基础医学综合实验教程(第二版)

**章 医学机能学基础综合实验 实验一 心血管功能监测及生理、药理因素的影响 【实验目的和原理】 心血管功能*重要的监测指标是动脉血压。动脉血压受心输出量、外周阻力、循环血量以及动脉管壁弹性等因素的影响，其中尤以前两个因素更为重要。心血管中枢主要通过对心输出量及外周阻力的调节，使血压维持在一定水平。压力感受性反射在这个过程中起关键作用。该反射弧任何部分的兴奋或抑制均可直接影响血压的高低。 在家兔，主动脉弓神经在颈部自成一束向中枢传入，称为减压神经，压力感受器信号通过减压神经传入中枢，其神经冲动的频率随血压的变化而改变。当主动脉的压力升高时，管壁被扩张的程度加剧，减压神经的传入冲动频率增多，引起降压反射；反之，减压神经的传入冲动减少，引起升压反射。正常情况下，减压神经的传入冲动频率在心缩期血压升高时增加，在心舒期血压下降时减少。 心脏受交感神经和副交感神经支配。交感神经兴奋使心跳加快加强，心输出量增加。副交感神经兴奋心率减慢，心房收缩力减弱，心输出量减少。全身多数血管受交感神经缩血管纤维支配。交感神经缩血管纤维兴奋时，血管平滑肌收缩，血管口径变小，外周阻力增加。 心血管活动除受神经调节外，还受体液因素调节，主要有肾上腺素和去甲肾上腺素等。动物实验中，常采用直接插管法连续观察与记录动脉血压变化，即将连接水银检压计或血压换能器的动脉套管插入动脉内直接测定血压。为避免凝血，动脉套管内应充满抗凝剂。本实验目的在于观察与验证心血管活动的神经体液调节机制，掌握哺乳动物动脉血压、减压神经放电活动的直接测定方法，了解心电图标准肢体导联法，识别心电图各主要波形。 【实验对象】 家兔。 【器材和药品】 哺乳动物手术器械1套，兔手术台，RM6240多道生理信号采集处理系统，血压换能器，塑料动脉套管，试管夹，双凹夹，铁支柱，金属针头，动脉夹，三通开关，刺激保护电极，监听器喇叭，引导电极，玻璃分针、针状电引导电极，注射器（1ml、5ml、20ml），棉线，纱布，棉花，25%氨基甲酸乙酯，0.1%肝素，0.01%肾上腺素，0.01%去甲肾上腺素，0.01%乙酰胆碱，液体石蜡。 【步骤和项目】 1．仪器连接及参数选择 将压力换能器输入RM6240多道生理信号采集处理系统1通道，放大器灵敏度调至12kPa挡。刺激输出孔插刺激输出线。用试管夹把血压换能器固定在铁支柱上，使血压换能器与心脏大致在同一水平上。将压力换能器的前端两个伸向外端的小管，分别与三通开关相连。其中一个三通开关与塑料动脉插管相连。在将动脉插管插入动脉前，将血压换能器的压力舱和动脉插管用注射器充满0.1%的肝素溶液。 2．麻醉与手术 （1）麻醉 实验动物先称体重，于手术前20min左右，用25%乌拉坦（剂量为0.8～ 1g/kg体重，即每千克体重4～5ml）经耳缘静脉缓慢注入。通过检查角膜反射、痛反射、肌肉张力判断麻醉深度。注射的部位应先在耳缘静脉的中远段刺入，不可在近耳根处，否则需再次注入时就很困难。穿刺的角度要尽可能小，几乎与耳平面平行才好。当针头刺入静脉后，再向内平行推入0.5～1cm，缓慢注射。如果针头在静脉内，就会看到血管内的血液向心脏方向退去，血管迅即由红变白，注射时感到阻力很小，注射部位的周围组织也不隆起。如注射时感到阻力大，且局部出现组织肿胀，表明药物注射到皮下，需重新穿刺注射。在实验中，如果麻醉不够深时，可酌情从静脉再适当补充一些麻药（一般不超过原剂量的1/3）。 （2）手术 动物麻醉后（以家兔为例），将兔仰卧，四肢固定于兔台上，固定好兔头。室温较低时，可打开兔台底下的电灯以便保温，然后进行手术。 1）实施气管插管术时，沿颈部正中线切一长约7cm的切口，用止血钳分离皮下组织、肌肉以暴露出气管，在气管下穿一线，提起气管。用手术剪将气管作一个“⊥”形切口，将气管插管自切口处向肺方向插入，用棉线扎紧以防滑出。 2）分离减压神经及颈总动脉时，迷走、交感、减压神经和颈总动脉都在气管两侧的颈动脉鞘内（图1-1）。用左手拇指将颈部切口左侧皮肤向侧方拉开，其余四指配合拇指从后方上顶，暴露左颈动脉鞘，仔细识别颈总动脉和三条神经。其中迷走神经*粗、*白，常位于外侧；减压神经*细（头发样细），常位于内侧；交感神经为浅灰色，粗细与位置介于上述两神经之间。用玻璃分针纵向分离减压神经，然后分离颈总动脉及迷走神经，每一神经分离出2～3cm，在各条神经下穿一条生理盐水浸泡过的不同颜色的棉线以便区分，并滴加液体石蜡以防干燥。颈总动脉下亦穿一棉线备用。手术过程中必须注意及时止血，小血管破裂出血时，需用止血钳夹住出血点并用丝线结扎止血。 3）动脉插管时，钝性分离另一侧颈总动脉，靠动物头侧部分尽可能多分离些，在其远心端穿线结扎，以动脉夹夹住动脉近心端。在结扎处与动脉夹之间的动脉长度愈长愈好，一般至少有3cm。在此段血管下穿一条丝线以备套管插入后结扎用。用锐利的眼科剪在尽可能远心端作一斜形切口（图1-2A），剪开管径的一半，然后将动脉套管经切口向心脏方向插入动脉，再将丝线以双结扎紧以防套管滑出（图1-2B）。插好后应保持套管与动脉的方向一致，防止扭曲及血管壁被套管尖端刺破。 4）安置心电图电极时，在动物的前肢及后肢小腿皮下，分别插进一注射针头，其心电信号经导线输入2通道记录心电图。 图1-1 兔颈部的神经和血管分布示意图 3．观察项目 （1）动脉血压、心电及减压神经电活动记录 打开RM6240多道生理信号采集处理系统电源，选择兔动脉血压调节实验，使系统1通道进入血压信号采集状态，2通道选择心电，其余通道可不选择。打开动脉夹前，先将压力换能器三通开关与大气相通，使1通道置零。校零后将三通开关转向动脉导管，然后打开动脉夹，注意血压曲线变化（图1-3）及心电波形。把已游离的减压神经轻轻悬挂在黄金双极引导电极上，连接好仪器导线，输入多道生理信号采集处理系统3通道，排除50Hz干扰，这时屏幕上可观察到随动脉压高低波动而起伏的减压神经传入冲动，该放电呈群集性特征，电位幅度为100～200μV，通过监听器可以听到类似火车开动样的声音。注意观察其发放特点，计算出单位时间（5s，10s）冲动的总数。 （2）观察正常血压、心搏曲线 降低扫描速度，可见动脉血压曲线的三级波（图1-3）。 一级波（心搏波）：是心室舒缩所引起的血压波动，频率与心率一致。心缩时上升，心舒时下降，在快扫描曲线上可清楚看到。 二级波（呼吸波）：是呼吸运动引起的血压波动，吸气时上升，呼气时下降，它叠加于一级波之上，可在慢扫描曲线上显示出来。 三级波：不常出现，可能系由于血管运动中枢紧张性的周期性变化所致。它又重叠于一、二级波之上，有时也可在慢扫描曲线上显示出来。 （3）牵拉颈总动脉 手持右颈总动脉远心端的牵引线向上牵拉5s，观察心搏、血压、减压神经放电信号的变化。 （4）夹闭颈总动脉 用动脉夹夹闭右颈总动脉5～10s，观察上述变化。 （5）刺激减压神经 将左侧减压神经结扎、剪断，以中等强度连续电刺激减压神经中枢端，观察上述变化。 图1-2 颈动脉插管术 A．结扎远心端，夹住近心端，在近结扎处剪一斜小口；B．插入动脉套管，结扎固定 图1-3 兔颈总动脉血压曲线 （6）刺激迷走神经 结扎迷走神经。于结扎线头侧将神经剪断，以中等强度连续电刺 激迷走神经向心端，观察上述变化。 （7）静脉注射0.01%肾上腺素0.2～0.3ml 观察上述变化。 （8）静脉注射0.01%乙酰胆碱0.1～0.2ml 观察上述变化。 （9）失血的影响 通过颈动脉套管三通放血50ml至容器中抗凝，观察血压变化。 （10）将抗凝处理的动脉血回输入动物体内 观察上述变化。 【实验要求】 1）掌握兔颈部神经、血管分离手术，动物麻醉、固定以及动脉血压直接记录方法。 2）记录减压神经放电波形，观察并分析其放电及调节机制。 3）根据实验结果，总结影响血压的重要因素，理解血压调节的机制。 【注意事项】 1）明确分工，各司专职。专职者必须掌握有关技术方法，保证实验顺利进行。 2）实验中有3个环节易发生动物死亡：①麻醉剂注射过快或过量；②颈部手术时误伤动脉分支或动脉插管滑脱或破裂，造成失血；③打开动脉夹时，枸橼酸钠倒灌入心脏。因此，在这几步要特别谨慎。 3）准确辨认并仔细分离减压神经，保持该神经的良好机能状态是本实验成败的关键。故分开颈部肌肉后，应保持血管与神经的自然位置，以便辨认减压神经。由于减压神经非常细，故要防止减压神经干燥（尤其室温较高时），减少对神经的牵拉，以免造成神经损伤。 4）记录心电图时，电极应插入皮下，避免插入肌肉。 5）做好各个项目的记录与分析，除在记录仪上描记好曲线外，应即时在曲线上标明药物名称、刺激强度。 6）每观察一个项目，必须待血压恢复后才能进行下一个项目。 7）如需体内注射肝素抗凝，宜在手术操作完成之后进行，以免流血不止。 【思考题】 1）血压曲线为什么出现三级波？ 2）压迫颈动脉窦邻近的颈总动脉，为什么会引起血压波动？ 3）血压正常时，减压神经是否有传入冲动？有何特点？其机制是什么？血压升高和降低时，减压神经放电有何变化？剪断与刺激减压神经，可能引起什么反应？为什么？ 4）心电图是如何产生的？ 5）如何证明交感神经对血管的紧张性支配？刺激颈交感神经与刺激内脏大神经对血压的影响有何不同？为什么？ （李红丽，王亚云） 实验二 呼吸功能监测及生理、药理因素的影响 【实验目的和原理】 呼吸中枢产生节律性冲动通过传出神经（膈神经和肋间神经）支配呼吸肌——膈肌和肋间肌，引起呼吸肌收缩并使胸廓产生节律性运动。机体代谢变化可通过调节机制引起呼吸节律产生适应性变化，使肺通气量发生改变，从而维持血中O2和CO2含量于正常水平。体内外各种刺激有的直接作用于中枢，有的通过感受器反射性影响呼吸运动。呼吸运动本身可通过张力换能器直接进行引导测量。血氧饱和度测量能准确反映呼吸功能。膈神经的放电活动反映呼吸中枢的活动，特点是其节律与呼吸运动同步，为群集性冲动，放电幅度大，易于监测。 吗啡类药物是临床上常用的强力镇痛剂，但它对延髓呼吸中枢有很强的抑制作用，尼可刹米是呼吸中枢兴奋剂，可以对抗吗啡对呼吸中枢的抑制作用。 本实验目的是学习家兔呼吸运动及膈神经放电活动的引导记录方法，观察机体内外环境改变对呼吸运动及膈神经放电活动的影响，观察尼可刹米对抗吗啡抑制兔呼吸的作用，观察安定对抗尼可刹米引起兔惊厥的作用，探索家兔血氧饱和度的测量方法。 【实验对象】 家兔。 【器材和药品】 哺乳动物手术器械1套，兔手术台，气管插管，注射器（20ml、5ml各1支），50cm的长橡皮管2条，球胆3个，RM6240多道生理信号采集处理系统，血氧监测仪，监听器，引导电极，玻璃分针、针状引导电极，25%氨基甲酸乙酯溶液，尼可刹米，吗啡，3%乳酸溶液，CO2气球，生理盐水，纱布，线。 【步骤和项目】 1．实验步骤 （1）麻醉 方法同前。 （2）手术 将动物仰卧位固定于兔台上，用粗剪刀剪去颈部被毛。切开颈部皮肤，用止血钳分离气管，在气管下穿一棉线，在喉下剪开气管，插入气管插管，以棉线固定。分离右侧颈动脉和双侧迷走神经，并在其下穿线备用。在靠近中央胸锁乳突肌及其内侧的气管和外侧颈外静脉，用止血钳在颈外静脉与胸锁乳突肌之间向深处分离。当分离至气管旁时，可见