家兔动脉血压的神经体液调节.doc

家兔动脉血压的神经体液调节10级生物基地摘要：本次实验中，我们才用家兔作为实验对象，学习了家兔颈部手术与分离主动脉神经的方法，通过实验，掌握了直接测定家兔动脉血压的急性实验的方法，结果观察到了神经、体液因素对心血管活动的影响，进一步加深了对于动物生理学实验研究的理解。关键词：家兔、动脉血压、神经体液调节1.前言在正常人体内,任何高等动物的动脉血压时相对稳定的. 心血管活动主要受神经、体液和自身调节。神经调节一般是通过反射(reflex)的形式实现的，包括压力感受性反射、心肺容量感受性反射、化学感受性反射等，通过改变交感及副交感传出神经的紧张性活动，调节心血管机能；体液调节则涉及肾素血管紧张素系统（RAS）、肾上腺素和去甲肾上腺素、加压素、内皮缩血管因子（EDCF）、内皮舒血管因子（EDRF）、激肽、前列腺素（PGs）等多个方面。神经调节中以静动脉窦-主动脉弓压力感受性反射最为重要。此反射即可使升高的血压下降,又可使降低血压升高,故有血压缓冲反射之称。家兔的主动脉神经在解剖上独成一支,易于分离与观察。本实验是应用液导系统直接测定动脉血压,即由动脉插管与压力传感器连通,其内充满抗凝液体,构成液导系统,将动脉插管插入动脉,动脉内的压力及其变化,可通过封闭的液导系统传导压力感受器,由计算机采集系统记录下来。2.实验材料及仪器2.1实验对象健康家兔1只2.2实验试剂20%氨基甲酸乙酯溶液，生理盐水，肝素2.3手术器械兔子专用手术台，绳子，常用手术器械，止血钳，剪毛剪，眼科剪，支架，动脉插管，三通管，动脉夹，玻璃分针，手术灯，棉花，棉球，棉线，注射器2.4记录仪器Pclab计算机采集系统，电刺激器，YP100血压换能器支架，三通管，电极3.实验步骤3.1动物准备3.1.1麻醉：取家兔一只，称重，耳缘静脉缓慢注射20%氨基甲酸乙酯(1g/kg体重)进行麻醉。注射时速度要慢，并注意观察动物情况。当动物四肢松软，呼吸变深变慢，角膜反射迟钝时，表明动物已被麻醉，即可停止注射。3.1.2固定与剪毛：将动物背位固定于手术台上，用剪毛剪将颈部手术区的被毛剪去，即可进行手术。3.2手术3.2.1切开皮肢：在紧靠喉头下缘，沿颈部正中线作一长约5-7cm的皮肤切口，用止血钳钝性分离皮下结缔组织后，夹住少许皮肤并向两侧分开创口。3.2.2用手术刀切开其气管，（注意分离肌肉时应使用止血钳，并且气管应为丁字切口，切勿切断）插入三通管，以保证兔子在实验过程中不会因分泌物堵住气管而死亡。3.2.3分离颈部迷走、交感、减压神经和颈总动脉迷走、交感、减压神经和颈总动脉都在气管两侧的颈动脉鞘内，因此分离前可先用手指按触气管旁的颈部组织，根据动脉搏动来确定颈总动脉的位置，沿此方向容易找到颈总动脉。在颈总动脉旁有束神经与其伴行，这束神经中包含有迷走、交感、减压神经。 在气管外侧，颈总动脉与三根粗细不同的神经在结缔组织的包绕下形成血管神经束。其中最粗者呈白色为迷走神经；较细者呈灰白色，为颈部交感神经干，交感神经干有到心脏去的分支；最细者为减压神经，属于传入性神经。其神经末稍分布在主动脉弓血管壁内。减压神经一般界于迷走和交感神经之间，但其位置常有变异，且变异率很大。用拇指和食指捏住一侧切口的皮肤和肌肉，其余三指从皮肤外面略向上顶颈部气管旁软组织外部，便可暴露出与气管平行的动脉鞘，鞘内包括有靠前的颈总动脉和紧贴在后的迷走神经、交感神经和减压神经。用玻璃分针轻轻地纵行分离开鞘膜，并将颈总动脉稍移向一旁，就可见到三条平行排列的神经：迷走神经最粗、明亮；交感神经较细，光泽较暗；减压神经最细，在颈中部水平移位于前二者之间并紧挨交感神经并行。用玻璃分针分离出减压神经的一段(约1-2cm)尽量清除掉神经外结缔组织、脂肪组织，但切勿损伤神经和伴行的小血管，以免影响神经的鉴别和实验观察。先分离减压神经和交感神经，然后分离颈总动脉及迷走神经，由于减压神经通常与交感神经较难分离，本次实验中我们将其合并使用，每条神经分离出23cm，在各条神经下穿一条生理盐水浸泡过的不同颜色的丝线以便区别。颈总动脉下亦穿一条线备用。本实验可分离左侧颈总动脉供插动脉套管用，神经则以分离右侧为好。右侧颈总动脉亦要分离，准备提拉(或夹闭)时用。在上述手术过程中必须注意及时止血，小血管破裂出血时，则用止血钳夹住出血点并用丝线结扎止血。 3.2.4实施动脉插管在实施动脉插管前，通过兔子的耳缘静脉注射肝素钠，使用该抗凝血剂，使在插入动脉套管时不会因为血液凝集而堵塞，以致无法进行实验。钝性分离左颈总动脉，靠动物头侧的部分尽可能多分离些，并在其远心端穿线结扎，用动脉夹夹住动脉的近端。在此段血管下穿一条线以备套管插入后结扎用。用眼科剪在尽可能靠远心端处作一斜形切口，约剪开管径的一半，然后把动脉套管经切口向心脏方向插入动脉，用已穿好的丝线扎紧插入动脉的套管前端部分，并以同一丝线在套管的上端（针头与塑料管交连处）缚紧固定，以防套管从插入处滑出。3.3计算机采集系统调试校准由于在校准计算的采集系统之前，计算机无法检测实际血压，只能反映其趋势变化，通过用水银气压计以及血压换能器来校准采集系统，计算机就能够记录出兔子的实际血压值。而且应注意在这一步将换能器中的空气全部排出，否则将无法把兔子动脉血压转换为可记录刺激。3.4实验观察3.4.1观察正常血压曲线。调节扫描速度与增益，可以明显地观察到心室射血与主动脉回缩形成的压力变化与收缩压、舒张压的读数。有时可以观察到血压曲线随呼吸变化，心搏为一级波，呼吸波为二级波。然后将扫描速度调慢，观察正常血压曲线。3.4.2观察闭气后的血压曲线。堵住兔子气管所插的三通管的两个通气管，造成兔子闭气缺氧，观察其动脉血压的变化。3.4.3记录对照血压曲线后，用手指按压颈动脉窦（下颌下方内侧），观察并记录血压变化。当血压明显下降时，则停止按压，待血压恢复。如果血压反而升高，说明按压的是血管，需重新寻找按压位置。3.4.4轻轻提起对侧完好颈总动脉上的备用线，用动脉夹夹闭（注意于夹闭前记录动脉通畅时的血压曲线），观察并记录血压变化。出现变化后即取下动脉夹，记录血压的恢复过程。3.4.5刺激迷走神经。使刺激输出端连接保护电极，轻轻提起迷走神经上的备用线，小心地将神经置于保护电极之上。记录对照血压曲线后，再用中等强度的连续电脉冲信号，通过保护电极，刺激神经。血压明显下降后即可停止刺激，并待血压恢复。如果血压并不下降，可调整刺激强度或刺激频率再行刺激。之后同时结扎双侧迷走神经后剪断，分别刺激迷走神经的中枢端和外周端，观察血压有何变化。3.4.6刺激减压神经与交感神经的复合神经干，方法同上。3.5处死动物做完实验，先结扎颈总动脉，然后注射空气针或关闭（结扎）气管，迅速处死动物。注意取下动物身上的所有器械，尤其是动脉夹和动脉套管，最后将死兔置于垃圾袋中。4.实验结果及分析4.1家兔正常动脉压测量图如图4.1所示，血压的二级波是由于呼吸运动引起的血压波动。心搏为一级波，呼吸波为二级波。吸气时先是下降，继则上升；呼气时先是上升，继则下降，频率与呼吸频率一致。4.2家兔闭气后血压变化测量图如图4.2所示，由于闭气后家兔缺氧，造成其心脏快速搏动，胸腔急剧起伏，影响到血压的急剧起伏，此时应注意闭气时间，避免兔子的死亡。4.3按压动脉窦血压变化测量图如图4.3所示，按压颈动脉窦引起兔子动脉血压下降。由于在颈动脉窦管壁的外膜下游动脉压力感受器，能感受血管壁机械牵张程度。按压颈动脉窦会增加其牵张程度，压力感受器发放的神经冲动增多，通过窦神经（传入神经）到达延髓心心血管中枢，经过兴奋性心迷走中枢，同时抑制心交感中枢和收血管中枢，使心输出量减少，外周阻力降低，血压下降。4.4夹住另一侧颈动脉血压变化测量图从图4.4可以看出，夹闭另一侧颈总动脉将造成兔动脉血压升高的现象。这是由于颈动脉窦管壁的外膜下分布有丰富的感觉神经末梢，是动脉张力感受器。这个感受器位于兔颈总动脉的远心端，颈内动脉与颈外动脉的分叉交界处。夹闭颈动脉后，远心端的颈动脉窦张力感受器感受到血压下降，传出神经冲动的频率减慢。信息沿窦神经上传至延髓孤束核心血管中枢。使心迷走紧张减弱，心交感和心缩血管紧张加强，作用于心脏，使心率加快，心输出量增加，血管收缩，血管外周阻力增加。从而血压恢复性升高。若血压下降过大，交感缩血管紧张还会扩展到静脉系统，是静脉收缩，促进血液回心，使每博输出量增加。上述过程其示意图如下：4.5刺激迷走神经血压变化测量图4.6刺激迷走神经中枢端血压变化图4.7刺激迷走神经外周端血压变化图由上面图4.5-4.6可以观察到，刺激迷走神经，血压降低 迷走神经兴奋，其神经末梢会释放更多的乙酰胆碱增多，乙酰胆碱与心肌细胞膜上的M受体结合，使细胞膜内cAMP降低，对钾离子通透性增加，增大最大复极电位负值与阈电位之间的差值，兴奋性降低，同时对钙离子的通透性降低，产生负性变力，负性变传导，负性变时作用。 剪断神经后，与减压神经不同，从血压变化的波形来看，当刺激停止后，动脉血压迅速恢复，并且过程中出现一小的波峰。这是因为：迷走神经属混合神经，其中内脏运动神经纤维有分支分布于心肌，而内脏感觉神经纤维则终止于延髓的孤束核，而后者又有纤维与延髓腹内侧的“减压区”联系。当迷走神经的内脏运动神经纤维兴奋时，将导致心脏活动的抑制，具体表现为心肌兴奋性降低，心率减慢，心肌收缩力减弱，血压下降。故刺激迷走神经外周端时，动脉血压迅速下降，心率明显减慢，而当刺激停止时，上述抑制效应停止，血压也迅速恢复。当迷走神经内脏感觉神经纤维兴奋时，经孤束核使延髓的“减压区”兴奋，经“交互抑制”使延髓的“加压区”活动受到抑制，再由传出途径抑制心脏和外周血管的活动，故血压下降。因此，当刺激迷走神经中枢端时，动脉血压也应下降，但停止刺激后，由于延髓“减压区”和“加压区”的“交互抑制”现象的存在，所以动脉血压的恢复较缓慢。实验中刺激迷走神经后血压的变化正是由于迷走神经内脏运动、感觉神经纤维共同兴奋的结果，即刺激完整神经所得的波形应是剪断神经后刺激中枢端和外周端两波形的总和。刺激迷走神经外周端的机制示意图如下：4.8刺激减压神经与交感神经复合神经血压变化测量图4.9刺激减压神经与交感神经复合神经中枢端血压变化图4.10刺激减压神经与交感神经复合神经外周端血压变化图如图4.8-4.10所示，刺激完整减压神经及其中枢端均可引起血压下降，而刺激该神经外周端基本不变 兔减压神经是传入神经，其作用是将主动脉弓感受器发出的冲动传入延髓心血管中枢，反射性引起血压降低。因此，刺激完整的减压神经或其中枢端，使传入中枢的冲动增加，致血压明显下降，而刺激其外周端虽有冲动传向外周，但不会引起血压变化。刺激减压神经中枢端具体示意图如下：心交感神经的节前神经元位于脊髓第1-5胸段的中间外侧柱，其轴突末梢释放的递质为乙酰胆碱，后者能激活节后神经元膜上的N型胆碱能受体从而兴奋节后神经元。心交感节后神经元末梢释放的递质为去甲肾上腺素，与心肌细胞膜上的型肾上腺素能受体结合，起正性变时作用、正性变传导作用和正性变力作用；导致心率加快、房室交界的传导加快；而心房肌和心室肌的收缩能力加强则使血压上升且变化幅度增大。刺激交感神经后，心率只是短暂加快，而血压变化持续时间相对长，说明交感神经的调节作用可能是更加偏重于以调节血压为目的。5.实验反思及拓展5.1实验注意问题：5.1.1本次实验中，我们最大的问题在于抗凝血剂的注射，由于在一开始为兔子做气管插管的过程中不小心切断了一根动脉血管，造成其一直出血不止，在后来老师的帮助下结扎出血血管，才止住了出血，但应该已经影响了兔子的总血量，造成其耳缘静脉几乎关闭，以致我们后来注入了两次抗凝血剂都没有太多进入其血液，抗凝血效果非常不好，动脉插管后，多次堵住，使我们不得不手工清理血凝块，浪费了很多时间，对兔子的生理情况也有较多影响。血液凝固的处理：一般凝血易发生在动脉套管的尖端，在轻度凝血时，可取下套管后面的橡皮连接，用注射器进行清理；在凝血严重时，首先应用动脉夹夹闭动脉套管近心端的动脉，而后剪开结扎线，取下套管进行清洗。在补注少量肝素以后，再插入动脉套管。5.1.2在分离及穿线时，应切勿伤及其下的神经；在颈动脉近甲状腺前动脉，分离时应稍靠其下，以免损伤。5.1.3随时注意动脉套管的位置，特别是动物挣扎时，避免扭转而阻塞血流或戳穿血管。随时注意动物麻醉深度，如实验时间过长，动物经常挣扎，可补注少量麻醉剂。5.1.4注意保温，实验所用照明灯有保温作用。深度麻醉可使外周血管扩张，保温不好引起动物死亡。5.1.5整个手术过程必须注意及时止血，小血管破裂出血时，则用止血钳夹住出血点并用丝线结扎止血。 5.1.6实验过程中分离颈总动脉和神经时，切记要采用钝性分离，以防伤到血管和神经。5.1.7松开动脉夹时，要先用力使夹张开，同时观察无漏血现象和其他意外情况，这才在尽力张开动脉夹的情况下，小心翼翼地将其退出血管。5.1.8一项实验完成后，须待血压基本恢复后再进行下一项实验。5.2心血管活动的体液调节心血管活动的体液调节是指血液和组织液中一些化学物质对心肌和血管平滑肌的活动发生影响，从而起调节作用。这些体液因素中，有些是通过血液携带的，可广泛作用于心血管系统；有些则在组织中形成，主要作用于局部的血管，对局部组织的血流起调节作用。肾上腺素和去甲肾上腺素的作用：在化学结构上都属于儿茶酚胺。循环血液中的肾上腺素和去甲肾上腺素主要来自肾上腺髓质的分泌。肾上腺素能神经末梢释放的递质去甲肾上腺素也有一小部分进入血液循环。肾上腺髓质释放的儿茶酚胺中，肾上腺素约占80%，去甲肾上腺素约占20%。血液中的肾上腺素和去甲肾上腺素对心脏和血管的作用有许多共同点，但并不完全相同，因为两者对不同的肾上腺素能受体的结合能力不同。肾上腺素可与和两类肾上腺素能受体结合。在心脏，肾上腺素与肾上腺素能受体结合，产生正性变时和变力作用，使心输出量增加。在血管，肾上腺素的作用取决于血管平滑肌上和肾上腺素能受体分布的情况。在皮肤、肾、胃肠、血管平滑肌上肾上腺素能受体在数量上占优势，肾上腺素的作用是使这些器官的血管收缩；在骨骼肌和肝的血管，肾上腺素能受体占优势，小剂量的肾上腺素常以兴奋肾上腺素能受体的效应为主，