家兔血液酸碱度变化与血气分析

模拟实验21 家兔血液酸碱度变化与血气分析

【目的】

观察影响呼吸运动及血气酸碱度变化的因素，了解动物酸中毒模型建立和纠正酸中毒方法。

【原理】

呼吸运动是呼吸中枢节律性活动的反映。在不同生理状态下，呼吸运动所发生的适应性变化有赖于神经系统的反射性调节，其中较为重要的有呼吸中枢、肺牵张反射以及外周化学感受器的反射性调节。因此，体内外各种刺激可以直接作用于中枢部位或通过不同的感受器反射性地影响呼吸运动。

代谢性酸中毒的特征是血浆HCO ₃ ^- 浓度原发性减少。本实验通过静脉注射NaH2PO4增加细胞外液H＋浓度，消耗HCO ₃ ^- 并使血浆HCO ₃ ^- 浓度降低，复制家兔代谢性酸中毒模型。

代谢性酸中毒动物呼吸加深加快，是由血液内H＋浓度增加，刺激颈动脉体和主动脉体外周化学感受器及延髓中枢化学感受器，反射性地兴奋延髓呼吸中枢所致。呼吸加深加快，肺泡通气量增加，CO ₂ 排出增多，血液H ₂ CO ₃ 浓度随之下降，恢复[NaHCO ₃ ]／[H ₂ CO ₃ ]的正常比值。这种代偿调节作用可在数分钟内发生，并很快达到高峰，但一般不容易获得完全代偿。

代谢性酸中毒，血浆HCO ₃ ^- 浓度原发性减少，血气分析时可测得反映代谢因素的指标AB、SB、BB降低，BE负值增大，同时由于呼吸代偿活动，可使PaCO ₂ 降低，AB＜SB。

代谢性酸中毒动物血浆碳酸氢盐减少，碳酸氢钠可作为首选补碱药物，直接由静脉输入，使细胞外液的[NaHCO ₃ ]／[H ₂ CO ₃ ]比值恢复正常。

呼吸性酸中毒是由肺通气功能障碍引起的，其特征是体内CO ₂ 潴留、血浆H ₂ CO ₃ 浓度原发性增高。用减少动物肺通气的方法可复制呼吸性酸中毒。

呼吸性酸中毒时，呼吸系统往往不能发挥代偿调节作用，[NaHCO ₃ ]／[H ₂ CO ₃ ]缓冲对不起作用，细胞外液的缓冲作用也很有限，不可能收到明显的调节效果。血气分析中可见反映呼吸因素的指标明显PaCO ₂ 、AB明显增大。

【预习要求】

1． 仪器 设备知识 参见第二章第三节 RM6240微机生物信号采集处理系统（或第四节PcLab和MedLab微机生物信号采集处理系统）。

2．实验理论 实验动物知识参见第二章第一节 生理科学实验常用实验动物的种类；第四章第一节 动物实验的基本操作、第四节 实验动物手术；统计学知识参见第5章第四节 常用统计指标和方法；呼吸运动调节和酸碱平衡紊乱知识参见生理学教材有关呼吸运动调节和病理生理学教材有关酸碱平衡紊乱内容。检索全文数据库中的相关研究论文，检索方法参见第五章第五节。

3．预绘制实验原始数据记录表格和统计表格。

【材料】

家兔；10g/L肝素，200g/L氨基甲酸乙酯或10g/L戊巴比妥钠，120g/L NaH ₂ PO ₄ ，50g/L NaHCO ₃ ，生理盐水；呼吸换能器，血气酸碱分析仪一台，水检压计，生物信号采集处理系统。

【方法】

1．实验系统连接及参数设置

（1）家兔呼吸运动记录装置。

（2）将呼吸换能器固定于铁支柱上。呼吸换能器输出线接微机生物信号处理系统第1通道（亦可选择其它通道）。微机生物信号处理系统参数设置：

① RM6240系统：点击“实验”菜单，选择“呼吸”或“自定义实验项目”菜单中的“呼吸运动调节”。系统进入该实验信号记录状态。 仪器 参数：通道时间常数为直流，滤波频率30Hz，灵敏度10cmH2O(或12.5ml)，采样频率800Hz，扫描速度1s/div。连续单激激方式，刺激强度5~10V，刺激波宽2ms，刺激频率30 Hz。

② PcLab和MedLab系统：点击“实验”菜单，选择“常用生理学实验”或“文件”菜单“打开配置”中的“呼吸记录”项目。系统进入该实验信号记录状态。仪器参数：通道放大倍数1000、直流耦合（下限频率DC）、上限频率40Hz，采样间隔2～5ms；刺激波宽 2ms可调；刺激强度：5~10V；主周期刺激方式，连续脉冲，脉冲数30，波间隔33.3ms。

2．手术准备（参见第四章第一节 动物实验的基本操作、第四节 实验动物手术）

（1）麻醉固定 家兔称重后，200g/L氨基甲酸乙酯按1g/kg体重，耳缘静脉注射麻醉。 待兔麻醉后，将其仰卧固定。

（2）手术 用粗剪刀剪去颈前部被毛，颈前正中切开皮肤6~8cm，直至下颌角上1.5~2cm，用止血钳钝性分离软组织及颈部肌肉，暴露气管及与气管平行的左、右血管神经鞘，细心分离两侧鞘膜内的迷走神经，在迷走神经下穿线备用。分离出一侧鞘膜内的颈总动脉，结扎颈总动脉远心端，用动脉夹夹住近心端，以备抽血用。

（3）气管插管 用止血钳分离气管，在气管下穿两根粗棉线备用。在甲状软骨下约1cm处，做“⊥”形切口，用棉签将气管切口及气管里的血液和分泌物擦净，气管插管由切口处向肺端插入，插时应动作轻巧，避免损伤气管粘膜引起出血，用一粗棉线将插管口结扎固定，另一棉线在切口的头端结扎止血。用温热生理盐水纱布覆盖手术野。

（4）用10g/L肝素按1ml/kg体重剂量经耳缘静脉行全身抗凝处理。

【模拟实验操作方法】

1．模拟实验窗口（图6-2-11） 家兔颈部气管插管，一通气口用胶管连接呼吸换能器，家兔呼吸运动用仿真记录仪记录呼吸曲线。

2．仿真二道记录仪 第一道记录家兔气道压力变化曲线，第二道记录实验项目标记。仿真记录仪面板设灵敏度、位移、纸速调节按钮，面板设数字显示框，分别显示记录仪第一道灵敏度、气道压力、呼吸频率、实验项目。

3．血气分析仪 按一点定标、二点定标按钮，校正血气分析仪。

4．采血注射器 鼠标器点击采血注射器将其拖动至家兔颈部，出现颈动脉图像，点击采血注射器拖动至该图像颈动脉处释放，点击采血注射器针芯采血，提示出现，点击确定，点击血气分析仪下方的血样注射器，再点击血气分析仪测量按钮进行血气分析。

5．药品注射器：鼠标器点击药品注射器拖动至家兔耳部释放，向输入框输入药品剂量，点击确定，药品从家兔耳缘静脉注入。呼吸运动因药物作用而发生变化。药品剂量可点击“帮助”菜单，根据提示计算药品剂量。

6．鼠标点击“返回”按钮，程序返回到模拟实验项目窗口。

6-2-11 血液酸碱度变化与血气分析模拟实验窗口

【观察项目】

1．记录正常呼吸曲线，并采血测定pH、PaCO ₂ 、[HCO ₃ ^- ]和BE5值。

2．按家兔体重耳缘静脉注入120g/L（12g/dl）NaH ₂ PO ₄ 5ml/kg ，观察并记录呼吸变化。输完后10分钟，由颈动脉取血测定pH、PaCO ₂ 、[HCO ₃ ^- ]和BE5值。

3．按补碱公式 ，计算注射50g/L的NaHCO ₃ 剂量，从耳缘静脉注射纠正。

4．由耳缘静脉注入碳酸氢钠后10分钟再从颈总动脉取血测定pH、PaCO ₂ 、[HCO ₃ ^- ]和BE5值。并观察呼吸变化。

【实验报告】

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，仪器装置连接和仪器参数。

5．观察项目和观察指标。

6．结果 列各种因素处理前后吸气、呼气气道压力，呼吸频率及血气分析的原始数据表格，用文字和数据逐一描述实验结果。实验结果曲线剪贴并标注。

7．讨论 分析和探讨各处理因素对呼吸运动、血液酸碱度的影响及机制。

8．参考文献。