Gardner W N
J Physiol. 1980 Mar;300:55-73. doi: 10.1113/jphysiol.1980.sp013151.
已在正常清醒的人类受试者中确定了在呼气末二氧化碳分压(P(CO2))和氧分压(P(O2))发生阶跃变化后接近稳态过程中的呼吸模式。研究了三种类型的阶跃:(a)在高氧背景(P(A, O2)约为200)下P(A, CO2)的阶跃,这几乎是一种纯粹的颅内化学感受器刺激;(b)在恒定轻度高碳酸血症背景下,P(A, O2)在约50至80托之间的阶跃,这是一种动脉化学感受器刺激;(c)在恒定低氧背景(P(A, O2)约为50)下P(A, CO2)的阶跃,这是一种混合刺激。阶跃幅度较小,受试者几乎检测不到反应。
高氧环境下二氧化碳的阶跃导致达到稳态的过程最慢。单个指数函数可拟合通气反应直至约4分钟(上升瞬变的平均半衰期为83秒,下降瞬变的平均半衰期为69秒)。在瞬变过程中,潮气量(V(T))和呼气时间(T(E))的变化模式与稳态时相同。然而,在瞬变的早期,吸气时间(T(I))的变化方向与T(E)相反,仅在1.5 - 3分钟后才恢复到其稳态值。这种效应在上升和下降瞬变中均会出现,导致呼吸频率的变化比根据稳态反应预测的要小。
低氧阶跃导致达到稳态的过程最快,上升瞬变的通气平均半衰期为10.9秒,下降瞬变的平均半衰期为6.6秒。在瞬变过程中,T(I)的模式与稳态时相同,而在低氧阶跃后,T(E)在阶跃后的五次呼吸内延长至远超过其最终稳态值,仅在阶跃后3 - 4分钟才恢复到其稳态值。这导致在瞬变的早期频率出现夸张的变化。
低氧环境下二氧化碳的阶跃,这是一种外周和中枢化学感受器的混合刺激,其通气反应最适合用两个指数函数拟合,其半衰期与单独反应获得的半衰期一致。模式也与混合反应一致,T(I)比T(E)更明显。
从切换前平均值得出的稳态模式与先前描述的模式一致。
讨论了可能的机制。有人认为这些结果可以解释过去使用再呼吸和稳态技术的人所看到的不同模式。
质疑使用一次或两次呼吸的氧气或氮气测试(或其他类似测试)作为人类低氧反应定量测量方法的有效性。