人体和动物生理实验专家讲座

生理学试验概论生理学惯用仪器和设备动物试验基本操作技术研究性试验程序和基本要求人体和动物生理实验专家讲座第1页生理试验教学性质、任务和目标经过试验取得知识科学，属于试验科学。生理医学知识起源于科学试验，是一门实践性很强试验科学。17世纪初，英国Harvey首先在动物身上用活体解剖和科学试验方法研究了血液循环，证实心脏是循环系统中心，血液由心脏射入动脉，再由静脉回流入心，不停循环。1628年，Harvey著作《心与血运动》出版，是历史上第一本基本试验证据生理学著作，标志着生理学成为一门独立学科。所以，科学试验创建和发展了生理学理论，是硕士理学基本方法。要真正学好生理学，必须同时重视理论课和试验课学习，二者相辅相成，不可分割。一、生理学试验概论人体和动物生理实验专家讲座第2页生理学试验及其方法生理学试验方法普通依据动物组织器官是在整体条件下进行试验，还是将其解剖取下置于人工环境条件下进行试验，可分为在体（invivo）试验方法和离体（exvivo）试验方法。也可分为急性动物试验和慢性动物试验。急性整体动物试验急性离体试验慢性动物试验人体和动物生理实验专家讲座第3页生理学试验课教学要求试验过程中要按程序正确操作、善于观察、认真统计、勤于思索。经过思索去剖析试验中引发现象，收到观察与思索互为补充，相得益彰之效，不但可深化认识已知，也将有所发觉、有所创新，从而激发求知欲和学习兴趣。人体和动物生理实验专家讲座第4页试验汇报写作格式

生理科研论文有其固定、特有书写格式。普通由以下几个项目组成：论文题目、论文作者与单位、城市名和邮编、论文摘要（汉字和英文）、关键词（汉字和英文）、正文、致谢及参考文件。正文包含序言、材料与方法、结果、讨论及结论。学生可查阅相关文章或医学期刊去深入了解。本教程要求学生尽可能按照科研论文格式学习书写试验汇报，经过这么训练，初步掌握科研论文写作要求。为了到达这么目标，本教程在详细试验项目编写格式上，有意参考科研论文格式，希望经过这么编排，潜移默化地使学生掌握医学科研论文书写格式和要求。所以，一份完整试验汇报应包含：①试验题目；②作者；③摘要；④引言；⑤材料和方法；⑥结果；⑦讨论；⑧参考文件。人体和动物生理实验专家讲座第5页二、生理学惯用仪器和设备人体和动物生理实验专家讲座第6页刺激系统

为了引发组织或细胞产生兴奋，通常采取刺激方法。在各种刺激中，电刺激不易损伤组织，能定时、定量并可重复使用。所以，它是生理学试验中经常使用刺激方法。电刺激时以下各主要参数需要加以考虑：刺激电流波形大致有三种，即正弦波（sinewave）、方波（squarewave）和不对称波形（如感应电波）。其中用最多是方波。刺激强度可用电压（电位差）或电流强度来表示。刺激频率普通小于1000次/s。人体和动物生理实验专家讲座第7页电刺激器人体和动物生理实验专家讲座第8页人体和动物生理实验专家讲座第9页刺激伪迹和刺激隔离器生物体各种体液导电性是相当好。这使生物体成为一个容积导体。当对试验动物同时进行刺激和统计生物电时，刺激器输出和放大器输入含有公共接地线，使得一个部分刺激电流流入放大器输入端，使统计设备统计到一个刺激电流产生波形，这不是要统计生物电，所以叫做刺激伪迹（stimulusartifact）。因为生物电是很微弱，当刺激电极靠近统计电极时，刺激伪迹往往是远远超出生物电。有时刺激伪迹能使统计系统进入不正常甚至完全阻塞状态。伪迹过后还有一段时间不能恢复正常，严重地干扰了生物电统计。人体和动物生理实验专家讲座第10页刺激电极人体和动物生理实验专家讲座第11页人体和动物生理实验专家讲座第12页玻璃微电极玻璃微电极用单、双、多管，用硬质毛细玻璃管拉制而成用于细胞内统计时，其尖端需小于0.5μm；用于细胞外统计时，其尖端可为1～5μm.。微电极内常充灌3mol/LKCl溶液，从电极粗端插入银-氯化银电极丝。人体和动物生理实验专家讲座第13页人体和动物生理实验专家讲座第14页换能系统人体和动物生理实验专家讲座第15页换能器（Transducer)张力换能器压力换能器其它类型换能器压力换能器人体和动物生理实验专家讲座第16页信号调整放大系统——生物电放大器（bioelectricamplifier）从生物体各器官引导出生物电信号特征差异很大，普通在几十微伏到几十毫伏，且统计环境中经常掺杂有同级或更大量级干扰信号，要得到满意结果必须借助于生物电放大器从中提取微弱生物信号，再输入示波器或统计仪才能显示、统计。人体和动物生理实验专家讲座第17页人体和动物生理实验专家讲座第18页显示统计系统生理统计仪（electrophysiolograph）人体和动物生理实验专家讲座第19页人体和动物生理实验专家讲座第20页三、动物试验基本操作技术惯用手术器械及使用方法人体和动物生理实验专家讲座第21页人体和动物生理实验专家讲座第22页人体和动物生理实验专家讲座第23页试验动物及其选择试验动物是指依据试验需要，有目标、有计划地进行人工喂养、繁殖及科学培育而成动物，是用于科学研究、教学、生产、检测等方面试验对象。试验动物起源于野生，但含有表型一致、种系明确、遗传背景清楚、对试验研究反应性基本一致等特征。随机选取少许试验动物，就可取得准确试验测试数据和结果，并含有重复性。人体和动物生理实验专家讲座第24页人体和动物生理实验专家讲座第25页试验动物按遗传学分类有：①近交系(inbredstrain(试验动物，即纯系动物，是指经连续20代（或以上）全同胞兄妹交配（或者亲代与子代交配）培育而成，品系内全部个体都可追溯到起源于第20代或以后代数一对共同祖先；②封闭群(closedcolony)动物：以非近亲交配方式进行繁殖生产试验动物种群，在不从外部引入新个体条件下，最少连续繁殖4代以上者，称为一个封闭群，或叫远交群（outbredstock），；③杂交一代动物（F1代）：两个不一样近交系所生第一代动物称为杂交一代动物或F1代。按微生物被控制程度分级有①一级：普通动物（conventionalanimal，CV）；②二级：清洁级动物（cleananimal，CL）；③三级：无特定病原体动物（（specificpathogenfree(SPF)animal，SPF）；④四级：无菌动物（germfree(GF)animal，GF）。人体和动物生理实验专家讲座第26页试验动物安全防护要求正确选择试验动物，对所用动物必须了解其整体情况。确保动物应享受福利权，在使用动物进行医学或行为学研究、检验和教课时，要有道德上职责。要尽可能照料动物，尽可能防止给动物带来无须要痛苦或伤害。在使用动物进行一些传染性疾病研究时，必须保护好试验者和周围环境，预防感染和污染。所以试验人员必须了解动物试验标准和要求。人体和动物生理实验专家讲座第27页试验需要对动物进行手术时，如对动物产生较大损害，一定要使用适当镇静、镇痛或麻醉方法，禁止无须要重复操作。严格试验操作规程，预防发生血液／体液外溅和针刺伤，防止生物污染。试验人员在操作时也轻易被血液／体液污染或被器械、针头刺伤，存在潜在生物污染威胁，一定注意自我保护，佩戴好护目镜、口罩、手套，穿着专门试验工作服装。试验完成后对手术后动物、标本以及所用器具材料等必须按要求程序妥善处置。人体和动物生理实验专家讲座第28页惯用试验动物特点生理试验惯用动物有蛙、蟾蜍、小白鼠、大白鼠、豚鼠、家兔、猫和狗等，不一样试验动物特点各不相同，应依据试验目标和要求选取对应试验动物。蟾蜍与蛙（toadandfrog）因蟾蜍和蛙一些基本生命活动与恒温动物相同，而且离体组织器官所需生活条件简单，易于控制和掌握，所以被广泛用于生理学科研和教学中。人体和动物生理实验专家讲座第29页家兔（rabbit）哺乳纲、啮齿目、免科。家免品种很多，惯用有①青紫兰兔：体质强壮，适应性强，易于喂养，生长快；②中国当地兔（白家兔）：抵抗力不如青紫兰兔；③新西兰白兔NewZewlandwhite：是近年引进大型优良品种，成熟体重可达4~4.5kg；④大耳白兔：耳朵长而大，血管清楚，皮肤白色，但抵抗力较差。家兔性情温顺，灌胃、取血方便。因为兔耳缘静脉浅表，易暴露，是静脉给药最正确部位。兔减压神经在颈部与迷走神经、交感神经分开而单独成为一束，惯用于心血管反射活动、呼吸运动调整、泌尿功效调整研究；兔消化管运动活跃、经典可用于消化管运动及平滑肌特征研究。兔大脑皮层运动区机能定位已含有一定雏形，所以兔也惯用于大脑皮层功效定位和去大脑僵直、神经放电活动等试验。另外，家兔还用于免疫学、药理学、毒理学、生殖生理学、眼科学及临床疾病研究。人体和动物生理实验专家讲座第30页小白鼠（mouse）哺乳纲、啮齿目、鼠科。小白鼠体型较小，成熟早，繁殖力强，性情温顺，易于捕捉，操作方便。小鼠试验研究资料丰富，参考对比性强；其试验结果科学性、可靠性和重复性高，被广泛用于各类科研试验中，如用于生理学小脑功效障碍等试验。另外还应用于药理学、肿瘤学、遗传学、免疫学以及临床疾病试验研究。人体和动物生理实验专家讲座第31页大白鼠（rat）哺乳纲、啮齿目、鼠科。大白鼠性情不如小白鼠温顺，它在受惊吓或被捕捉方法粗暴时，表现凶暴、易咬人。但含有小白鼠其它优点，所以也含有广泛用途。大鼠离体器官可进行大鼠离体静态肺顺应性试验；整体可用于胃酸分泌、胃排空、垂体、肾上腺研究。大鼠还用于生殖生理、胚胎学、营养学、药理学、毒理学、肿瘤学以及遗传学试验研究。大鼠大脑各部生理功效立体定位相当成熟和标准化，是研究中枢神经系统极好材料。人体和动物生理实验专家讲座第32页试验动物编号、捉拿和固定方法大动物多用挂牌法或用铝环固定在耳朵上，牌或环上有编号；羊或猪多用耳缺法标准是左个右十、上3下1，如：右耳下边有两个缺口，左耳上方有两个缺口下方有一个缺口，则编号为27号。人体和动物生理实验专家讲座第33页人体和动物生理实验专家讲座第34页人体和动物生理实验专家讲座第35页试验动物给药方法经口给药法口服法灌服法人体和动物生理实验专家讲座第36页注射给药法淋巴囊注射皮下注射法肌肉注射法腹腔注射法静脉注射法人体和动物生理实验专家讲座第37页人体和动物生理实验专家讲座第38页人体和动物生理实验专家讲座第39页动物麻醉人体和动物生理实验专家讲座第40页四、研究性试验程序和基本要求生理学不但是一门理论性很强基础性学科，而且是试验性很强学科，它许多理论都来自科学试验结果。所以，在学生经过了一段时间生理学理论学习和一定试验基本技术操作训练及经典性试验实践之后，深入进行相关生理学研究性试验基本训练是非常必要。经过试验设计、探索性试验过程，使学生充分认识试验在科学理论产生和发展中作用，培养学生创新精神及观察和发觉问题能力、处理实际问题和分析、综合试验结果能力。经过撰写研究性论文使学生学会用逻辑性语言表示研究结果能力，为今后独立进行科学研究打下良好基础。人体和动物生理实验专家讲座第41页试验设计试验设计基本程序试验设计（experimentaldesign）是科学研究一个组成部分，是依据立题而提出试验方法和试验步骤，这是完成课题实施方案。试验设计包含立题→试验动物选择与分组→试验动物处理方案→选择观察指标→数据搜集和分析→试验结果处理和研究汇报撰写。立题在试验设计中含有第一位主要性，立题时需要注意科学性、先进性、可行性和实用性。科学性是指选题有充分科学依据；先进性指选题对已知规律有所发觉和创新；可行性指立题时考虑已具备主、客观条件；实用性指立题有明确目标和意义。人体和动物生理实验专家讲座第42页试验设计三大要素试验研究立题后，通常可从题目中反应研究内容最基本三大要素：即试验对象、处理原因、观察指标。试验对象选择在生理医学研究中，试验对象包含动物、离体脏器或游离肢体、分离而得活细胞成份或在试验室中已长久培养细胞或细菌。处理原因试验中依据研究目标，由试验者人为地施加给试验对象原因称为处理原因，如药品、某种刺激及手术、某种护理等。观察指标选择人体和动物生理实验专家讲座第43页试验设计三大标准对照（control）标准即设置参考物，使处理原因和非处理原因差异有一个科学对比。普通来说，试验都应有试验组（处理组）和对照组，对照组与试验组含有同等主要意义。这是因为在试验中极难防止非试验原因干扰而造成误差。用对照组方法能比较有效地消除各种非试验原因干扰所造成误差。同体对照异体对照空白