实验性缺氧和影响缺氧耐受性及戊巴比妥钠半数有效量
(ED50)的测定
【实验目的】 1. 复制低张性、血液性与组织中毒性缺氧动物模型，了解缺氧的原因及发病机制。 2. 观察不同类型缺氧的实验动物，注意其呼吸、皮肤黏膜、血液及肝颜色等塑化。 3. 求小鼠戊巴比妥钠腹腔注射给药的ED50。
4. 计算戊巴比妥钠的治疗指数，评价药物的安全性。
【实验原理】
(1) 实验性缺氧和影响缺氧耐受性
由于组织细胞供氧不足或用氧障碍导致机体代谢、功能甚至形态结构等发生异常变化的病理过程，称为缺氧。根据原因和发病机制，缺氧可分为4类： 1. 低张性缺氧其特点是动脉血氧分压明显下降、主要是由于动脉血的氧气供给不足引起。2. 血液性缺氧多见于血红蛋白量的减少或者质的改变，从而引起运氧能力下降并伴有动脉血氧含量的降低。3. 循环性缺氧由于血液循环障碍，含氧丰富的动脉血不能顺利、及时送达组织细胞。4. 组织性缺氧组织细胞利用氧的能力下降引起的缺氧。
不同类型的缺氧，机体的血氧指标、循环系统、呼吸系统及皮肤与黏膜的颜色等均有不同年表现，而不同的内外因素也可以影响机体对缺氧的耐受性。 （2）戊巴比妥钠半数有效量(ED50)的测定
戊巴比妥钠为镇静催眠药，小剂量可产生镇静作用，中等剂量可产生催眠作用，随剂量加大，还可相继出现抗惊厥、麻醉作用药物的量效关系是指药物的剂量与药物效应强度之间的关系。药理效应按性质可以分为量反应与质反应，质反应的量效曲线，以药物的对数浓度或剂量为横坐标，以剂量增加的累计阳性反应百分率为纵坐标作图，则可得到一条对称的“S ”形曲线。
ED50，LD50的计算方法很多，有Bliss 法(概率单位正规法) 、概率单位图解法、寇氏面积法、序贯法、孙氏改良冠氏法(点斜法) 等。Bliss 法最为严谨，结果最精密，申报新药一般采用此法但其步骤多，计算烦琐，孙氏改良寇氏法计算方法简便，结果较准确，适用于学生。
【实验材料】
1. 实验动物成年小白鼠20只
2. 器材与药品注射器(1ml、5ml) 。鼠笼，天平，棉签，注射针头，手术剪，镊子，止血钳，滴管，试管，小白鼠缺氧瓶装置，一氧化碳发生装置、酒精灯，火柴、制氧仪。钠石灰(NaOH·CaO) ，甲酸，浓硫酸，5%亚硝酸钠，0.4%亚甲蓝，0.26%戊巴比妥钠。
【实验方法】 1、乏氧性缺氧
1. 取钠石灰少许及小白鼠2只放入缺氧瓶内。观察、记录小白鼠呼吸频率、深度，口唇颜色，同时用测氧仪测定瓶中的氧浓度(海平面空气氧浓度约21%、此时此分压为160mHg) 。
2. 塞紧瓶塞，记录时间，以后每5min 重复观察上述指标一次直到动物死亡，记录死亡时间，并测定死亡时瓶中的氧浓度。
3. 尸检。小白鼠死亡后尽快打开腹腔、观察血液和肝颜色，并与实验2.3.4及正常小白鼠的血液及肝颜色对比。
2、一氧化碳中毒性缺氧
1. 将小白鼠1只放入广口瓶中，观察其正常表现。
2. 取甲酸9ml 放入烧瓶内，缓慢加人浓硫酸6ml. 塞紧后与装有小白鼠的广口瓶相连(可用酒精灯加热，因CO 产生过多、过快易使动物迅速死亡而致血液肝颜色变化不明显）。
3、亚硝酸钠中毒性缺氧
1. 取体重相近小白鼠2只、观察正常表现后，向腹腔注人5%亚硝酸钠0.3ml 。其中一只注人亚硝酸钠后。立即再向腹腔注入0.5%亚甲蓝溶液0.15-0.30ml ，另一只注入等量生理盐水。
2. 观察指标同实验2，比较两只小白鼠死亡时间有无差异。
4、取小鼠60只，随机分为6组，每组10只，称重。各组分别腹腔注射不同剂量戊巴比妥钠，以翻正反射消失作为入睡指标，给药15min 后，记录各组出现催眠反应的鼠数并记入表. 采用公式ED50=lg-1[Xm-i(P-0.5)]计算或用Bliss 法软件包求得腹腔注射戊巴比妥钠出现催眠反应的ED50。 其中Xm=最大剂量对数值
P=动物催眠反应率(用小数表示) P=各组催眠反应率的总和
i=相邻两组剂量比值的对数(高剂量做分子)
【实验结果】
实验组
呼吸频率 黏膜颜色 死亡时间
氧浓度
肝脏颜色
乏氧性缺氧 一氧化碳中毒 亚硝酸钠-生理盐水 亚硝酸钠-亚甲蓝
实验前 10min 实验后 实验前 实验后 实验前 实验后 实验前
正常 快 无 正常 加快 正常 正常 正常 正常
粉红 紫绀 紫绀 粉红 樱桃红 粉红 玫瑰红 粉红 粉红
19:37
5:29
21.1 17.8 15.8 - -
暗红 - 青紫色 暗红 樱桃红 暗红 咖啡色 暗红 暗红
9.39 - -
14:08 - -
实验后
表1：各种类型缺氧指标变化
小鼠肝脏颜色对比
从左到右依次为正常小鼠、乏氧性缺氧、一氧化碳中毒、亚硝酸钠-亚甲蓝、亚硝酸钠-生理
盐水
ED50=1/lg[Xm-i(∑p-0.5)]； Xm=lg40=1.602 i=0.0969 ∑p=3.2
带入公式，得ED50=14.6862mg/kg
【实验讨论】
（1） 实验性缺氧和影响缺氧耐受性
乏氧性缺氧
正常情况下，毛细血管中脱氧血红蛋白的平均浓度为2.6g/dl。乏氧性缺氧时，动脉血和静脉血中氧合血红蛋白含量降低，而脱氧血红蛋白增多。当毛细血管血液中脱氧血红蛋白的平均浓度超过5g/dl时，皮肤和粘膜呈青紫色，称为发绀，所以肝脏为青紫色。实验开始后，瓶中氧分压降低，小鼠吸入体内氧气减少，血氧含量减少，刺激颈动脉体和主动脉体，反射性的引起呼吸，加深加快。而随着呼吸运动进行，二氧化碳的分压逐渐上升，此时缺氧对呼吸中枢的直接抑制呼吸，小鼠死亡。
CO 中毒性缺氧
血液中O2主要是以血红蛋白HbO2的形式存在和运输的，但是CO 与Hb 的亲和力是O2的250倍，这就意味着在极低的Pco 下，CO 就可以剥夺O2的结合位点，当一氧化碳与血红蛋白分子中的某个血红素结合后，将增加其余三个血红素对氧的亲合力，使血红蛋白分子中已结合的氧释放减少，Hb02中的02不易释放，从而加重组织缺氧，使机体处于缺氧状态导致死亡。由实验可见，CO 与Hb 的亲和力很大，结合速度很快，小鼠的存活时间仅为5min29s 。因为CO 与Hb 结合呈樱桃红色，所以皮肤黏膜和肝脏颜色为樱桃红色。。
亚硝酸钠中毒性缺氧 血红蛋白所含的铁是亚铁，它能跟氧结合随着血液循环，将氧输送到身体各部。当亚硝酸钠进入机体后，在血液中发生了化学反应，使血红蛋白中的二价铁转变成三价铁，而三价铁的血红蛋白不能携带氧，还可以增强其余的二价铁与氧的亲和力，使血红蛋白向组织细胞释放氧量减少，因此造成小鼠缺氧中毒，皮肤粘膜，肝脏呈咖啡色，亚甲蓝救治时，是由于亚甲蓝是为还原剂，可以对抗还原高铁血红蛋白的作用，使得小鼠存活时间延长。
（2）戊巴比妥钠半数有效量(ED50)的测定
半数有效量是指在量反应中是指能引起50%最大反应强度的药物剂量；在质反应中指引起50%实验动物出现阳性反应的药物剂量。
本实验由于实验条件不同，注射手法，环境因素以及给药剂量误差均会导致结果出现误差，由于分组，实验误差较大。
实验性缺氧和影响缺氧耐受性及戊巴比妥钠半数有效量
(ED50)的测定
【实验目的】 1. 复制低张性、血液性与组织中毒性缺氧动物模型，了解缺氧的原因及发病机制。 2. 观察不同类型缺氧的实验动物，注意其呼吸、皮肤黏膜、血液及肝颜色等塑化。 3. 求小鼠戊巴比妥钠腹腔注射给药的ED50。
4. 计算戊巴比妥钠的治疗指数，评价药物的安全性。
【实验原理】
(1) 实验性缺氧和影响缺氧耐受性
由于组织细胞供氧不足或用氧障碍导致机体代谢、功能甚至形态结构等发生异常变化的病理过程，称为缺氧。根据原因和发病机制，缺氧可分为4类： 1. 低张性缺氧其特点是动脉血氧分压明显下降、主要是由于动脉血的氧气供给不足引起。2. 血液性缺氧多见于血红蛋白量的减少或者质的改变，从而引起运氧能力下降并伴有动脉血氧含量的降低。3. 循环性缺氧由于血液循环障碍，含氧丰富的动脉血不能顺利、及时送达组织细胞。4. 组织性缺氧组织细胞利用氧的能力下降引起的缺氧。
不同类型的缺氧，机体的血氧指标、循环系统、呼吸系统及皮肤与黏膜的颜色等均有不同年表现，而不同的内外因素也可以影响机体对缺氧的耐受性。 （2）戊巴比妥钠半数有效量(ED50)的测定
戊巴比妥钠为镇静催眠药，小剂量可产生镇静作用，中等剂量可产生催眠作用，随剂量加大，还可相继出现抗惊厥、麻醉作用药物的量效关系是指药物的剂量与药物效应强度之间的关系。药理效应按性质可以分为量反应与质反应，质反应的量效曲线，以药物的对数浓度或剂量为横坐标，以剂量增加的累计阳性反应百分率为纵坐标作图，则可得到一条对称的“S ”形曲线。
ED50，LD50的计算方法很多，有Bliss 法(概率单位正规法) 、概率单位图解法、寇氏面积法、序贯法、孙氏改良冠氏法(点斜法) 等。Bliss 法最为严谨，结果最精密，申报新药一般采用此法但其步骤多，计算烦琐，孙氏改良寇氏法计算方法简便，结果较准确，适用于学生。
【实验材料】
1. 实验动物成年小白鼠20只
2. 器材与药品注射器(1ml、5ml) 。鼠笼，天平，棉签，注射针头，手术剪，镊子，止血钳，滴管，试管，小白鼠缺氧瓶装置，一氧化碳发生装置、酒精灯，火柴、制氧仪。钠石灰(NaOH·CaO) ，甲酸，浓硫酸，5%亚硝酸钠，0.4%亚甲蓝，0.26%戊巴比妥钠。
【实验方法】 1、乏氧性缺氧
1. 取钠石灰少许及小白鼠2只放入缺氧瓶内。观察、记录小白鼠呼吸频率、深度，口唇颜色，同时用测氧仪测定瓶中的氧浓度(海平面空气氧浓度约21%、此时此分压为160mHg) 。
2. 塞紧瓶塞，记录时间，以后每5min 重复观察上述指标一次直到动物死亡，记录死亡时间，并测定死亡时瓶中的氧浓度。
3. 尸检。小白鼠死亡后尽快打开腹腔、观察血液和肝颜色，并与实验2.3.4及正常小白鼠的血液及肝颜色对比。
2、一氧化碳中毒性缺氧
1. 将小白鼠1只放入广口瓶中，观察其正常表现。
2. 取甲酸9ml 放入烧瓶内，缓慢加人浓硫酸6ml. 塞紧后与装有小白鼠的广口瓶相连(可用酒精灯加热，因CO 产生过多、过快易使动物迅速死亡而致血液肝颜色变化不明显）。
3、亚硝酸钠中毒性缺氧
1. 取体重相近小白鼠2只、观察正常表现后，向腹腔注人5%亚硝酸钠0.3ml 。其中一只注人亚硝酸钠后。立即再向腹腔注入0.5%亚甲蓝溶液0.15-0.30ml ，另一只注入等量生理盐水。
2. 观察指标同实验2，比较两只小白鼠死亡时间有无差异。
4、取小鼠60只，随机分为6组，每组10只，称重。各组分别腹腔注射不同剂量戊巴比妥钠，以翻正反射消失作为入睡指标，给药15min 后，记录各组出现催眠反应的鼠数并记入表. 采用公式ED50=lg-1[Xm-i(P-0.5)]计算或用Bliss 法软件包求得腹腔注射戊巴比妥钠出现催眠反应的ED50。 其中Xm=最大剂量对数值
P=动物催眠反应率(用小数表示) P=各组催眠反应率的总和
i=相邻两组剂量比值的对数(高剂量做分子)
【实验结果】
实验组
呼吸频率 黏膜颜色 死亡时间
氧浓度
肝脏颜色
乏氧性缺氧 一氧化碳中毒 亚硝酸钠-生理盐水 亚硝酸钠-亚甲蓝
实验前 10min 实验后 实验前 实验后 实验前 实验后 实验前
正常 快 无 正常 加快 正常 正常 正常 正常
粉红 紫绀 紫绀 粉红 樱桃红 粉红 玫瑰红 粉红 粉红
19:37
5:29
21.1 17.8 15.8 - -
暗红 - 青紫色 暗红 樱桃红 暗红 咖啡色 暗红 暗红
9.39 - -
14:08 - -
实验后
表1：各种类型缺氧指标变化
小鼠肝脏颜色对比
从左到右依次为正常小鼠、乏氧性缺氧、一氧化碳中毒、亚硝酸钠-亚甲蓝、亚硝酸钠-生理
盐水
ED50=1/lg[Xm-i(∑p-0.5)]； Xm=lg40=1.602 i=0.0969 ∑p=3.2
带入公式，得ED50=14.6862mg/kg
【实验讨论】
（1） 实验性缺氧和影响缺氧耐受性
乏氧性缺氧
正常情况下，毛细血管中脱氧血红蛋白的平均浓度为2.6g/dl。乏氧性缺氧时，动脉血和静脉血中氧合血红蛋白含量降低，而脱氧血红蛋白增多。当毛细血管血液中脱氧血红蛋白的平均浓度超过5g/dl时，皮肤和粘膜呈青紫色，称为发绀，所以肝脏为青紫色。实验开始后，瓶中氧分压降低，小鼠吸入体内氧气减少，血氧含量减少，刺激颈动脉体和主动脉体，反射性的引起呼吸，加深加快。而随着呼吸运动进行，二氧化碳的分压逐渐上升，此时缺氧对呼吸中枢的直接抑制呼吸，小鼠死亡。
CO 中毒性缺氧
血液中O2主要是以血红蛋白HbO2的形式存在和运输的，但是CO 与Hb 的亲和力是O2的250倍，这就意味着在极低的Pco 下，CO 就可以剥夺O2的结合位点，当一氧化碳与血红蛋白分子中的某个血红素结合后，将增加其余三个血红素对氧的亲合力，使血红蛋白分子中已结合的氧释放减少，Hb02中的02不易释放，从而加重组织缺氧，使机体处于缺氧状态导致死亡。由实验可见，CO 与Hb 的亲和力很大，结合速度很快，小鼠的存活时间仅为5min29s 。因为CO 与Hb 结合呈樱桃红色，所以皮肤黏膜和肝脏颜色为樱桃红色。。
亚硝酸钠中毒性缺氧 血红蛋白所含的铁是亚铁，它能跟氧结合随着血液循环，将氧输送到身体各部。当亚硝酸钠进入机体后，在血液中发生了化学反应，使血红蛋白中的二价铁转变成三价铁，而三价铁的血红蛋白不能携带氧，还可以增强其余的二价铁与氧的亲和力，使血红蛋白向组织细胞释放氧量减少，因此造成小鼠缺氧中毒，皮肤粘膜，肝脏呈咖啡色，亚甲蓝救治时，是由于亚甲蓝是为还原剂，可以对抗还原高铁血红蛋白的作用，使得小鼠存活时间延长。
（2）戊巴比妥钠半数有效量(ED50)的测定
半数有效量是指在量反应中是指能引起50%最大反应强度的药物剂量；在质反应中指引起50%实验动物出现阳性反应的药物剂量。
本实验由于实验条件不同，注射手法，环境因素以及给药剂量误差均会导致结果出现误差，由于分组，实验误差较大。