生理科学实验——medlab 生物信号采集处理系统_图文

生理科学实验设计——家兔呼吸运动的调节09级31班第四小组麦华浩莫世杰刘文荣罗国华王辉赵宏伟一：实验目的：（1）熟悉家兔耳缘静脉注射法、家兔颈部手术操作、神经血管分离、气管插管技术。

（2）记录家兔呼吸曲线观察一氧化碳（CO）、纯氧，走神经对呼吸运动的调节及了解其机理。

（3）熟悉Medlab生物信号处理系统、保护电极、氧气瓶，张力换能器在实验中的作用及使用注意事项。

二：立题依据：一氧化碳中毒机理是一氧化碳与血红蛋白的亲合力比氧与血红蛋白的亲合力高200～300倍，它进入人体后会和血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白不能与氧气结合，从而造成人体组织缺氧。

急性中毒时，轻者会出现头痛、头晕、耳鸣、心悸、恶心、呕吐、无力，重者会出现心肌损害、脑椎体系损害、昏迷、休克甚至死亡。

及时强制吸氧，置换一氧化碳，能避免死亡。

临床表现主要为缺氧，其严重程度与HbCO的饱和度呈比例关系。

轻者有头痛、无力、眩晕、劳动时呼吸困难，HbCO饱和度达10%—20%。

症状加重，患者口唇呈樱桃红色，可有恶心、呕吐、意识模糊、虚脱或昏迷，HbCO饱和度达30%—40%。

重者呈深度昏迷，伴有高热、四肢肌张力增强和阵发性或强直性痉挛，HbCO饱和度>50%。

患者多有脑水肿、肺水肿、心肌损害、心律失常和呼吸抑制，可造成死亡。

二氧化碳（CO2）是调节呼吸运动最重要的生理性化学因素。

很早就知道，在麻痹的动物或人，当动物血液Pco2降到很低水平时，可出现呼吸暂停。

因此，一定水平的Pco2对维持呼吸中枢的基本活动是必需的。

CO2刺激呼吸运动是用过两条途径实现的：一是通过刺激中枢化学感受器再兴奋呼吸中枢；二是刺激外周化学感受器，冲动经窦神经和迷走神经传入延髓，反射性地使呼吸加深﹑加快，肺通气量增加。

CO2在呼吸调节中经常起作用，动脉血Pco2在一定范围内升高，可加强对呼吸的刺激作用氧中毒机理当吸入性PO2过高时，活性氧产生增加，反可引起组织，细胞损伤，称为氧中毒。

不同麻醉药对小鼠缺氧耐受性的影响及机制研究目的研究不同麻醉药物（戊巴比妥钠、三溴乙醇、乌拉坦和水合氯醛）对小鼠缺氧耐受性的影响及相关机制。

方法小鼠随机分成6组：生理盐水对照组、普萘洛尔对照组、戊巴比妥钠组、三溴乙醇组、乌拉坦组、水合氯醛组。

腹腔注射给药，缺氧瓶法测定小鼠缺氧耐受时间及耗氧率，并利用生物信号采集处理系统记录心率变化。

观察常温下不同药物对小鼠缺氧耐受时间的影响，并分析缺氧耐受时间与耗氧率、心率之间的关系。

结果戊巴比妥钠、三溴乙醇、乌拉坦和水合氯醛均显著延长小鼠的缺氧耐受时间（P＜0.01），其中三溴乙醇和水合氯醛作用明显高于其他组。

戊巴比妥钠、三溴乙醇、乌拉坦和水合氯醛均降低小鼠的耗氧率（P＜0.05），其中三溴乙醇和水合氯醛的降低作用最显著。

三溴乙醇、水合氯醛除降低小鼠耗氧率外，还显著降低小鼠心率（P＜0.05）。

结论缺氧耐受性与耗氧率和心率有关。

戊巴比妥钠、乌拉坦可通过降低小鼠耗氧率增强缺氧耐受性，而三溴乙醇和水合氯醛通过降低耗氧率和降低心率增强小鼠缺氧耐受性。

标签：麻醉药；缺氧耐受性；小鼠缺氧是常见的病理生理过程，缺氧耐受性差的器官如心、脑等，更容易发生缺血-再灌注损伤（ischemia reperfusion injury），心脑血管疾病手术特别是冠脉搭桥术和心脏移植手术等的广泛开展，均涉及缺血-再灌注过程。

近年来研究显示，麻醉药除了其麻醉效能外，还能明显减轻缺血再灌注损伤，但其机制复杂，尚不完全清楚[1-3]。

目前研究主要集中在离体细胞和单个器官上，关于麻醉药预处理对全身缺血缺氧损伤的保护作用研究很少[4]。

因此，研究麻醉药物对机体缺氧耐受性的影响具有重要临床意义，本实验拟通过不同麻醉药物对小鼠缺氧耐受性的影响及相关机制研究，以期为临床相关缺血-再灌注疾病的治疗提供理论依据，对于改善患者预后具有重要价值。

1 材料与方法1.1 动物和试剂健康成年ICR（institute of cancer research）小鼠，体重（20±2）g，购自苏州大学实验动物中心。

实验3 神经干动作电位及其传导速度的测定【目的】应用微机生物信号采集处理系统和电生理实验方法，测定蛙类坐骨神经干的单相、双相动作电位和其中Ａ类纤维冲动的传导速度，并观察机械损伤、药物对神经兴奋和传导的的影响。

【原理】用电刺激神经，在负刺激电极下的神经纤维膜内外产生去极化，当去极化达到阈电位时，膜产生一次在神经纤维上可传导的快速电位反转，此即为动作电位(action potential, AP)。

神经纤维膜外，兴奋部位膜外电位相对静息部位呈负电性质，当神经冲动通过以后，膜外电位又恢复到静息时水平。

如果两个引导电极置于兴奋性正常的神经干表面，兴奋波先后通过两个电极处，便引导出两个方向相反的电位波形，称为双相动作电位。

如果两个引导电极之间的神经纤维完全损伤，兴奋波只通过第一个引导电极，不能传至第二个引导电极，则只能引导出一个方向的电位偏转波形，称为单相动作电位。

神经干由许多神经纤维组成，故神经干动作电位与单根神经纤维的动作电位不同，神经干动作电位是由许多不同直径和类型的神经纤维动作电位叠加而成的综合性电位变化，称复合动作电位，神经干动作电位幅度在一定范围内可随刺激强度的变化而变化。

动作电位在神经干上传导有一定的速度。

不同类型的神经纤维传导速度不同，神经纤维越粗则传导速度越快。

蛙类坐骨神经干以Aa类纤维为主，传导速度大约30～40m/s。

测定神经冲动在神经干上传导的距离（s）与通过这段距离所需时间（t），可根据n＝s/t求出神经冲动的传导速度。

【预习要求】1．仪器设备知识参见第二章第三节 RM6240微机生物信号采集处理系统（或第四节PcLab和MedLab微机生物信号采集处理系统）。

2．实验理论实验动物知识参见第三章第一节生理科学实验常用实验动物的种类，第四章第一节动物实验的基本操作；统计学知识参见第五章第四节常用统计指标和方法；生理学教材中兴奋性、兴奋的概念，静息电位和动作电位的形成机制，动作电位传导原理及神经纤维的分类。

2008年考研动物生理试验实验一蛙坐骨神经腓肠肌标本制备[目的] 熟悉蛙 (或蟾蜍) 的坐骨神经腓肠肌标本的制备方法，初步掌握几项基本实验操作。

[原理] 蛙类的一些基本生命活动和生理功能与温血动物相类似，而其组织在离体状态下，易于控制和掌握，所以蛙类的神经一肌肉标本常用以研究兴奋性、兴奋过程、刺激的一些规律和特性。

[实验动物] 蛙 (或蟾蜍)[器材及药品] 解剖器械，锌铜弓，培养皿，烧杯，任氏液，棉花线。

[方法及步骤] 1．破坏脑脊髓：取蛙或蟾蜍一只，用蛙针从枕骨大孔垂直插入，向前伸人颅腔，捣毁脑髓；向后插入椎管，捣毁脊髓。

如果蛙处于瘫痪状态，表示脑和脊髓完全破坏。

然后沿两侧腹部将蛙横断为上下两半。

并将前半段弃去，保留后半段备用。

2．剥离皮肤：先剪去尾椎末端及泄殖腔附近的皮肤，然后从脊柱的断端撕下皮肤，将其全部剥去，直至趾端。

除去内脏，将标本放在滴有任氏液的蛙玻璃板上。

将手及使用过的解剖器械洗净。

3．分离标本为两部分：沿脊柱正中线将标本匀称地剪成左右两半，一半浸入盛有任氏液的烧杯中备用，另一半作进一步剥制。

4．分离坐骨神经：在大腿背侧的半膜肌与股二头肌之间用玻璃分针分离出坐骨神经。

注意：分离时要仔细用剪刀剪断坐骨神经的分支，向上分离至基部，向下分离到腘窝。

保留与坐骨神经相连的一小块脊柱，将分离出来的坐骨神经搭于腓肠肌上；去除膝关节周围以上的全部大腿肌肉，刮净股骨上附着的肌肉，保留的部分就是坐骨神经及股骨。

5．分离腓肠肌：在跟键上扎一线，提起结线，剪断结线后的跟腱，腓肠肌即可分离出来。

此时在膝关节下方将其他所有组织全部剪去，到此为止，带有股骨的坐骨神经腓肠肌标本制备完成。

6.标本的检验：将坐骨神经腓肠肌标本放置在蛙玻璃板上，用锌铜弓刺激坐骨神经，若腓肠肌迅速发生收缩反应，说明标本机能良好，制备成功。

应及时移放入盛有任氏液的培养皿中，供实验之用。

[注意事项]1．剥制标本时，切忌用金属器械牵拉或触碰神经干。

实验项目一：常用实验动物的基本操作（一）实验动物的抓握、固定和处死方法1、小鼠抓取固定方法小鼠温顺，一般不会咬人，抓取时先用右手抓取鼠尾提起，置于鼠笼或实验台向后拉，在其向前爬行时，用左手拇指和食指抓住小鼠的两耳和颈部皮肤，将鼠体置于左手心中，把后肢拉直，以无名指按住鼠尾，小指按住后腿即可。

有经验者直接用左手小指钩起鼠尾，迅速以拇指和食指、中指捏住其耳后颈背部皮肤亦可。

这种在手中固定方式，能进行实验动物的灌胃、皮下、肌肉和腹腔注射以及其他实验操作。

如进行解剖、手术、心脏采血和尾静脉注射时，则需将小鼠作一定形式的固定，解剖手术和心脏采血等均可使动物先取背卧位（必要时先行麻醉），再用大头针将鼠前后肢依次固定在腊板上。

2、小鼠的处死方法可采用颈椎脱臼法。

此法是将实验动物的颈椎脱臼，断离脊髓致死，为大、小鼠最常用的处死方法。

操作时实验人员用右手抓住鼠尾根部并将其提起，放在鼠笼盖或其他粗糙面上，用左手拇指、食指用力向下按压鼠头及颈部，右手抓住鼠尾根部用力拉向后上方，造成颈椎脱臼，脊髓与脑干断离，实验动物立即死亡。

（二）动物血细胞计数方法材料和用品（1）器材：细胞计数板、细口滴管、绸布。

（2）试剂：0.4％台盼蓝。

（3）材料：血细胞悬液。

实验原理细胞计数一般用血细胞计数板，按白细胞计数方法进行计数。

细胞计数时，先将培养细胞或血细胞稀释成细胞悬液，然后将细胞悬液滴入细胞计数板内，计数计数板上计数室四大格内的细胞数。

根据计数室的容积及稀释倍数，即可计算出细胞浓度。

实验步骤：图5－1 血细胞计数板1．采血及稀释用1ml移液管吸取0.38ml白细胞稀释液放入小试管内备用，另用5ml移液管吸取3.98ml红细胞稀释液放入小试管内备用。

用酒精棉球消毒兔的耳缘静脉采血部位，用刺血针刺破血管，让血液自然流出，擦去第一滴血，待流出第二滴血时，用一次性毛细血管分2次准确吸取20ul、和20ul，将血液分别吹入盛有白、红细胞稀释液的小试管内，用滴管放在试管底部轻轻吹出血液，用上清液冲洗毛细取血管2～3次，轻轻摇动，使液体充分混匀。

【实验目的】1、观察家兔高镁血症的症状。

2、了解钙镁拮抗的原理并学习用氯化钙缓解高镁血症的方法。

【立题依据】镁镁是人体必需的矿物元素，因为镁在人体的含量较多，故被成为常量元素。

正常成人身体总镁含量约25克，其中60％-65％存在于骨，齿，27％分布于软组织。

镁主要分布于细胞内，细胞外液的镁不超过1％。

它的主要生理功能是：激活人体多种酶的活性；维护骨骼生长和神经肌肉的兴奋性；维护胃肠道和激素的功能。

如果镁缺乏，对上述功能会发生影响，可导致血清钙下降；神经肌肉兴奋性亢进；对血管功能可能有潜在的影响（有人报告低镁血症患者可有房室性早搏，房颤以及室速和室颤，半数有血压升高；可能是绝经后妇女骨质疏松症的一种危险因素；也有研究表明镁耗竭可导致胰岛素抵抗（与糖尿病有关）。

镁在粗粮，绿叶蔬菜，坚果中含量丰富，而肉类，淀粉食物和牛奶中镁的含量属中等。

-------资料来自《健康与生活》高镁血症病因高镁血症以急性或慢性肾功能衰竭多见，但一般肾功能衰竭患者血镁大多仍能维持正常或正常偏高水平，且无高镁血症导致的症状。

如果一时摄入过多(如使用抗酸剂)或经其他途径进入体内过多(例如肌注硫酸镁等)，则有可能出现明显高镁血症并出现症状。

此外，甲状腺素可抑制肾小管镁重吸收、促进尿镁排出，故某些黏液性水肿的患者可发生高镁血症。

醛固酮也有抑制肾小管镁重吸收、促进尿镁排出的作用，故Addison病患者可有高镁血症。

-------资料来自《百度百科》镁的生理作用：高镁血症主要由机体内镁摄入过多或排出减少所致，血清镁浓度高于 1.25mmol/L （2.5mEq/L）时为高镁血症。

高镁血症的临床表现与血清镁升高的幅度及速度均有关。

短时间内迅速升高者临床症状较重。

一般早期表现为食欲不振、恶心、呕吐、皮肤潮红、头痛、头晕等，因缺乏特异性，容易忽视。

当血清镁浓度迅速升高，可出现神经-肌肉及循环系统的明显改变。

1.对神经-肌肉的影响:故表现为呼吸肌无力和中枢抑制状态。

实验报告课程名称：动物生理学实验名称：心脏生理功能实验同组学生姓名：一、实验目的和要求1、学习蟾蜍心电图的描记方法，了解动物正常心电图的波形。

2、观察蟾蜍心脏各部位兴奋与收缩的顺序及额外刺激对心脏收缩的影响从而加深对心肌生理特性的认识。

3、通过几种不同的方法来观察蛙的心搏的起点，以及心脏不同部位传导系统的装自动节律性高低。

订4、说明心电记录的容积导电原理。

线二、实验内容和原理1.在动物进化过程中，虽然心脏的结构和功能不断变化、逐渐完善，但心肌细胞的基本电活动却大同小异。

整个心脏的综合电变化也可以通过心脏周围的导电组织传导到动物体表，如将引导电极置于体表的不同部位时通过可仪器记录出来。

动物的心电图与人的心电图相似，基本包括P波、QRS波群和T波。

但在某些动物心电图的QRS波群中，Q波较小或缺如；在变温动物中，心率受温度和其它因素的影响较大。

2.心肌细胞有效不应期长。

在心动周期的不同时期给予额外刺激，或无反应而心律不变；或引起期前收缩，期前收缩之后通常出现一个代偿间歇。

3.心脏的特殊传导系统具有自动节律性，但各部分的自动节律性高低不同。

蛙的心搏起点是静脉窦(哺乳动物是窦房结)，自动节律性也以静脉窦(窦房结)为最高。

正常心脏的每次博动都由静脉窦(窦房结)发出沿心房传至房室结，再由房室结经房室束传至心室肌肉。

若阻断心脏的正常传导，则出现不同的收缩障碍。

三、主要仪器设备M edlab生物信号采集系统，张力换能器（30g或50g），两栖类手术器械，培养皿，任氏液，鳄鱼夹，蛙扳，解剖针，大头针，蟾蜍，手术缝线。

四、操作方法和实验步骤1．Medlab生物信号采集系统的准备记录方式：记录仪；通道：3，×200。

2．用解剖针破坏蛙(或蟾蜍)脑和脊髓后，将蛙背向下，四肢用大头针固定在蛙板上，暴露心脏，认清心脏各部位并于窦房沟处穿一线备用。

3．将接有导线的鳄鱼夹，固定在右前肢和两后肢的大头针上，为了导电良好，可在鳄鱼夹和大头针之间缠以任氏液浸湿过的脱脂棉。

高渗葡萄糖溶液对蛙坐骨神经干动作电位的影响设计者：。

临床医学本科。

级。

班指导老师：。

一、实验目的：观察不同浓度的高渗葡萄糖溶液对蛙坐骨神经干动作电位的影响二、立题依据根据文献报道，高渗葡萄糖溶液对神经干动作电位的幅值有明显的、可逆的、减小的作用，对传导速度有减慢作用。

一般认为高渗葡萄糖溶液的作用机制有两方面：一方面，高渗透压导致神经脱水，神经纤维脱水后，直径变小，电阻变大，从而导致其传导动作电位的机能下降，甚至出现神经传导阻滞。

同时，由于神经细胞处于高渗状态下，细胞内外渗透压差异变小，水份从细胞外向细胞内转移，以至细胞内外离子浓度发生变化，细胞外钠离子浓度变小，细胞内钠浓度变大，细胞内外钠离子浓度差别减少，当神经细胞受刺激，产生冲动时，钠离子内流减少，而导致神经干动作电位幅值减小。

另一方面，葡萄糖作为一种能源物质，进入细胞后，神经传导机能增强。

不过由于葡萄糖作为一种大分子物质，不易通过细胞膜，被吸收量取决于细胞内外的离子浓度差及膜对它的通透性。

本实验用电生理学方法，对高渗葡萄糖溶液影响蛙离体坐骨神经干的复合动作电位的幅度和速度进行观察，分析其影响动作电位的原理。

主要参考文献：1、祁金顺尚改萍李文朝王黎敏李俊峰. 高渗盐液对蟾蜍坐骨神经干C 纤维动作电位的影响，中国应用生理学杂志，1995，11(1)：44-462、缪利英彭炜瑛元晓冬. Medlab 在神经干动作电位及传导速度测定实验中的应用，杭州医学高等专科学校学报，2002，23(3)：68-703、李荣林王瑞. 钾和钠离子对神经干动作电位的影响. 山西医学院学报，1995，26（4）：350-3514、李洪敬. 阳极电紧张对蟾蜍坐骨神经动作电位幅值的影响. 信阳师范学院学报（自然科学版），1996，19（1）：60-63三、实验方案实验材料：青蛙、Medlad生物信号采集处理系统、神经标本屏蔽盒、动作电位引导输入线、电刺激输出线、蛙类解剖手术器械、滤纸、丝线、棉线、滴管、林格液、50％葡萄糖溶液、20％甘露醇注射液实验分组对照1组：0.25mol/L甘露醇溶液对照2组：0.5mol/L甘露醇溶液对照3组：1mol/L甘露醇溶液对照4组：2mol/L甘露醇溶液实验1组：0.25mol/L葡萄糖溶液实验2组：0.5mol/L葡萄糖溶液实验3组：1mol/L葡萄糖溶液实验4组：2mol/L葡萄糖溶液观察指标：神经干双相动作电位幅度、传导速度实验步骤：1、制备蛙类坐骨神经－胫腓神经标本2、连接实验装置，设置实验参数见教材77－78页3、将分离好的神经干标本放置于神经标本屏蔽盒的电极上，启动刺激器，从零开始逐渐增加强度，仔细观察双相动作电位，适当调整刺激强度至波形最佳，并记录其正常状态下动作电位的幅值（A）与时程（D）。