呼吸系统疾病动物模型

×100%
模型组咳嗽潜伏期
[注意事项] 1.烧杯内SO2的浓度要求在1:50000，该浓度足以引 起咳嗽，如浓度过高(如1:10000)易造成动物中毒死亡。 2.实验中SO2产生的多少与实验室温度、无水亚硫酸 钠的量关系密切，故无水亚硫酸钠的称量应准确。
3.SO2引咳的个体差异较大,实验时应尽量减少各方面 误差。
三、豚鼠枸橼酸引咳法
[造模原理] 豚鼠吸入枸橼酸溶液喷雾后，刺激呼吸道粘膜感受器， 反射性引起咳嗽。 [动物和主要器材] 体重200~250g豚鼠。 2~4L玻璃罩; 空气压缩机。
豚鼠体型短粗而圆，头较大，眼大而圆还 明亮，耳圆，上唇分裂，耳朵短小；四肢 短，前脚具4趾，后脚3趾，无外尾。
[操作步骤] 1.将豚鼠置于玻璃干燥器内,用超声雾化器喷入17.5%枸 橼酸雾化气5~10s，观察、记录豚鼠咳嗽潜伏期或记录 5min内豚鼠的咳嗽次数。
给药前曲线高度－给药后曲线高度
解痉百分率（%）＝
×100
给药前曲线高度
第三节
慢性支气管炎模型
慢性支气管炎(chronic bronchitis,简称慢支) 是指气管、支气管粘膜及其周围组织的慢性非特 异性炎症。临床上以反复发作咳嗽、咳痰或伴有 喘息症状为特征,且症状每年至少持续3个月,连续 两年以上。病情持续多年者常并发肺气肿和慢性 肺心病。
豚鼠是筛选镇咳药(antitussives)的常用动物。 小鼠和大鼠给予化学刺激虽然能诱发咳嗽，但其 咳嗽与喷嚏动作很难区别，变异较大，特别是反 复刺激时变异更大，故小鼠主要作为初筛镇咳药 时使用。
一、小鼠氨水引咳法
[造模原理] 浓氨水是一种较强的化学刺激物，动物吸入氨 水气雾后，刺激呼吸道感受器，引起咳嗽。 [动物和主要器材] 成年小鼠,性别不拘。500ml玻璃罩; 空气压缩 机(或脚踏风箱)。
[操作步骤] 1.小鼠置玻璃罩内→空气压缩机以400mmHg 恒压将氨水喷入罩内→喷雾5s→记录动物咳嗽潜 伏期和2min内咳嗽次数。也可用引起一半小鼠咳 嗽的喷雾时间(FDT50)为指标。 2.观察药物的止咳作用 小鼠按体重均分3组，每 组至少15只小鼠。给药组灌服受试药，模型组灌服 等体积生理盐水，阳性对照药组腹腔注射磷酸可待 因30mg/kg体重。灌胃给予受试药1 h后、腹腔注 射给予受试药30min后开始喷雾。喷雾一定时间， 终止喷雾，观察咳嗽反应。
4.卵清蛋白激发豚鼠哮喘发作是目前国内外常用 的方法，操作简单，可重复性强。本模型主要用于 哮喘发病机制研究和治疗效果观察。动物每日引喘 1次，反复10~14d，可成为哮喘慢性发作模型。
5.本模型最大的缺点是豚鼠对卵清蛋白反应的 个体差异很大，少数豚鼠可能不出现哮喘反应， 而一些动物则可发生急性过敏性休克。
慢支的病因和发病机制较复杂，是由多种因素 长期综合作用所致。已确定的致病因素包括细菌 和病毒感染、吸烟、空气污染、过敏和机体内在 因素等。
一、大鼠烟熏模型
[造模原理] 烟雾中含有许多有害物质,如焦油、CO、尼古丁 及氧化物等,它们随烟雾被吸入支气管,抑制粘膜上 皮细胞的纤毛运动,刺激分泌增加,降低巨噬细胞的 吞噬功能而有利于感染。随着烟雾刺激时间的延长, 气管炎症逐渐加重,一般在21d后开始出现呼吸道 慢性炎症,约至第7周可形成慢性支气管炎的典型病 理变化。
临床上表现为反复发作性喘息、呼气性呼吸困 难和胸闷等症状。哮喘是一种常见疾病，全球约 有1亿5千万，我国约有1千5百万哮喘病人，已成 为严重威胁人类健康的疾病之一。
哮喘的发病机制尚不完全清楚，有许多因素参 与。过去认为哮喘是IgE介导的I型超敏反应性疾 病，目前认识到哮喘是以气道高反应性为主要特 征的慢性气道炎症性疾病。哮喘发病分为速发相 和迟发相两个阶段。
呼吸系统疾病 动物模型
2010342062 石晓征
呼吸系统疾病是一种常见病、多发病， 主要病变在气管、支气管、肺部及胸腔， 病变轻者多咳嗽、胸痛、呼吸受影响，重 者呼吸困难、缺氧，甚至呼吸衰竭而致死。 在城市的死亡率占第３位，而在农村则占 首位。更应重视的是由于大气污染、吸烟、 人口老龄化及其他因素，使国内外的慢性 阻塞性肺病（简称慢阻肺，包括慢性支气 管炎、肺气肿、肺心病）、支气管哮喘、 肺癌、肺部弥散性间质纤维化，以及肺部 感染等疾病的发病率、死亡率有增无减。
速发相阶段:肥大细胞是主要效应细胞，致敏抗 原与肥大细胞表面IgE抗体结合。当相同抗原再次 进入机体后，引发肥大细胞脱颗粒，释放组胺、 5-羟色胺等炎症介质，导致支气管痉挛、气管粘 膜微血管通透性增加、气管粘膜水肿和粘液分泌 亢进。
迟发相反应:特征是大量嗜酸性粒细胞局部浸润。
一、过敏性哮喘模型
[造模原理] 过敏性哮喘(allergic asthma)的发病机制涉及 引起过敏的抗原。抗原一般具备两种特性： 一是免疫原性，即能刺激机体产生免疫应答，包 括特异性抗体和致敏T细胞； 二是抗原性，系指能与抗体或致敏T细胞在体内 外发生特异性结合。
2.豚鼠的咳嗽声响亮，应以能听到声音为咳嗽。 3.实验前1日豚鼠应预先挑选，喷雾后5 min内咳嗽 次数少于10次者应予以淘汰。
第二节
支气管哮喘动物模型
支气管哮喘(bronchial asthma)简称哮喘，是 气道的一种慢性变态反应性炎症性疾病。哮喘是 由嗜酸性粒细胞、肥大细胞和T淋巴细胞等多种炎 症细胞参与的慢性气道炎症，由此导致患者的气 道高反应性（气道对各种刺激因素出现过强或过 早的收缩反应），造成气道缩窄，气流受阻。
[基本原理] 将制备的气管片置于盛有营养液的恒温浴槽内,加 一定负荷,通过拉力换能器,将致痉剂或受试药对气 管作用所产生的张力转换为电信号,放大后由记录 仪描记出标本的舒缩曲线,可反映大气道的舒缩变 化。
♠取出气管, 制备气管片
♠制备气管螺旋条
♠连接到描记装置 供氧的离体器官浴槽内
♠观察药物作用 加组胺或乙酰胆碱——气 管条张力达到最高点时,分别加入不同剂量受试药, 记录气管条张力变化.求受试药的解痉百分率
过敏性哮喘模型的复制需要致敏和激发两个步骤。 动物以卵清蛋白(ovalbumin，卵白蛋白)为致敏 的抗原(有时并用免疫佐剂如氢氧化铝、灭活百日 咳杆菌菌苗等)，经腹腔或皮下注射，刺激机体产 生IgE，并结合在肥大细胞等细胞表面，使机体处 于致敏状态。
一定时间后当动物再次接触到相同抗原后，发生I 型速发型过敏反应，呼吸道粘膜肥大细胞等合成并 释放多种生物活性物质，引起支气管平滑肌收缩、 粘液分泌增多、血管通透性增高和炎症细胞浸润等 (激发)，导致哮喘发作。
3.观察药物的止咳作用 小鼠按体重均分3组，给药组灌 胃给予受试药，模型组灌胃给予等体积生理盐水，阳性对 照药组腹腔注射磷酸可待因30 mg/kg体重。灌胃给予受 试药1 h或腹腔注射给药30 min后，将小鼠置于充满SO2 的烧杯内，观察咳嗽潜伏期，按下式计算药物止咳率：
给药组咳嗽潜伏期
药物止咳率（%）＝
[模型评价与注意事项] 1.氨水诱发小鼠咳嗽反应变异性较大,可在初筛止咳药 时应用。 2.咳嗽潜伏期是指从喷入氨水开始至发生咳嗽所需的 时间(秒数)。小鼠咳嗽以腹肌收缩(缩胸)，同时张大嘴 为准，有时可有咳嗽声，观察必须仔细，也可用听诊器 听咳嗽声。 3.避免腹腔注射给予受试药,以免干扰动物的咳嗽反 应。
肺气肿发病机制与慢性支气管炎引起的呼吸道 阻塞(特别是小气管)、体内α１-抗胰蛋白酶或α２ -巨球蛋白缺乏、遗传因素、变态反应等有关。目 前复制肺气肿动物模型的主要方法有利用弹性蛋 白酶、木瓜蛋白酶、氯化镉、饥饿、吸烟诱发肺 气肿和转基因肺气肿模型等。
肺源性心脏病(cor pulmonale，简称肺心病) 是呼吸系统的常见病，是指 由支气管-肺组织、胸廓或 肺动脉病变引起肺血管阻力 增加，产生肺动脉高压等多 种因素的心脏病。根据起病 的缓急和病程长短，可分为 急性和慢性两种，以后者为 多见。
[结果及模型评价] 1.豚鼠可出现气喘表现，咳嗽、烦躁、口唇和 四肢紫绀，呼吸费力挣扎，呼吸频率加快和呼吸 加深。病理检查可发现肺毛细血管扩张、嗜酸性 粒细胞浸润和腺体分泌亢进。 2.豚鼠是能最好显示气道高反应性的动物，其 哮喘发作与人类的表现相似。 3.用于复制过敏性哮喘动物模型的抗原物质主要 有卵清蛋白、蛔虫卵、尘螨、豚草花粉、真菌孢子、 蟑螂等。卵清蛋白为蛋清提取物，免疫原性强，来 源方便，价格低廉，最常用于复制哮喘模型。
2.观察药物的止咳作用 将豚鼠按体重随机分为3组,给 药组灌胃给予受试药,模型组灌胃给予等体积生理盐水, 阳性对照药组腹腔注射磷酸可待因5mg/kg体重。灌胃 给予受试药1 h或腹腔注射给药30min后，按上述方法 引咳,评受试药的止咳效果。
[模型评价与注意事项] 1.豚鼠对化学性刺激物很敏感,刺激后能诱发咳嗽,动 物容易得到。二氧化硫引咳法、氨水引咳法和枸橼酸 引咳法是研究止咳药的三种常用方法，前二者系用小 鼠，费用较低廉，适合于研究止咳药效果的初筛，确 定效果后，再用豚鼠作进一步研究。
[注意事项] 1.宜选用等级高、溶解性好的卵清蛋白。 2.超声雾化器应气雾流量较大、雾化颗粒较小。 3.激发用的抗原量和吸入时间非常重要，雾化吸入的卵 清蛋白溶液必须用较低浓度，以减少动物死亡。
4.动物一旦出现腹肌明显收缩，应立即将其移出有机玻 璃箱，以免因窒息而死亡。
二、哮喘离体实验方法
(一)豚鼠气管片法
二、小鼠二氧化硫引咳法
[造模原理] 二氧化硫是一种强的化学刺激物质,动物吸入 其气雾后刺激呼吸道感受器,反射性引起咳嗽。 无水亚硫酸钠与硫酸反应生成SO2。
[操作步骤] 用一带侧口的三角烧瓶,侧口通过橡皮管与
球囊连接,烧瓶内盛有无水亚硫酸钠,烧瓶塞上装一 滴定管,内灌硫酸，打开滴定管的活塞使硫酸滴到 亚硫酸钠上，在烧瓶内产生SO2气体，气体储存 于球囊内，用血管钳夹紧，应用时用注射器吸取 4~10ml，注入放置实验小鼠的广口瓶内。
一、弹性蛋白酶诱发兔肺气肿模型
[造模原理] 肺组织中参与肺泡壁降解的蛋白酶主要是弹性 蛋白酶(elastase)。弹性蛋白酶和弹性蛋白酶抑 制因子(主要为α１-抗胰蛋白酶)失平衡可能在肺 气肿发生中起一定作用。
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在正常情况下,弹性蛋白酶抑制因子可以抑制 此酶的活性,使弹性蛋白酶与弹性蛋白酶抑制因子 之间处于平衡状态,维持肺组织正常结构,避免肺 气肿的发生,但当弹性蛋白酶活性过强时可造成肺 气肿。
本模型主要基于肺气肿形成的弹性蛋白酶和弹 性蛋白酶抑制因子之间的失平衡学说。弹性蛋白 酶注入肺内后,穿越肺泡上皮细胞进入肺间质,降 解弹性纤维, 从而形成肺气肿。
咳嗽动物模型 支气管哮喘动物模型
慢性支气管炎模型 肺气肿和肺心病动物模型
肺水肿动物模型 肺纤维化动物模型 肺结核病动物模型 肺硅沉着症动物模型
第一节
咳嗽动物模型
咳嗽是呼吸系统多种疾病的常见症状。确定受试 药物的镇咳作用,可采用小鼠氨水或二氧化硫引咳 法及豚鼠枸橼酸引咳法两种模型加以确定, 并与阳 性药物进行同步观察。
[操作方法] 成年雄性大鼠。将大鼠置于27m3烟室内,吸入 混合烟150~200mg/m3(200g锯末,15~20g烟 叶,6~7g干辣椒及1g硫磺混合,20~30 min内烧化, 颗粒在0.5~1μm以上)，每周吸入6次,44d后即可 形成慢性支气管炎病变。
第四节
肺气肿和肺心病动物模型
阻塞性肺气肿(简称肺气肿)是呼吸性细支气管、 肺泡管、肺泡囊和肺泡因过度充气呈持久性扩张， 并伴有肺泡间隔破坏，肺组织弹性减弱，导致肺体 积膨大、功能降低的病理状态。肺气肿常继发于其 他肺阻塞性疾病，尤以慢性支气管炎最为常见。
(一)腹腔注射致敏剂豚鼠模型
[动物、试剂与器材] 体重250~300g豚鼠，雌雄不限。10%和 0.5%~1%卵清蛋白生理盐水溶液；超声雾化器。 [操作方法] 1.致敏 腹腔注射10%卵清蛋白生理盐水溶液1.0ml （含卵清蛋白100mg）使豚鼠处于致敏状态。 2.激发 注射卵清蛋白后2周，将豚鼠置于密闭有机玻 璃箱内，用0.5%~1%卵清蛋白生理盐水溶液超声雾化 吸入30s~2min，诱发豚鼠哮喘发作。 3.支气管-肺泡灌洗。