量變化即潮氣量V<,t>為0.356±0.012ml.而軀體室內(nèi)壓力變化為2.434±0.089 mHg,相應(yīng)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(jī)以0.3ml和1.5HZ的頻率給小鼠通氣,計算所得相應(yīng)胸廓膨脹體積為0.233±0.003ml,與總體均數(shù)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(nèi)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(dāng)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(yīng)、時間主效應(yīng)和交叉效應(yīng)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(yīng)、時間主效應(yīng)和交叉效應(yīng)均無顯著性差異.密封體積描記箱的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示在不同的時間觀察點(diǎn)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(diǎn)之間亦存在顯著性差異(F=2.535,P=0.009). 結(jié)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(nèi)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