小鼠缺氧耐受性影响因素的探讨

[实验目的]

(1)通过复制乏氧性、血液性缺氧，了解缺氧的分类。

(2)观察不同类型缺氧时，呼吸和血液颜色的变化。

(3)了解条件因素在缺氧发病中的重要性和临床冬眠和低温治疗的实用意义。

[实验动物、药品与器材]

1％咖啡因，0.25％氯丙嗪，生理盐水，钠石灰，碎冰块，无氧水(用时临时配制)；小鼠缺氧瓶和测耗氧量装置，1ml、5ml注射器，粗天平,1000ml烧杯

[观察指标]

动物一般状况，呼吸，存活时间，口唇、血液(肝)颜色

[实验原理]

机体对缺氧的耐受性除受缺氧程度和发生速度影响外，还与其他许多因素有关。本实验 ①通过给予小白鼠中枢兴奋剂和抑制剂，改变中枢神经系统的功能代谢状态，观测动物的代 谢耗氧量及存活时间，并通过计算代谢耗氧率，探讨中枢神经系统功能状况不同对缺氧耐受 性的影响。②通过改变小白鼠所处的环境温度，观测高温与低温情况下小白鼠的代谢耗氧量 和存活时间，并通过计算代谢耗氧率，探讨温度对缺氧耐受性的影响。③通过增加环境中 CO2浓度，观测小白鼠在高浓度CO2情况下的代谢耗氧量和存活时间，计算代谢耗氧率以探讨环境中CO2浓度对小白鼠缺氧耐受性的影响。④通过三次预缺氧实验，检测同样指标，观察预适应对缺氧耐受性的影响。

[实验步骤与观察指标]

1．机体状况对缺氧耐受性的影响。

⑴取小白鼠3只，分别作如下处理：甲鼠，腹腔注射1％咖啡因10ml／kg；乙鼠，腹腔注 射0．25％氯丙嗪10m1／kg，待动物安静后；丙鼠，腹腔注射生理盐水10ml／kg。

⑵约15～20min后，将3只小白鼠分别放入盛有钠石灰的缺氧瓶中(瓶中钠石灰大约5g)，观察动物一般表现（呼吸，唇色，活动等），密闭后开始计时。

⑶持续观察各鼠在瓶中的活动情况，待小鼠死亡后，准确计算存活时间(t)。

⑷用测耗氧量装置测量小鼠的耗氧量（见附录及图示）。按下公式计算小白鼠的耗氧率（R）：耗氧率[ml/(g.min)]=耗氧量/体重（g）/存活时间

2．环境温度对缺氧耐受性的影响。

⑴取小白鼠缺氧瓶3只，分别放人钠石灰约5g。

⑵取1000m1烧杯2个，一个加入碎冰块和冷水，将杯内水温调至0～-4℃，另一个加入 热水，将温度调至40～42℃。

⑶取体重相近的小白鼠3只，称重后分别装入缺氧瓶内，两只缺氧瓶分别放入盛有冰水和热水的烧杯内，另一只置室温中，观察动物的一般表现、呼吸等，塞紧瓶塞开始计时。 ⑷持续观察各鼠在瓶中的活动情况，待小鼠死亡后，计算存活时间(t)，并立即从烧杯内取出缺氧瓶，置室温中平衡15min。

⑸以下方法同1的(4)步骤。

3．CO2浓度增高对缺氧耐受性的影响。

⑴取小白鼠2只，称重后分别放人有钠石灰和无钠石灰的缺氧瓶内，密闭后开始计时。 ⑵以下方法同1的(3)、(4)步骤。

4．预缺氧对缺氧耐受性的影响。

⑴取小白鼠2只，称重后分别放入有钠石灰的缺氧瓶内，密闭后开始计时，记录其中1只出现喘息、直至死亡的时间。另1小鼠当出现剧烈喘息呼吸时，记录喘息出现的时间，立即将瓶塞打开，恢复常氧15分钟，然后盖紧瓶塞，进行第二次同样的缺氧实验，恢复10分钟后，进行第三次缺氧实验，恢复10分钟后，进行第四次缺氧，直至小鼠死亡，同样记录小鼠出现喘息的时间及直至死亡的时间。

⑵以下方法同1的(4)步骤。

[实验结果与讨论]

1.为什么说我们复制的缺氧模型属于乏氧性缺氧?

缺氧瓶内的空气是与外界大气不通的，家兔在呼吸的过程中，不断的吸入瓶内的氧气，呼出CO2，呼出的CO2被NaOH吸收，瓶内气体的氧分压不断下降，而不伴有CO2的增高，家兔吸入气体的氧分压不断下降，造成了动脉血氧分压的下降，供应组织的氧不足，导致缺氧，这是一个单纯的急性乏氧性缺氧的动物模型。

2.缺氧过程中呼吸的改变

最初可以见到呼吸加深加快，这是由于：

(1)缺氧导致PaO2的降低，可以刺激外周化学感受器（包括颈动脉体和主动脉体化学感受器），反射性地引起呼吸中枢兴奋（反射弧的构成：窦神经为传入神经）；

(2)缺氧导致酸性产物增多，也可以刺激外周和中枢化学感受器，兴奋呼吸中枢；呼吸中枢兴奋，使呼吸加深加快，增加肺通气量，这是一种代偿性反应。随着缺氧程度的加重和时间的延长，缺氧直接抑制呼吸中枢，造成呼吸抑制，使呼吸减弱、减慢，甚至于停止。 除了缺氧以外，呼吸加快后CO2排出增多，也在一定程度上抑制呼吸。

缺氧刺激外周化学感受器所导致的呼吸兴奋作用和缺氧对呼吸中枢的直接抑制作用是同时存在的，直不过随着缺氧的加重，外周化学感受性反射已不足以克服低氧对中枢的抑制作用，最终导致呼吸障碍。

3.缺氧过程中循环的改变

最初可以观察到：血压↑、心率↑。

导致心率↑的原因有：

(1)过去认为心率加快是颈动脉体和主动脉体化学感受器受刺激后反射性引起的。但实验证明，在控制呼吸不变的情况下，缺氧刺激化学感受器引起心率变慢。所以缺氧时心率加快可能是通气增加、肺膨胀对肺牵张感受器的刺激，反射性地抑制迷走神经，使心率加快。

(2)中枢神经系统缺氧引起交感神经紧张性增强，引起心率加快。

导致血压↑的因素有：

(1)缺氧作为一种应激原，可以引起交感神经兴奋，使心肌收缩力增强；

(2)胸廓呼吸运动及心脏活动增强，导致静脉回心血量增加和心输出量增多；

(3)缺氧使皮肤、腹腔器官血管收缩，总外周阻力↑。

当缺氧进一步加重以后，可以出现心律失常和BP↓。导致心律失常的原因有：心肌细胞代谢障碍，功能受损，心肌兴奋性、自律性增高，传导性降低，可以发生心律失常。 导致BP↓的原因有：

(1)缺氧严重时，心肌细胞代谢障碍，收缩力下降；缺氧所致的酸中毒和心肌抑制因子的形成可以直接抑制心肌，使收缩力下降；

(2)呼吸中枢抑制导致胸廓运动减弱，导致静脉回流减少；缺氧导致的酸中毒使外周血管扩

张，大量血液淤积在外周，回心血量减少，使心输出量减少，外周阻力下降，导致血压下降。

4. 缺氧过程中血液系统的变化

如果是慢性缺氧，血红蛋白会显著增高，慢性缺氧导致红细胞增多主要是骨髓造血增强所致。当低氧血流流经肾脏时，可刺激肾小管旁间质细胞，使生成并释放促红细胞生成素，后者促使干细胞分化成原红细胞，并促进其分化、增殖和成熟，加速血红蛋白的合成，使骨髓内网织红细胞和红细胞释放入血液。

急性缺氧的时候交感神经兴奋，肝和脾的储血库收缩，肝窦和脾窦的血液进入血循环，这部分血液中红细胞所占的比重高，而血浆成分相对较少，所以进入血循环后，导致红细胞的比例有所升高，或者不明显，所以血红蛋白的量略有升高或不升高。

5.缺氧过程中中枢神经系统的改变

缺氧前行夹闭颈总动脉反射，观察到血压↑，心率↑。

夹闭颈总动脉影响的反射是减压反射。在减压反射中反射弧的组成：血压↑→动脉管壁所受的机械牵张↑→刺激颈动脉窦和主动脉弓压力感受器→经窦神经和减压神经传入冲动↑→延髓腹外侧血管运动中枢(+)→心迷走神经↑，心交感神经和交感缩血管神经↓→心率↓，动脉血压↓。

用线阻断颈总动脉血流后，动脉管壁所受的机械牵张↓，对减压反射有什么样的影响？同学们考虑一下。→颈动脉窦和主动脉弓压力感受器的刺激↓→经窦神经和减压神经传入冲动↓→延髓腹外侧血管运动中枢(-)→心迷走神经↓，心交感神经和交感缩血管神经↑→心率↑，动脉血压↑。

当血压下降至1/2时，行颈总动脉夹闭反射，血压和心率无改变。机理：神经系统耗氧量最高，对缺氧的耐受性也最差。缺氧严重，导致中枢神经系统功能障碍，对刺激的反应性降低甚至小时，所以夹闭反射减弱或消失.

6. 停止缺氧后，呼吸和血压的改变。

呼吸和血压逐渐恢复。

第二篇：氯丙嗪、低温、亚硝酸钠对小鼠缺氧耐受性的影响

氯丙嗪、低温对小鼠缺氧耐受性的影响 及亚硝酸钠在复制小鼠缺氧模型中的作用

【摘要】目的：探究氯丙嗪、低温对小鼠缺氧耐受性的影响及亚硝酸钠中毒造成缺氧的机理。方法：缺氧耐受性实验给实验组小鼠腹腔注射氯丙嗪后低温处理，对照组腹腔注射等量生理盐水后室温处理，将两组小鼠至于测耗氧装置内，待小鼠死亡后计算耗氧率。亚硝酸钠中毒实验给实验组及对照组小鼠腹腔注射等量亚硝酸钠溶液后，对照组腹腔注射美兰，实验组注射等量生理盐水，观察小鼠死亡与否及肝血颜色。结果：缺氧耐受性实验实验组小鼠耗氧率较对照组低，存活时间较对照组长。亚硝酸钠中毒实验组小鼠死亡，对照组小鼠未死亡。结论：氯丙嗪、低温可使机体耐缺氧能力提高。亚硝酸钠可引起高铁血红蛋白血症，致使机体缺氧。

【关键词】氯丙嗪；低温；缺氧；亚硝酸钠

【Abstract】Objective: Explore chlorpromazine hypothermia on hypoxic tolerance in mice and the impact of sodium nitrite poisoning caused by the mechanism of hypoxia.Methods: Hypoxia experiments to test group of mice after intraperitoneal injection of chlorpromazine and low temperature, the control group were injected with normal saline at room temperature after processing, oxygen consumption will be measured two groups of mice The device, to be calculated after the death of mice Oxygen. Sodium nitrite poisoning experiment to the experimental group and control group of mice injected the same amount of sodium nitrite solution in the control group were injected with methylene blue, the experimental group injected with normal saline, or death in mice and liver blood color. Results: Hypoxia experiment oxygen consumption rate of the mice compared with control group, survival time than in the control group. Sodium nitrite poisoning death of the mice, control mice did not die. Conclusions: Chlorpromazine, the body temperature can increase hypoxia tolerance. Sodium nitrite can cause methemoglobinemia, resulting in hypoxia.

【Key words】Chlorpromazine; Hypothermia; Anoxia; Sodium Nitrite

当供应组织的养不足，或组织利用氧障碍时，机体的技能和代谢可发生异常变化，这种病理过程称为缺氧[1]。本实验将通过观察氯丙嗪、低温对小鼠缺氧耐受性的影响来探究中枢神经系统机能抑制及低温对缺氧耐受性的影响机制。以及探究亚硝酸钠中毒造成缺氧的机理及解毒方法。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 18～22 g小鼠四只，由浙江中医药大学动物实验中心提供。 1.1.2 试剂 2.5 g/L氯丙嗪，10 g/L亚甲蓝，50 g/L亚硝酸钠，生理盐水。

1.1.3 仪器 125 ml广口瓶，量筒，移液管，1 ml注射器，冰浴，滤纸，手术器械。 1.2 方法

1.2.1 氯丙嗪、低温对小鼠缺氧耐受性的

影响 取小鼠2只，分别记为实验组和对照组，称重并记录。实验组按0.1 ml/10 g体重给小鼠腹腔注射2.5 g/L氯丙嗪并冰浴10～15 min。对照组按0.1 ml/10 g体重给小鼠腹腔注射生理盐水并置于室温中。准备两组测耗氧装置，将处理后的小鼠分别放入两个125 ml广口瓶内，塞紧瓶塞。观察小鼠呼吸频率、呼吸深度、活动等一般情况及耳、尾、口唇的颜色变化。待小鼠死后，记录死亡所需时间及量筒液面变化的高度。计算耗氧率 R=???，其中R为耗氧率，A为耗氧量，w为小鼠体重，t为死亡时间。

1.2.2 亚硝酸钠中毒引起的缺氧 取体重相近的小鼠两只并分为记为对照组和实验组。向两组小鼠腹腔内各注射50 g/L亚硝酸钠0.2 ml后，立即向对照组腹腔内再注射10 g/L亚甲蓝（美兰）溶液0.2 ml，实验组

?

1 / 3

注射生理盐水0.2 ml。观察两组小鼠死亡与否。脱颈椎处死未死亡小鼠。解剖小鼠尸体，记录肝脏血液颜色变化。

2 结果

2.1 氯丙嗪、低温对小鼠缺氧耐受性的影响 对照组注射生理盐水后皮肤黏膜、呼

表 1 中枢神经系统机能抑制及低温对小鼠缺氧耐受性的影响

组别 对照组 实验组

体重/g 21.7

皮肤黏膜 正常→青紫

呼吸

正常→加深加快→呼吸减弱→

停止呼吸

缓慢→加深加快→呼吸减弱→

停止呼吸

活动 活泼→减弱 不活动

耗氧量/ml 4 8

吸均正常，活动表现活泼；实验组注射氯丙嗪并冰浴处理后皮肤黏膜呈现鲜红色，呼吸缓慢，不活动。缺氧处理后，两组小鼠皮肤粘膜均变为青紫色，呼吸先加深加快，然后逐渐减弱，直至停止呼吸；实验组小鼠较对照组耗氧量及死亡时间均增加，耗氧率减少，详见表1。

死亡时间/min 14 46

耗氧率 0.013 0.008

21.0 红→青紫

2.2 亚硝酸钠中毒对小鼠的影响 对照组小鼠未死亡，肝血颜色为鲜红色，实验组小鼠死亡，肝血颜色为咖啡色。

3 讨论

3.1 氯丙嗪、低温对小鼠缺氧耐受性的影响

3.1.1 氧分压降低对小鼠的影响 将小鼠放入广口瓶内塞紧瓶塞后，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。刚开始一段时间，密闭瓶中的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。

3.1.2 氯丙嗪的生理作用 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。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下降，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。另外，有研究表明氯丙嗪能够减轻缺氧缺糖引起的细胞损伤，其机制可能与调控IκB/ NF-κB 途径,减少凋亡相关基因的表达有关[2]。因此实验中实验组小鼠较对照组耗氧量及死亡时间均增加，耗氧率减少。 3.2 亚硝酸钠中毒导致的缺氧

3.2.1 亚硝酸钠中毒机理 亚硝酸钠中毒导致的缺氧属于血液型缺氧。其机制为：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，故亚硝酸盐中毒时肝血出现深咖啡色或青紫色，皮肤、粘膜呈现类似发绀的青紫色，称为肠源性发绀。故实验组小鼠死亡，肝血颜色为咖啡色。

3.2.2 美兰的解毒机制 正常动物红细胞内具有使高铁血红蛋白还原的物质，如

2 / 3

VC 和谷胱甘肽等。如果进入体内的亚硝酸氧化能力超过体内还原能力，则动物出现明显中毒症状[3]。对照组小鼠注射美兰解毒后未死亡，肝血颜色为鲜红色。原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，还原型钠可将含二价铁离子的血红蛋白氧化为高铁血红蛋白造成血红蛋白携氧能力降低，致使机体缺氧。而亚甲蓝可还原高铁血红蛋白抑制亚硝酸盐的中毒反应。

参考文献

[1] 陆源，林国华，杨午鸣．机能学实验教

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，[2]不可无限制重复应用，以防美兰中毒。如美兰剂量过大，NADPH不能将其全部还原为还原型美兰，此时美兰做为氧化剂，可直接将正常血红蛋白氧化为高铁红蛋白，加重病情。 [3]综上所述，氯丙嗪、低温可使机体代谢率下降，耗氧量减少，耐缺氧能力提高。亚硝酸

3 / 3

程[M]．第2版．北京：科学出版社，2010：165．

钟加滕，张宏宇，刘菲等. 氯丙嗪对缺

氧缺糖PC-12细胞的保护作用及其机制的探讨[J]. 中国实验诊断学，2009，13（10）：1339-1342.

唐瑞华，刘满珍，陈益元. 亚硝酸钠中

毒及解救的合理方案研究[J]. 中国畜牧兽医，2007，34（10）：96.