【实验报告】家兔动脉血压的神经体液调节 影响尿生成的因素

实验六：家兔动脉血压的神经体液调节之阿布丰王创作
影响尿生成的因素
【实验目的】
1. 间接观察心血管活动的神经体液性调节
2. 学习哺乳植物动脉血压的直接测定方法
3. 学习用膀胱插管法记录尿量的方法
4. 观察与分析几种因素对尿生成的影响
【实验原理】
在正常生理情况下,人和高等植物的动脉血压是相对稳定的.这种相对稳定性是通过神经体液因素的调节而实现的.介入支配心血管活动的神经主要有心交感神经和副交感神经.体液因素主要为肾上腺素和去甲肾上腺素.他们的作用主要是通过对心脏收缩力、心率、房室传导速度、心输出量、外周阻力等的调节来实现的.
尿的生成过程包括三个相互联系的环节：
肾小球的滤过：血浆中除红细胞和绝年夜部份血浆卵白以外的成份,都从肾小球滤过而达到肾小囊的囊腔,形成原尿.
肾小管与集合管的重吸收：原尿进入肾小管,经过肾小管、集合管
的重吸收处置,约99％的水分及Na+、K+和葡萄糖等成份被重洗手回血液中.
肾小管和集合管的分泌：在重吸收的同时,肾小管与集合管还能通过分泌活动,使某些血浆成份清除到管腔中,最后从尿中流出.
凡能影响这三个过程的神经体液等因素,都可影响尿的生成,引起尿量的变动.
【实验资料和器材】
仪器：兔手术台,生理记录仪,压力传感器,呵护电极.
器材：哺乳植物手术器械,铁支架,双凹夹,气管插管,动脉夹,动脉插管,止血钳,注射器,棉线,纱布,棉花.
资料：家兔.
试剂：25％乌拉坦,1：10000肾上腺素,12.5U/ml肝素生理盐水,生理盐水（台式液）
【实验步伐】
1. 连通液导系统
将压力传感器的一侧支管,通过输液管连接动脉插管.用装有20mL12.5U/ml肝素的注射器向另一侧支管内推注,使整个液导系统布满液体后,用止血钳夹住推注肝素真个侧管.
注意：液导系统内不成有气泡.
2. 植物的麻醉与固定
取一只植物,称重,2.3kg.用25％乌拉坦以 4 mL/kg体重的剂量,由耳缘静脉远端缓慢注入,共注入约8ml的药量.植物麻醉后背位
固定于兔手术台上.
3. 气管插管
剪去颈部至耻骨联合之间的被毛,沿
颈正中线在喉头上一指至锁骨上一
指的处所作一个5～7cm的皮肤切
口.分离皮下组织及肌肉,流露,分离
气管.在气管下方穿一根丝线,于甲状
软骨下方2～3cm处（第三与第四
软骨环之间）作“⊥”形切口,拔出
气管插管,以丝线结扎固定.
4. 分离颈部神经和血管
在气管两侧分辨并分离颈总动脉、迷走神经、交感神经、减压神经,在右侧迷走神经下方穿线备用.分离时特别注意不要过渡牵拉,并随时用生理盐水润湿.左侧颈总动脉下方穿两条线备用.
5. 插动脉插管
在左侧颈总动脉的近心端夹一个动脉夹,并在动脉夹远心端距动脉夹约3cm处结扎.用眼科剪在结扎线与动脉夹之间沿向心方向剪一个楔形切口（约占管径的一半）,向心脏方向拔出动脉插管,由备用的线结扎固定.小心松开动脉夹,即可见血液冲进动脉插管.
翻开计算机收集系统,接通压力换能器.选择实验（影响尿生成的因素）,点击开始计滴,观察记录正常血压和尿量.
6. 牵拉颈总动脉
轻轻牵拉插管侧（左侧）颈总动脉结扎线,观察血压变动.
7. 夹闭颈总动脉
用动脉夹夹闭右侧颈总动脉几分钟,观察血压的变动.呈现变动后立即取下动脉夹,观察血压的恢复过程.
8. 电安慰迷走神经
轻轻提起右侧迷走神经上的备用线,小心地将神经置于呵护电极上,用中等强度的连续安慰（约3－6V,40Hz）通过呵护电极安慰神经约15秒,观察血压的变动.血压呈现明显变动后即刻停止安慰,使血压恢复正常.
9. 耳缘静脉注射1mL生理盐水,观察血压变动.
10. 耳缘静脉注入1：10000肾上腺素0.3mL,用生理盐水补足1mL,观察血压的变动.
11. 影响尿生成的因素测定
1. 耳缘静脉注射10mL生理盐水（1分钟内注射完）,观察血压和尿量变动.
2. 耳缘静脉注射25％葡萄糖5mL,观察血压和尿量变动.
3. 耳缘静脉注射速尿0.3mL,用生理盐水补足1mL,稍等片刻,观察血压和尿量的变动.
4. 耳缘静脉注射抗利尿激素0.3mL,用生理盐水补足1mL,观察血压和尿量变动.
注意事项：
实验前应给植物多吃富含水分的食物.
麻醉药注射量要准,速度要慢,同时注意呼吸变动,以免过量引起植物死亡.如果实验时间过长,植物苏醒挣扎,可适量弥补麻醉药.
在整个实验过程中,要坚持动脉插管与动脉方向一致,防止刺破血管或引起压力传递障碍.
每项实验前要有观察对比,施加条件时要按“标识表记标帜”.
注意呵护神经不要过渡牵拉,并经常坚持湿润.
实验中,注射药物较多,注意呵护耳缘静脉.
【实验结果及相关讨论】
注：由于我们的小兔子的膀胱发生了病变,膀胱部肿年夜,内部有土黄色块装沉淀,用生理盐水冲刷有特别混浊的尿液流出.但连通计滴器和丈量装置后,没有尿滴滴出.怀疑是膀胱发生癌变或膀胱结石.因而很大都据来自于姜子钥和张娇她们组.
一、动脉血压的神经体液调节
1.牵拉颈总动脉
如右图所示,牵拉颈总动脉后,血压降低.血压曲
线波的幅度减小.
在颈动脉窦和主动脉管壁内有很多感受器.这
些感受器是未分化的枝状神经末梢,对血管的扩张
发生反应,称为压力感受器,或牵张感受器.动脉压力
感觉器其实不是直接感觉血压的变动,而是感觉血
管壁的机械牵张水平.当动脉血压升高时,动脉管壁
被牵张的的水平就升高,压力感觉器发放的神经感
动也就增多.在一定范围内,压力感觉器的传入感动
频率与动脉管壁扩张水平成正比.牵拉安慰了颈总
动脉上的压力感受器,可引起压力感受性反射,其反
射效应是使心率减慢,外周血管阻力降低,
血压回降.因此这一反射曾被称为降压反射.牵拉通过交感神经的传入纤维将信息传至血管运动中枢,使交感神经的活动性降低,交感神经的缩血管纤维受到抑制,从而使血压降低.
1. 颈
总动
脉示
意图
图2. 理论上牵拉颈总动脉对血压的影响
2.夹闭颈总动脉
如下图所示,夹闭一侧颈总动脉后,血压上升,血压曲线波的幅度似乎变弱.结束夹闭后,血压下降到正常.
图3. 理论上夹闭另一侧颈总动脉对血压
的影响
由于两侧的颈总动脉血液均是从同一条主动脉中分支出来的,因此将一侧的颈总动脉夹上以后,主动脉中的血液全部从另一侧的颈总动脉中流过,然而,实际上另一侧颈总动脉血液无法通过,心脏泵出的血液从其他动脉流出,这样就会招致动脉血压（收缩压和舒张压）升高.取下夹子,血压恢复正常.
3.安慰迷走神经
从右图来看,安慰迷走神经后血压略为降低,过一
段时间后血压有升高的趋势.
理论上：支配心脏的副交感神经节前纤维行走
与迷走神经干中,在胸腔内,心迷走神经纤维与心交感
神经一起组故意脏神经丛,与心内神经节细胞发生突
触联系.因而电安慰迷走神经会增进节后纤维末梢释
放乙酰胆碱,它作用于心肌细胞膜的M型胆碱能受
体,改变离子通道的通透性和心肌举措电位,使心脏活
动受抑制,于是招致心率减慢,心房肌收缩能力减弱,
心房肌不应期缩短,房室传导速度减慢,即发生负性变
时、变力和变传导作用,使心输出量减少,血压下降.
本次实验的结果图与预期的结果图有较年夜分
歧,并没有呈现血压在短时间内年夜幅度降低的现象,
这可能跟我们实验中的把持有关,安慰迷走神经的方
法不太适当,或是记录仪反应不够灵敏,没有记录下安
慰迷走神经后心脏和血压在短时间内发生的巨年夜
变动.
图4. 理论上电安慰迷走神经对血压的影响
4.注射生理盐水
如右图所示,加入生理盐水后血压并没有明显变
注射生理盐水
动,这可能与加入的生理盐水量缺乏有关.
5.注射肾上腺素
从右图来看,耳缘注射肾上腺素后,血压略为降
低,然后升高,与理论预测值恰好相反,这可能是由于
我们的兔子处于病态状态有关.
理论上：肾上腺素是一种儿茶酚胺,可与α、β
两类肾上腺素能受体结合.在心脏,肾上腺素与肾上
腺素能受体结合,发生正性变时和变力作用,是心输出
量增加.因而肾上腺素是心肌的强烈安慰物,可增加心
肌收缩的力量、幅度和频率.作用于心血管系统会增
加血压.肾上腺素不改变或减低外周阻力.因此,肾上
腺素使得收缩压增加.
二、影响尿生成的因素
1.注射生理盐水
从下图看注射生理盐水后血压没有明显变动,这跟前面动脉血压神经体液调节中的结果是一致的.从记滴器来看,尿量有所增加.
注射生理盐水后血容量增加,安慰左心房及胸腔年夜静脉容量感受器,感动沿迷走神经上传到下丘脑的视上核和室旁核,使抗利尿激素的分泌与释放减少,远曲小管,集合管对水的重吸收减少,尿液增多,从而使血压恢复正常.另外,血液被稀释,血浆胶体渗透压下降,肾小球有效滤过压增加,肾小球有效滤过率增加,尿量将会增加.
2.安慰迷走神经
从右图看,电安慰迷走神经后,血压骤降,脉搏似乎
停止,然后血压迅速回升,血压曲线重新呈现摆荡.
停止安慰后,血压恢复正常,血压曲线波的幅度也
恢复正常.这与预期的实验结果相一致,虽然在前
面的动脉血压神经体液调节中安慰迷走神经是
结果不明显,但在这次实验中结果较
明显,从而说明前面的实验结果应该实验把持上的问题所招致,而不是植物自己的原因.电安慰迷走神经后,尿滴间隔增年夜,尿流量显著减小.
3.注射葡萄糖
从右图来看,血压有小幅度的上升.但不是
特别明显.利用计滴器计滴：注射葡萄糖后,
尿流量明显增年夜.随着排尿的进行,血压有
逐渐减小的趋势.
理论上：肾小球的滤过液中葡萄糖浓度与
血糖浓度相同,而葡萄糖会在近球小管处被
重吸收,进入血液.而近球小管对葡萄糖的重
吸收是有一定限度的,当血液总葡萄糖浓度
超越160～180mg/100mL时有一部份肾小
管
对葡萄糖的重吸收已达到极限,于是尿中呈现葡萄糖,这即肾糖阈.在实验过程中我们往家兔体内注射了高浓度的葡萄糖溶液,这招致其血液中的葡萄糖浓度年夜年夜升高,远远超越其肾糖阈.在这种情况下,肾小球滤出的原尿中含有年夜量的葡萄糖,使得原尿的浓渡过高,这样在远曲小管和集合管中的浓缩机制仅通过尿素的再循环和NaCl的从吸收所形成的渗透梯度远远不能起到浓缩尿的作用,反倒使内髓部份中的组织液中的水分沿着浓度梯度流入尿液中,因此尿量急剧升高.
由于注射进入血液的葡萄糖溶液量未几,所以不会对血压有太年夜影响,然而随着尿的不竭排出,能观察到血压略微减小.
4.注射速尿
从右图来看注射速尿后血压变动
不是特别明显,尿量略有增加,但不是
特别明显,更预期结果又较年夜分歧,
这可能跟植物状态逐渐变差,失去生
理活性状态有关.
理论上：速尿（Furosemide）是
一种经常使用的利尿药.它通过抑制
肾髓袢升支的髓质部与皮质部对氯、
钠、钾等离子及水的重吸收,以及增
加肾
小球滤过率而发生利尿作用,使尿量明显增多.速尿的作用机制是速尿与髓袢升支粗段管腔膜载体上的Cl-的结合位点发生竞争性的结合,阻碍Cl-与载体结合,从而控制NaCl的重吸收,使肾髓质高渗梯度降低,而肾小管液中渗透压增高,使得尿液浓缩作用减弱,肾小管对水的重吸收年夜年夜减少,利尿.生化检验尿中的NaCl含量明显增多.
5.注射抗利尿激素
从右图来看,血压一开始有明显而长久
的降低,之后开始摆荡,可见注射抗利尿激素
后植物的身体处于一种不稳定的状态.利用
计滴器计滴：注射抗利尿激素后,尿液生成
明显抑制.
理论上：抗利尿激素（antidiuretic
hormone, ADH）,及血管升压素,是由下丘脑
的视上核和视旁核的神经元分泌的一种
激素,由垂体后叶贮存并释放的一种九肽.它的主要功熊是增进肾远曲小管和巢合管对水的重吸收,使血容量恢复,从而维持体液渗透压的相对稳定、当细胞外液因失水（如腹泻、呕吐或年夜出汗等）而招致渗透压升高时,丘脑下部视上核前区的渗透压感受器受到安慰,作用垂体后叶而加速抗利尿激素释放,从而加强肾远曲小管和集合管对水的重吸收,尿量减少,使得细胞外液的渗透压恢复正常.反之,当饮水过多或盐类丧失过多,使细胞外液的渗迈压降低时,就会减少对渗透压感受器的安慰,抗利尿激素释放随之减少；肾脏排出的水分就会增加,从而使细胞外液的渗透压趋向正场．ADH的作用机理是它与远曲小管和集合管上皮细胞管周膜上的V2受体结合后,激活膜内的腺苷酸环化酶,使上皮细胞中的cAMP的生成增加,cAMP的生成增加激活上皮细胞中的卵白激酶,卵白激酶的激活使位于管腔膜附近含有水通道的小泡镶嵌在管腔膜上,增加管腔膜上的水通道,从而增加水的通透性.而基侧膜则对水分子可自由通过,因此ADH可以介入调节尿量.由于ADH主要作用于远曲小管和集合管上皮细胞上,所以它对血压没有太年夜的作用.【相关知识】
动脉脉搏的波形包括上升支和下降支,其中下降支中还存在降
中峡和降中波.这是因为心室舒张时室内压下降,主动脉内的血液向心室方向返流,从而形成降中峡.而这一番流失主动脉瓣很快关闭,因此再将中下后面形成一个长久的向上的小波,即降中波.
正常的血压曲线可以观察到一级波（心搏波）与二级波（呼吸波）：
一级波是由于心脏舒缩而引起的血压摆荡,心缩时上升,心舒时下降.频率与心率一致.二级波是由于呼吸时肺的扩张和缩小引起的血压摆荡,吸气时上升,呼气时下降.
1．血液循环
动脉血压的形成
血管内的血液对血管壁的侧压力,在生理学中称为血压（blood pressure）.形成血压的主要因素有：心血管系统中的血量、心脏的射血和外周血管阻力.左心室收缩时发生的能量传递给射入主动脉的血液,血液中的能量一部份用来推动血液完成从动脉到静脉、然后返回心房的循环,其余的年夜部份能量转化成势能,贮存在弹性贮器血管中形成对血管壁的侧压．使血管壁扩张.在心舒期,年夜动脉发生弹性回缩.使贮存在年夜动脉管壁中的势能又转酿成推动血液继续向前流动的动能.由于存在年夜动脉管壁的这种弹性贮器的作用,虽然心脏的射血是间断性的.但血液在心血管系统中的流动却始终是连续进行的.血液从年夜动脉流回心房的过程中需要克服血流阻力而不竭消耗能量,因而血压逐渐降低.在体循环中,血液流回年夜静脉和右心房时,压力已接近于零.
随着心脏的每一次收缩和舒张,动脉血压都要经历升高和降低的周期性变动、心室收缩时心室内压升高,最终将血液泵人主动脉,使主动脉压急剧升高并达到最高值,这时的动脉血压称为收缩压,左心室一次射出的血量中,年夜约1/3流入外周,其余2/3被暂时贮存在主动脉和年夜动脉内.心室舒张时主动脉压下降,在心室舒张末期达到最低点,这时的动脉血压
值称为舒张压.主动脉和年夜动脉的血管壁在心室舒张期发生弹性回缩,将在心室收缩期贮存的部份血液继续推向外周,使主动脉压在心室舒张期时仍能维持在较高水平.收缩旺和舒张压的差值称为脉搏压,简称脉压（Pulse pressure）心动周期中任一瞬间动脉血压的平均值、称为平均动脉压（mean arterial pressure）,平均动脉压＝舒张压＋ 1／3脉压.由于心室的舒张期长干收缩期,故平均动脉压的值接近于舒张压.（降中峡和降中波分析见前面部份）由此可以看出,动脉血压是推动血液循环的主要动力.因而,动脉血压的丈量反映了血液循环的基本情况.通过该丈量方法,得以研究各种条件对血液循环的影响.
影响动脉血压的主要因素是心室的射血和外周阻力.因此,只有能影响心输出量和外周阻力的各种因素,都能影响动脉血压.
本实验所研究的对象主要针对心输出量,而只有小部份对外周阻力有较小影响.
心血管系统的调节
心血管系统的调节人为地分为三个方面：即神经调节；体液
凋节和自身调节.实际上,心血管系统的调节是三个方面相互作用协调进行的.在正常情况下,机体的总血量和动脉血压常控制在一个相对窄小的范围内变动.通过心脏和动脉中的压力感受器,机体的血量和血压能够获得调节并坚持在正常水平.
心肌和血管平滑肌接受自主神经支配,包括交感神经和副交感神经.当来自血管系统感受器的传入信息和来自高级中枢的信息在心血管中枢整合后,改变了支配心脏和血管的交感神经利副交感神经的兴奋性.使心输出量和血管外周阻力发生变动,以维持动脉血压相对稳定.机体对心血管话动的神经调节是通过各种心血管反射来实现的.
图6. 血压调节的关系心血管活动的体液凋节主要包括激素和局部代谢产物对心血管活动的凋节.
血压的调节是一个极其复杂的过程,它涉及到许多调节机制和调节因子的作用.钠的排泄受血浆醛固酮、血管紧张素II和心钠素水平的影响,还与肾小球滤过率有关.肾小球滤过率的年夜小主要由肾小球毛细血管血压决定：当平均动脉压降低或肾小球入球小动脉收缩时,将招致肾小球毛细血管血压降低,使肾小球滤过率和钠的排泄减少；肾小球毛细血管血压的变动还与交感神经活动、血浆血管紧张素I和心钠素浓度等因素有关.醛固酮和血管加压素又直接影响钠和水的重吸收．同时血管加压素的释放还与下丘脑相关脑区的机能话动状态有关.由此可见,介入动脉血压长期
调节的各种因素,是相互联系和相互作用的,任何一种因素的变动城市涉及到其他因素的改变,这标明动脉血压的长期调节是多种机制和因子共同介入的结果,任何一种因素的双方面作用都不成能完成对动脉血压的长期调节.
2．排泄系统
尿的生成过程包括三个环节：肾小球的滤过作用、肾小管和集合管的重吸收和分泌作用.
所以,肾小球毛细血管网内血浆成份向肾小囊腔滤过,是尿生成过程的第一步.
肾小球进行滤过作用的动力是有效滤过压,它包括三种力量：即肾小球毛细血管压、血浆胶体渗透压和肾小囊内压.肾小球毛细血管压是推动血浆从肾小球滤出的力量,血浆胶体渗透压和肾小囊内压是对立滤过的力量.
有效滤过压＝肾小球毛细血管血压－（血浆胶体渗透压＋肾小囊内压）,因而注射生理盐水后,有效滤过压加年夜.
血浆中的水和许多小分子物质从肾小球毛细血管滤过到肾小囊中,即成为滤液（或称原尿）.
两侧肾滤过的液体量很年夜,远远年夜于每天排出体外的终尿量,只有滤液量的1％左右.这标明了滤液量水分被肾小管和集合管重吸收后又送回血液.有些物质被完全重吸收,有些物质如尿素、肌酸等被浓缩,在尿中的浓度要较血浆中高出几十倍甚至几百倍,说明它们很少彼重吸收或者不被重吸收.这标明肾小管的重吸
收作用具有选择性.很多因素对肾小管的重吸收有影响.
【参考文献】
生理学姚泰人民卫生出书社植物生理学实验魏香清华年夜学出书社。