实验二实验性缺氧及影响机体缺氧耐受性的因素

实验二实验性缺氧及影响机体缺氧耐受性的因素 【实验目的】   1.复制低张性缺氧、血液性缺氧。组织性缺氧动物模型。    2.观察年龄、代谢耗氧率等因素对机体缺氧耐受性的影响。3.观察不同类型缺氧时机体病理生理变化特点。    【实验原理】    由于吸入气体氧分压降低而使肺泡氧分压降低，导致血液从肺摄取的氧减少而引起的供氧不足，称为乏氧性缺氧。乏氧性缺氧时，动脉血的氧分压、氧含量和氧饱和度均降低，皮肤、粘膜呈现青紫色，称为发绀。血红蛋白中的二价铁（Fe2+）可在亚硝酸盐等氧化剂作用下被氧化而形成高铁血红蛋白。二价铁变成三价铁因与羟基牢固结合而失去携氧能力，加上血红蛋白分子的四个二价铁中有一部分氧化为三价铁后还能使剩余的Fe2＋与氧的亲和力增高，即通过变构效应使氧离曲线左移，血红蛋白结合和释放的氧量都减少，导致组织缺氧。高铁血红蛋白呈棕褐色，故亚硝酸盐中毒时皮肤、粘膜呈现类似发绀的青紫色，称为肠源性发绀。一氧化碳与血红蛋白的亲和力远远大于氧与血红蛋白的亲和力，因此当大量血红蛋白与CO结合形成碳氧血红蛋白时，血红蛋白便失去了携带氧的能力。另一方面CO和血红蛋白的结合可使氧离曲线左移，导致HbO2释放氧减少，加重组织缺氧。因为碳氧血红蛋白为鲜红色，所以CO中毒时皮肤，粘膜呈现樱桃红色。氰化物进入体内后，可迅速与氧化型细胞色素氧化酶的三价铁结合成为氰化高铁细胞色素氧化酶，使之不能还原成还原型细胞色素氧化酶，呼吸链中断，组织不能利用氧.组织性缺氧时动脉血氧分压，氧饱和度，氧容量，氧含量均正常，因为组织不能利用氧，因此静脉血氧含量增高，动-静脉血氧含量差小于正常，故皮肤、粘膜多呈玫瑰红色。代谢耗氧率是影响机体对缺氧耐受性的的重要因素。基础代谢率高时，机体耗氧多，对缺氧耐受性差。体力活动等可增加耗氧量，也使机体对缺氧耐受性降低。而低温、神经系统抑制能降低机体耗氧，对缺氧耐受性增强。本实验通过置动物于密闭环境、使动物吸入大量一氧化碳、腹腔注射过量亚硝酸钠及氰化钾等复制低张性缺氧、血液性缺氧。组织性缺氧动物模型，观察不同类型缺氧时机体病理生理变化特点；通过以新生小鼠作为对照、腹腔注射可拉明、鸟拉坦、盐酸氯丙嗪等改变机体代谢耗氧率，观察影响机体对缺氧耐受性的因素。【实验器材和药品】1.实验动物  体重20克左右的健康小白鼠8只，新生小白鼠1只。 2.实验器械  200－300ml广口瓶（带有孔橡皮塞、钠石灰）5个，T形、L形玻璃管，橡胶管，一氧化碳发生装置1套，500Iml广口瓶（带有与一氧化碳发生装置连接的橡皮管及橡皮塞）1个，酒精灯1台，滴管1个，1ml注射器（配针头），剪刀，镊子。  3.试剂 10％乌拉坦，10％可拉明，0.1％盐酸氯丙嗪，生理盐水，5％亚硝酸钠溶液，浓硫酸，甲酸，0.125％氰化钾溶液，10％硫代硫酸钠溶液，蒸馏水。  【实验步骤和方法】    1.低张性缺氧及年龄、代谢耗氧率对机体缺氧耐受性的影响（1）取小鼠四只、新生鼠一只，观察其一般行为、口唇粘膜、耳、尾的颜色、呼吸频率及深度等。（2）将新生鼠、腹腔分别注射10％乌拉坦（10ml／kg体重）、10％可拉明（20ml／kg体重）、0.1％盐酸氯丙嗪0.15ml/10g(15mg/kg)、等体积生理盐水的4只小白鼠分别放入广口瓶中，用凡士林涂抹瓶塞周围，盖入密封，立即用秒记录每只动物放入广口瓶中的时间。观察记录动物的一般情况、呼吸频率及深度、口唇粘膜及耳、尾皮肤的颜色、死亡时间。（3）动物死亡后，立即从眶静脉取二滴血，放入装有7ml蒸馏水的试管内混匀，观察颜色；打开胸腹腔，观察内脏颜色，并在实验完成后与其它类型缺氧小鼠比较。2.一氧化碳中毒性缺氧    （1）取小白鼠1只，放人广口瓶中，观察一般情况、呼吸频率及深度、口唇粘膜及耳、尾皮肤的颜色后，盖上瓶盖，与一氧化碳发生装置连接。（2）取甲酸3ml加人一氧化碳发生装置的试管中，取浓硫酸1ml，逐滴地加人甲酸中，即可产生一氧化碳            为加速一氧化碳产生，可用酒精灯加热，出现大量微泡即可，不可长时间沸腾，以免一氧化碳产生过快，或伴有甲酸蒸发，促进动物死亡，使一氧化碳中毒的典型体征不明显。    （3）观察小白鼠呼吸、皮肤粘膜颜色和活动状态，当动物出现极度兴奋后随即瘫软现象时，立即打开瓶塞，取出小白鼠放通风处，观察小白鼠皮肤、粘膜颜色变化。待动物恢复后，再依上述步骤放回瓶内重复一次，直至小白鼠死亡。    （4）动物死亡后，立即从眶静脉取二滴血，放入装有7ml蒸馏水的试管内混匀，观察颜色；打开胸腹腔，观察内脏颜色，并在实验完成后与其它类型缺氧小鼠比较。    3.亚硝酸盐中毒性缺氧   （1）取小白鼠1只，观察呼吸及皮肤、粘膜颜色后，腹腔注射5％亚硝酸盐0.3ml。（2）观察记录动物的一般情况、呼吸频率及深度、口唇粘膜及耳、尾皮肤的颜色、死亡时间。   （3）动物死亡后，立即从眶静脉取二滴血，放入装有7ml蒸馏水的试管内混匀，观察颜色；打开胸腹腔，观察内脏颜色，并在实验完成后与其它类型缺氧小鼠比较。4.氰化钾中毒性缺氧 （1）取小白鼠1只，腹腔内注射0.125％氰化钾溶液10ml／kg，观察呼吸、皮肤粘膜颜色有何变化。   （2）待注射氰化钾后动物活动减弱时，立即腹腔注射10％硫代硫酸钠溶液20ml／kg，继续观察，动物活动恢复，重复注射氰化钾（加倍量），直到死亡。（3）动物死亡后，立即从眶静脉取二滴血，放入装有7ml蒸馏水的试管内混匀，观察颜色；打开胸腹腔，观察内脏颜色，并在实验完成后与其它类型缺氧小鼠比较。   拉颈椎处死正常小白鼠1只，立即从眶静脉取二滴血，放入装有7ml蒸馏水的试管内混匀，观察颜色；打开胸腹腔，观察内脏颜色，与其它类型缺氧小鼠比较。  【实验结果】表1 低张性缺氧及年龄、代谢耗氧率对机体缺氧耐受性的影响 呼吸及活动变化         血液及内脏颜色       死亡时间 注射乌拉坦 注射可拉明 注射氯丙嗪 注射生理盐水 新生小白鼠表2 血液性缺氧及组织性缺氧时机体变化 呼吸及活动变化           血液及内脏颜色      一氧化碳中毒 注射亚硝酸盐 注射氰化钾【注意事项】 1.实验中注射药量要准确，腹腔注射选择左下腹，以免损害肝脏。   2.低张性缺氧实验所用广口瓶必须密闭，必要时可加石蜡（加热使其熔化）涂在瓶塞与瓶口连接处。                   3.氰化钾有剧毒，勿污染皮肤、粘膜，特别是破损处；用过的注射器等物品要及时洗净，中毒小鼠尸体不能解剖，需集中处理。4.制备CO时切记向试管内先加甲酸，后加硫酸，以防止出现意外。5.眶静脉血量每只动物必须一致。【思考题】1.本实验中腹腔注射乌拉坦、可拉明、氯丙嗪、生理盐水等为什么出现不同的实验结果？2.分析本实验中各型缺氧动物呼吸、活动情况及血液内脏颜色改变的机制。3.低张性缺氧、血液性缺氧。组织性缺氧时血氧指标各有何变化？为什么？【目的和原理】    1．学习复制不同类型缺氧的动物模型，掌握缺氧的分类和特点。    2．观察不同类型缺氧对呼吸的影响和皮肤、粘膜的颜色变化特点。    3．了解不同类型缺氧的解救方法。低张性缺氧的常见原因是大气中氧分压过低和外呼吸功能障碍。本实验通过将小白鼠放入盛有钠石灰的密闭缺氧瓶内，以模拟大气中氧分压降低，而造成低张性缺氧。 血液性缺氧主要是由于血红蛋白数量减少或性质改变，使血液携氧能力下降，导致组织缺氧。①本实验通过小白鼠吸人CO，使CO与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白而失去与氧结合的能力，引起缺氧。②亚硝酸钠为一强氧化剂，通过小白鼠腹腔注射后，可使体内血红蛋白分子中的  Fe2+氧化为  Fe3+，形成高铁血红蛋白，从而失去结合氧的功能，导致血液性缺氧。组织性缺氧的主要原因是组织中毒和某些维生素的缺乏。本实验将通过腹腔注射氰化物使组织细胞利用氧障碍，造成组织中毒性缺氧。【实验材料】    小白鼠；小白鼠缺氧瓶（或 100-125ml带塞锥形瓶或广口瓶）（图3—8—l），一氧化碳发生装置（图3－8－2），广口瓶，5ml、2ml刻度吸管，lml注射器，酒精灯，镊子，剪刀；钠石灰，甲酸，浓硫酸，5％氢氧化钠，5％亚硝酸钠，1％美蓝，0.1％氰化钾，10％硫代硫酸钠，生理盐水。【实验步骤】    1．低张性缺氧  取小白鼠一只、钠石灰5g放人缺氧瓶内。观察动物的一般状况，呼吸频率（次／10S）和深度，口唇粘膜和尾巴尖部皮肤的颜色，然后塞紧瓶塞，记录时间，每 3min重复观察上述指标一次（如有其他变化随时记录）直到动物死亡为止。解剖动物，观察血液或肝脏颜色。2．一氧化碳中毒性缺氧  如图3－8－2装好一氧化碳发生装置。将小白鼠一只放入广口瓶中（观察指标同低张性缺氧实验），然后与一氧化碳发生装置连接。取甲酸3ml放于试管内，再加入浓硫酸2—3ml,塞紧试管。用酒精灯微微加热, 加速CO的产生。实验过程中，随时观察记录上述指标，当小白鼠出现抽搐时，熄灭酒精灯, 立即取出动物放在通风处，观察动物恢复情况。                                                                                                                        重复上述实验，直至小白鼠一氧化碳中毒死亡（不进行解救）。解剖动物观察血液或肝脏颜色，并与其它实验动物进行比较。为了避免学生在实验过程中一氧化碳的外漏，教师也可提前将CO制好贮存在球囊中,实验时，用5ml注射器从球囊中抽取3-4ml直接注入缺氧瓶中以代替一氧化碳发生装置。    3．亚硝酸钠中毒性缺氧  取体重相近的甲、乙两鼠，观察正常表现后，分别腹腔注入5％亚硝酸钠 0.3ml，然后立即向甲鼠腹腔内注入 1％美篮溶液0.3ml，乙鼠注入生理盐水 0.3ml。记录两鼠存活时间，观察两鼠表现有何不同。具体观察指标同低张性缺氧实验。    4．氰化物中毒性缺氧  取小白鼠2只，观察正常表现后，腹腔注射0.1%氰化钾溶液0.2ml,待动物出现四肢软瘫时立即取一只向腹腔内注入10％硫代硫酸钠0.4ml,另一只注射等量生理盐水。观察比较两鼠表现和死亡时间。上述4个实验全部完成后，比较四只小白鼠皮肤、粘膜和内脏颜色有何不同。【实验结果与分析】 缺氧种类       呼吸变化（呼吸频率和深度）           皮肤、粘膜、内脏、         实验前（次/10S）实验后3min  6min  9min     血液颜色变化 低张性缺氧CO中毒亚销酸钠中毒氰化物中毒 汇集各组实验结果填入下表。 不同类型缺氧对机体的影响 【注意事项】    1．小白鼠腹腔注射应从左下腹进针，避免伤及肝脏，也应避免将药液注人肠腔或膀胱。    2．缺氧瓶一定要密闭，可用凡士林涂在瓶口。    3．切忌CO产生过多过快，导致动物迅速死亡而影响血液的颜色变化。4．氰化钾有剧毒，勿粘染皮肤、粘膜，特别是有破损处。   【思考问题】1．上述实验中各种原因引起的缺氧呼吸变化有何不同？为什么？    2．小白鼠口唇及血液颜色在不同缺氧中有何改变？其发生机理是什么?3．美蓝腹腔注射后为什么可以使亚硝酸钠中毒小白鼠得到解救？