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

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

摘要目的本实验学习复制乏氧性缺氧和血液性缺氧动物模型的方法，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，并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的重要性。方法通过测定耗氧量和小鼠的存活时间来观察中枢神经系统功能抑制和低温对缺氧的影响。通过复制乏氧性缺氧、CO中毒、注射NaNO2及注射NaNO2和美蓝的动物模型，来观察不同缺氧类型动物在缺氧过程中呼吸、黏膜和血液色泽的变化。结果注射生理盐水的小鼠的存活时间为24.63±7.29min,注射氯丙嗪的小鼠的存活时间为45.75±13.64 min,两者相比有高度显著性差异（P<0.01）。注射生理盐水的小鼠的耗氧量为14.59±2.92 ml，注射氯丙嗪的小鼠的耗氧量为9.64±3.61 ml。注射生理盐水的小鼠的耗氧率0.03±0.012(ml/g/min), 注射氯丙嗪的小鼠的耗氧率为0.01±0.004 (ml/g/min)，两者相比有高度显著性差异（P<0.01）。在复制乏氧性缺氧、CO中毒、注射NaNO2、注射NaNO2和美蓝的动物模型过程中，CO中毒的小鼠比乏氧性缺氧小鼠的存活时间短，注射NaNO2小鼠比注射NaNO2和美蓝的小鼠存活时间短。结论中枢神经系统功能抑制并处于低温的小鼠对缺氧耐受性增强。不同缺氧模型有不同的死亡表现和死亡后体征。

1. 材料和方法

1.1 中枢神经系统功能抑制和低温对缺氧的影响

1.1.1实验动物小鼠(mouse)

1.1.2药品0.25%氯丙嗪(chlorpromazine) 、钠石灰（soda Lime)

1.1.3器材密闭瓶、注射器，测耗氧装置（oxygen consumption gauge）

图1 图2

1.1.4方法取性别相同、体重相近的小鼠2只，准确称取其体重。按随机分配的原则，将其中1只小鼠做为实验组，另一只作为对照组。实验组按0.1ml/10g体重腹腔内注射

2.5g/L 氯丙嗪，安放在冰浴的纱布上10～15min，使呼吸频率降为70～80次/min；对照组鼠按0.1ml/10g体重腹腔注射生理盐水，室温放置10～15min。将2只鼠分别放入100mL的广口瓶内，按图1连接测耗氧装置。

1.2缺氧动物模型的复制

1.2.1实验动物小鼠(mouse)

1.2.2药品钠石灰（soda lime) 亚硝酸钠（sodium nitrite ) 、亚甲基蓝(美蓝）（methylene

blue）、0.9％NaCl (physiological saline solution) 、CO(carbon monoxide)。

1.2.3装置：缺氧装置（hypoxic gauge）

1.2.4方法

1.2.4.1将小鼠随机分为乏氧性缺氧组和一氧化碳中毒组。乏氧性缺氧组小鼠放入含有5g钠石灰的100ml密闭瓶中；一氧化碳中毒组小鼠放入500ml密闭瓶，注入10ml CO气体。

1.2.4.2将小鼠随机分为亚硝酸钠组和亚硝酸钠治疗组。亚硝酸钠组小鼠腹腔注射50g/L 亚硝酸钠0.2ml；亚硝酸钠治疗组小鼠腹腔注射50g/L亚硝酸钠0.2ml后即刻腹腔注射10g/L 亚甲基蓝0.2ml 。

1.2.4.3记录实验前和实验过程中小鼠呼吸频率（每5min观察1次，次数/10秒）及行为（挣扎、痉挛）和耳、唇、尾的颜色。记录死亡时间和死亡小鼠肝脏颜色.

2.观察项目

2.1 在中枢神经系统功能抑制和低温对缺氧的影响试验中，从密闭测耗氧装置开始计时至鼠死亡，记录小鼠存活时间，用测耗氧装置测定总耗氧量(A)。根据总耗氧量A(mL)、存活时间T(min)、鼠体重W(g)三项指标，求出总耗氧率R[mL/(g·min)]：

R[mL/(g·min)]＝A(mL)÷W(g)÷T(min)

列各项指标的原始数据表并进行统计处理，数据以X±S表示，对实验组和对照组的T、R做t－检验。

2.2 记录实验前和实验过程中小鼠呼吸频率（每5min观察1次，次数/10秒）及行为（挣扎、痉挛）和耳、唇、尾的颜色。记录死亡时间和死亡小鼠肝脏颜色。

3.结果

3.1 中枢神经系统功能抑制和低温对缺氧的影响

注射生理盐水的小鼠的存活时间为24.63±7.29min,注射氯丙嗪的小鼠的存活时间为45.75±13.64 min,两者相比有高度显著性差异（P<0.01）。注射生理盐水的小鼠的耗氧量为14.59±2.92 ml，注射氯丙嗪的小鼠的耗氧量为9.64±3.61 ml。注射生理盐水的小鼠的耗氧率0.03±0.012 (ml/g/min), 注射氯丙嗪的小鼠的耗氧率为0.01±0.004 (ml/g/min)，两者相比有高度显著性差异（P<0.01）。（见表1）

表1 氯丙嗪、冰浴对小鼠缺氧耐受性的影响实验结果统计表

样本小鼠体重（g）总耗氧量（ml）存活时间（min）总耗氧率（ml/g/min) 对照实验对照实验对照实验对照实验

1 2

2 21 16 15 27 55 0.0269 0.013

2 21 21 12.5 8 32 42 0.0186 0.0091

3 22 2

4 11.7 8.1 26 54 0.0204 0.00625

4 20 20 16 10 16 30 0.0

5 0.0167

5 20 20 15 11 19 70 0.0394 0.0079

6 22 22 9.9 8 22 29 0.0205 0.0125

7 22 22 17.5 3.5 37 42 0.0215 0.00378

8 24 24 18.1 13.5 18 44 0.042 0.013

x±s 21.63

±1.3

21.75

±1.58

14.59

±2.92

9.64±

3.61

24.63±

7.29

45.75±

13.64*

0.03±

0.012

0.01±

0.004**

注：数据以x±s表示，采用t检验；*P<0.01, **P<0.01，与生理盐水比较

3.2 缺氧动物模型的复制

表2 乏氧、CO中毒、亚硝酸钠中毒小鼠的呼吸频率（次/10秒) 缺氧类型0min 5min 10min 15min 20min 25min 30min

乏氧

24.13

±5.89 23±5.1

26.25±

7.32

15.88±

15.25 0 0 0

CO中毒23.5±

5.37

9.5±

11.34 0 0 0 0 0

亚硝酸钠20.5±

5.88

25.83±

5.98 0 0 0 0 0

亚硝酸钠＋

美兰21.63

±3.7

22.75±

3.24

23.125±

4.39

24.57±

7.39

22±

10.97

25.33±

5.47

23.8±

5.07

注：数据以x±s表示

3.3 亚硝酸盐中毒及其美兰的治疗效果

表3、亚硝酸盐中毒及其美兰的治疗效果

项目存活时间（min)

亚硝酸盐中毒性缺氧8±2.66

亚硝酸盐中毒性+美兰40.375±18.76

注：数据以x±s表示，采用t检验；P<0.01

3.4 不同原因缺氧小鼠皮肤及肝脏颜色的特征变化

表4、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

CO中毒性缺氧鲜红樱桃红色

亚硝酸盐中毒性缺氧青紫色褐色

亚硝酸盐中毒性+美兰青紫色淡褐色

4.讨论(discussion)

4.1影响机体对缺氧耐受的因素主要有两点，代谢耗氧率和机体的代偿能力。[1]氯丙嗪具有神经安定作用，它对中枢神经系统有较强的抑制作用，而且氯丙嗪有降温作用，动物试验中，氯丙嗪能明显减少自发活动，诱导入睡，但动物对刺激有良好的觉醒反应，与巴比妥类催眠药不同，加大剂量也不会引起麻醉；氯丙嗪能减少动物的攻击行为，使之驯服，易于接近。

[2]注射氯丙嗪后冰浴使机体处于低温环境下，体温下降，同时神经系统受到抑制，两者结合就能通过降低集体耗氧率使动物对缺氧的耐受性升高。[1]

4.2 乏氧性缺氧，主要表现为动脉血氧分压降低，氧含量减少，组织供养不足。正常毛细血管血液中氧离血红蛋白浓度约为26g/L。乏氧性缺氧时，动、静脉血中的氧离血红蛋白浓