实验13 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摘要目的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；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。

方法对小白鼠注射氯丙嗪和放在冰浴的纱布上模拟中枢神经系统功能抑制和体温。

在密闭瓶、吸入CO、注射亚硝酸钠来复制不同的缺氧动物模型。

结果在氯丙嗪、冰浴对小鼠缺氧耐受性的影响实验中，实验组小鼠（经过注射0.25%氯丙嗪，0.1mL/10g，并放在冰浴纱布上10~15min）的体重为：21.6±0.7g，对照组小鼠（经过0.9%生理盐水，0.1mL/10g，并常温放置10~15min）的体重为21.6±0.7g，两者比较无显著性差异（p>0.05）,所以在实验中可以不考虑小鼠之间的差异；对照组的存活时间T 为14.0±2.7min，对照组的存活时间T为26.7±6.5min，两者比较有显著性差异（p<0.05）;对照组的总耗氧率R为0.07±0.02 %,实验组的总耗氧率R为0.03±0.01 %，两者比较有显著性差异（p<0.05）. 在小鼠乏氧性缺氧模型（密闭瓶中实验），以及在小鼠CO中毒性缺氧模型，后者存活时间明显更短；在亚硝酸盐中毒性小鼠缺氧模型实验中，对照组（先注射亚硝酸盐0.2 m L,后注射生理盐水0.2 m L）存活时间为10.5±5.2 min，实验组（先注射亚硝酸盐0.2 m L，后立即注射美兰0.2 m L）存活时间为21.0±10.4 min，两者比较有显著性差异（p<0.05）。

结论中枢神经系统功能抑制和低温可以增加动物的耐受缺氧；氧气缺乏或者血红蛋白性质发生变化都会导致缺氧；美兰可以抑制氧化剂亚硝酸盐的中毒反应。

一、1. 材料和方法1.1 实验动物: 小鼠(mouse)1.2 药品和试剂: 0.25%氯丙嗪(chlorpromazine) 、钠石灰（soda Lime）1.3 器械: 密闭瓶、注射器，测耗氧装置（oxygen consumption gauge）1.4小鼠捉拿方法右手抓鼠尾 鼠尾略向后拉 左手的拇指和食指抓住小鼠两耳后项背部皮毛 以无名指及小指夹住鼠尾 左手翻转使鼠腹部朝上,头略朝下。

1.5小鼠腹腔注射右手持注射器 45度角刺入腹白线偏左的下腹部，进针3mm左右有落空感时表示已进入腹腔，回抽无肠液、尿液（有空气）即可注射（注意：切误使针头向上注射，以防针头刺伤内脏） 1.6实验动物分组、处理1.7总耗氧率计算公式：总耗氧率=总耗氧量(mL)÷鼠重(g)÷存活时间(min) 1.8 数据处理数据以 x±s表示，显著性差异采用t检验。

2.观察项目2.1存活时间记录密闭测耗氧装置开始至小鼠死亡的时间。

2.2 耗氧量量筒中水位下降的量，即为总耗氧量2.3观察不同类型缺氧在缺氧过程中呼吸、皮肤和粘膜、血液及肝脏色泽的变化。

二、实验结果1、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根据表1，我们可以看到试验组与对照组有显著差异，故而可以初步判定低温以及中枢神经系统功能抑制对缺氧有一定影响。

表1 氯丙嗪、冰浴对小鼠缺氧耐受性的影响样本小鼠体重（g）存活时间（min）总耗氧量（mL）总耗氧率（%）对照组实验组对照组实验组对照组实验组对照组实验组1 21.6 20.8 12.4 21.2 19.9 14.8 0.07 0.032 21.4 21.8 15.1 31.3 19.0 10.0 0.06 0.013 22.2 21.9 7.5 25.5 17.8 16.5 0.11 0.034 21.3 21.3 17.0 38.5 22.2 21.8 0.06 0.035 20.3 22.3 14.5 32.2 16.7 17.0 0.06 0.026 22.4 22.6 14.9 28.0 17.2 19.3 0.05 0.037 22.3 22.2 13.0 19.5 18.5 12.8 0.06 0.038 21.9 20.6 14.6 17.2 16.5 16.6 0.05 0.059 21.0 21.8 14.0 29.5 29.0 29.5 0.10 0.0510 21.1 21.0 17.0 24.4 13.5 17.8 0.04 0.03x±s 21.6+0.721.6+0.714+2.726.7+6.519.0+4.217.6+5.30.07+0.020.03+0.01P(t-test)/ 0.000 / 0.001 表2 亚硝酸盐中毒及美兰的治疗效果样本亚硝酸盐中毒性缺氧亚硝酸盐中毒性+美兰存活时间（min）存活时间（min）1.0 10.2 20.42.0 18.4 36.83.0 5.5 11.04.0 8.6 17.25.0 10.4 20.86.0 8.8 17.07.0 7.0 14.08.0 5.9 11.89.0 20.0 40.010.0 7.7 40.0 x±s 10.5+5.2 21.0+10.4 P(t-test)/ 0.000表3 不同原因缺氧小鼠皮肤及肝脏颜色的特征变化肝血颜色缺氧类型耳、尾、口唇颜色乏氧性缺氧青紫色暗红色樱桃红CO中毒性缺氧樱桃红深咖啡色亚硝酸盐中毒性缺氧青紫色亚硝酸盐中毒性+美兰青紫色深咖啡色三、讨论4.1在中枢神经系统功能抑制和低温对缺氧的影响实验中，从表1可知，实验组和对照组的存货时间有显著性差异（p<0.05）,实验组和对照组的耗氧率也有显著性差异（p<0.05）。

氯丙嗪为中枢多巴胺受体的阻断剂，具有抗精神病、镇吐、能增强催眠、麻醉、镇静作用、阻断外周α-肾上腺素受体，抑制体温调节中枢，使体温调节失灵，体温可随外环境变化而变化。

在试验中我们还要提一个“人工冬眠”概念：用较大剂量氯丙嗪时，置患者于冷环境中(如冰袋或用冰水浴)，可出现镇静、嗜睡、体温降低至正常以下(如34℃或更低)、基础代谢降低、器官功能活动减少、耗氧量减低而呈“人工冬眠”。

实验组的小鼠通过人工冬眠的作用使动物体温≤34℃，组织器官活动及对各种刺激反应下降，机体代谢率下降，耗氧量减少，耐缺氧能力提高，存活时间延长。

4.2在本次乏氧性缺氧实验中，缺氧原因为吸入气体氧分压过低，其呼吸频率逐渐减小，呼吸频率慢慢减弱，最后停止呼吸。

刚开始一段时间后，密闭瓶中的PaO2降低，但是此时小鼠体内应该有代偿反应发生。

PaO2降低可以刺激颈动脉体和主动脉化学感受器反射性的引起呼吸加深加快，从而使肺泡中的通气量增加，肺泡气氧分压升高，PaO2也升高。

过一段时间后，PaO2降低过多，小鼠出现呼吸困难，PaO2过低直接抑制呼吸中枢，使呼吸缓慢，肺通气量减少，导致中枢性呼吸衰竭。

4.2.1乏氧性缺氧的机制吸入气中氧分压过低或外呼吸功能障碍造成肺通气，换气功能障碍及呼吸膜面积缩小，引起低张性缺氧。

(3) 静脉血分流入动脉：多见于先天性心脏病。

4.2.2低张性缺氧呼吸特点：先是由于代偿左右的存在，呼吸频率保持正常；过了一段时间后，躁动不安，开始乱爬，又过了一段时间，安静趴下，呼吸急促，最终死亡。

4.2.3低张性缺氧特有皮肤和肝血颜色：正常毛细血管中脱氧 Hb 平均浓度为 26g /L( 2.6g /dl) 。

低张性缺氧时，动脉血与静脉血的氧合 Hb 浓度均降低，毛细血管中氧合 Hb 必然减少，脱氧 Hb 浓度则增加。

当毛细血管中脱氧 Hb 平均浓度增加至 50g /L( 5g /dl) 以上（SaO2 ≤80% ～ 85% ）可使皮肤粘膜出现青紫色，称为紫绀 (cyanosis) 。

在慢性低张性缺氧很容易出现紫绀。

紫绀是缺氧的表现，但缺氧的病人不一定都有紫绀，例如贫血引起的血液性缺氧可无紫绀。

4.3 CO中毒、亚硝酸钠中毒导致的缺氧属于血液型缺氧。

4.3.1血液型缺氧的机制：①贫血时，由于血红蛋白和红细胞数减少，使其携带氧的数量减少，毛细血管处氧分压降低，导致氧向组织弥散速度减慢，供给组织的氧减少。

②血红蛋白性质改变。

a.高铁血红蛋白症。

亚硝酸盐等的中毒时，血红蛋白中二价铁在氧化剂作用下氧化成三价铁形成高价铁血红蛋白症。

一方面血红蛋白丧失携带氧的能力；另一方面提高剩余低价铁血红蛋白与氧气的亲和力造成缺氧。

常见的大量食用含硝酸盐腌菜中毒，正是因为在肠道细菌作用下将硝酸盐还原为亚硝酸盐所致。

（称为肠源性紫绀）b.一氧化碳中毒。

Hb CO->HbCO,HbCO失去携带氧的能力，氧与血红蛋白结合数量减少。

另一方面，一氧化碳抑制正常红细胞的糖酵解，使2，3-DPG生成减少，HbO2结合的氧不易释出。

一氧化碳与血红蛋白的结合力比氧气与血红蛋白的结合力大210倍，而HbCO解离速度却是HbO2的1/2100。

因此一氧化碳中毒既妨碍Hb（血红蛋白）与氧气的结合力，又妨碍氧气的解离，从而造成严重的缺氧。

4.3.2血液性缺氧呼吸特点：CO中毒性缺氧小鼠1分钟左右就开始开始剧烈跳跃挣扎，不久后趴在瓶底四肢抽搐，仍在呼吸，之后半分钟内便死亡。

亚硝酸钠中毒性缺氧：实验组无明显中毒现象，很久都没有死亡，最后处死；对照组未加美兰，几分钟后变得很活跃，乱窜，直到18分钟之后死亡。

4.3.3血液性缺氧特有皮肤和肝血颜色和机理：单纯 Hb 减少时，因氧合血红蛋白减少，另外患者毛细血管中还原 Hb 未达到出现紫绀的阈值，所以皮肤、粘膜颜色较为苍白； HbCO 本身具有特别鲜红的颜色， CO 中毒患者时，由于血液中 HbCO 增多，所以皮肤、粘膜呈现樱桃红色，严重缺氧时由于皮肤血管收缩，皮肤、粘膜呈苍白色；高铁 Hb 血症时，由于血中高铁 Hb 含量增加，所以患者皮肤、粘膜出现深咖啡色或青紫色；单纯的由Hb与O2 亲和力增高时，由于毛细血管中脱氧Hb量少于正常，所以患者皮肤、粘膜无紫绀。

4.4在亚硝酸盐中毒实验中，实验组小鼠与对照组小鼠的存活时间比较有显著性差异（p<0.05,见表2）。

亚硝酸盐中毒时，血红蛋白中二价铁在氧化剂作用下氧化成三价铁形成高价铁血红蛋白症。

一方面血红蛋白丧失携带氧的能力；另一方面提高剩余低价铁血红蛋白与氧气的亲和力，造成缺氧。

因为美兰属氧化还原剂，低浓度时，具有还原性，可以抑制亚硝酸盐的中毒反应。

在还原型辅酶I(NADPH)催化下，成为还原型美兰，还原型美兰可将高铁血红蛋白还原为血红蛋白．本身又被氧化为氧化型美兰，如此反复不已，循环重复利用。

故美兰一次用量不可过大，不可无限制重复应用，以防美兰中毒。