一. 实验简介摘要:
众所周知:吸烟对呼吸系统的害处极大,罪魁祸首就是烟碱中所含的有毒成分尼古丁,但吸烟对消化道如胃和小肠的损害远未被人们重视,那么吸烟对消化系统具有什么样的破坏作用呢?经过动物生理实验技术这门课的学习,我们研究得知我们学习动物生理实验技术这门课主要是以动物为载体来为人类服务的,因此研究烟碱对消化系统的破坏机制主要就是为了阐明吸烟对消化系统同样具有巨大的破坏性。
尼古丁是一种生物碱,因为肺部的肺泡气体交换面积很大,故吸入的烟雾所释放的尼古丁几乎立即从烟雾中抽提出来并从肺泡汇集进入肺静脉,然后通过心脏左心室泵入动脉循环,含有高浓度尼古丁的血液在不到10秒内到达诸如脑等器官,引起相应内脏器官生理活性的改变。
二.实验目的:
1. 通过本实验,熟悉和掌握消化系统的消化过程及烟碱对消化系统中胃 部蠕动性变化、胰液和胆汁的分泌、幽门括约肌张力的改变的影响及作用机制。
2. 通过本实验,学会两种新的导管插管技术:胰导管插管和胆总管插管。
3. 通过本实验,继续熟悉掌握离体肌肉张力的测定方法。
4. 端正实验态度,明确吸烟不但对呼吸系统,对身体的任何系统都具有巨大破坏作用这一真理。
三.实验对象:
家兔
四.实验原理:
胃和小肠是哺乳动物消化吸收的主要器官,其中对食物消化起主要作用的是胃和小肠的蠕动作用以及遍布其中的胃酸、胰液和胆汁对小肠和胃中食物的消化和吸收。适度的蠕动节律和适中的消化液分泌对保证消化系统的正常生理活动具有举足轻重的作用,而烟碱正是破坏这种正常生理节律的罪魁祸首:
1. 烟碱(尼古丁)可增加胃的蠕动,在胃黏膜屏障破坏基础上,胃酸加重了胃黏膜的损害。
2.烟碱抑制胰液和胆汁的分泌,破坏了小肠消化吸收食物的能力,使十二指肠持续酸化。
3. 烟碱可使幽门括约肌张力减弱,影响其关闭功能而导致胆汁反流,反流至胃内的胆汁可 破坏胃黏膜屏障,造成黏膜糜烂、炎症。
五.实验器材:
哺乳类动物手术器械一套,胰管插管,胆管插管,张力换能器,压力换能器,橡皮球,计算机生物信号采集处理系统,气管插管,恒温平滑肌浴槽,注射器,纱布,棉线,丝线,止血钳,直径长约5-6毫米30厘米的细塑料管和直径8毫米长约60厘米的粗塑料管,碱式滴定管,计滴器
六.实验药品:
提取的粗品烟碱1:1000(可从生物化学实验室取得,7月5日生化实习制得)
20%氨基甲酸乙酯、生理盐水、台氏液。
七.实验步骤:→
1. 实验前的准备工作:
(1)麻醉和固定:家兔称重后,耳缘静脉缓慢注射20%氨基甲酸乙酯(5 ml·kg-1)或3%戊巴比妥钠(1 ml·kg-1)进行麻醉。当动物四肢松软,呼吸变深变慢,角膜反射迟钝时,表明动物已被麻醉,即可停止注射。将麻醉的家兔仰卧位固定于兔手术台上。
(2)气管插管:暴露、游离出气管,并在气管下穿一较粗的线。用剪刀或专用电热丝于喉头下2~3 cm处的两软骨环之间,横向切开气管前壁约1/3的气管直径,再于切口上缘向头侧剪开约0.5 cm长的纵向切口,整个切口呈”┴” 。若气管内有分泌物或血液要用小干棉球拭净。然后一手提起气管下面的缚线,一手将一适当口径的“Y”气管插管斜口朝下,由切口向肺插入气管腔内,使其斜口面朝上,用线镈结于套管的分叉处,加以固定。
(3)橡皮球记录胃的蠕动:
打开腹腔后,将大网膜拉向头侧,暴露肠管。在食管和贲门交界处穿一根棉线,打一个结套,在贲门食管处剪一小口,将装在塑料细管上的橡皮球插进食管中,然后伸入胃中,插进深度约为胃的中下部,然后连同肠管一起结扎好,并将线结扎在塑料管上,以防止橡皮球滑脱。橡皮球中先充水,然后尽可能排空其中的空气和水,再用止血钳夹闭塑料管。
由于是将原来应用到小肠中的橡皮球改装应用到胃中,因此需要对该设备进行改装,因为小肠前后的直径保持一致,因此对小肠蠕动节律的记录,以及胶皮球的固定很容易实现,但是如果移入胃中,就需要改装;首先将小球换成弹力球,以方便其在胃中大小的随意改变伸缩,同时也利于对胃蠕动节律更良好的监测。
预先要将橡皮球和换能器置于同一高度。随后提高压力瓶水面高度,使之较腹腔内橡皮球高出8~10cm,塑料管的另一端与压力换能器紧密相连。放开夹闭塑料管的钳子,则压力瓶中的水少量流入橡皮球。待瓶中水面稳定之后,转动三通活塞,阻断橡皮球同压力瓶的联系,使之通过水与压力换能器相连接。然后调节压力换能器和放大器的平衡。关闭腹腔后,胃基本不运动,等待30 min后开始实验。
(4)胰导管插管:
找出十二指肠,胰腺位于其旁。在胰腺与十二指肠连接点向幽门方向1~3cm范围内仔细分离脂肪和结缔组织,找出胰导管,穿双线,紧靠肠壁用其中一根结扎胰导管,用眼科剪刀在离肠壁0.3cm处向胰导管端剪一个小切口,插入充满生理盐水的胰管插管,然后用另一根线结扎固定胰导管和胰管插管。
(5)胆总管插管:
双结扎肝胃之间的韧带,从中间剪断。在肝脏上翻找到胆囊及胆囊管,将胆囊管结扎;然后用注射器抽取胆囊胆汁数毫升备用。挑起胆总管,穿双线,一根紧贴肠结扎,在胆总管上剪一小开口,插入充满生理盐水的胆管插管,用另一根线扎紧,胆管插管的另一头引出。
2. 烟碱的获取及制备:
烟碱可利用粗制烟碱(生物化学7月5日实习制得,可以获取),也可以用香烟的粉末加碱后蒸馏冷凝制得。
附:烟碱的提取过程:
利用碎烟末→放入水中浸泡4个小时→加入强碱蒸馏→连接蒸馏装置→馏出液接收到含稀硫酸的锥形瓶中→用氯仿萃取→收取下部的氯仿萃取液→继续蒸馏萃取液,除去氯仿→烧瓶中剩余成分控制浓度则为烟碱
3. 连接记录装置:
(1) 将胃中橡皮球所连的压力换能器与压力输入通道相接。
(2) 将充满生理盐水的乳胶管分别接到胆管插管和胰管插管上;而后分别连接到两个受滴换能器上,以记录滴数。
(3) 打开生物信号分析处理系统,通道一选择“呼吸运动的调节”实验项目;通道二及三选择"影响尿生成因素"的模块。将两个受滴换能器连接到计算机上,即可开始实验。
4. 实验项目:
(1) 记录正常条件下通道一 2-3min胃的运动。
(2) 记录正常条件下通道二、通道三胰液和胆汁每分钟分泌的滴数。
(3) 由兔耳缘静脉注射0.2-0.3ml粗品烟碱后,记录通道1 2-3min胃的运动,并观察胃的运动的变化。
(4) 注射后同时观察通道二、三胰液和胆汁每分钟分泌滴数的变化。
5. 测定胃幽门括约肌的变化:
上述实验结束后将胃幽门与十二指肠连接处剪断,分离出幽门括约肌,用棉线结扎两端,一端结扎线连于浴槽内的标本固定钩上,另一端连于张力换能器上,适当调节换能器的高度,使其与标本之间松紧度合适,加入适宜温度的台氏液,张力换能器与通道4相连。
观察正常肠段节律性收缩曲线,而后分别滴入1-2滴浓度为0.1%、0.5%、1%、2%粗品烟碱后观察肠段收缩曲线的变化。
八.实验结果预测:
1. 加入烟碱后,通道1胃的蠕动加强,故可得知胃的活动性加强。
2. 加入烟碱后,通道2、3胰液和胆汁的分泌均减少,因此烟碱破坏了小肠吸收食物的功能。
3. 假如烟碱后,小肠幽门括约肌张力减低,因此胆汁回反流入胃内,造成胃黏膜被破坏。
九.实验注意事项:
1. 烟碱对动物的毒性非常大,因此要注意加药的适量,切莫引起动物死亡。
2. 手术操作应细心,尽量防止出血,若遇大量出血必须完全止血后再行分离手术。
3. 胆囊管要结扎紧,使胆汁的分泌量不受胆囊收缩的影响。
4. 实验前2-3小时给动物少量喂食,用以提高胃的蠕动、胰液和胆汁的分泌量。
5. 兔不宜麻醉过深,以免对消化液分泌量影响过大。
6. 在测定幽门括约肌张力时,一定要保存在38摄氏度台氏液中稳定其活性,待标本有收缩活动时即可开始实验。
十.实验创新点:
1. 将测定小肠蠕动装置的胶皮球应用到胃中,并进行了相应的改装,使之更符合实验要求。
2. 大多数实验是几种药品对一个生理指标的测定,我设计的实验是一种药品对几项生理指标的同时测定,但目前还没有想出在体幽门括约肌的活性测定,否则与上述指标共同测定,实验效果会更好。
3. 利用离体平滑肌推测其在体的性质。
十一.参考文献:
《动物生理学》杨秀平主编 2002年9月版 高等教育出版社 北京
《生理学实验指导》 邓群根主编 1994年版 人民卫生出版社 北京
《生理学实验指导》 朱思明主编 1997年8月版 人民卫生出版社 北京
《实验生理科学教程》陈克敏主编 2001年2月版 科学出版社 北京