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预习

实验21 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

【目的】

本实验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，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重要性。

【原理】

当供应组织的氧不足，或组织利用氧障碍时，机体的机能和代谢可发生异常变化，这种病理过程称为缺氧。缺氧是多种疾病共有的病理过程。许多原因都能使机体发生缺氧。不同类型的缺氧，其机体的代偿适应性反应和症状表现有所不同。根据缺氧的原因不同可将缺氧分为乏氧性缺氧、血液性缺氧、循环性缺氧和组织中毒性缺氧四种类型。

将动物放置于密闭的容器内，使其吸入气中的氧分压逐步降低以复制乏氧性缺氧模型。乏氧性缺氧（又称低张性缺氧），主要表现为动脉血氧分压降低，氧含量减少，组织供氧不足。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度增高。当毛细血管血液中氧离血红蛋白浓度达到或超过50g/L时，可使皮肤和粘膜呈青紫色（称为紫绀）。抑制动物中枢神经系统功能和降低体温，降低其代谢率可增强机体的缺氧耐受性。

一氧化碳（CO）与血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力高2l0倍．当吸入气中含有0.1%的CO时，血液中的血红蛋白可能有50%为碳氧血红蛋白（HbCO）。HbCO不能与O2结合，同时还可抑制红细胞的糖酵解。使2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG）生成减少，氧离曲线左移，HbO2中的O2不易释放，从而加重组织缺氧。当血液中的HbCO增至50％时，动物可迅速出现痉挛、呼吸困难、昏迷，甚至死亡。此时，动物的动脉血含过多的HbCO，其皮肤、粘膜呈HbCO的樱桃红。

亚硝酸盐可使血红素中二价铁氧化成三价铁，形成高铁血红蛋白(HbFe3＋OH)，导致高铁血红蛋白血症。高铁血红蛋白中的三价铁因与羟基结合牢固，失去结合氧的能力，或者血红蛋白分子中的四个二价铁中有部分氧化成三价铁，剩余的二价铁虽能结合氧，但不易解离，导致氧离曲线左移，使组织缺氧。低浓度美兰为还原剂，可抑制氧化剂的中毒反应。亚硝酸盐等氧化剂中毒时，如高铁血红蛋白含量超过血红蛋白总量的10%，就可出现缺氧表现，当血液中HbFe3＋OH达到15g/L，皮肤、粘膜可出现青紫颜色。达到30%~50%，则发生严重缺氧。

【预习要求】

1. 预习相关理论预习病理生理学教材中缺氧内容。

2．实验方法第三章实验动物基本知识，第四章动物实验技术，统计学知识参见第5章第四节常用统计指标和方法；

3．文献检索检索相关研究论文，检索方法参见第五章第五节。

4. 预绘制实验原始数据记录表格和统计表格。

5. 预测实验结果。

【材料】

小白鼠，100、500ml广口瓶和测耗氧装置，50g/L亚硝酸钠溶液，10g/L美兰溶液、2.5g/L氯丙嗪溶液(新鲜配制)、生理盐水，CO气体（甲酸加浓硫酸制取），钠石灰。

一、中枢神经系统功能抑制和低温对动物耐受缺氧的影响

【方法】

1．装置原理量筒充以一定量的水，移液管用胶管与缺氧瓶塞上的一个管子相连并构成一密闭的空间(图7-13-1)。小鼠在这密闭的缺氧瓶中，不断消耗氧气，产生的CO2 被钠石灰吸收，瓶内气压逐渐降低而产生负压，移液管内液面因瓶内负压而上升，而量筒内的液面却下降，量筒内液面下降的毫升数即为小鼠的耗氧量。鼠死后从量筒上读出液面下降的毫升数，即为小鼠的总耗氧量(A)。

2．取性别相同，体重相近的小鼠2只，并准确称取体重。按随机分配的原则，将其中1只鼠作为实验组，另一只作为对照组。实验组鼠按0.1ml/10g体重腹腔内注射2.5g/L氯丙嗪，安放在冰浴的沙布上10~15分钟，使呼吸频率降为70~80次/分；对照组鼠按0.1ml/10g 体重腹腔注射生理盐水，放置室温10~15分钟。

3．将2只鼠分别放入100ml的广口瓶内，按图7-13-1连接测耗氧装置。

【观察项目】

1．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），鼠体量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)

2．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作t检验。

二、不同原因造成不同的缺氧类型

【方法】

1．密闭瓶

（1）取小鼠一只，数正常呼吸频率(次/10秒)，并注意深度。观察活动一般情况及耳、尾、口唇的颜色。

（2）将鼠放入含钠石灰(约5g)的100ml广口瓶内，待安静后塞紧瓶塞，开始记录时间，以每隔５分钟间隔数呼吸频率(次/10秒)一次，并观察行为（如挣扎、痉挛等）和耳、尾、口唇的颜色变化，直至动物死亡，尸体留待打开腹腔观察。

2．吸入CO

（1）取小鼠一只，数正常呼吸频率(次/10秒)，并注意深度。观察活动一般情况及耳、尾、口唇的颜色。

（2）将鼠放入500ml广口瓶内，塞紧瓶塞，用10ml注射器抽取CO气体10ml，注入刚密闭的广口瓶内，形成2%CO的空间环境，开始记录时间，观察方法与指标同项目１的第（2）项。

3．注射亚硝酸盐

（1）取体重相近的鼠2只，数呼吸频率和观察皮肤粘膜色泽。向腹腔内各注射50g/L 亚硝酸钠0.2ml后，立即向其中一只腹腔内再注射10g/L美兰溶液0.2ml，另一只注射生理盐水0.2ml。

（2）观察方法与指标同项目１的第（2）项，并观察两鼠表现及死亡时间有无差异。

打开以上4只死亡小鼠的腹腔，取下小块肝组织置滤纸片上一起进行血液或肝脏颜色比较。

【实验报告要求】

1．题目。

2．署名作者和合作者姓名及单位。

3．结构式摘要（目的，方法，结果，结论）。

4．材料和方法主要实验材料，装置连接。

5．观察项目及观察指标，数据用`x±s表示，统计方法。

6．结果记录各项实验结果的数据，原始数据列表，进行统计处理和显著性检验。主观指标用文字描述。分析和探讨各处理因素的作用及机制。用文字和数据（包括显著性检验结果）逐一描述实验结果。

7．讨论对实验结果进行分析推理。包括分析影响实验结果的主要干扰因素及改进方法。

8．参考文献。