缺氧降温

科研设计影响小鼠缺氧耐受性的因素

摘要【目的】复制不同类型的缺氧模型，观察不同类型缺氧时呼吸变化规律和皮肤黏膜颜

色的变化特点；观察中枢神经系统功能状态不同、外界环境温度不同对缺氧耐受性的影响；

了解临床应用冬眠及低温疗法的意义；掌握对照实验和控制实验条件重要性。【方法】用小

白鼠设立对照组和实验组，复制不同缺氧类型的模型，观察小白鼠的呼吸节律、皮肤黏膜的

变化，观察不同耐氧耐受性因素的影响。【结果】小鼠缺氧后皮肤粘膜的颜色变青紫色；注

射氯丙嗪的小鼠先呼吸变缓慢，活动迟缓，之后呼吸加快；另一只小鼠呼吸急促，活动活跃；

之后呼吸逐渐减弱。小鼠A总耗氧量为0.01067，小鼠B总耗氧量0.00664。小鼠亚硝酸钠

中毒后，血液、肝脏颜色变为暗红色；用亚甲蓝解救后的小鼠，血液、肝脏颜色仍为鲜红色。

【结论】当动物中枢神经系统功能抑制和降低动物所处的环境温度时，其代谢率会降低，组

织细胞耗氧量减少，而增强机体的缺氧耐受性；氯丙嗪能够缓解缺氧，使小鼠存活时间更长；

亚甲蓝为还原剂，可抑制小鼠亚硝酸钠中毒反应。

关键词：缺氧类型；缺氧耐受性；氯丙嗪；亚甲蓝

Abstract:【Objective】copyofdifferenttypesofanoxiamodel,toobrveoxygento

breatheasdifferenttypesofvariationandthechangingcharacteristicsofcolorofskin

mucousmembrane;Obrvedifferentconditionofcentralnervoussystemfunction,and

theexternalenvironmenttemperature,theinfluenceofdifferenttoanoxiatolerance;

Understandtheclinicalapplicationandthesignificanceofhypothermiatherapyhibernate;

Mastercontrolexperimentandcontrolexperimentalconditionsimportance.【Method】

establishedinmiceinthecontrolgroupandtheexperimentalgroup,copying,oxygen

typesofmodeldifferentmicebreathingrhythmsobrvethechangesskinmucous

membrane,andobrvedifferentfactorswhichinfluencetheoxygenresistancetolerance.

【Aesult】miceafterthecolorofskinandmucosaoxygenvariablegreenpurple;Themice

injectedchlorpromazinebreathingbecomeslow,activityfirstafterdelay,breathefaster;

Anothermiceshortnessofbreathactivity;rAtotal

oxygenconsumption0.01067,dium

nitrite,bloodandliverafterthepoisoningcolorintowine;Afterwithmethylenebluerescue

themice,bloodandliverarestillbrightredcolor.【Conclusion】whenanimalscentral

nervoussystemfunctionsuppressionandreducetheenvironmentaltemperatureinanimal

andtheirmetabolicratecanbereduced,tissuecelloxygenconsumptionreducedand

increathebody'sanoxiatolerance;Chlorpromazinecanalleviatehypoxia,makemice

livelonger;Methyleneblueasreducingagent,canrestrainsodiumnitritetoxicreactionin

mice.

Keyword:Anoxiatype;Anoxiatolerance;Chlorpromazine;Methyleneblue

当供应组织的氧不足，或组织利用氧障碍时，机体的机能和代谢可发生异常变化，这种

病理过程称为缺氧。缺氧是多种疾病共有的病理过程。许多原因都能使机体发生缺氧。根据

缺氧的原因不同可将缺氧分为乏氧性缺氧、血液性缺氧、循环性缺氧和组织中毒性缺氧四种

类型。

影响机体对组织缺氧耐受性的因素很多，如年龄、机体的代谢、功能状况以及锻炼适应

等。当动物中枢神经系统功能抑制和降低动物所处的环境温度时，其代谢率降低，组织细胞

耗氧量减少，而增强机体的缺氧耐受性，可延长其死亡时间。

本实验从缺氧的不同环节入手通过密闭装置、注射亚硝酸钠等复制小鼠乏氧性缺氧、血

液性缺氧病理模型，观察呼吸变化及皮肤粘膜的颜色改变。试验通过动物的不同代谢状况、

中枢神经系统功能，观察动物的缺氧耐受性。

1.材料和方法：

1.1实验动物：小鼠

1.2实验仪器：500ml广口瓶（带有橡皮管及橡皮塞）2个，1ml注射器（配针头），剪刀，

镊子。

1.3实验药品和试剂：钠石灰，氯丙嗪，生理盐水，亚硝酸钠溶液，亚甲蓝，冰

1.4乏氧性缺氧（氯丙嗪处理）：

1.4.1缺氧处理：取2只小鼠，观察正常呼吸频率(次/10s)，并注意其呼吸深度。观察活动等

一般情况及耳、尾、口唇的颜色。将这两只小鼠，分别标记为A、B，分别按0.1ml/10g腹

腔注射氯丙嗪和生理盐水，之后将小鼠A放入冰块上10～15min，小鼠B置于室温中。

1.4.2实验观察：将2个广口瓶口瓶塞所连的移液管分别插入2个大量筒a、b中，记录液面

最低点数据va1，vb1。a广口瓶加入钠石灰，b广口瓶加入等量的钠石灰，待A鼠进入冬眠

期时，将两只小鼠分别同时放入广口瓶a、b中，插塞紧橡皮塞。记录量筒液面下降量及存

活时间，小鼠的皮肤黏膜、呼吸、活动的变化特点。

1.5亚硝酸钠中毒：

1.5.1取小鼠2只，观察正常呼吸频率及皮肤黏膜颜色后，分别向腹腔内注射50g/L亚硝酸

钠0.2ml，其中1只在注射亚硝酸钠后，立即腹腔注射10g/L亚甲蓝0.2ml，另一只注入生理

盐水0.2ml作为对照。

1.5.2实验观察：待注射生理盐水的小鼠死亡后，再猝死注射亚甲蓝的小鼠，解剖两只小鼠

尸体，取出肝脏至于滤纸上，观察记录2只小鼠血液、肝脏的颜色。

1.6总耗氧率计算：根据A(ml)，存活时间T（min），鼠体量W(g)三项指标，求出总耗氧率

R：R[ml/()]=A(ml)/[W（g）*T（min）]

2.结果：

2.1乏氧性缺氧：小鼠缺氧后皮肤粘膜的颜色：青紫色（紫绀）。注射氯丙嗪的小鼠一开始先

呼吸变缓慢，活动迟缓，消耗3ml氧气之后小鼠呼吸加快，消耗10ml之后小鼠死亡；另一

只小鼠呼吸急促，活动活跃；之后呼吸逐渐减弱。

va1=70ml,va2=60ml,va1-va2=10ml,ta=44min;

vb1=60ml，vb2=57ml,vb1-vb2=3mltb=18min

小鼠A总耗氧量：R=耗氧量/（存活时间×小鼠体重）=0.01067

小鼠B总耗氧量：R=耗氧量/（存活时间×小鼠体重）=0.00664

小鼠体重(g)耗氧量(ml)存活时间(min)

小鼠A21.31044

小鼠B25.1318

2.2亚硝酸钠中毒：小鼠亚硝酸钠中毒后，血液、肝脏颜色变为暗红色；另一只小鼠用亚甲

蓝解救后，血液、肝脏颜色仍为鲜红色。

3.讨论：

3.1乏氧性缺氧血氧变化的特点及缺氧的机制[1]：①血液中溶解氧减少，PaO2降低；②血液

中与血红蛋白结合的氧量减少，以致动脉血氧含量减少；③血氧饱和度主要取决于PaO2，

低张性缺氧时血氧饱和度降低；④血氧含量正常或降低：因血红蛋白无明显变化，故血氧容

量一般在正常范围；但慢性缺氧患者可因红细胞和血红蛋白代偿性增多而使血氧容量增加。

由于低张性缺氧PaO2降低，血氧含量减少，使同量血液中向组织弥散的氧量减少，故动静

脉血氧含量差一般是降低的，也可正常。若慢性缺氧使组织利用氧的能力代谢性增强，则使

动静脉血氧含量差的变化可不明显。

3.2氯丙嗪为中枢多巴胺受体的阻断剂，在不过分抑制情况下，可迅速控制具有躁狂症状人

或动物，减少或消除幻觉、妄想，使思维活动及行为趋于正常。氯丙嗦为强效安定剂，在中

枢神经系统能拮抗去甲肾上腺素的兴奋作用，对皮下中枢有广泛的抑制作用，尤其是对体温

调节中枢的作用，能降低体温，减低新陈代谢，减少耗氧量，降低机体对剧烈病理刺激的反

应，使动物处于深睡的保护性抑制状态。有研究表明，采用人工冬眠的方法时，体温每降低

19oC，脑组织耗氧量平均可降低6.7%，脑体积可缩小4.1%，脑压可降低5.5%故可明显

提高全身组织尤其是脑组织对缺氧的耐受性，延长存活时间[2]。缺氧耐受性与机体的代谢率

有联系。机体的代谢率越高，其缺氧耐受性能力越差；反之，机体的代谢率越低，其缺氧

耐受性能力越强。故本实验通过对小鼠注射氯丙嗪，抑制中枢功能并加物理降温，降低基础

代谢和耗氧量，使小鼠处于呈“人工冬眠”状态。

3.3亚硝酸盐可使血红素中二价铁氧化成三价铁，形成高铁血红蛋白，导致高铁血红蛋白血

症。高铁血红蛋白中的三价铁因与羟基结合牢固，失去结合氧的能力，或者血红蛋白分子中

的四个二价铁中有部分氧化成三价铁，，剩余的二价铁虽能结合氧，但不易解离释出，氧离

曲线左移，导致血液性缺氧[3]。低浓度美兰为还原剂，可抑制氧化剂的中毒反应。亚硝酸等

氧化剂中毒时，如高铁血红蛋白含量超过血红蛋白总量的10%时，就会出现缺氧表现，当

血液中的高铁血红蛋白达到15g/L，皮肤、黏膜可出现青紫色；达到30%~50%时，则发生

严重缺氧[4]。因此实验结果显示，注射美兰的小鼠其肝脏血液呈鲜红色；注射生理盐水的小

鼠则组织中毒性缺氧死亡，其肝脏血液颜色呈暗红色。

4.结论：当动物中枢神经系统功能抑制和降低动物所处的环境温度时，其代谢率会降低，组

织细胞耗氧量减少，而增强机体的缺氧耐受性；氯丙嗪能够缓解缺氧，使小鼠存活时间更长；

亚甲蓝为还原剂，可抑制小鼠亚硝酸钠中毒反应。

参考文献

[1]朱大年，主编，生理学，第7版，人民卫生出版社，2010.6:159-161

[2]林娜，周风铃，王建礼，孙梦语.小鼠缺氧预处理对不同因素缺氧耐受性的影响.[J].中国

实用医药，2009.2

[3]《机能学实验教程》陆源，林国华，杨午鸣主编第二版科学出版社2010.6:165~167

[4]病理生理学/金慧明等主编.—7版.—北京：人民卫生出版社，2008.1:70~72