生理实验设计

实验设计：激素对血糖浓度的影响

——以家兔为例的实验设计实验目的：

学习对家兔采血和注射方法，了解血糖浓度测定方法，验证激素对血糖浓度的调节。

实验原理：

对血糖产生影响的激素有很多，其中使血糖浓度降低的激素为胰岛素; 使血糖浓度升高的激素有胰高血糖素、肾上腺素、肾上腺皮质激素、生长素、甲状腺素。它们对血糖的调节主要是通过对糖代谢各主要途径的影响来实现的。

本实验将家兔作为实验对象，对其进行空腹采血后分别注射各激素，作用一段时间后再分别采血，同时观察注射激素前后的家兔血糖浓度的变化，以验证激素的调节作用。

萄糖氧化酶（GOD）将葡萄糖氧化为葡萄糖酸和过氧化氢，后者在过氧化物酶（POD）和色素原性氧受体存在下，将过氧化氢分解为水和氧，同时使色素原性氧受体4-氨基安替比林和酚去氢缩合为红色醌类化合物，其色泽深浅在一定范围内与葡萄糖浓度成正比。其反应式如下：葡萄糖+ O2（GOD）—→葡萄糖酸 + H2O2

实验对象：

家兔

实验试剂：

胰岛素注射液（40单位/ml）、胰高血糖素注射液、肾上腺素注射

液（1︰1000）、生理盐水、肝素抗凝剂（配成2500单位/ml）、凡士林、二甲苯、葡萄糖标准应用液（5.55mmol/L）、0.1mol/L磷酸盐缓冲液(pH7.0) 、酶试剂、酚溶液、酶酚混合试剂、12mmol/L苯甲酸溶液、100mmol/L葡萄糖标准贮存液

实验器材：

适量规格注射器、台式磅秤、兔手术台、刀片、干棉球、纱布、试管、试管架、沸水浴

实验操作：

1.动物准备及空腹采血

取试管8支，编号1-8，分别加入肝素抗凝剂0.0l ml。取空腹16小时以上的正常家兔四只，分别编号a、b、c、d，称体重（一般是

2-3kg）并记录。

用耳静脉采血法：先拔去兔耳缘静脉处的毛，再用二甲苯擦拭兔耳部静脉，使其充血，在其周围抹上凡士林(防止污染、润滑），用刀片轻轻挑破边缘耳静脉，放血入含抗凝剂的试管1～4，约需2-3ml，边滴边摇，以防凝固。取血完毕，用干棉球压迫血管止血

2．注射激素并再采血

注射液生理盐水胰岛素胰高血糖素肾上腺素取血时间

a 0.4mg/kg——————30min

b ——4单位/kg ————1h

c ————0.4mg/kg ——30min

d ——————0.4mg/kg30min

皮下注射，观察兔子情况。经各自取血时间后，心脏取血入抗凝管5-8中。采血方法同上。

3.测定注射前后的血糖

取8支干燥试管，编号。将收集的8管血液用离心机离心10分钟(每分钟2500转)，取上层血浆，分别制成1-8共8管标本。用葡萄糖氧化酶法测血糖，混匀，置37℃水浴中，保温15min，在波长505nm 处比色，以空白管调零，读取标准管及测定管吸光度。空腹血清葡萄糖为3.89～6.11mmol/L 。取血后立即腹腔或皮下注射25%葡萄糖液10ml，以免家兔发生胰岛素性休克而死亡。

血液葡萄糖mmol/L= 测定管吸光度／标准管吸光度×5.55

注意事项：

1.离心机的使用

⑴.离心前一定要配平（位置配平和重量配平）。

⑵.使用时离心机的盖子一定要盖紧，以免发生意外。

⑶.要等离心机完全静止后才能打开盖子。

2.血清或血浆应在采血后及时与细胞分离，以避免血清或血浆中葡萄糖被细胞利用而降低。

3.血糖测定应在取血后2h内完成，血液放置过久，糖易氧化分解，致使含量降低。

临床意义：

1.血糖升高：病理性主要见于糖尿病，其他内分泌疾病如肾上腺

皮质机能亢进，垂体前叶机能亢进等。

2.血糖降低：病理性如胰岛细胞瘤、胰岛素分泌过多，过量胰岛素治疗，肾上腺皮质功能减退等。

问题讨论：

1)实验对象为什么选择家兔？取四只的理由是什么？

2)对家兔取血为什么选择耳缘静脉？

3)加不同的激素之后取血的时间为什么不一样？

4)三种激素的作用机理分别是什么？

5)除了实验设计的三种激素，还有哪些激素可以有相关作用？

实验报告

预期实验结果：

用药前家兔的血糖浓度作为参照；

b组家兔血糖浓度明显降低至低与参照浓度；c,d组家兔血糖浓度明显升高至高于参照浓度；a组家兔血糖浓度略微下降。A中加入生理盐水与BCD形成空白对照，加入生理盐水与无生理盐水区别是减少误差。

在动物体内，多种激素参与对血糖浓度的调节。

本实验中，胰岛素会使血糖浓度降低，家兔出现相应的低血糖症状，可能有虚弱、发抖、激动、震颤、心跳加速、抽筋、情绪激动、恐惧、惊厥、抽搐、嗜睡（甚至昏迷死亡）；肾上腺素、胰高血糖素使血糖升高，出现相应的高血糖症状，可能有尿量增多，恶心，呕吐，虚弱无力，心跳快速，呼吸缓而深。

实验分析：

神经系统对血糖浓度的调节作用主要通过下丘脑和自主神经系统对所控制激素的分泌，后者再通过影响血糖来源与去路关键酶的活性来实现。神经系统的调节最终通过细胞水平的调节来达到目的。

下丘脑一方面通过内脏神经作用于肾上腺髓质，刺激肾上腺素的分泌；另一方面也作用于胰岛α-细胞，使其分泌胰高血糖素；同时还可以直接作用于肝。三方面共同作用的结果是使肝细胞的磷酸化酶活化，使糖原分解加速；糖异生关键酶的活性增加，糖异生作用增加，从而使血糖浓度升高。

下丘脑还可通过兴奋迷走神经，使胰腺β-细胞分泌胰岛素，同时还可直接作用于肝，使肝细胞内糖原合成酶活化，促进肝糖原的合成；此外还抑制糖异生途径，促进糖的氧化和转化，总体上使血糖的去路增加，来源减少，最终达到使血糖浓度降低的目的。

使血糖浓度降低的激素：胰岛素。使血糖浓度升高的激素：胰高血糖素、肾上腺素、肾上腺皮质激素、生长素、甲状腺素。它们对血糖的调节主要是通过对糖代谢各主要途径的影响来实现的。在激素发挥调节血糖浓度的作用中，最重要的是胰岛素和胰高血糖素。肾上腺素在应激时发挥作用，而肾上腺皮质激素、生长激素、甲状腺素等都可影响血糖水平，但在生理性调节中仅居次要地位。

胰岛素：使肌肉和脂肪组织细胞膜对葡萄糖的通透性增加，利于血糖进入这些组织进行代谢。诱导葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮