非容积依赖性呼吸力学参数估计的敏感度分析

研究呼吸运动过程中呼吸驱动压P(t)、呼吸气体流率V(t)及肺容积V(t)三者间的数量关系,建立相应数学模型,进而估计气道阻力(R_W)、肺顺应性(C_L)等呼吸力学参数,不仅有重要理论意义,并且在临床医学、环境医学等领域也有重要应用价值。一、呼吸力学模型呼吸过程中,胸膜腔压力相对于口腔压力的变化与呼吸气体流率。肺容积之间的关系     

呼吸力学参数的强迫振荡识别方法及其应用

呼吸力学参数包括呼吸气体的压力、流率、胸肺系统的顺应性、气道阻力、惯性阻力以及呼吸功等。测量这些参数可进一步从生物力学角度分析呼吸过程,在理论上与实际上均有一定意义。例如,测量胸内压、各级气道阻力、肺顺应性等,有助于深入了解肺内气体的传输和分布问题;定量研究气道阻力或肺顺应性的改变,对于阐明慢性阻塞性肺疾病(COPD)     

呼吸中的疾病诊断标志物及检测技术

人类呼出气体中的各种化合物能提供各种疾病和健康状况的重要信息。近年来,由于红外、电化学、化学发光等新技术的重大突破和质谱仪的使用,使得在极低浓度下精确测量呼出的挥发性有机化合物(VOCs)和气溶胶颗粒成为可能,呼吸检测领域因而取得了重大进展:,呼吸检测因其可以作为一种实时、快速和无创的方法来评估和监测各种疾病与健康状况信息,在科学研究、临床运用中引起了广泛关注。本综述主要概述呼出气体成分分析方法及在疾病诊断中的研究与应用情况,旨在为将来疾病的实时、快速和无创诊断提供一种新的策略.     

经咬嘴或面罩呼吸时外加阻力性负荷所致呼吸型式变化的比较

以9名健康男青年为对象,采用2×2×4析因实验设计和析因方差分析,比较了经咬嘴或面罩呼吸条件下、分别增大吸气相或呼气相阻力(阻力值78、113、213 mmH_2O.L~(-1)·s)对口腔压力,克服外加阻力消耗的额外呼吸功率和呼吸气体流率,流量、时相持续时间等共18项呼吸生理指标的影响。结果表明:无论采用何种呼吸装置,均见施于某一时相的阻力可引起该相的口腔压力值及呼吸功率增加、气体流率降低、时相持续时间延长;另一相的气体流率及功率则可能增加。施加于不同时相的阻力皆引起潮气量加大、呼吸频率减慢,但以呼气阻力引起者更为严重。口腔压力、克服阻力消耗的功率以及呼、吸气时间的三种比值(T_I/T_E,T_I/T_c、T_E/T_c)分别与阻力施加时相及阻力值呈高度相关关系。 本实验还观察到使用不同呼吸装置可影响机械负荷作用下的呼吸型式反应:戴面罩条件下,增大阻力性负荷时的肺通气量及额外吸气功率普遍高于咬嘴组,而阻力负荷引起的气体流率及呼、吸气时间变动程度则均不及咬嘴组严重。前一种影响与使用面罩时外加死腔容积较大有关;后者可能反映两种条件下呼吸中枢的驱动机制及时间控制机制的活动情况不同。     

呼吸气体流率,压力信号的测量与处理

在呼吸生理研究与临床肺功能检查等工作中,呼吸气体的流率(V)、压力(P)及组分浓度(F)均属最基本的生理变量和测量项目,由此可导出一系列重要呼吸生理参数。记录V(t)信号并处理,即可得到有关呼吸型式、呼吸节律以及肺通气功能等的数据;同时记录并处理V(t)、P(t)信号则可得出呼吸力学诸参数的值;若再结合F(t)进行处理,还可进一步得出有关气体交换、呼吸代谢、心肺功能等的定量资料。目前,     

2型糖尿病患者呼吸丙酮影响因素分析

呼出气中的丙酮是糖尿病的潜在生物标志物,本文利用基于光腔衰荡光谱(cavity ringdown spectroscopy,CRDS)技术的呼吸丙酮分析仪对2型糖尿病患者(type 2 diabetic,T2D)呼出气中的丙酮浓度进行定量测量,分析丙酮与患者临床指标的关系,探索影响呼出气中丙酮浓度的因素,以期为糖尿病呼吸丙酮的临床应用提供参考.利用CRDS技术的呼吸丙酮分析仪测量147名T2D患者(81名男性,66名女性,年龄14~83岁)的512个呼出气体样品和52名健康人(30名男性,22名女性,年龄20~48岁)的119个呼出气体样品.对呼出气中的丙酮浓度与相应的血糖(blood glucose,BG)、糖化血红蛋白(glycohemoglobin A1C,A1C)、性别、年龄、身体质量指数(body mass index,BMI)、糖尿病患病年限及气体样本采集状态等指标,进行相关性统计分析并构建丙酮的多元线性回归模型.结果表明,性别、气体样本采集状态、BMI、年龄、A1C及BG等指标影响T2D患者的呼吸丙酮浓度.健康人呼吸丙酮浓度与性别、年龄及BMI无相关关系.T2D患者呼吸丙酮与BG及A1C均有弱相关关系,相关系数分别为0.093和0.1246.男性呼吸丙酮平均体积分数(1.75×10-6)显著性高于女性(1.15×10-6),且男性呼吸丙酮浓度随年龄的升高而降低(R=-0.154).男性呼吸丙酮浓度与BMI呈负相关(R=-0.2),且BMI25的患者呼吸丙酮平均体积分数(1.75×10-6)高于BMI25的患者(1.25×10-6).女性呼吸丙酮浓度与患病年限呈正相关(R=0.17),而男性呈负相关(R=-0.14).男性和女性空腹呼吸丙酮浓度均高于餐后2 h的呼吸丙酮浓度.多元线性回归分析结果表明,影响呼吸丙酮浓度的因素为:性别(β=0.374)、气体样本采集状态(β=-0.289)、A1C(β=0.083)、BG(β=0.002)、BMI(β=-0.046)及年龄(β=-0.009).     

改进型微量呼吸气体分析器

对Scholander 0.5毫升微量呼吸气体分析器作了如下改进:(1)增大分析器两侧室容量;(2) 两侧毛细玻璃管顶端改用研磨精度较高的单斜孔玻璃活塞密封及控制试剂注入;(3)改用金属密封垫圈解决测微计螺杆出口处的密封问题;(4)改用氯化锂代替酸性浸洗液中的无水硫酸钠以便在较低温度条件下应用。与常用的何氏气体分析器相比,具有下述优点:(1)所需气体样品量少(0.5毫升);(2) 样品中可吸收气体所占的容积百分比不受限制;(3) 准确性较高(0.015容积%);(4)操作简便,节约试剂;(5)较适于现场应用,为较好的呼吸气体分析方法,也是校验各种呼吸气体物理分析仪器的可靠手段。     

狭翅雏蝗的呼吸代谢及其种群的呼吸能量消耗

本文用红外CO₂气体分析仪测定了狭翅雏蝗Chorthippus dubius(2ub.)的呼吸代谢,讨论了狭翅雏蝗的呼吸代谢与温度、光暗条件及体重的关系。根据测定结果外推到野外自然种群,估出内蒙古草原三种植物群落中狭翅雏蝗种群的呼吸能量消耗。     

城市绿地土壤呼吸研究综述

土壤呼吸是生态系统碳循环的一个主要组成部分, 它与生态系统生产力、区域及全球碳循环以及碳储存和碳交易密切相关。深入研究城市绿地土壤呼吸机制, 确定调控土壤呼吸的主要因子, 能够有效控制城市生态系统的碳释放, 也有助于评估城市碳循环对环境变化的响应与反馈。该文综述国内外近年来(2007—2017)城市绿地土壤呼吸的研究现状和影响因素, 土壤呼吸的时空异质性, 分析未来城市绿地土壤呼吸的研究方向, 为准确评估城市生态系统的碳源汇贡献、降低温室气体的浓度以及改善城市生态环境提供理论依据。     

研究气体成分对光合和呼吸影响的两种配气方法

在研究气体成分对植物光合或呼吸影响时,通常事先用气袋配制好不同浓度的气体,测定时把浓度不同的气袋分次连接叶室,接一次气袋,测定一次数据,手续较烦,且普通塑料气袋透气,气体成分易发生变化,影响实验结果。近年来,我们摸索出两种配气方法即:“梯度配气法”与“分段梯度配气法”,用于做气体成分对光合和呼吸影响的这类实验。     

模拟40m氮氧饱和潜水时的肺呼吸功能变化

人在饱和潜水环境中的作业能力和安全性,主要受制于呼吸气体密度增大和由此导致的肺通气不足及体内CO_2潴留。我们对在高气压环境中的受试者进行了肺呼吸功能监测,观察了各项指标变化规律。目的是为高气压作业人员的安全和有效作业提供科学依据。     

环境因素对水稻颖花开闭影响的机理

水稻颖花的开闭受多种因素的影响。35～40℃的温度,含>5％CO_2的气体和饱和CO_2的水溶液能显著促进开颖;低温、呼吸抑制剂抑制颖开闭。湿度对颖开闭过程没有影响。开颖前数日的浆片细胞中含有淀粉粒,开颖时淀粉粒已消失。开颖后,浆片细胞开始自溶,细胞的解体物通过导管向小穗轴撤离。根据对温度和呼吸抑制剂的反应,可把水稻颖开闭过程分为三个阶段:1.与呼吸有关的临开颖阶段,2.与呼吸无关的开颖阶段,3.与呼吸有关的闭颖阶段。     

环境因素对水稻颖花开闭影响的机理

水稻颖花的开闭受多种因素的影响。３５－４０℃的温度,含＞５％ＣＯ２的气体和饱和ＣＯ２和水溶液能显著促进开颖;低温、呼吸抑制剂抑制颖开闭。温度对颖开闭过程没有影响,开颖前数日的浆片细胞中含有淀粉,开颖时淀粉粒已消失,开颖后,浆片细胞开始自溶,细胞的解体物通过导管向小穗轴撤离,根椐对温度和呼吸抑制剂的反应,可把水稻颖开闭过程分为三个阶段：１．与呼吸有关的临开颖阶段,２．与呼吸无关的开颖阶段,３．与呼吸     

高气压下呼吸功能研究的若干进展

高气压下(如潜水时)呼吸功能的主要障碍是由于呼吸气体相对密度的增加而产生的单纯性肺通气不足和二氧化碳潴留。人暴露在高气压环境中的安全性和进行有效劳动的能力,特别是饱和停留(一般指高气压暴露超过24小时)的适应性机制,都很大程度地取决于呼吸功能的状况。因高气压暴露及呼吸装具的影响而产生呼吸障碍时,人的劳动能力及其安全性将受到相应的限制。本文拟综合国外晚近报道和我们的工作对上述问题加以评述。     

一碳气体利用微生物及其基因工程改造

一碳气体主要包括CO、CO_(2)和CH_(4)等,这些气体来源于陆地生物活动、工业废气以及气化合成气等,其中CO_(2)与CH_(4)是温室气体,对全球气候变化有着重要的影响。利用微生物进行一碳气体生物转化既可以解决废气排放的问题,又能生产燃料及多种化学品。近年来,运用CRISPR/Cas9等基因编辑技术对一碳气体利用微生物进行改造,是提高它们的产物得率、增加产物类型的重要途径。本文主要围绕甲烷营养菌、自养乙酸菌、一氧化碳营养菌等一碳气体利用微生物,综述了其生物学特性、好氧和厌氧代谢途径、代谢产物,以及常用的基因编辑技术(利用同源重组的基因中断技术、二类内含子ClosTron法、CRISPR/Cas基因编辑及以噬菌体重组酶介导的DNA大片段引入等)在它们中的应用,为后续相关研究提供参考。     

土壤呼吸对秸秆与秸秆生物炭还田的响应及其微生物机制

土壤呼吸释放CO_2是温室气体排放的重要途径之一,减少土地利用中温室气体排放、增强土壤碳汇聚能力对于减缓全球温室效应具有重要意义。生物炭具有改善土壤理化性质、增加作物产量、调节土壤微生物性质等特性。本研究采用室外盆栽的方式,以地肤草为目标植物,研究了芦苇、水稻、互花米草三种农林秸秆及其秸秆生物炭还田对土壤的改良效应,以及对土壤呼吸的影响及其微生物机制。结果表明:秸秆及其秸秆生物炭均可改善土壤肥力,促进植物生长,且生物炭改良效果略好于秸秆直接还田。但秸秆生物炭还田的土壤呼吸显著低于秸秆直接还田,其中芦苇生物炭最低。秸秆直接还田可促进土壤β-糖苷酶、脱氢酶和活性微生物量等微生物活性指标,从而促进土壤呼吸,增加土壤CO_2的释放,而生物炭还田对土壤微生物活性无显著的促进作用,反而有一定的抑制作用,这可能是由于生物炭中易降解有机物含量很低,可降解性较低的缘故。     

大鼠睡眠呼吸暂停综合征动物模型的建立

目的建立大鼠睡眠呼吸暂停综合征(SAS)动物模型。方法选取Wistar雄性青年大鼠与老年大鼠各30只。各组分为常氧对照组及间歇性缺氧组,每组6只。实验中抽取气体用于气体成分分析,测氧仪监测吸入气氧浓度,在缺氧终点测定右室肥厚指数、右室压力以了解缺氧对右心的影响;取肺、肾组织石腊包埋,病理切片,光镜观察。结果①随缺氧时间延长,出现右室肥大、肺动脉高压。②肺组织学观察:肺血管壁增厚、肺泡间隔增宽;肾小管上皮水肿变性。结论通过模拟间歇性缺氧机制成功建立大鼠睡眠呼吸暂停综合征动物模型。     

羊草呼吸作用与温度和光照关系的研究

为进一步分析羊草物质生产过程,探讨提高光合生产力的途径,我们研究了温度和光照对羊草明呼吸的影响以及温度对暗呼吸的影响。明呼吸(包括光呼吸和光下暗呼吸)用零气法(即向叶室内通入不含 CO_2的气体)测定,     

模拟增温对土壤呼吸影响机制的研究进展与展望

土壤呼吸是土壤碳库向大气碳库输入的主要途径,而温度升高会影响土壤呼吸从而改变全球碳平衡.据预测在21世纪末,全球平均地表温度将升高0.3～4.8 ℃,因此野外自然条件下的模拟增温试验对土壤呼吸的影响是全球变化研究的热点之一.本文综述了不同时空格局下土壤呼吸对模拟增温的响应特征,指出短期增温能提高土壤呼吸,而长期增温下无统一规律,并且不同生态系统之间也存在差异;重点讨论了模拟增温对土壤呼吸的影响机制,指出增温能直接影响土壤呼吸,同时增温也能通过影响土壤水分、盐分、土壤理化性质等环境因子以及光合作用、凋落物等生物因子对土壤呼吸产生间接影响;另外,分析了土壤呼吸对增温产生适应性的形成机制,主要包括微生物、根、酶的温度适应性、水分限制、氮素过量以及呼吸底物限制.在此基础上对今后的研究方向加以展望:加强根际微生态系统的研究;重点研究不对称增温下土壤呼吸的特征及机制;关注典型物候期和不同季节典型天气土壤呼吸的测定;构建土壤呼吸响应模拟增温试验的研究网络,进行联网试验.     

动物与人类的屏气问题

一、引言人的屏气是指主动地停止呼吸。就停止呼吸这点看,动物也有这种能力。水居的哺乳类动物屏气的能力特别强;这些动物交换气体的器官还是肺脏,下潜在水中时,它们是并不呼吸的,必须上浮水面,才能呼吸到空气。因此,屏气成为一个属于普通生物学或者普通生理学范畴内的问题了。