氨中毒在家兔肝性脑病发病机制中的作用观察
【摘要】目的：①复制家兔急性肝功能不全模型，用十二指肠灌注复方氯化铵法，观察氨中毒对家兔脑功能影响；②用耳缘静脉注射谷氨酸钠法治疗肝性脑病，探讨其治疗机制。方法：全班分为五大组，其中第一组为模型组，第二组为治疗组，第三组为假手术组，第四组为症状明显抢救组，第五组为预防组。结果：复方氯化铵可使家兔大脑功能受影响,而肝可解氨中毒，复方谷氨酸钠也可缓解其作用。结论：肝具有解毒作用，肝功能不全在肝性脑病的发生中占极大地作用。 【关键词】氨中毒 肝性脑病 复方谷氨酸钠 1实验材料
1.1对象：家兔(2.8kg)；
1.2实验试剂：氨基甲酸乙酯，复方氯化铵溶液，复方谷氨酸钠溶液；
1.3实验仪器：10ml注射器、50ml注射器及针头，手术剪，镊子、止血钳、兔手术台、棉线若干、婴儿秤、缝针、导管；
2实验方法
2.1实验分组 本组实验为假手术组
2.2麻醉 家兔称重，按5ml/kg剂量由耳缘静脉注射13.5ml氨基甲酸乙酯。待家兔麻醉后背位固定于兔手术台上。
2.3急性肝功能不全动物模型复制 从胸骨剑突下沿腹正中线行长8cm的切口，打开腹腔；暴露肝脏，向下压肝脏，剪断肝与横膈之间的镰状韧带，使肝叶游离，辨明肝脏各叶，用粗棉线绕肝左外叶、左中叶、右中叶根部一周，不结扎肝脏。
找出十二指肠，找其上壁血管较少的一处做一环形缝合，在环形中间剪一个小口，沿小肠方向插入导管并向下推进4~5cm，切口荷包缝合固定导管，用止血钳关闭腹腔切口。
2.4试剂注射 前两次分别向十二指肠内注入10ml的复方氯化铵溶液，之后的注射量都为5ml每次注射间隔5min，仔细观察并记录。 2.5实验观察
2.5.1记录家兔的呼吸频率：实验前、实验中、治疗中、死亡前。 2.5.2记录家兔抽搐及痉挛发生所需时间。 2.5.3记录所用复方氯化铵溶液的总量。
3实验结果
3.1实验结果数据记录
手术前呼
实验类型
组数
吸频率
第一组
模型组
第二组 第三组
治疗组
第四组
假手术组 抢救组 预防组
第八组
48
44
46
52
9min
20ml
7.67
/
32ml
第五组 第六组 第七组
37 46 32 未测
37 50 43 116
42 52 56 110
48 54
发生
60 130
25min 20min
35ml 30ml
15.21 未测
/ /
50ml 75ml
15min 40min后仍未
50ml
18.52
/
/
30ml
10.34
/
2ml
40 46
42 44
72 49
66
发生
50
33min36s
40ml
11.4
/
95ml
未测
呼吸频率 未测
呼吸频率 未测
呼吸频率 未测
生时间 3min 40min后仍未
40ml
17.31
未死亡
/
总量 40ml
重比 11.9
间 32分钟
酸钠用量 /
第一次给药
第二次给药
第三次给药
抽搐痉挛发
用药
药物体
死亡时
复发谷氨
3.2分组说明:（模型组）不给复方谷氨酸钠溶液，给生理盐水，观察出现明显肝性脑病症状。（治疗组）仔
细观察，出现抽动，立即给复方谷氨酸钠溶液，实施抢救。（假手术组）手术全过程都做，只是不结扎肝脏，注入复方氯化铵溶液，观察是否出现肝性脑病症状。（症状明显抢救组）多灌几次，等症状明显时给药抢救。（预防组）耳缘静脉灌注复方谷氨酸钠溶液（30mg/kg），造模给复方谷氨酸钠溶液同时进行，直至症状缓解，并继续观察。
4小组讨论
4.1假手术的目的：假手术组与模型组的不同点是其肝叶健全，即肝功能健全。主要用于对比证明肝对氨有解毒作用，由实验结果的第一组可见（其中第二组的数据不准确可能由于肝的结扎没有到位），肝功能不全的家兔对氨的解毒作用明显低于肝功能健全的家兔，说明肝有解氨中毒的作用。
4.2复方氯化铵溶液对肝性脑病的作用机理，肝大部分结扎在实验中的作用：
4.2.1据氨中毒学说，正常情况下，血氨的来源于清除保持动态平衡，而氨在肝中合成尿素是维持此平衡的关键。在结扎大部分肝的基础上灌注氯化铵导致血氨增高，增高的血氨可通过血脑屏障进入脑组织，通过干扰脑组织的能量代谢，使脑内神经递质发生改变，引起脑的功能障碍，出现震颤、抽搐、昏迷等类似肝性脑病症状。
4.2.2肝大部分结扎术在实验性肝性脑病中的作用：采用家兔大部分肝结扎，是为了复制急性肝功能不全的动物模型，造成肝解毒功能急剧降低，在此基础上经十二指肠灌入复方氯化铵溶液，导致肠道中氨生成增多并吸收入血。
4.3家兔呼吸频率和肌紧张有何改变，为什么？
4.3.1家兔呼吸频率的改变：由实验数据可以看出，给药后家兔的呼吸频率是加快的，（由于个体差异的存在，第七组的呼吸频率一直保持在高水平）其中第三组的呼吸频率的变化相对第四组小并综合预防组的数据，可以猜测家兔呼吸频率的增加是由于氨中毒引起的。
4.3.2随着实验的进行家兔的肌紧张加剧，以至于出现抽搐甚至角弓反张等表现。
4.3.3说明：血氨浓度升高，干扰脑组织的能量代谢，主要是干扰葡萄糖的生物氮化过程，而脑组织随时都要依赖血液中的葡萄糖提供能量。氨与脑内的α-酮戊二酸结合，生成谷氨酸，影响糖代谢，使ATP产生不足，产生谷氨酰胺为抑制神经的递质，并使脑内兴奋性神经递质减少，并且氨对神经细胞膜也有抑制作用是神经细胞兴奋性异常，并干扰神经传导活动。其中乙酰胆碱有扩张血管减慢心率的作用，从而可见家兔呼吸频率加快的原因。而其中肌紧张加剧可能由于脑组织中氨大量增加使大量谷氨酸转化成谷氨酰胺使氨中毒早期生成γ-氨基丁酸的底物-谷氨酸减少，引起脑内抑制性递质γ-氨基丁酸减少有关。
4.4复方谷氨酸钠溶液的影响和作用机理：
4.4.1注射复方谷氨酸钠溶液后可以缓解家兔氨中毒的症状，且治疗组的效果最好，作为预防则其效果不大。
4.4.2作用机理：谷氨酸可与血中过多的氨结合成为无毒的谷酰胺，由尿排出，进而降低血氨。谷氨酸还可参与脑细胞的代谢，改善中枢神经系统的功能。
5小组结论
5.1氯化铵(NH4Cl)进入肠道后分解成NH3即氨，当大量的氨经肠道吸收进入血，使血氨增高而产生肝性脑病。
迄今氨中毒学说仍被视为肝性脑病（HE）发病的经典学说。支持此学说的依据为：①HE患者常有高氨血症；②诱发HE的一些诱因常引起高氨血症；③临床与实验研究表明：诱导高氨血症与肝性脑病的发生有一定相关性；④降低高氨血症的措施，能有效改善或缓解肝性脑病的发作。氨中毒发病机制包括NH3的来源、生成、吸收增加及/或清除减少，以及NH3的毒性作用。
氨的毒性作用
（1）降低CNS内Na+-K+-ATP酶的活力：NH3与其他毒性代谢产物如硫醇、酚、短链脂肪酸等有协同毒性作用，能直接损害BBB及神经细胞膜上的Na+-K+-ATP酶活力。BBB酶活力降低时，则BBB酶屏障作用减弱，某些在正常情况下被该酶分解的毒性产物如GA-BA，可以不受阻挡地进入CNS，引起HE。脑神经细胞和星形胶质细胞膜上的Na+-K+-ATP酶有很高的活力，以维持CNS兴奋性传导离子梯度，NH3可通过与K+竞争抑制Na+-K+-ATP酶活力，不仅可引起
神经冲动传导障碍，且可引起星形胶质细胞水肿或脑水肿。
（2） 干扰CNS的能量代谢：正常情况下，葡萄糖通过BBB进入CNS时，是依赖其酶系统逆浓度差转运至CNS内，BBB功能受损时，葡萄糖逆浓度差转运减少；此外，高NH3血症时，NH3通过α-酮戊二酸-谷氨酸-谷氨酰胺途径代谢，消耗大量的α-酮戊二酸；以上分别影响CNS的能量供应及干扰其能量代谢。
（3）干扰谷氨酸能神经传递：谷氨酸是中枢神经（CNS）的兴奋性神经递质，也是脑中分布最广的一种递质。正常情况下，谷氨酸能突触（glutamateric synapse）的神经冲动传导，是通过谷氨酸-谷氨酰胺循环来调节的。NH3由BBB进入CNS后，首先由星形细胞摄取，在其谷氨酰胺合成酶催化下，生成谷氨酰胺，后者一部分进入突触前神经元，另一部分则汇入脑脊液（CSF）内。突触前神经元内的谷氨酰胺，在其谷氨酰胺酶作用下，生成谷氨酸，贮存于囊泡内并释放至突触间隙，一部分与突触后神经元的谷氨酸受体结合，由此启动谷氨酸能的神经传递，另一部分则由星形细胞再摄取，重新开始另一轮谷氨酸-谷氨酰胺循环。高氨血症时，星形细胞内的谷氨酸与NH3结合大量被消耗而减少，相应地谷氨酰胺生成明显增加；前突触神经元内谷氨酰胺，因谷氨酰胺酶活力受NH3的毒性作用而减弱，不能生成谷氨酸，从而阻断了正常的谷氨酸-谷氨酰胺循环，干扰谷氨酸能的神经传递。近代研究还表明：细胞内谷氨酰含量过高时，还可引起细胞毒性脑水肿。
（4）干扰神经的动作电位：NH3可使神经元的氯离子驱出泵灭活，使神经元去极化，抑制突触后兴奋性电位的形成以及抑制轴突的传导。 氯化铵(NH4Cl)进入肠道后分解成NH3即氨，当大量的氨经肠道吸收进入血，使血氨增高而产生肝性脑病。
迄今氨中毒学说仍被视为肝性脑病（HE）发病的经典学说。支持此学说的依据为：①HE患者常有高氨血症；②诱发HE的一些诱因常引起高氨血症；③临床与实验研究表明：诱导高氨血症与肝性脑病的发生有一定相关性；④降低高氨血症的措施，能有效改善或缓解肝性脑病的发作。氨中毒发病机制包括NH3的来源、生成、吸收增加及/或清除减少，以及NH3的毒性作用。
氨的毒性作用
（1）降低CNS内Na+-K+-ATP酶的活力：NH3与其他毒性代谢产物如硫醇、酚、短链脂肪酸等有协同毒性作用，能直接损害BBB及神经细胞膜上的Na+-K+-ATP酶活力。BBB酶活力降低时，则BBB酶屏障作用减弱，某些在正常情况下被该酶分解的毒性产物如GA-BA，可以不受阻挡地进入CNS，引起HE。脑神经细胞和星形胶质细胞膜上的Na+-K+-ATP酶有很高的活力，以维持CNS兴奋性传导离子梯度，NH3可通过与K+竞争抑制Na+-K+-ATP酶活力，不仅可引起神经冲动传导障碍，且可引起星形胶质细胞水肿或脑水肿。
（2） 干扰CNS的能量代谢：正常情况下，葡萄糖通过BBB进入CNS时，是依赖其酶系统逆浓度差转运至CNS内，BBB功能受损时，葡萄糖逆浓度差转运减少；此外，高NH3血症时，NH3通过α-酮戊二酸-谷氨酸-谷氨酰胺途径代谢，消耗大量的α-酮戊二酸；以上分别影响CNS的能量供应及干扰其能量代谢。
（3）干扰谷氨酸能神经传递：谷氨酸是中枢神经（CNS）的兴奋性神经递质，也是脑中分布最广的一种递质。正常情况下，谷氨酸能突触（glutamateric synapse）的神经冲动传导，是通过谷氨酸-谷氨酰胺循环来调节的。NH3由BBB进入CNS后，首先由星形细胞摄取，在其谷氨酰胺合成酶催化下，生成谷氨酰胺，后者一部分进入突触前神经元，另一部分则汇入脑脊液（CSF）内。突触前神经元内的谷氨酰胺，在其谷氨酰胺酶作用下，生成谷氨酸，贮存于囊泡内并释放至突触间隙，一部分与突触后神经元的谷氨酸受体结合，由此启动谷氨酸能的神经传递，另一部分则由星形细胞再摄取，重新开始另一轮谷氨酸-谷氨酰胺循环。高氨血症时，星形细胞内的谷氨酸与NH3结合大量被消耗而减少，相应地谷氨酰胺生成明显增加；前突触神经元内谷氨酰胺，因谷氨酰胺酶活力受NH3的毒性作用而减弱，不能生成谷氨酸，从而阻断了正常的谷氨酸-谷氨酰胺循环，干扰谷氨酸能的神经传递。近代研究还表明：细胞内谷氨酰含量过高时，还可引起细胞毒性脑水肿。
（4）干扰神经的动作电位：NH3可使神经元的氯离子驱出泵灭活，使神经元去极化，抑制突触后兴奋性电位的形成以及抑制轴突的传导。
6注意事项
6.1肝脏手术时，动作宜轻柔，以免肝脏破裂出血。
6.2剪断镰状韧带时，注意不要损伤肝脏与膈肌。
6.3十二指肠插管方向要向空肠方向，并防止复方氯化铵溶液溶液溢出漏入腹腔。
7参考文献
7.1陆源，林国华，杨午鸣主编 机能学实验教程第二版科学出版社2010.6 P177~179
7.2 生理学 张志雄主编 上海科技出版社2006.8 P23~28
第二篇：氨在肝性脑病发病机制中的作用
氨在肝性脑病发病机制中的作用一、实验目的1，观察血氨增高对中枢神经系统的毒性作用2，验证肝脏对氨具有解毒作用3，思考血氨对呼吸系统的影响及酸碱平衡的影响，并探讨三者之间的关系！二，试验材料三，试验步骤四，试验结果 甲兔 乙兔 呼吸（次/分） 加深加快（126到140） 加深加快（118到137）角膜反射 慢慢减弱消失 慢慢减弱消失用药至抽搐时间（分） 32 45复方氯化铵用量（毫升） 25 36 五、实验分析（肝脏处理氨的方式，通过哪种酶系统？氨对中枢系统的毒性作用？血氨升高对呼吸中枢的影响，最易引起哪种类型酸碱平衡紊乱，该类型酸碱平衡紊乱对机体影响如何？）肝性脑病（hepatic encepHalopathy，HE）过去称肝性昏迷（hepatic coma），是严重肝病引起的、以代谢紊乱为基础的中枢神经系统功能失调的综合病征，其主要临床表现是意识障碍、行为失常和昏迷。1,肝脏的对体内的氨具有解毒作用氯化铵经肠道水解为氢离子和氨，氨经肠道弥散入血，氨在肝脏可形成尿素，另外氨与谷氨酸钠结合为谷氨酰胺，由于肝脏被结扎，其解毒能力减弱，造成血氨升高，没有结扎肝脏的动物也造成死亡，说明肝脏的解毒能力有一定的限度！2、氯化铵(NH4Cl)进入肠道后分解成NH3即氨，当大量的氨经肠道吸收进入血，使血氨增高而产生肝性脑病；肝脏大部分结扎后，造成肝脏鸟氨酸循环障碍，肝脏对氨的清除能力下降，高浓度的氨通过血脑屏障进入脑组织，引起肝性脑病。由于肝脏大部在注射氯化铵前已被结扎，因此肝脏不能对氯化铵进行代谢、清除。氨的毒性作用：（1）干扰脑细胞的能量代谢：进入脑内的氨与α - 酮戊二酸、谷氨酸结合生成毒性较低的谷氨酰胺，但此过程使脑组织 ATP 生成减少、消耗增加，导致大脑能量严重不足，难以维持中枢神经系统的兴奋活动而昏迷。(2) 影响脑内神经递质的平衡：血氨增高使脑内的神经递质平衡失调，兴奋性递质谷氨酸，乙酰胆碱减少，抑制性递质谷氨酰胺，氨基丁酸增多，导致中枢神经系统功能紊乱。(3) 对神经元细胞膜的直接抑制作用：氨对神经细胞膜上的 Na+ - K+ - ATP 酶可能有干扰；氨可与 K+ 竞争进入细胞内。这些作用均可影响 Na+ 、 K+ 在神经细胞膜内、外的正常分布，从而干扰神经兴奋及传导活动。3、家兔呼吸加深加快变急促，反射亢进，肌张力增高，甚至出现
抽搐,角弓反张。这是由于血氨浓度升高，干扰脑组织的能量代谢，同时产生谷氨酰胺为抑制神经的递质，并使脑内兴奋性神经递质减少，并且氨对神经细胞膜也有抑制作用是神经细胞兴奋性异常，并干扰神经传导活动。其中乙酰胆碱有扩张血管减慢心率的作用，从而可见家兔呼吸频率加快的原因。4注入谷氨酸钠，它可以和血中过多的氨结合成谷氨酰胺，由尿排出，以降低及消除血氨，延长了存活时间，说明谷氨酸钠对肝性脑病有一定的治疗效果，从而证实血氨升高与肝性脑病确实存在着重要的关系！注意事项：6.1肝脏手术时，动作宜轻柔，以免肝脏破裂出血。6.2剪断镰状韧带时，注意不要损伤肝脏与膈肌。6.3十二指肠插管方向要向空肠方向，并防止复方氯化铵溶液溶液溢出漏入腹腔。六，实验小结实验中，结扎肝脏后，注射氯化铵溶液，使血氨升高而引起肝性脑病；肝脏对氨具有清除作用，所以不结扎肝脏不会发生氨中毒；谷氨酸钠可以较好的缓解抑制肝性脑病的发生。本次试验在老师的辛勤讲解和辅导下，通过和其他同学的密切配合，较顺利并成功的完成了试验，并提高了自身能力！