1、实验13 缺氧动物模型复制及中枢神经系统功能抑制和低温对缺氧的 影响 摘要 目的 学习复制乏氧性缺氧和血液性缺氧的动物模型方法;观察缺氧过程 中呼吸的反应及血液色泽和全身一般情况的变化;了解温度和中枢神经系统机 能状态对缺氧耐受的影响以及对照实验和控制实验条件重要性。 方法 对小白鼠 注射氯丙嗪和放在冰浴的纱布上模拟中枢神经系统功能抑制和体温。在密闭瓶、 吸入 CO、注射亚硝酸钠来复制不同的缺氧动物模型。 结果 在氯丙嗪、冰浴对 小鼠缺氧耐受性的影响实验中,实验组小鼠(经过注射0.25%氯丙嗪, 0.1mL/10g,并放在冰浴纱布上1015min)的体重为: 21.60.7g,对照组小鼠 (经
2、过0.9% 生理盐水,0.1mL/10g,并常温放置1015min)的体重为 21.60.7g,两者比较无显著性差异(p0.05),所以在实验中可以不考虑小鼠之 间的差异;对照组的存活时间 T 为14.02.7min,对照组的存活时间 T 为 26.76.5min,两者比较有显著性差异(p0.05);对照组的总耗氧率 R 为 0.070.02 %,实验组的总耗氧率 R 为0.030.01 %,两者比较有显著性差异 (p0.05). 在小鼠乏氧性缺氧模型(密闭瓶中实验) ,以及在小鼠 CO 中毒性 缺氧模型,后者存活时间明显更短;在亚硝酸盐中毒性小鼠缺氧模型实验中, 对照组(先注射亚硝酸盐0.2
3、 m L,后注射生理盐水0.2 m L )存活时间为 10.55.2 min,实验组(先注射亚硝酸盐0.2 m L,后立即注射美兰0.2 m L)存 活时间为21.010.4 min,两者比较有显著性差异(p0.05) 。 结论 中枢神经系 统功能抑制和低温可以增加动物的耐受缺氧;氧气缺乏或者血红蛋白性质发生 变化都会导致缺氧;美兰可以抑制氧化剂亚硝酸盐的中毒反应。 一、1. 材料和方法 1.1 实验动物: 小鼠(mouse) 1.2 药品和试剂: 0.25%氯丙嗪(chlorpromazine) 、钠石灰(soda Lime) 1.3 器械: 密闭瓶、注射器,测耗氧装置(oxygen con
4、sumption gauge) 1.4小鼠捉拿方法 右手抓鼠尾 鼠尾略向后拉 左手的拇指和食指抓住小鼠两耳 后项背部皮毛 以无名指及小指夹住鼠尾 左手翻转使鼠腹部朝上,头略朝下。 1.5小鼠腹腔注射右手持注射器 45度角刺入腹白线偏左的下腹部,进针 3mm 左 右有落空感时表示已进入腹腔,回抽无肠液、尿液(有空气)即可注射(注意: 切误使针头向上注射,以防针头刺伤内脏) 1.6实验动物分组、处理 1.7总耗氧率计算公式:总耗氧率=总耗氧量(mL)鼠重(g)存活时间(min) 1.8 数 据处理 数据以xs 表示,显著性差异采用 t 检验。 2.观察项目 2.1存活时间 记录密闭测耗氧装置开始至
5、小鼠死亡的时间。 2.2 耗氧量 量筒中水位下降的量,即为总耗氧量 2.3观察不同类型缺氧在缺氧过程中呼吸、皮肤和粘膜、血液及肝脏色泽的变化。 二、实验结果 1、缺氧动物模型复制及中枢神经系统功能抑制和低温对缺氧的影响 根据表1,我们可以看到试验组与对照组有显著差异,故而可以初步判定低温 以及中枢神经系统功能抑制对缺氧有一定影响。 表1 氯丙嗪、冰浴对小鼠缺氧耐受性的影响 小鼠体重(g) 存活时间 (min ) 总耗氧量 (mL) 总耗氧率(%) 样本 对照组 实验组 对照组 实验组 对照组 实验组 对照组 实验组 1 21.6 20.8 12.4 21.2 19.9 14.8 0.07 0.
6、03 2 21.4 21.8 15.1 31.3 19.0 10.0 0.06 0.01 3 22.2 21.9 7.5 25.5 17.8 16.5 0.11 0.03 4 21.3 21.3 17.0 38.5 22.2 21.8 0.06 0.03 5 20.3 22.3 14.5 32.2 16.7 17.0 0.06 0.02 6 22.4 22.6 14.9 28.0 17.2 19.3 0.05 0.03 7 22.3 22.2 13.0 19.5 18.5 12.8 0.06 0.03 8 21.9 20.6 14.6 17.2 16.5 16.6 0.05 0.05 9 21
7、.0 21.8 14.0 29.5 29.0 29.5 0.10 0.05 10 21.1 21.0 17.0 24.4 13.5 17.8 0.04 0.03 xs 21.6+0.7 21.6+0.7 14+2.7 26.7+6.5 19.0+4.2 17.6+5.3 0.07+0.02 0.03+0.01 P(t- test) / 0.000 / 0.001 表3 不同原因缺氧小鼠皮肤及肝脏颜色的特征变化 缺氧类型 耳、尾、口唇颜色 肝血颜色 乏氧性缺氧 青紫色 暗红色 CO 中毒性缺氧 樱桃红 樱桃红 亚硝酸盐中毒性缺氧 青紫色 深咖啡色 亚硝酸盐中毒性+美兰 青紫色 深咖啡色 三、讨论
8、 4.1在中枢神经系统功能抑制和低温对缺氧的影响实验中,从表1可知,实验组 和对照组的存货时间有显著性差异(p0.05),实验组和对照组的耗氧率也有显 著性差异(pHbCO,HbCO 失去携带氧的能力,氧与血红蛋白结合数量减少。另一方面,一 氧化碳抑制正常红细胞的糖酵解,使2,3-DPG 生成减少,HbO2结合的氧不易 释出。一氧化碳与血红蛋白的结合力比氧气与血红蛋白的结合力大210倍,而 HbCO 解离速度却是 HbO2的1/2100。因此一氧化碳中毒既妨碍 Hb(血红蛋白) 与氧气的结合力,又妨碍氧气的解离,从而造成严重的缺氧。 4.3.2血液性缺氧呼吸特点:CO 中毒性缺氧小鼠1分钟左右
9、就开始开始剧烈跳跃 挣扎,不久后趴在瓶底四肢抽搐,仍在呼吸,之后半分钟内便死亡。 亚硝酸钠中毒性缺氧:实验组无明显中毒现象,很久都没有死亡,最后处死; 对照组未加美兰,几分钟后变得很活跃,乱窜,直到18分钟之后死亡。 4.3.3血液性缺氧特有皮肤和肝血颜色和机理:单纯 Hb 减少时,因氧合血红蛋 白减少,另外患者毛细血管中还原 Hb 未达到出现紫绀的阈值,所以皮肤、粘 膜颜色较为苍白; HbCO 本身具有特别鲜红的颜色, CO 中毒患者时,由于血 液中 HbCO 增多,所以皮肤、粘膜呈现樱桃红色,严重缺氧时由于皮肤血管收 缩,皮肤、粘膜呈苍白色;高铁 Hb 血症时,由于血中高铁 Hb 含量增加
10、,所以 患者皮肤、粘膜出现深咖啡色或青紫色;单纯的由 Hb 与 O2 亲和力增高时,由 于毛细血管中脱氧 Hb 量少于正常,所以患者皮肤、粘膜无紫绀。 4.4在亚硝酸盐中毒实验中,实验组小鼠与对照组小鼠的存活时间比较有显著性 差异(p0.05, 见表2) 。亚硝酸盐中毒时,血红蛋白中二价铁在氧化剂作用下氧 化成三价铁形成高价铁血红蛋白症。一方面血红蛋白丧失携带氧的能力;另一 方面提高剩余低价铁血红蛋白与氧气的亲和力,造成缺氧。 因为美兰属氧化还原剂,低浓度时,具有还原性,可以抑制亚硝酸盐的中毒反 应。在还原型辅酶 I(NADPH)催化下,成为还原型美兰,还原型美兰可将高铁 血红蛋白还原为血红蛋白本身又被氧化为氧化型美兰,如此反复不已,循环 重复利用。故美兰一次用量不可过大,不可无限制重复应用,以防美兰中毒。 如美兰剂量过大,NADPH 不能将其全部还原为还原型美兰,此时美兰做为氧 化剂,可直接将正常血红蛋白氧化为高铁红蛋白,加重患者病情1。 4.5在亚硝酸盐中毒试验中,第10组实验数据错误,故而删去。因为当加美兰的 小鼠存活时间超过未加美兰的小鼠存活时间一辈,便将其处死,当做是未加美 兰小鼠存活时间的2倍。 参考文献 陆源,夏强等,生理科学实验教程.浙江:浙江大学出版社.2004.258.