第二篇 机能实验
第六章 电解质代谢与酸碱平衡
第一节 实验性高血钾症及其治疗
［实验目的］
(1)观察高血钾症时家兔心电图变化的特征。
(2)了解血钾进行性升高的不同阶段，高血钾对心肌细胞的毒性作用。
(医学全.在线www.med126.com3)了解高钾血症的基本治疗方法和抢救。
［实验动物］
家兔，性别不拘。
［药品、器材］
3％戌巴比妥钠溶液，2％、10％氯化钾溶液、10％氯化钙溶液、4％碳酸氢钠溶液，葡萄糖-胰岛素溶液(50％葡萄糖4ml加1单位胰岛素) ，肝素生理盐水溶液(125单位肝素/ml生理盐水) ，手术器械、注射器、头皮针、取血器、生物信号采集处理仪、AVL电解质分析仪。
［观察指标］
血钾浓度、心电图变化、呼吸频率、幅度和节律。
［方法、步骤］
(1)称重、麻醉和固定动物
家兔称重后，用1．5％戊巴比妥钠溶液(2m1/kg)从耳缘静脉缓慢注入。动物自然倒下后，牵拉后肢无抵抗感及肌肉松驰，表示麻醉药物的注入量已足。将动物仰卧位固定在实验台上，颈前部备皮。
(2)分离颈总动脉
按家兔血管常规分离方法分离颈总动脉，插入导管取血0.5-1ml测定实验前的血钾浓度。
(3)心电描记
将针型电极分别插入家兔四肢皮下。导联线按左前肢(黄)，右前肢(红)，左后肢(绿) ，右后肢(黑)的顺序联接，依生物信号记录仪使用方法描记实验前的心电图波形存盘待实验结束后打印分析。
用头胸导联可描记出比普通导联更为高大清晰的心电图波形。方法是将右前肢电极插在下颏部皮下，左前肢的电极插在胸壁上相当于心尖部位的皮下。这样可较早发现高血钾家兔的心电图异常波形。
(4)氯化钾溶液注入方法
从耳缘静脉滴入2％氯化钾(15～20滴／min)。
(5)观察记录
在注射氯化钾的过程中，由显示器观察心电图波形的变化规律。出现P波低压增宽、QRS 波群低压变宽和高尖T波时，描记存盘。同时取血0.5～1ml测定血钾浓度。
(6)实施抢救方案
当出现心室扑动或颤动波形后，立即停止滴注氯化钾，并迅速准确地由另外一侧耳缘静脉注入已预先准备好的抢救药物(10％氯化钙2m1/kg，或4％碳酸氢钠5m1／kg，或葡萄糖—胰岛素溶液7m1/kg)。如果短时间内无法快速输入抢救的药物，救治效果不佳。
待心室扑动或颤动波消失，心电图基本恢复正常时，再次由颈总动脉采血测定救治后的血钾浓度。
(7)注入致死剂量的l0％氯化钾(8m1／kg)，开胸观察心肌纤颤及心脏停跳时的状态。
［注意事项］
1．麻醉药物注射速度严格控制在0.5m1／分钟达到麻醉效果(四肢松驰)时，停止继续给药。余下的麻醉药物视动物反应情况随时追补。
2．保持动、静脉导管的通畅。 每次由颈总动脉取血后，均用肝素生理盐水溶液2m1冲洗管道内的余血，防止导管内血液凝固。
3．正确记录心电图波型。 有时家免T波高出正常值0.5mV或融合在S一T段中而不呈现正向波，这与动物个体差异有关，此时要变换导联。若在头胸导联、肢体标Ⅱ导联及avF导联上描记出正向T波就可进行实验，否则需更换动物。
(1) 给家兔输入氯化钾溶液，其心电图变化的病理生理学原理。
(2) 氯化钙、碳酸氢钠和葡萄糖-胰岛素溶液救治高血钾症的原理。
(金海燕 孙文清 )
第二节 实验性酸碱平衡紊乱及其治疗
一、实验性家兔酸碱平衡紊乱及其治疗
［实验目的］
(1)复制急性酸碱平衡紊乱的动物模型，观察各型酸碱平衡紊乱时血气和酸碱指标及呼吸的变化。
(2)对急性代谢性酸中毒进行实验性治疗。
［实验动物］
家兔，性别不拘。
［药品、器材］
1％普鲁卡因、肝素生理盐水（125单位/ml)、12％磷酸二氢钠、5％碳酸氢钠、0.1％肾上腺素、生理盐水；手术器械、lml、5m1、10m1注射器及针头、小软木塞、三通动脉导管，气管插管，AVL血气分析仪，生物信号采集处理仪。
［观察指标］
(1)血气和酸碱指标：动脉血pH、二氧化碳分压(PaC02)、氧分压(Pa02)、标准碳酸氢盐(SB)、实际碳酸氢盐 (AB)、碱剩余或碱缺失(BE)。
(2)呼吸
频率、幅度。
［方法、步骤］
1．手术和血标本检测
(1)动物麻醉与固定
将家兔称重后，仰卧位固定于兔台，颈部和一侧腹股沟部备皮，用1％普鲁卡因作颈部和腹股沟部浸润麻醉。
(2)气管插管与动脉插管
按常规方法分离暴露气管，在环状软骨下0.5～1cm处作倒“T”形切口，插入气管插管并固定。分离出一侧颈总动脉(长约2．5～3cm)，将其远心端结扎，近心端用动脉夹夹闭。在靠近远心端结扎线处，用眼科剪呈45°角向心方向剪开血管(约为颈总动脉直径的1/3)。将连接三通并充满 0.3％肝素的细塑料管尖端轻轻插入血管内，然后结扎并将结扎线固定于塑料管胶布处。
(3) 分离股神精
在局麻下沿股动脉走行方向，切开股三角部皮肤，分离出一段股神经，从其下方穿线，以备疼痛刺激时用，切口用湿生理盐水纱布覆盖。
(4)取血预备
用1 ml注射器吸取少量肝素生理盐水，将管壁湿润后推出，使注射死腔和针头内都充满肝素，然后将针头刺入小软木塞以隔绝空气。
(5)取血
打开三通松开动脉夹，弃去最先流出的二三滴血液后，迅速去掉注射器上的针头立即插入三通取血0.3～0.5m1(注意勿进入气泡)。关闭三通，拔出注射器并立即套上原针头，以中指弹击注射器管壁20秒，使血液与肝素混合。取血后向三通内注入少量肝素，将血液推回到血管内，以防塑料管内凝血，然后将动脉夹仍夹于原处。检测各项血气和酸碱指标，作为实验前的正常对照值。
2．复制代谢性酸中毒并进行治疗
(1)经耳缘静脉注入12％的磷酸二氢钠溶液，剂量为5m1／kg体重。
(2)给药后l0分钟，经三通取血，检测各项血气和酸碱指标。
(3)根据注入酸性溶液后测得的BE值，按下式进行补碱治疗。
BE绝对值×体重(kg)×0.3＝所需补充碳酸氢钠的量(mmol)
(0.3是HC03ˉ进入体内分布的间隙，即体重×30％)。
5％碳酸氢钠lml＝0.6mmol
所需补充的5％碳酸氢钠m1数＝所需补充碳酸氢钠的mmol数／0.6
(4)经5％碳酸氢钠治疗后10min，取血并检测各项指标，观察是否恢复到接近正常水平。
3．复制呼吸性酸中毒
待兔血气和酸碱指标基本恢复正常后，用止血钳完全夹闭气管插管上的乳胶管l～1.5分钟，此时可见血液呈紫绀色，兔因窒息而挣扎，立即取血测定血气和酸碱指标。取血后即刻解除夹闭，以免家兔因窒息而死亡。
4．复制呼吸性碱中毒
(1)解除气管夹闭约10分钟，家免呼吸频率和幅度基本恢复正常后，取血检测各项血气和酸碱指标作为对照值。
(2)用生物信息采集处理仪对股神经进行疼痛刺激：①刺激输出选用连续方波，电压5伏，频率l0次／秒，②将输出的无关电极末端的鳄鱼夹夹住腹股沟部切口周围组织，刺激电极末端的蛙心夹夹住股神经，并使之稍离开周围组织，以防短路，③按刺激启动键，在显示器上可见输出的刺激波，家兔可因疼痛而尖叫，并伴有快速呼吸。当显示刺激15秒达时，停止刺激，随即取血测定血液酸碱指标。
(3)也可用皮球式简易人工呼吸器或人工呼吸机使家兔过度通气。
实验结束，待动物恢复10分钟后，可选做复制代谢性碱中毒或呼吸性酸中毒合并代谢性酸中毒继续进行实验。
5．复制代谢性碱中毒
经耳缘静脉注入5％碳酸氢钠溶液3m1/kg体重，l0分钟后取血并检测各项血气和酸碱指标。
此时，血气和酸碱指标不会在短时间内恢复正常，故该兔不宜继续进行其他实验。
6．复制呼吸性酸中毒合并代谢性酸中毒
(1)经耳缘静脉注入0.1％肾上腺素1m1/kg体重，造成急性肺水肿。待兔出现呼吸困难、躁动不安，发绀，气管插管内有白色或粉红色泡沫溢出时，取血测定血气和酸碱指标。
(2)兔死亡后，开胸观察肺脏变化(若未死亡，可静脉内注入空气致死)。结扎气管，取出两肺，可见肺体积明显增大，有出血、淤血、水肿，以下叶为重。此外，肺切面有白色或粉红色泡沫液体流出。
［注意事项］
(1)取血时切勿进入气泡，否则影响血气和酸碱指标测定结果。
(2)取血前应让动物安静5分钟，以免因刺激造成的过度通气影响血气和酸碱指标。
［思考题］
(1)设计急性代谢性碱中毒的治疗方案。
(2) 盐水反应性代谢性碱中毒为何只要口服或静注生理盐水即可治愈？
(金海燕 冯大明 )
二、实验性家犬酸碱平衡紊乱及其治疗
［实验目的］
(1)复制酸碱平衡紊乱的动物模型，观察各型酸碱平衡紊乱时血气和酸碱指标的变化。
(2)对急性代谢性酸中毒进行实验性治疗。
［实验动物］
家犬，性别不拘。
［药品、器材］
1ml和10ml注射器及针头、小软木塞、手术器械、简易人工呼吸器(皮球式)、气管插管，3％戊巴比妥钠、肝素生理盐水(125单位/ ml)、12％磷酸二氢钠或0.5mol/L盐酸、5％碳酸氢钠、0.1％肾上腺素，AVL血气分析仪，生物信号采集处理仪。
［观察指标］
呼吸、血压，血气和酸碱指标（动脉血pH、PaO2、PaCO2、AB、SB、BE)。
［方法、步骤］
1．手术和血标本检测
(1)动物麻醉和固定用3％戊巴比妥钠1m1/kg静脉麻醉犬后，仰卧固定，颈部和双侧腹股沟备皮。
(2)动、静脉插管
分离两侧股动脉和一侧股静脉。在一侧股动脉内插管描记血压，另一侧股动脉内插管连接三通，供采血用。股静脉插管供注射药物。
(3) 气管插管
分离出气管，在环状软骨下2～3cm处作一倒“T” 形切口，行气管插管并与呼吸传感器连接描记呼吸。
(4)取血
用lml注射器吸取少量125单位/ml肝素生理盐水，湿润注射器管壁后推出，使注射器死腔和针头内都充满肝素溶液。在股动脉插管三通处取血0.5～lml(注意勿进入气泡)，套上针头立即插入小软木塞内以隔绝空气，用中指轻弹注射器管壁20秒将肝素溶液与血液混匀，进行实验前的血气和酸碱指标的测定。
测定实验前各项指标后，可选择下列中的数项进行实验。
2．复制代谢性酸中毒及其补碱治疗
(1)向股静脉内注入12％磷酸二氢钠5ml/kg或0.5mol／盐酸3ml/kg。同时描记呼吸和血压存盘。
(2)10分钟后，由股动脉取血0.5～1m1，测定血气和酸碱指标。
(3)根据注入酸后测得的BE值，按下式进行补碱治疗：
BE绝对值×体重公斤数×0.3＝所需补充碳酸氢钠的量(mmol)
(0.3是HC03ˉ进入体内分布的间隙，即体重×30％)
5％碳酸氢钠1m1＝0.6mmol
所需补充的5％碳酸氢钠m1数＝所需补充碳酸氢钠的mmol数／0.6。
(4)注入碳酸氢钠治疗10分钟后，再取血测定血气和酸碱指标，观察是否恢复到接近正常。
3．复制呼吸性酸中毒
将上述补碱治疗以后测得的血气和酸碱指标作为本实验的对照值进行呼吸性酸中毒的实验。
(1)夹闭气管插管上的乳胶管1—1.5分钟(也可用塑料袋套在气管插管上2～3分钟造成犬窒息) ，使股动脉插管处血液呈现紫绀色。
(2)从股动脉插管三通处取血0.5～1m1，然后解除对乳胶管的夹闭或除去塑料袋。测定血气和酸碱指标变化。
注意气道阻塞或窒息时间不可过长，否则引起的将不是单纯的呼吸性酸中毒而是呼吸性酸中毒合并缺氧所致的代谢性酸中毒。
4．复制呼吸性碱中毒
(1)气管阻塞解除l0分钟后，从股动脉取血0.5～1m1作为本实验前的对照值。
(2)在气管插管口上安上皮球式简易人工呼吸器。用60次／分钟的速度用力挤压人工呼吸器的气囊1分钟或用人工呼吸机并将通气频率调至607～0次/分钟造成过度通气1分钟，此后抽股动脉血测定血气和酸碱指标。
若犬因通气过度而出现呼吸暂停，轻度的可稍待片刻自行恢复呼吸运动，也可通过增加死腔通气使吸入气PCO2提高而恢复呼吸运动。
本实验结束10分钟后，可进行代谢性碱中毒或代谢性酸中毒合并呼吸性酸中毒的实验。
5．复制代谢性碱中毒
取股动脉血测定酸碱指标，如结果表明呼吸性碱中毒已恢复后，从股静脉注入5％碳酸氢钠(3m1/kg)，10分钟后由股动脉取血测定酸碱指标。这些指标在短时间内不会恢复正常，故不便继续进行其他实验。
6．复制代谢性酸中毒合并呼吸性酸中毒
(1)取股动脉血测定酸碱指标表明在正常范围后，由股静脉注入0.1％肾上腺素0.3～0.5ml/kg体重。造成急性肺水肿。待动物呼吸困难、躁动不安、紫绀、气管插管处流出粉红色泡沫液体时，再抽股动脉血测定酸碱指标。
(2)动物死亡后，进行尸检。若未死亡，可静脉注射空气致死，然后进行解剖。在气管分叉处用粗线结扎气管，取出两肺。可见肺体积明显增大，有出血水肿。切开时，切面有粉红色泡沫状液体流出。
［注意事项］
(1)实验前家犬不能过分饥饿和剧烈运动，否则会导致酸中毒。
(2)麻醉过深也可导致家犬呼吸性酸中毒。
［思考题］
(1)设计急性代谢性碱中毒的治疗方案。
(2)盐水反应性代谢性碱中毒为何只要口服或静注生理盐水即可治愈？
(金海燕 冯大明)
