呼吸性神经元在脑干中的分布及节律性呼吸的形成

延髓呼吸性神经元主要分布在孤束核、疑核和后疑核。孤束核和后疑核的呼吸性神经元轴突在闩部交叉至对侧,在脊髓腹外侧部下行,其末梢到达呼吸肌运动神经元。疑核的呼吸性神经元轴突由第九、十对颅神经传出,支配辅助呼吸肌。中枢吸气性活动可能产生于孤束核的吸气性神经元。平静呼吸时,吸气性神经元的放电活动被吸气切断机制周期性地切断,形成吸气和呼气活动的节律交替。I_β神经元中有一部分可能与吸气切断机制有关。中枢吸气性活动、肺牵张感受器传入活动、呼吸调整中枢活动以及脑干网状结构等其他神经结构的活动在吸气切断机制的神经元中进行整合,对中枢吸气性活动进行控制。关于中枢吸气性活动的起源和呼气相中吸气性神经元保持静止状态等问题,目前仍不清楚。     

呼吸的调节

呼吸肌属于骨胳肌,没有自动节律性。而呼吸运动却表现出节律性的特点,并且其频率和深度随机体代谢水平而变化,这种节律性及其相适应的改变,是通过调节作用实现的。本文就呼吸运动的调节概述如下。 (一)呼吸中枢与呼吸节律中枢神经系统里产生和调节呼吸运动的神经细胞群称为呼吸中枢。它们分布在大脑皮质、间脑、脑干、脊髓等部位。脑的各级部位在调节呼吸中的作用不同,正常的呼吸运动有赖于它们之间的相互协调以及对各种传入冲动的整合。     

电刺激家兔迷走神经中枢端诱导的黑-伯反射中的非联合型学习现象

本文旨在研究电刺激家兔迷走神经诱导的黑-伯（Hering-Breuer,HB）反射中的学习和记忆现象。选择性电刺激家兔迷走神经中枢端（频率10～100Hz,强度20～60μA,波宽0．3ms,持续60s）,观察对膈神经放电的影响。以不同频率电刺激家兔迷走神经可模拟HB反射的两种成分,即类似肺容积增大所致抑制吸气的肺扩张反射和类似肺容积缩小所致加强吸气的肺萎陷反射。（1）长时高频（≥40Hz,60s）电刺激迷走神经可模拟呼吸频率减慢,呼气时程延长的肺扩张反射。随着刺激时间的延长,膈神经放电抑制的程度逐渐衰减,表现为呼吸频率的减慢（主要由呼气时程延长所致）在刺激过程中逐渐减弱或消失,显示为适应性或“习惯化”的现象;刺激结束时呼吸运动呈现反跳性增强,表现为一过性的呼气时程缩短,呼吸频率加快,然后才逐渐恢复正常。长时低频（〈40Hz,60s）电刺激迷走神经可模拟呼吸频率加快、呼气时程缩短的肺萎陷反射。随着刺激时间的延长,膈神经放电增强的程度逐渐衰减,同样表现出“习惯化”现象;刺激结束后,膈神经放电不是突然降低,而是继续衰减,表现为呼气时程逐渐延长,呼吸频率逐渐减慢,直至恢复到前对照水平,表现了刺激后的短时增强效应。（2）HB反射的适应性或“习惯化”程度反向依赖于刺激强度和刺激频率,表现为随着刺激强度和频率的增加,膈神经放电越远离正常基线水平,即爿惯化程度减弱。结果表明,家兔HB反射具有“习惯化”这一非联合型学习现象,反映与其有关的呼吸神经元网络具有突触功能的可翅性,呼吸的中枢调控反射具有一定的适应性。     

呼吸对心电图中QRS波形的影响

通过对20例健康男性Frank导联心电图在不同呼吸阶段的QRS波波形平均和振幅统计,观察到处于不同呼吸阶段的QRS波的振幅有差别。其中QRS波振幅在呼气中期最高在呼气中期最低,根据呼吸运动时肺容积及肺内压变化的规律,认为是由于胸腔压力和心室舒容积的改变,而不是心脏与电极间的相对位置的改变造成了QRS波振幅的变化。     

反射性呼吸暂停中延髓各类呼吸性神经元的放电变化

在向家兔颈动脉窦区注入拘椽酸钠引起呼吸暂停期间,和在持续性肺充气引起延长的呼气相中,延髓大多数吸气神经元和膈神经停止放电;而大多数呼气性神经元呈连续性放电,放电频率持续地高于或接近于平静呼气时呼气神经元的高峰放电频率,并伴随肋间内肌电活动增强,直至呼气性神经元放电频率衰减或停止放电时,膈神经才恢复放电。这提示呼气性神经元的持续兴奋状态可能与呼气性呼吸暂停的维持或呼气相的延长有关。在延髓闩前部可以记录到少数放电频率渐增型的跨时相呼气-吸气神经元,在呼吸暂停期间,它们呈低频连续放电,逐渐增大放电频率,在其放电频率急剧增高时,膈神经恢复放电。这提示该类神经元可能与吸气的发动有关。本文尚就呼吸节律的发生机制做了讨论。     

家兔膈神经呼气相电活动的观察

在52只麻醉兔和4只清醒兔上均观察到,自然呼吸时膈神经于呼气相有紧张性放电。同时引导膈肌肌电表明这种活动与膈肌紧张性的维持有关。这种电活动在切断引导电极外周段的膈神经后仍然存在。通气量不足、动脉血 PCO_2增加或 PO_2减少使其减少或消失;吸入纯氧或过度通气引起相反效应。切断窦神经或延髓腹外侧面化学敏感区局部贴敷浸有普鲁卡因的滤纸片,使膈神经呼气相放电增强;颈动脉窦区注入30—75μg NaCN 或将 pH=6的酸性人工脑脊液滤纸片贴于延髓化学敏感区,使膈神经呼气相放电减弱。本工作提示正常血气浓度及其变化经相同的外周和中枢化学感受机制同时发动两种调节过程:1.通过调节吸气肌位相性活动而调节肺通气量;2.通过调节吸气肌呼气相紧张性活动而调节肺机能余气量。     

前包钦格复合体区微量注射氨基酸类药物的呼吸效应

实验选用成年大鼠 ,腹腔注射戊巴比妥钠麻醉 ,以膈神经放电为指标 ,分别观察了在前包钦格复合体(pre B¨otzingercomplex ,pre B¨ot复合体 )内微量注射兴奋性氨基酸 (红藻氨酸 ,KA ;L 谷氨酸 ,Glu)和抑制性氨基酸(甘氨酸 ,Gly ;γ 氨基丁酸 ,GABA)对呼吸活动的影响。在pre B¨ot复合体内注射KA后 ,所有动物首先出现呼吸兴奋效应 ,表现为吸气时程 (TI)延长 ,呼气时程 (TE)缩短 ,呼吸频率 (RF)增快 ;随后出现呼吸抑制效应 ,表现为呼吸停止于呼气状态。Pre B¨ot复合体内注射Glu ,引起动物TE 缩短 ,注射Gly或GABA均引起动物TI 缩短。这些结果表明 ,成年大鼠pre B¨ot复合体参与节律性呼吸活动的产生和调控 ,它可能是启动和维持吸气过程的中枢结构。     

哺乳类动物吸气放电的高频振荡现象

哺乳类动物呼吸系统吸气放电中广泛存在着高频振荡(HFO)现象,它是吸气神经元同步活动的结果,与呼吸节律的发生有密切的关系。HFO频率可以反映呼吸中枢的兴奋性,并与吸气时程(T_I)的长短有较密切的关系。发生HFO的主要部位可能是延髓,但脑桥呼吸调整中枢对HFO频率具有一定的调整作用。文章介绍了HFO起源的几种学说。     

刺激兔皮层感觉运动区和静注士的宁引起的肋间神经放电效应

在30例清醒,肌肉麻痹、切断迷走神经的家兔,观察到刺激对侧皮层感觉运动区时,胁间神经的放电效应包括两种成分。在呼气相电刺激,肋间外神经的第一效应表现为短暂的放电,肋间内神经表现为呼气放电的抑制;在吸气相电刺激,肋间外神经的第一效应表现为吸气放电的抑制,肋间内神经表现为短暂的放电。肋间外神经的第二效应表现为吸气放电的提前出现,吸气时程和呼气时程的缩短;肋间内神经的第二效应表现为吸气时程的缩短和呼气时程的延长,呼气放电的幅度明显增加。上述结果说明,皮层直接控制脊髓的通路既能兴奋也能抑制肋间吸气或呼气运动神经元的活动,且吸气与呼气运动神经元之间表现交互抑制。静注士的宁引起肋间神经梭形放电的发生过程和放电频率,与膈神经上表现相同;但恢复过程不同,膈神经上吸气放电恢复早,肋间神经上呼吸性放电恢复迟。此外,肋间神经的呼吸性放电不具有高频振荡现象。     

电刺激兔大脑皮层对呼吸频率和幅度的影响

本工作用家兔３８只,麻醉并切断双侧迷走神经和三叉神经上颌支,观察连续刺激大脑皮层不同区域对呼吸的影响。结果：１．适度的电刺激：（１）对肢体运动区（Ｌ）,使吸气加强,呼吸频率（ＲＦ）和潮气量（ＴＶ）均显著增加;（２）对颜面运动区（Ｆ）,使ＲＦ显著增加,但呼气和吸气均被抑制,ＴＶ显著降低;（３）对咀嚼运动区（Ｍ）,出现间歇性吸气或呼气加强,ＲＦ和ＴＶ均明显增加;（４）对眶后区（ＰＯ）,使ＲＦ和ＴＶ均显     

延髓面神经后核内侧区呼吸相关神经元的放电形式

实验用家兔和ＳＤ大鼠,氨基甲酸乙酯麻醉。记录膈神经或膈肌放电作为呼吸的指标。在延髓面神经后核内侧区细胞外记录呼吸相关神经元放电,在家兔所记录到的２４９个ＲＲＮｓ中,吸气神经元１１８个,呼气神经元９１个,呼吸跨时相神经元４０个。在大鼠所记录到的１５３个ＲＲＮｓ中,吸气神经元６８个,呼气神经元５５个,呼吸跨时相神经元３０个,在ｍＮＲＦ分布有较多的呼气－呼气跨时相神经元,这类神经元放电总是先天膈神经吸气     

延髓嘴端包氏复合体与中枢呼吸节律形成

包氏复合体是一群位于延髓嘴端面神经后核腹内侧的呼气神经元。该群神经元为抑制性,轴突广泛投射到脑干呼吸相关结构及膈神经神经元群。本研究室动用微电刺激、逆行兴奋、ＷＧＡ－ＨＲＰ标记、微量注射等技术研究了该结构在呼吸时相转换及呼吸节律形成中的作用。结果显示：包氏复合体怀脑干呼吸神经元群之间存在双向纤维联系,该结构参与吸气向呼气以及呼气向吸气的时相转换,且在呼气相形成中起重要作用。     

电刺激兔延髓腹侧化学敏感区和压力敏感区对呼吸、血压,的影响及其中枢递质机制

电刺激麻醉兔延髓腹侧化学敏感区头端区引起潮气量(V_T)增加,呼吸频率(f)增快;电刺激压力敏感区(中间区)则使V_T减小,f亦增快。弱刺激时,两者均产生降压反应;刺激增强可诱发双相或升压反应。在出现周期性呼吸时,电刺激化学敏感区可使呼吸节律正常化、V_T增大,而电刺激压力敏感区则导致呼吸暂停。电刺激压力敏感区时,吸气时间(TI)和呼气时间(T_E)均缩短,以T_E变化更明显;由于V_T减小和T_I缩短,V_T/T_I保持相对不变,提示吸气终止的中枢阈值降低。在准备刺激的相应局部预先应用阿托品,可使电刺激化学敏感区产生的通气增强效应翻转,而对电刺激压力敏感区引起的通气抑制无明显影响;用印防己毒素则可选择性消除电刺激压力敏感区的通气抑制和降压效应。本工作表明延髓腹侧存在两个不同的中枢机制,其中化学敏感区产生的通气增强与胆碱能系统有关;压力敏感区产生的通气减弱效应与GABA系统有关。     

电及谷氨酸钠刺激兔杏仁中央核中心区对呼吸的调制效应

本实验在50只氨基甲酸乙酯麻醉的健康家兔上观察了电、化学刺激杏仁中央核(ACE)中心区对呼吸的影响,以膈神经放电做为呼吸观测指标,结果如下:1.长串电脉冲刺激ACE中心区,产生明显的呼吸易化效应,表现为吸气时程延长或增频增幅。2.短串电脉冲刺激ACE中心区,落位于吸气相中期,可使该吸气相明显延长;落位于呼气相中期,可使该呼气相提前结束向吸气相转换。3.微量注射胞体兴奋剂谷氨酸钠(MSG),产生与电刺激该区相似的呼吸易化效应。4.上述电、化学刺激的区域对照和盐水对照实验,均未出现有意义的呼吸改变。提示:ACE中心区细胞体的兴奋,对呼吸具有特异性影响,它参与了呼吸调节,可能在易化基本呼吸节律发生机制中起重要作用。     

延髓腹外侧B(x)tzinger复合体呼吸时相转换效应的研究

实验在40只氨基甲酸乙酯麻醉的成年家兔上进行,观察电刺激Btzinger复合体(Bt.C)对呼吸节律的影响.结果表明: (1)吸气相早期短串电刺激Bt.C导致膈神经放电被短暂抑制,被抑制的程度与刺激强度呈正相关.当刺激落位在吸气相中、晚期时,可导致吸气提前终止("吸气切断"),之后跟随一缩短的呼气相.导致"吸气切断"的阈强度与刺激落位呈负相关.(2)呼气相短串电刺激Bt.C,可诱导膈神经短暂放电,呼气相晚期诱导出现放电之后往往跟随一正常的吸气放电,结果导致该呼气相缩短.该效应亦具有刺激强度、刺激落位依赖性.结果提示: Bt.C参与吸气向呼气以及呼气向吸气的时相转换.     

关于鸟类双重呼吸的定义

不少教科书称鸟类的呼吸为双重呼吸,(double resprtion),其定义为吸气和呼气时在肺内均能进行气体交换。笔者认为,这无论从名称还是从定义上都未能反映出鸟类呼吸的特点。 首先,就定义来说,该特点远非鸟类所特有,例如哺乳类的肺在吸气和呼气时也都能进行气体交换,这可以从以下事实看出。 1.从呼吸频率和心跳频率的比率来看,成年兔的呼吸频率约为20～30次/分,其心博约     

刺激兔面神经核背内侧区对孤束核腹外侧亚核呼吸相关神经元的影响

本工作在氨基甲酸乙酯麻醉、断双侧颈迷走神经、肌松、人工呼吸的家兔上,观察了长短串电脉冲刺激面神经核背内侧区(DMNF)对孤束核腹外侧亚核(VLNTS)呼吸相关神经元(RRU)的影响。实验结果:当电刺激 DMNF 时,吸气性神经元(64.4%)放电频率增加,放电时程延长,并以递增性吸气神经元被兴奋的数量最多。呼气性神经元(35%)表现为放电停止和放电频率减少,以递减性呼气神经元被抑制的数量最多。左右两侧 VLNTS 呼吸相关神经元对电刺激 DMNF 的反应无显著性差异,P>0.05。结果提示:DMNF 兴奋可以易化 VLNTS 吸气性神经元,抑制呼气性神经元。两者之间的功能及结构联系是一个值得注意的问题。     

延髓腹外侧Btzinger复合体呼吸时相转换效应的研究

实验在４０只氨基甲酸乙酯麻醉的成年家兔上进行，观察电刺激Ｂ¨ｏｔｚｉｎｇｅｒ复合体（Ｂ¨ｏｔＣ）对呼吸节律的影响。结果表明：（１）吸气相早期短串电刺激Ｂ¨ｏｔＣ导致膈神经放电被短暂抑制，被抑制的程度与刺激强度呈正相关。当刺激落位在吸气相中、晚期时，可导致吸气提前终止（“吸气切断”），之后跟随一缩短的呼气相。导致“吸气切断”的阈强度与刺激落位呈负相关。（２）呼气相短串电刺激Ｂ¨ｏｔＣ，可诱导膈神经短暂放电，呼气相晚期诱导出现放电之后往往跟随一正常的吸气放电，结果导致该呼气相缩短。该效应亦具有刺激强度、刺激落位依赖性。结果提示：Ｂ¨ｏｔＣ参与吸气向呼气以及呼气向吸气的时相转换。     

印防己毒素对Btzinger复合体吸气抑制的阻断作用

Ｂｏｔｚｉｎｇｅｒ复合体（Ｂｏｔ．Ｃ）以呼气递增型神经元为主,其轴突广泛投射到延髓及脊髓呼吸神经元群,是吸气神经元呼气相突触后抑制的来源,在呼吸节律形成中起关键性作用。然而关于其吸气抑制的递质基础尚不清楚。尽管有资料表明Ｂｏｔ．Ｃ神经元为ＧＡＢＡ能,...     

电刺激兔脑干中缝背核引起呼吸易化效应的观察

本文在30只全麻、制动、断双侧迷走神经的家兔上,记录一侧膈神经放电,观察了电刺激脑干中缝背核(Nucleus Raphe Dorsalis,NRD)所诱发出的呼吸效应。1.施以6—10s 长串电脉冲刺激(波宽0.3ms,频率100Hz,波幅4—6V),诱发出了强的呼吸易化效应,使呼吸加深加快。2.吸气相给予0.4s 短串电脉冲刺激可以明显的延长吸气相,用0.15mA 强度刺激,落位在吸气相的2/3时效应最明显。3.呼气相短串电脉串刺激可规律地使呼气时程缩短,促进呼气向吸气的位相转换,诱发此效应出现的强度阈值在呼气相中逐渐降低。