【实验报告】家兔动脉血压的神经体液调节影响尿生成的因素

生理实验报告Page1实验六：家兔动脉血压的神经体液调节影响尿生成的因素【实验目的】1.间接观察心血管活动的神经体液性调节2.学习哺乳动物动脉血压的直接测定方法3.学习用膀胱插管法记录尿量的方法4.观察与分析几种因素对尿生成的影响【实验原理】在正常生理情况下，人和高等动物的动脉血压是相对稳定的。这种相对稳定性是通过神经体液因素的调节而实现的。参与支配心血管活动的神经主要有心交感神经和副交感神经。体液因素主要为肾上腺素和去甲肾上腺素。他们的作用主要是通过对心脏收缩力、心率、房室传导速度、心输出量、外周阻力等的调节来实现的。尿的生成过程包括三个相互联系的环节：肾小球的滤过：血浆中除了红细胞和绝大部分血浆蛋白以外的成分，都从肾小球滤过而到达肾小囊的囊腔，形成原尿。肾小管与集合管的重吸收：原尿进入肾小管，经过肾小管、集合管的重吸收处理，约99％的水分及Na+、K+和葡萄糖等成分被重洗手回血液中。肾小管和集合管的分泌：在重吸收的同时，肾小管与集合管还能通过分泌活动，使某些血浆成分清除到管腔中，最后从尿中流出。凡能影响这三个过程的神经体液等因素，都可影响尿的生成，引起尿量的变化。【实验材料和器材】仪器：兔手术台，生理记录仪，压力传感器，保护电极。器材：哺乳动物手术器械，铁支架，双凹夹，气管插管，动脉夹，动脉插管，止血钳，注射器，棉线，纱布，棉花。材料：家兔。试剂：25％乌拉坦，1：10000肾上腺素，12.5U/ml肝素生理盐水，生理盐水（台式液）【实验步骤】1.连通液导系统将压力传感器的一侧支管，通过输液管连接动脉插管。用装有20mL12.5U/ml肝素的注射器向另一侧支管内推注，使整个液导系统充满液体后，用止血钳夹住推注肝素端的侧管。注意：液导系统内不可有气泡。2.动物的麻醉与固定取一只动物，称重，2.3kg。用25％乌拉坦以4mL/kg体重的剂量，由耳缘静脉远端缓慢注入，共注入约8ml的药量。动物麻醉后背位固定于兔手术台上。生理实验报告Page23.气管插管剪去颈部至耻骨联合之间的被毛，沿颈正中线在喉头上一指至锁骨上一指的地方作一个5～7cm的皮肤切口。分离皮下组织及肌肉，暴露，分离气管。在气管下方穿一根丝线，于甲状软骨下方2～3cm处（第三与第四软骨环之间）作“⊥”形切口，插入气管插管，以丝线结扎固定。4.分离颈部神经和血管在气管两侧辨别并分离颈总动脉、迷走神经、交感神经、减压神经，在右侧迷走神经下方穿线备用。分离时特别注意不要过渡牵拉，并随时用生理盐水润湿。左侧颈总动脉下方穿两条线备用。5.插动脉插管在左侧颈总动脉的近心端夹一个动脉夹，并在动脉夹远心端距动脉夹约3cm处结扎。用眼科剪在结扎线与动脉夹之间沿向心方向剪一个楔形切口（约占管径的一半），向心脏方向插入动脉插管，由备用的线结扎固定。小心松开动脉夹，即可见血液冲进动脉插管。打开计算机采集系统，接通压力换能器。选择实验（影响尿生成的因素），点击开始计滴，观察记录正常血压和尿量。6.牵拉颈总动脉轻轻牵拉插管侧（左侧）颈总动脉结扎线，观察血压变化。7.夹闭颈总动脉用动脉夹夹闭右侧颈总动脉几分钟，观察血压的变化。出现变化后立即取下动脉夹，观察血压的恢复过程。8.电刺激迷走神经轻轻提起右侧迷走神经上的备用线，小心地将神经置于保护电极上，用中等强度的连续刺激（约3－6V，40Hz）通过保护电极刺激神经约15秒，观察血压的变化。血压出现明显变化后即刻停止刺激，使血压恢复正常。9.耳缘静脉注射1mL生理盐水，观察血压变化。10.耳缘静脉注入1：10000肾上腺素0.3mL，用生理盐水补足1mL，观察血压的变化。11.影响尿生成的因素测定1.耳缘静脉注射10mL生理盐水（1分钟内注射完），观察血压和尿量变化。2.耳缘静脉注射25％葡萄糖5mL，观察血压和尿量变化。3.耳缘静脉注射速尿0.3mL，用生理盐水补足1mL，稍等片刻，观察血压和尿量的变化。4.耳缘静脉注射抗利尿激素0.3mL，用生理盐水补足1mL，观察血压和尿量变化。注意事项：实验前应给动物多吃富含水分的食物。麻醉药注射量要准，速度要慢，同时注意呼吸变化，以免过量引起动物死亡。如果实验时间过长，动物苏醒挣扎，可适量补充麻醉药。生理实验报告Page3在整个实验过程中，要保持动脉插管与动脉方向一致，防止刺破血管或引起压力传递障碍。每项实验前要有观察对照，施加条件时要按“标记”。注意保护神经不要过渡牵拉，并经常保持湿润。实验中，注射药物较多，注意保护耳缘静脉。【实验结果及相关讨论】注：由于我们的小兔子的膀胱发生了病变，膀胱部肿大，内部有土黄色块装沉淀，用生理盐水冲洗有特别混浊的尿液流出。但连通计滴器和测量装置后，没有尿滴滴出。怀疑是膀胱发生癌变或膀胱结石。因而很多数据来自于姜子钥和张娇她们组。一、动脉血压的神经体液调节1.牵拉颈总动脉如右图所示，牵拉颈总动脉后，血压降低。血压曲线波的幅度减小。在颈动脉窦和主动脉管壁内有很多感受器。这些感受器是未分化的枝状神经末梢，对血管的扩张发生反应，称为压力感受器，或牵张感受器。动脉压力感觉器并不是直接感觉血压的变化，而是感觉血管壁的机械牵张程度。当动脉血压升高时，动脉管壁被牵张的的程度就升高，压力感觉器发放的神经冲动也就增多。在一定范围内，压力感觉器的传入冲动频率与动脉管壁扩张程度成正比。牵拉刺激了颈总动脉上的压力感受器，可引起压力感受性反射，其反射效应是使心率减慢，外周血管阻力降低，血压回降。因此这一反射曾被称为降压反射。牵拉通过交感神经的传入纤维将信息传至血管运动中枢，使交感神经的活动性降低，交感神经的缩血管纤维受到抑制，从而使血压降低。图1.颈总动脉示意图图2.理论上牵拉颈总动脉对血压的影响2.夹闭颈总动脉如下图所示，夹闭一侧颈总动脉后，血压上升，血压曲线波的幅度似乎变弱。结束夹闭后，血压下降到正常。生理实验报告Page4图3.理论上夹闭另一侧颈总动脉对血压的影响由于两侧的颈总动脉血液均是从同一条主动脉中分支出来的，因此将一侧的颈总动脉夹上以后，主动脉中的血液全部从另一侧的颈总动脉中流过，然而，实际上另一侧颈总动脉血液无法通过，心脏泵出的血液从其他动脉流出，这样就会导致动脉血压（收缩压和舒张压）升高。取下夹子，血压恢复正常。3.刺激迷走神经从右图来看，刺激迷走神经后血压略为降低，过一段时间后血压有升高的趋势。理论上：支配心脏的副交感神经节前纤维行走与迷走神经干中，在胸腔内，心迷走神经纤维与心交感神经一起组成心脏神经丛，与心内神经节细胞发生突触联系。因而电刺激迷走神经会促进节后纤维末梢释放乙酰胆碱，它作用于心肌细胞膜的M型胆碱能受体，改变离子通道的通透性和心肌动作电位，使心脏活动受抑制，于是导致心率减慢，心房肌收缩能力减弱，心房肌不应期缩短，房室传导速度减慢，即产生负性变时、变力和变传导作用，使心输出量减少，血压下降。本次实验的结果图与预期的结果图有较大差别，并没有出现血压在短时间内大幅度降低的现象，这可能跟我们实验中的操作有关，刺激迷走神经的方法不太适当，或是记录仪反应不够灵敏，没有记录下刺激迷走神经后心脏和血压在短时间内发生的巨大变化。图4.理论上电刺激迷走神经对血压的影响4.注射生理盐水如右图所示，加入生理盐水后血压并没有明显变化，这可能与加入的生理盐水量不足有关。注射生理盐水生理实验报告Page55.注射肾上腺素从右图来看，耳缘注射肾上腺素后，血压略为降低，然后升高，与理论预测值恰好相反，这可能是由于我们的兔子处于病态状态有关。理论上：肾上腺素是一种儿茶酚胺，可与α、β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，是心输出量增加。因而肾上腺素是心肌的强烈刺激物，可增加心肌收缩的力量、幅度和频率。作用于心血管系统会增加血压。肾上腺素不改变或减低外周阻力。因此，肾上腺素使得收缩压增加。图5.理论上肾上腺素对血压的影响二、影响尿生成的因素1.注射生理盐水从下图看注射生理盐水后血压没有明显变化，这跟前面动脉血压神经体液调节中的结果是一致的。从记滴器来看，尿量有所增加。注射生理盐水后血容量增加，刺激左心房及胸腔大静脉容量感受器，冲动沿迷走神经上传到下丘脑的视上核和室旁核，使抗利尿激素的分泌与释放减少，远曲小管，集合管对水的重吸收减少，尿液增多，从而使血压恢复正常。另外，血液被稀释，血浆胶体渗透压下降，肾小球有效滤过压增加，肾小球有效滤过率增加，尿量将会增加。2.刺激迷走神经从右图看，电刺激迷走神经后，血压骤降，脉搏似乎停止，然后血压迅速回升，血压曲线重新出现波动。停止刺激后，血压恢复正常，血压曲线波的幅度也恢复正常。这与预期的实验结果相一致，虽然在前面的动脉血压神经体液调节中刺激迷走神经是结果不明显，但在这次实验中结果较生理实验报告Page6明显，从而说明前面的实验结果应该实验操作上的问题所导致，而不是动物本身的原因。电刺激迷走神经后，尿滴间隔增大，尿流量显著减小。3.注射葡萄糖从右图来看，血压有小幅度的上升。但不是特别明显。利用计滴器计滴：注射葡萄糖后，尿流量明显增大。随着排尿的进行，血压有逐渐减小的趋势。理论上：肾小球的滤过液中葡萄糖浓度与血糖浓度相同，而葡萄糖会在近球小管处被重吸收，进入血液。而近球小管对葡萄糖的重吸收是有一定限度的，当血液总葡萄糖浓度超过160～180mg/100mL时有一部分肾小管对葡萄糖的重吸收已达到极限，于是尿中出现葡萄糖，这即肾糖阈。在实验过程中我们往家兔体内注射了高浓度的葡萄糖溶液，这导致其血液中的葡萄糖浓度大大升高，远远超过其肾糖阈。在这种情况下，肾小球滤出的原尿中含有大量的葡萄糖，使得原尿的浓度过高，这样在远曲小管和集合管中的浓缩机制仅通过尿素的再循环和NaCl的从吸收所形成的渗透梯度远远不能起到浓缩尿的作用，反倒使内髓部分中的组织液中的水分沿着浓度梯度流入尿液中，因此尿量急剧升高。由于注射进入血液的葡萄糖溶液量不多，所以不会对血压有太大影响，然而随着尿的不断排出，能观察到血压略微减小。4.注射速尿从右图来看注射速尿后血压变化不是特别明显，尿量略有增加，但不是特别明显，更预期结果又较大差别，这可能跟动物状态逐渐变差，失去生理活性状态有关。理论上：速尿（Furosemide）是一种常用的利尿药。它通过抑制肾髓袢升支的髓质部与皮质部对氯、钠、钾等离子及水的重吸收，以及增加肾小球滤过率而产生利尿作用，使尿量明显增多。速尿的作用机制是速尿与髓袢升支粗段管腔膜载体上的Cl-的结合位点发生竞争性的结合，阻碍Cl-与载体结合，从而控制NaCl的重吸收，使肾髓质高渗梯度降低，而肾小管液中渗透压增高，使得尿液浓缩作用减弱，肾小管对水的重吸收大大减少，利尿。生化检验尿中的NaCl含量明显增多。5.注射抗利尿激素从右图来看，血压一开始有明显而短暂的降低，之后开始波动，可见注射抗利尿激素后动物的身体处于一种不稳定的状态。利用计滴器计滴：注射抗利尿激素后，尿液生成明显抑制。理论上：抗利尿激素（antidiuretichormone,ADH），及血管升压素，是由下丘脑的视上核和视旁核的神经元分泌的一种生理实验报告Page7激素，由垂体后叶贮存并释放的一种九肽。它的主要功熊是促进肾远曲小管和巢合管对水的重吸收，使血容量恢复，从而维持体液渗透压的相对稳定、当细胞外液因失水（如腹泻、呕吐或大出汗等）而导致渗透压升高时，丘脑下部视上核前区的渗透压感受器受到刺激，作用垂体后叶而加速抗利尿激素释放，从而加强肾远曲小管和集合管对水的重吸收，尿量减少，使得细胞外液的渗透压恢复正常。反之，当饮水过多或盐类丢失过多，使细胞外液的渗迈压降低时，就会减少对渗透压感受器的刺激，抗利尿激素释放随之减少；肾脏排出的水分就会增加，从而使细胞外液的渗透压趋向正场．ADH的作用机理是它与远曲小管和集合管上皮细胞管周膜上的V2受体结合后，激活膜内的腺苷酸环化酶，使上皮细胞中的cAMP的生成增加，cAMP的生成增加激活上皮细胞中的蛋白激酶，蛋白激酶的激活使位于管腔膜附近含有水通道的小泡镶嵌在管腔膜上，增加管腔膜上的水通道，从而增加水的通透性。而基侧膜则对水分子可自由通过，