机能学实验设计大纲
实验名称：尼古丁对家兔血压和呼吸的影响
课题来源：自选
设计班级：2010级生物技术
设计人员：** ** *** ***
设计日期：2012年5月10日
指导老师：陈建敏
实验设计的目的意义：
烟碱又名尼古丁，是烟草中含氮生物碱的主要成分，是一种神经性毒剂。能迅速溶于水、酒精中，通过口、鼻、支气管黏膜，很容易被人体吸收。粘在皮肤表面的尼古丁，可“渗”入人体内。烟碱毒性较大。成人在体内达到40~60mg可急性致死，而每支香烟约含烟碱20~30mg，此外尚有多种其他有毒物质。长时间吸烟可严重损伤人体健康，并导致上瘾。同时肺癌发病率于吸烟密切相关；吸烟尚可诱发慢性咽炎、呼吸道疾病、心血管疾病、某些消化道疾病和头痛、失眠、视力损害等神经系统障碍，为此，本实验通过给家兔静脉注射含不同烟碱量的生理盐水，观察其血压和呼吸的变化情况，了解香烟的毒性作用，以提示吸烟对人体的危害。
国内外研究现状：在动物试验基础上,烟碱(Nicotine)的研究已经从烟碱的负面作用转向了烟碱在生物医药等领域的开发与利用上。对烟碱在生物医药等方面的作用及作用机理的研究也逐渐深入,而对烟碱能否成为治疗疾病药物的争论也越来越激烈。国内外最近对烟碱的理化特性、烟碱受体、以及当前在农业与生物医药等方面的应用及作用机理的研究已具有很多的研究成果。 研究表明,烟碱对于大鼠心脏具有一定的刺激兴奋作用,对心率的作用具有阶段性,首先可以引起心率短暂的减弱,紧接着引起心率瞬时增加。描记烟碱作用后大鼠心电图,发现烟碱能引起大鼠心电图产生一个较长的QT间期,增加了PR间期及T波面积,与肾上腺素或去甲。肾上腺素引起QT间期的延长相似,且能被M受体阻断剂阿托品所阻断,说明烟碱能够诱导局部释放乙酰胆碱或者作用于部分副交感神经控制的毒蕈碱受体。
实验设计方案：
（一）实验设计目标，拟解决的关键问题
设计目标：探讨尼古丁的毒性作用
拟解决的关键问题：家兔体内含尼古丁后，其血压和呼吸的变化情况
参考文献：
1. 《药理学实验》 李钦茂等 上海科学技术出版社
2. 《卫生毒理学杂志》1996年第10卷第4期
3. 《上海实验动物科学》19（1），14~17，1999
4. 《毒物的毒理与毒物分析》 李树林等 人民卫生出版社
5. 《药理学》（第四版） 李瑞等 人民卫生出版社
6. 《实验生理科学教程》 陈克敏等 科技出版社
（二）实验设计
1、实验动物设计
我们选用家兔作为实验动物，有以下几点理由：
1）家兔易得到，容易饲养，
在科研工作中被广泛利用。
2）家兔较大，温顺，容易控制，便于测定其血压和呼吸变化
2、实验专业设计
选用家兔作为实验动物，通过给家兔静脉注射含不同烟碱量的生理盐水，并同时向一只家兔注射等量生理盐水，观察其血压和呼吸的变化情况
实验统计设计
随机：取100只家兔，按体重从轻到重分为4个组，再从每组随机抓取1只家兔，共四只并编为1号、2号、3号、4号，称重
（2）对照：设计对照实验，4号家兔注射生理盐水
（3）重复：本实验具有可重复性，可以换另4只重复实验
（4）统计数据收集：计算机分析系统记录各时期血压和呼吸变化曲线
（5）统计数据分析：观察血压和呼吸的波动情况与尼古丁含量及注射时间的关系（对于每只家兔分析表格见下）
2 1
3 给药前 第一次给药 第一次给药10min 第二次给药 第二次给药10min 第三次给药 第三次给药10min 第四次给药 第四次给药10min
无药物
一号
5ml
一号10ml
二号
5ml
二号
10ml
注：
1：时间
2：血压和呼吸情况
3：药物浓度
4、实验方法设计
（1）.烟碱溶液的制备：将广口瓶，带孔胶塞及玻璃导管组装成两套自制玻璃水烟斗，各盛有60ml生理盐水，使两套水烟斗分别吸入8支烟和12支烟(将玻璃导管的一端沿胶塞的一个孔插入靠近瓶底部，另一端接烟嘴部，用大号注射器在胶塞另一个孔处抽气)，标记一号和二号瓶，待其烟雾完全溶于生理盐水中后即可用做实验。
（2）.取1号、2号、3号、4号健康家兔称重后，仰卧固定于手术台上，减去颈部毛，用1%普鲁卡因作颈部局部麻醉。沿气管正中切开皮肤5—8cm,找出颈总动脉和气管后分离并穿线，施行气管插管和动脉插管，分别连于压力换能器，并与计算机分析系统相连。记录正常呼吸和血压曲线。
（3）．沿1号、2号、3号家兔耳缘静脉分别注射一号瓶中烟碱溶液5ml，沿4号家兔耳缘静脉注射5ml生理盐水，观察并记录4只家兔呼吸和血压的变化情况，其间注意观察其口唇及皮肤粘膜颜色改变。
（4）.待家兔呼吸和血压稳定后，再给1号、2号、3号家兔注射一号瓶中溶液10ml，给4号家兔注射10ml生理盐水，重复观察上述指标。
（5）以同样方法给1号、2号、3号家兔注射二号瓶中溶液各5ml和10ml，给4号家兔注射各5ml和10ml生理盐水，重复观察上述指标。记录家兔呼吸和血压变化。
注：每次给药后，待血压及呼吸恢复正常值再进行下一步。
（6）观察项目：记录以下步骤的血压和呼吸变化曲线
家兔在给药前；
第一次沿耳缘静脉注射一号瓶中烟碱溶液5ml，记
为第一次给药；
第一次给药后期，约距离打药10分钟后；
第二次沿耳缘静脉注射一号瓶中烟碱溶液10ml，记为第二次给药；
第二次给药后期；
第三次沿家兔耳缘静脉注射二号瓶中烟碱溶液5ml，记为第三次给药；
第三次给药后期；
第四次沿耳缘静脉注射二号瓶中烟碱溶液10ml，记为第四次给药；
第四次给药后期；
（三）可行性分析
1、家兔易得到，容易饲养，在科研工作中被广泛利用。
2、手术器材和设备均为实验室常用，手术方法我们也相对熟练
预期效果
1号、2号、3号家兔注射小剂量烟碱时，兔子血压上升；大剂量时，血压一直呈持续下降的趋势。而呼吸则呈增加或降低等不平稳的状态。作对照实验的4号家兔血压和呼吸曲线都正常，无明显波动。证明烟草中的尼古丁对身体有害，倡导无烟生活。
实验设计工作时间安排
4只家兔同时进行实验，排除时间差异的干扰因素。
制作烟碱溶液：50min
手术时间（麻醉至插管结束）：70min
注射药物并观察：70min
数据分析并总结：20min
完成实验的条件
仪器设备情况：广口瓶，双孔橡胶塞各2个，玻璃导管4支，5ml注射器4支（包括针头），10ml注射器4支（包括针头），大号注射器2支，动物手术器械4套（手术刀4把，大剪刀4把，眼科剪4把，止血钳大号8把、小号4把，镊子4把，动脉夹4个，气管插管4个，动脉插管4个，三通管4个，细线，玻璃分针4支，纱布），压力换能器，50ml烧杯4个，计算机分析系统，兔手术台，绳子。
实验动物情况:健康的家兔4只
3、药品试剂：香烟20支，0.9%生理盐水，肝素，1%普鲁卡因