小鼠缺氧耐受性影响因素的探讨

小鼠缺氧耐受性影响因素的探讨

[实验目的]

(1)通过复制乏氧性、血液性缺氧，了解缺氧的分类。

(2)观察不同类型缺氧时，呼吸和血液颜色的变化。

(3)了解条件因素在缺氧发病中的重要性和临床冬眠和低温治疗的实用意义。

[实验动物、药品与器材]

1％咖啡因，0.25％氯丙嗪，生理盐水，钠石灰，碎冰块，无氧水(用时临时配制)；小鼠缺氧瓶和测耗氧量装置，1ml、5ml注射器，粗天平,1000ml烧杯

[观察指标]

动物一般状况，呼吸，存活时间，口唇、血液(肝)颜色

[实验原理]

机体对缺氧的耐受性除受缺氧程度和发生速度影响外，还与其他许多因素有关。本实验

①通过给予小白鼠中枢兴奋剂和抑制剂，改变中枢神经系统的功能代谢状态，观测动物的代谢耗氧量及存活时间，并通过计算代谢耗氧率，探讨中枢神经系统功能状况不同对缺氧耐受性的影响。②通过改变小白鼠所处的环境温度，观测高温与低温情况下小白鼠的代谢耗氧量和存活时间，并通过计算代谢耗氧率，探讨温度对缺氧耐受性的影响。③通过增加环境中CO2浓度，观测小白鼠在高浓度CO2情况下的代谢耗氧量和存活时间，计算代谢耗氧率以探讨环境中CO2浓度对小白鼠缺氧耐受性的影响。④通过三次预缺氧实验，检测同样指标，观察预适应对缺氧耐受性的影响。

[实验步骤与观察指标]

1．机体状况对缺氧耐受性的影响。

⑴取小白鼠3只，分别作如下处理：甲鼠，腹腔注射1％咖啡因10ml／kg；乙鼠，腹腔注射0．25％氯丙嗪10m1／kg，待动物安静后；丙鼠，腹腔注射生理盐水10ml／kg。

⑵约15～20min后，将3只小白鼠分别放入盛有钠石灰的缺氧瓶中(瓶中钠石灰大约5g)，观察动物一般表现（呼吸，唇色，活动等），密闭后开始计时。

⑶持续观察各鼠在瓶中的活动情况，待小鼠死亡后，准确计算存活时间(t)。

⑷用测耗氧量装置测量小鼠的耗氧量（见附录及图示）。按下公式计算小白鼠的耗氧率（R）：耗氧率[ml/(g.min)]=耗氧量/体重（g）/存活时间

2．环境温度对缺氧耐受性的影响。

⑴取小白鼠缺氧瓶3只，分别放人钠石灰约5g。

⑵取1000m1烧杯2个，一个加入碎冰块和冷水，将杯内水温调至0～-4℃，另一个加入

热水，将温度调至40～42℃。

⑶取体重相近的小白鼠3只，称重后分别装入缺氧瓶内，两只缺氧瓶分别放入盛有冰水和热水的烧杯内，另一只置室温中，观察动物的一般表现、呼吸等，塞紧瓶塞开始计时。

⑷持续观察各鼠在瓶中的活动情况，待小鼠死亡后，计算存活时间(t)，并立即从烧杯内取出缺氧瓶，置室温中平衡15min。

⑸以下方法同1的(4)步骤。

3．CO2浓度增高对缺氧耐受性的影响。

⑴取小白鼠2只，称重后分别放人有钠石灰和无钠石灰的缺氧瓶内，密闭后开始计时。

⑵以下方法同1的(3)、(4)步骤。

4．预缺氧对缺氧耐受性的影响。

⑴取小白鼠2只，称重后分别放入有钠石灰的缺氧瓶内，密闭后开始计时，记录其中1只出现喘息、直至死亡的时间。另1小鼠当出现剧烈喘息呼吸时，记录喘息出现的时间，立即将瓶塞打开，恢复常氧15分钟，然后盖紧瓶塞，进行第二次同样的缺氧实验，恢复10分钟后，进行第三次缺氧实验，恢复10分钟后，进行第四次缺氧，直至小鼠死亡，同样记录小鼠出现喘息的时间及直至死亡的时间。

⑵以下方法同1的(4)步骤。

[实验结果与讨论]

1.为什么说我们复制的缺氧模型属于乏氧性缺氧?

缺氧瓶内的空气是与外界大气不通的，家兔在呼吸的过程中，不断的吸入瓶内的氧气，呼出CO2，呼出的CO2被NaOH吸收，瓶内气体的氧分压不断下降，而不伴有CO2的增高，家兔吸入气体的氧分压不断下降，造成了动脉血氧分压的下降，供应组织的氧不足，导致缺氧，这是一个单纯的急性乏氧性缺氧的动物模型。

2.缺氧过程中呼吸的改变

最初可以见到呼吸加深加快，这是由于：

(1)缺氧导致PaO2的降低，可以刺激外周化学感受器（包括颈动脉体和主动脉体化学感受器），反射性地引起呼吸中枢兴奋（反射弧的构成：窦神经为传入神经）；

(2)缺氧导致酸性产物增多，也可以刺激外周和中枢化学感受器，兴奋呼吸中枢；呼吸中枢兴奋，使呼吸加深加快，增加肺通气量，这是一种代偿性反应。随着缺氧程度的加重和时间的延长，缺氧直接抑制呼吸中枢，造成呼吸抑制，使呼吸减弱、减慢，甚至于停止。

除了缺氧以外，呼吸加快后CO2排出增多，也在一定程度上抑制呼吸。

缺氧刺激外周化学感受器所导致的呼吸兴奋作用和缺氧对呼吸中枢的直接抑制作用是同时存在的，直不过随着缺氧的加重，外周化学感受性反射已不足以克服低氧对中枢的抑制作用，最终导致呼吸障碍。

3.缺氧过程中循环的改变

最初可以观察到：血压↑、心率↑。

导致心率↑的原因有：

(1)过去认为心率加快是颈动脉体和主动脉体化学感受器受刺激后反射性引起的。但实验证明，在控制呼吸不变的情况下，缺氧刺激化学感受器引起心率变慢。所以缺氧时心率加快可能是通气增加、肺膨胀对肺牵张感受器的刺激，反射性地抑制迷走神经，使心率加快。(2)中枢神经系统缺氧引起交感神经紧张性增强，引起心率加快。

导致血压↑的因素有：

(1)缺氧作为一种应激原，可以引起交感神经兴奋，使心肌收缩力增强；

(2)胸廓呼吸运动及心脏活动增强，导致静脉回心血量增加和心输出量增多；

(3)缺氧使皮肤、腹腔器官血管收缩，总外周阻力↑。

当缺氧进一步加重以后，可以出现心律失常和BP↓。导致心律失常的原因有：心肌细胞代谢障碍，功能受损，心肌兴奋性、自律性增高，传导性降低，可以发生心律失常。

导致BP↓的原因有：

(1)缺氧严重时，心肌细胞代谢障碍，收缩力下降；缺氧所致的酸中毒和心肌抑制因子的形成可以直接抑制心肌，使收缩力下降；

(2)呼吸中枢抑制导致胸廓运动减弱，导致静脉回流减少；缺氧导致的酸中毒使外周血管扩