调节呼吸四篇

2024-09-12

调节呼吸篇1

代谢的调节主要包括基因的调节和酶活性的调节。一切代谢都受酶催化, 而酶合成则是基因的一种表达, 也受基因的控制, 因此代谢进行也是基因的一种表达, 是基因通过酶合成的调控来完成。但在一个 (如呼吸之类) 多酶体系组成的代谢过程中, 并不是每一个酶都起同样重要的作用, 而只是其中的一个或几个酶在整个代谢中起关键性的作用, 其活性大小控制着整个代谢的速度和快慢。下面介绍呼吸作用的几种调节方式。

一、氧气的调节——巴斯德效应

巴斯德效应是指分子氧对酒精发酵的抑制现象, 巴斯德早就观察到氧有抑制酒精发酵的现象, 即在低氧浓度下, 有利于酵母的发酵;而高氧浓度则抑制发酵, 也就是说氧能抑制酒精发酵, 以后在植物组织中也发现有这种现象。对这种效应的解释, 正说明糖酵解的调节机理。糖酵解的主要调节酶是磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。有氧时, 丙酮酸→TCAC, 促进TCAC, 而TCAC活性上升时产生的ATP和柠檬酸也就多了, 这两种物质都是上述二酶的负效应剂, 所以使发酵受到抑制:

(1) 由果糖磷酸激酶, 一种调节酶, 催化的反应G-6-P→F-2-P, 活性受ATP或柠檬酸控制。当ATP或柠檬酸多时, 活性受抑制, ADP或AMP多时, 活性上升。

(2) 醛缩酶, 催化的反应F-2-P"3-Pi甘油醛, 可逆。

(3) 磷酸甘油醛的氧化过程:经3-Pi甘油醛脱氢酶催化, 先脱氢形成1, 3-二磷酸甘油酸, 此酶是含HS的酶, 即以HS-为重要功能基团。其作用方式是酶先加在3-Pi甘油醛的功能羰基上, 在亚基上结合的NAP+从加合产物中移去2H, 产生一个高能硫酯键S∽CO3接着磷酸根在硫酯键上置换此酶。反应所产生形成的3-Pi甘油酸分子中连接了一个“高能”磷酸键, 可在下步反应中断裂形成ATP, 它是EMP途径中形成ATP的第一个反应。

(4) 烯醇化酶催化反应磷酸甘油酸→烯醇式-2-磷酸丙酮酸, 后者也是一个高能磷酸键的化合物, 在其后的反应中形成ATP, 这是EMP途径中第二个形成ATP的反应。

二、三羧酸循环的调节

三羧酸循环的调节是多方面的。NADH是主要负效应物, NADH水平过高, 会抑制丙酮酸脱氢酶 (多酶复合体) 、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶和苹果酸酶等的活性。ATP对柠檬酸合成酶和苹果酸脱氢酶起抑制作用。根据质量作用原理, 产物 (如乙酰Co A、琥珀酰Co A和草酰乙酸) 的浓度过高时也会抑制各自相关酶的活性。调节的关键步骤其作用是使EMP途径产生的丙酮酸脱羧和脱氢最终形成二氧化碳和水的过程。

可见, ADP与ATP对TCAC有调节作用, NAD+与NADH也存在。

下面具体说说关键步骤:丙酮酸通过TCAC彻底氧化, 分两个阶段进行, 脱羧、脱氢, 产生二氧化碳、4NADH、FADH2.氢受体 (NADH、FADH2) 经呼吸电子传递链, 最终把电子交给氧, 形成水。脱羧过程:丙酮酸→乙酰Co A, 异柠檬酸→α-Kg, α-Kg→琥珀酰Co A。脱氢过程:琥珀酸→延胡羧酸, 苹果酸→草酰乙酸。

三、乙醛酸循环 (GAC)

1. GAC途径:关键酶有两种

(1) 异柠檬酸裂解酶 (异柠檬酸酶)

(2) 苹果酸合成酶 (对乙醛酸绝对专一)

此途径中其他酶与TCAC循环中的完全相同。

2. HMP的调节

主要受NADP+与NADPH和ATP的调节。

调节酶6-Pi-C脱氢酶

正效应剂:NADP+

负效应剂:NADPH和ATP

ATP的调节:ATP是G-6-Pi脱氢酶的竞争性抑制剂。因为当ATP多, G-6-P更多进入EMP;少时, 主要进入HMP。

其它的调节方式:

1.能荷的调节:细胞中贮存能量的化合物主要是腺苷酸类化合物, 如AMP、ADP与ATP。腺苷酸中的ATP+ADP+AMP在细胞中的总量是一定的, 但是它们之间的比例却变化很大。ADP含有的能量是ATP的1/2, 能荷就是表示这种腺苷酸酸能量水平的一个指标。

能荷 (%) =+1/2/++

通常细胞的能荷保持80%的状态, 能荷很低时, 促进ATP合成减慢ATP利用, 将能荷水平提高;反之, 将能荷降低下来。

2.NADH/NAD+比对代谢的调节

细胞中NADH和NAD+常以一定的比例存在, 比值增高, 促使糖酵解的进行, 比值下降, 使发酵过程减慢。

参考文献

[1]王忠主编.植物生理学.北京:中国农业出版社, 2000.

[2]潘瑞炽, 董愚得.植物生理学 (第三版) .北京:高等教育出版社, 1995.

[3]翟中和等主编.细胞生物学.北京:高等教育出版社, 2000.

调节呼吸篇2

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2013年6月~2014年3月在淮安市妇幼保健院 (以下简称“我院”) 新生儿医学中心住院的58例患有RDS且需要呼吸支持的新生儿。入选标准: (1) 符合新生儿RDS诊断且需机械通气[5]; (2) 将所采用的治疗方法告知患儿家属并签署知情同意书; (3) 新生儿均在生后4 h内入院。排除标准:存在先天性心脏病、先天性代谢紊乱或其他严重的先天畸形。本研究经我院医学伦理委员会讨论通过, 患儿家属均知情同意。

1.2 方法

1.2.1 分组

将入选的58例RDS患儿分为2组:PRVC组 (32例) , 其中男24例, 女8例, 胎龄 (34.50±4.44) 周, 体重 (2.51±0.83) kg;SIMV组 (26例) :其中男18例, 女8例, 胎龄 (34.59±4.21) 周, 体重 (2.35±0.85) kg。两组在性别、胎龄、出生体重比较, 差异均无统计学意义 (P>0.05) , 具有可比性。见表1。

1.2.2 机械通气

使用德国产MAQUE Servo-i呼吸机, 以维持患儿的脉搏氧饱和度 (90%~95%) 、呼气末二氧化碳分压 (30~55 mm Hg) (1 mm Hg=0.133 k Pa) 和正常的血气值为调节呼吸机参数的目标。当经皮氧饱和度 (Sp O2) <90%和>95%超过30 s时相应地调节吸入氧浓度, , 具体设置如下:

PRVC组:PRVC模式参数设置:潮气量为5~8 m L/kg, 呼气末压力 (PEEP) 为5~8 cm H2O (1 cm H2O=0.098 k Pa) , 吸气时间为0.35~0.45 s, 呼吸机吸气触发压力敏感值为-1~-2 cm H2O, 呼吸频率 (RR) 为30~60次/min, 吸入氧体积分数为 (Fi O2) 为0.21~1.00。

SIMV组:SIMV模式参数设置:气道峰压 (PIP) 15~25 cm H2O (目标潮气量为5~8 m L/kg) , PEEP为5~8 cm H2O, 吸气时间为0.35~0.45 s, 呼吸机吸气触发压力敏感值为-1~-2 cm H2O, RR为30~60次/min, FiO2为0.21~1.0。

注:PRVC:压力调节容量控制通气;SIMV:同步间歇指令通气, P/F:动脉氧分压/肺泡氧分压;PS:肺表面活性物质

1.3 观察指标

观察两组机械通气时间、氧疗时间、住院时间、动脉氧分压/肺泡氧分压 (Pa O2/FiO2, 即P/F值) ;观察两组机械通气时酸血症、碱血症、低碳酸血症和高碳酸血症的发生率;观察两组机械通气前、机械通气1、12、24、48、72 h的心率 (HR) 、RR、平均动脉血压 (MABP) 、血气分析变化, 观察两组上机1、12、24、48、72 h的PIP、氧合指数 (OI) 变化, 其中OI= (MABP×FiO2×100) /Pa O2。

1.4 统计学方法

采用统计软件SPSS 17.0对数据进行分析, 正态分布计量资料以均数±标准差 ( ±s) 表示, 组间比较采用t检验, 重复测量的计量资料比较采用方差分析;计数资料以率表示, 采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组各时间点心率变化情况比较

两组的HR变化均呈下降趋势, 并且在机械通气72 h时接近正常范围 (120~140次/min) ;PRVC组内各个时间点之间HR比较, 差异有统计学意义 (F=63.466, P=0.000) ;SIMV组内各个时间点之间HR比较, 差异有统计学意义 (F=52.944, P=0.000) ;两组间通气后1 h HR的比较, 差异有统计学意义 (t=3.670, P=0.001) 和72 h (t=52.944, P=0.022) ;两组间其他通气时间点HR的比较, 差异均无统计学意义 (P>0.05) 。见表2。

2.2 两组各时间点呼吸频率变化情况比较

两组的RR变化均呈下降趋势, 并且在机械通气72 h时接近正常范围 (35~60次/min) ;PRVC组内各个时间点之间RR比较, 差异有统计学意义 (F=135.269, P=0.000) ;SIMV组内各个时间点之间RR比较, 差异有统计学意义 (F=60.152, P=0.000) ;两组间同一时间点RR的比较, 差异均无统计学意义 (P>0.05) 。见表3。

2.3 两组各时间点平均动脉血压变化情况比较

两组MABP变化均在正常范围。PRVC组内各个时间点之间MABP比较, 差异有统计学意义 (F=3.923, P=0.016) ;SIMV组内各个时间点之间MABP比较, 差异无统计学意义 (F=2.541, P=0.076) ;两组间同一通气时间点MABP的比较, 差异均无统计学意义 (P>0.05) 。见表4。

注:PRVC:压力调节容量控制通气;SIMV:同步间歇指令通气;HR:心率

注:PRVC:压力调节容量控制通气;SIMV:同步间歇指令通气;RR:呼吸频率

2.4 两组各时间点气道峰压变化情况比较

两组PIP变化均呈下降趋势。PRVC组内各个时间点之间PIP比较, 差异有统计学意义 (F=53.362, P=0.000) ;SIMV组内各个时间点之间PIP比较, 差异有统计学意义 (F=246.286, P=0.000) ;PRVC组PIP在机械通气1、12、24h、48、72均低于SIMV组, 差异有统计学意义 (t=9.570、12.491、8.843、9.959、7.626, P=0.000) 。见表5。

2.5 两组各时间点氧合指数变化情况比较

两组OI变化均呈下降趋势。PRVC组内各个时间点之间OI比较, 差异有统计学意义 (F=46.526, P=0.000) ;SIMV组内各个时间点之间OI比较, 差异有统计学意义 (F=32.368, P=0.000) ;PRVC组OI值在机械通气1、12、24、48 h与SIMV组比较, 差异均无统计学意义 (P>0.05) 。PRVC组OI在机械通气72 h时低于SIMV组, 差异有统计学意义 (t=4.378, P=0.000) 。见表6。

2.6 两组各时间点p H值变化情况比较

机械通气时共测得211个p H值, 其中PRVC组115个p H值, SIMV组96个p H值;两组机械通气时p H<7.35发生率和p H值>7.45发生率比较, 差异均无统计学意义 (P>0.05) 。见表7。

注:PRVC:压力调节容量控制通气;SIMV:同步间歇指令通气;MABP:平均动脉压;1 mm Hg=0.133 k Pa

注:PRVC:压力调节容量控制通气;SIMV:同步间歇指令通气;PIP:气道峰压;1 cm H2O=0.098 k Pa

注:PRVC:压力调节容量控制通气;SIMV:同步间歇指令通气;OI:氧合指数

注:PRVC:压力调节容量控制通气;SIMV:同步间歇指令通气

2.7 两组各时间点二氧化碳分压变化情况比较

机械通气时共测得211个Pa CO2值, 其中PRVC组115个Pa CO2值, SIMV组96个Pa CO2值;PRVC组机械通气时Pa CO2<35 mm Hg发生率 (7.8%) 低于SIMV组 (20.8%) , 差异有统计学意义 (χ2=8.754, P=0.003) ;两组机械通气时Pa CO2>60 mm Hg发生率比较, 差异无统计学意义 (χ2=0.369, P=0.544) 。见表8。

注:PRVC:压力调节容量控制通气;SIMV:同步间歇指令通;Pa CO2:二氧化碳分压

3 讨论

新生儿呼吸窘迫综合征 (neonatal respiratory distress syndrome, NRDS) 是由于出生时或生后短期内肺泡功能不成熟导致肺表面活性物质 (PS) 缺乏及肺结构不成熟所致的疾病, 表现为出生后不久出现呼吸窘迫并呈进行性加重的临床综合征, 包括发绀、呻吟、吸气三凹征及呼吸急促, 可发生呼吸衰竭。X线胸片呈典型的毛玻璃样改变及支气管充气征[4]。NRDS是导致患儿需要机械通气, 引起呼吸机相关性肺炎、支气管肺发育不良的等并发症的原因之一[5,6]。

呼吸机相关性肺损伤 (ventilator-induced lung injury, VILI) 是指在呼吸机使用过程中, 由于机械通气因素和肺部原发病共同作用导致的肺组织损伤。VILI包括气压伤、容积伤、切变力伤和生物伤[7]。目前, 新生儿机械通气多采用即肺保护性通气策略, 即根据患儿的病情选择损伤最小的方法进行通气, 包括尽可能利用患儿的自主呼吸, 采用自主或部分辅助通气模式、低容量通气、低压力通气、允许性低氧血症、允许性高碳酸血症、脑保护策略等多方面, 通常的做法是由自主通气模式→部分辅助通气模式→辅助控制通气模式[8,9,10]。PRVC独特之处在于确保预设潮气量的前提下, 呼吸机可通过自动连续测定胸廓、肺顺应性和容积、压力关系反馈地调节下一次通气时吸气压力水平, 使气道压尽可能降低[1], 符合肺保护性通气策略要求。PRVC优点是:自主呼吸与机械通气的协调性能好, 可避免应用镇静剂或肌肉松弛剂, 潮气量稳定, 可保证呼吸驱动力不稳定的患者安全通气, 避免压力控制 (PCV) 模式时频繁调整吸气压力来获得理想的潮气量, 降低PIP以减轻肺气压伤的可能[11,12]。

本研究发现, PRVC治疗RDS新生儿中, 两组患儿的HR和RR变化均呈下降趋势, 并且在机械通气72 h时接近正常范围, 两组患儿的PIP和OI变化均呈下降趋势, 两组患儿在机械通气时间、氧疗时间、住院时间、气胸发生率、颅内出血发生率、支气管发育不良发生率和呼吸机相关性肺炎发生率之间的比较, 差异均无统计学意义 (P>0.05) , 结果提示PRVC和SIMV治疗RDS效果相当, 疗效良好。本文研究发现, PRVC组PIP在机械通气1、12、24、48、72 h均低于SIMV组, 差异有统计学意义 (t=9.570、12.491、8.843、9.959、7.626, P=0.000) ;PRVC组机械通气时Pa CO2<35 mm Hg发生率 (7.8%) 低于SIMV组 (20.8%) , 差异有统计学意义 (χ2=8.754, P=0.003) ;结果提示, 在获得相同的肺氧合水平情况下, 与SIMV模式比较, PRVC模式下PIP和过度通气的发生率显著降低。

综上所述, RDS新生儿的呼吸支持中, 在获得相同的肺氧合水平情况下, 与SIMV模式比较, PRVC模式下PIP和过度通气的发生率显著降低。因此, PRVC模式的使用有可能减轻VILI及脑损伤。由于本文研究RDS新生儿的病情大多属于轻中度, 且病例数少, 故仍然需要多中心的进一步研究来证实。

摘要：目的观察压力调节容量控制通气 (PRVC) 和同步间歇指令通气 (SIMV) 通气在治疗呼吸窘迫综合征 (RDS) 新生儿时相关参数的变化。方法 2013年6月2014年3月在淮安市妇幼保健院新生儿医学中心出生的, 患有呼吸窘迫综合征且需要机械通气58例新生儿, 分为PRVC组 (32例, 采用PRVC通气) 和SIMV组 (26例, 采用SIMV通气) 。观察两组机械通气时间、氧疗时间、住院时间、动脉氧分压/肺泡氧分压;观察两组机械通气时酸血症、碱血症、低碳酸血症和高碳酸血症的发生率;观察两组机械通气前、机械通气1、12、24、48、72 h的心率 (HR) 、呼吸频率 (RR) 、平均动脉血压 (MABP) 、气道峰压 (PIP) 、氧合指数 (OI) 等变化。结果 ①58例RDS新生儿均治愈出院。两组机械通气时间、氧疗时间、住院时间、气胸发生率、颅内出血发生率、支气管发育不良发生率和呼吸机相关性肺炎发生率比较, 差异均无统计学意义 (P>0.05) 。②两组的HR和RR变化均呈下降趋势, 在机械通气72 h时接近正常范围。两组平均动脉血压变化均在正常范围。③两组PIP变化均呈下降趋势。PRVC组内各个时间点之间PIP比较、SIMV组内各个时间点之间PIP比较, 差异均有统计学意义 (P<0.05) ;PRVC组PIP在机械通气1、12、24、48、72 h均低于SIMV组, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。④两组OI变化均呈下降趋势。PRVC组内各个时间点OI值比较、SIMV组内各个时间点之间OI值比较, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。PRVC组在机械通气1、12、24、48 h的OI值与SIMV组比较, 差异均无统计学意义 (P>0.05) 。PRVC组OI在机械通气72 h时低于SIMV组, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。⑤机械通气时pH值<7.35发生率 (PRVC组为16.5%、SIMV组为13.5%) 和pH值>7.45发生率 (PRVC组为7.8%、SIMV组为5.2%) 比较, 差异无统计学意义 (P>0.05) 。PRVC组动脉二氧化碳分压 (PaCO2) <35 mm Hg的发生率低于SIMV组, 差异均有统计学意义 (P<0.05) ;两组机械通气时PaCO2>60 mm Hg发生率比较, 差异无统计学意义 (P>0.05) 。结论 RDS新生儿的呼吸支持中, 在获得相同的疗效情况下, 与SIMV模式比较, PRVC模式下PIP和过度通气的发生率显著降低;PRVC模式可能具有一定的临床应用价值, 值得推广。

家兔呼吸运动调节实验的改进篇3

【关键词】呼吸运动调节；压力换能器；张力换能器；家兔

【中图分类号】R33-331 【文献标志码】 A 【文章编号】1007-8517（2014）06-0037-01

近年来，随着计算机多媒体和生物实验系统的应用，打破了传统的古板的实验教学模式，增加了学生对实验课的兴趣，培养了学生的创新意识，提高了学生的综合素质。我校在生理学实验教学中对传统的家兔呼吸运动的调节实验的技术和方法进行一些改进，取得了良好的效果。

1 传统家兔呼吸运动调节实验操作[1]

1.1 动物的麻醉、固定、剪毛用25%的氨基甲酸乙酯溶液（4ml/kg）经家兔耳缘静脉缓慢注入进行麻醉，边注射边观察，观察的麻醉指标是肌张力降低、角膜反射消失、对疼痛的刺激消失、呼吸变慢、变深等。待麻醉后将家兔仰卧位固定在家兔手术台上，用剪毛剪贴着皮肤将颈部的毛剪去。

1.2 颈部手术

1.2.1 分离颈部迷走神经沿颈前正中线做一5～7cm的切口，分离皮下组织和肌肉，暴露气管。将气管两旁的肌肉拉开，便可在气管两侧深部找到包在颈动脉鞘内的颈总动脉、迷走神经、交感神经和减压神经，仔细辨认并用玻璃分针将两侧的迷走神经分离出来，穿线备用。

1.2.2 分离气管并插管用玻璃分针游离气管，在喉头下2-3cm处的气管软骨上做一倒“T”字型的切口，插入Y型气管插管，用棉线结扎固定。

1.3 记录呼吸运动曲线在家兔剑突下方找一随呼吸运动起伏明显的区域，穿一带有结扎线折弯的大头针，将结扎线的另一端与张力换能器（又名张力传感器，成都泰盟科技有限公司，型号：FT-100）的应变梁（弹簧片）相连，将张力换能器的接口连接至BL—420生物机能实验系统的输入信号通道上，打开计算机，启动BL—420生物机能实验系统，在输入信号菜单处的选择所选通道的张力信号，点击开始，显示器上即出现呼吸运动曲线。

1.4 观察项目

1.4.1 记录正常的家兔呼吸运动曲线

1.4.2 缺氧将气管插管与钠石灰相连，使家兔只能吸入瓶中的氧气，逐渐形成缺氧，而呼出的二氧化碳被钠石灰吸收，不会造成二氧化碳浓度增高，观察呼吸运动曲线的变化。

1.4.3 增加吸入气中二氧化碳浓度将装有二氧化碳的气囊口对准气管插管的侧管开口（留有一定缝隙，以避免缺氧），观察呼吸运动曲线的变化。

1.4.4 增大无效腔把一根长橡皮管与气管插管相连，家兔通过这根长管进行呼吸，经一段时间后，观察呼吸运动曲线的变化。

1.4.5 静脉注射乳酸经耳缘静脉注入3%乳酸3ml，观察呼吸运动曲线的变化。

1.4.6 剪断迷走神经将分离备用的迷走神经找出，先剪断一侧的迷走神经观察呼吸运动曲线的变化，然后剪断另一侧迷走神经观察呼吸运动曲线的变化。

2 家兔呼吸运动调节实验的改进

近两年，我们在实验中发现用压力换能器（又名压力传感器，成都泰盟科技有限公司，型号：PT-100）记录呼吸运动曲线，克服了张力换能器记录呼吸曲线的弱点。具体操作步骤如下：

在连接压力换能器之前，操作与前面的步骤相同。当气管插管插好后，在Y型气管插管的一端连接3～5cm左右的胶管（防止胶管过长，造成呼吸的阻力过大），胶管的另一端直接与压力换能器的一侧相连，压力换能器的另一侧的三通将其关闭或打开均可。而气管插管的另一端直接与外界相通即可。

3 讨论

3.1 张力换能器的优缺点本实验内容丰富，通过记录家兔的正常呼吸运动曲线，对比改变体内外环境，仔细观察家兔呼吸运动曲线的变化，进一步让学生加深理解呼吸运动的调节机制。但是实验操作复杂，项目繁多，对学生基本操作技能和技巧的要求以及在实验过程中出现问题的应对能力的要求比较高。

传统记录呼吸运动曲线用的是张力换能器，由于其操作简单，学生在实验过程中很容易掌握。但在使用过程中我们发现有很多因素会影响结果的记录。首先，桌面的震动导致呼吸曲线出现乱波，影响学生对实验结果的准确判断；其次剑突的位置，我们用张力换能器所钩的家兔皮肤是剑突下呼吸最明显处，可每个人用肉眼所观察到的地方不一致，使记录的结果有偏差，而记录的曲线有时灵敏度不是很高，这也是通常导致实验失败的原因之一；最后，呼吸加深加快时无法准确记录，因为张力换能器的弹簧片上下波动幅度有局限性，在家兔呼吸明显加深时，张力换能器却不能完整准确地记录家兔呼吸的深度。

3.2 压力换能器的优势用压力换能器替代张力换能器后，第一从时间和经济上来说可以节省因张力换能器不灵敏导致时间和动物的浪费，减少了实验经费的开支[2]；第二，压力换能器记录呼吸运动曲线时，不至于因为外界环境的震动产生的不必要的曲线波动，干扰学生对曲线变化的判断；第三，压力换能器直接与气管相连，可以避免张力换能器因所钩剑突的位置不一致所造成的曲线不敏感，另外压力换能器直接与气管相连可以准确反映出呼吸频率和节律的变化，优于靠张力换能器的弹簧片上下波动反映的呼吸频率和节律的变化。

参考文献

[1]李成义，周立社.基础医学课程实验[M].北京：人民军医出版社， 2011：250-253.