基礎醫學綜合實驗教程（簡體書）

《基礎醫學綜合實驗教程》共6章，以基礎醫學綜合實驗為主要內容，以整合創新、聯繫應用、聯繫臨床為導向，重點和選擇性介紹了相關的醫學形態學、醫學機能學綜合實驗以及應用型、設計／自主性實驗。第一章是醫學機能學綜合實驗，主要內容是生物體生理機能指標的系統性綜合觀測記錄和分析；第二章是醫學形態學綜合實驗，重點突出了觀測活標本或其顯微結構的動態和全程性的形態學創新實驗教學，旨在彌補醫學院校形態學實驗教學中以靜態觀測實驗為主的缺憾；第三章是應用型實驗，以常用實驗動物模型的複製、觀測、治療為主要內容，注重實用；第四、五章分別是設計／自主性實驗及醫學虛擬仿真實驗，簡要介紹了相關概念、步驟、實施方法及國內目前較為成熟的醫學機能學虛擬仿真實驗系統；第六章簡要介紹了醫學實驗常用的儀器設備和技術，限於篇幅，這裡僅選取醫學機能學幾類常用設備和技術及醫學形態學和分子生物學部分常用實驗技術作介紹。《基礎醫學綜合實驗教程》在編寫過程注意了內容的整合和創新、通俗和實用、簡要和可操作性，可作為高等醫藥院校本科生基礎醫學綜合實驗課程的專業教材，也適合相關專業的研究人員在醫學和生物學科研工作中作為參考書使用。·

《基礎醫學綜合實驗教程》(作者隋建峰、李紅麗)以基礎醫學綜合實驗為主要內容，著眼于實驗教學的實用性和適宜性，以整合創新、聯系應用、聯系臨床為導向，有所側重、有所取舍地介紹了相關的醫學機能學、醫學形態學綜合實驗及應用型、設計／自主性實驗。其中醫學機能學綜合實驗強調了各系統內的內容整合；醫學形態學綜合實驗突出了觀測活標本或其顯微結構的動態和全程性的形態學創新實驗教學，以彌補長期以來國內醫學院校形態學實驗教學中占主導地位的靜態觀測實驗的不足；應用型實驗以常用實驗動物模型的復制、觀測、治療為主要內容，強調聯系應用、聯系臨床、聯系科研，注重實用。

前言
第一章　醫學機能學綜合實驗
第一節　哺乳動物動脈血壓的調節
第二節　哺乳動物呼吸運動的調節
第三節　減壓神經、膈神經和膈肌放電活動記錄與分析
第四節　在體心肌細胞動作電位及心電活動記錄與分析
第五節　尿生成的影響因素
第六節　腦電及大腦皮質體感誘發電位記錄與分析
第七節　耳蝸微音器效應與聽神經動作電位記錄與分析
第八節　神經元單位放電記錄與分析
第九節　神經元Na+通道電流的記錄與分析
第十節　消化道平滑肌的生理特性及其影響因素一
第十一節　家兔頸交感神經活動及其效應觀察與分析
第十二節　蟾蜍交感神經的傳出放電

第二章　醫學形態學綜合實驗
第一節　巨噬細胞吞噬作用的形態學觀察
第二節　口腔脫落上皮細胞的形態學及糖類分佈觀察
第三節　急性心力衰竭時心肌組織的形態學觀察
第四節　應激性胃潰瘍的胃黏膜上皮組織學觀察
第五節　肝細胞形態學觀察及急性肝中毒時肝糖原分佈變化
第六節　急性腎缺血後腎臟組織細胞的形態學變化
第七節　急性短暫性腦缺血後海馬神經元的形態學變化
第八節　雞胚三胚層形成及神經上皮細胞發育的形態學觀察
第九節　微波輻照後骨髓造血功能變化的細胞形態學觀察
第十節　成熟精子的形態學觀察及精子運動功能檢測

第三章　應用型實驗
第一節　高血鉀症動物模型的製備、觀察及其心律失常救治
第二節　心肌梗死動物模型的製備、觀察及處理
第三節　失血性休克時微循環效應觀察及治療
第四節　右心衰動物模型的製備、觀察及治療
第五節　肺水腫動物模型的製備、觀察及救治
第六節　氣胸動物模型的製備、觀察及治療
第七節　幾種缺氧動物模型的製備及其影響因素觀察
第八節　急性腎性高血壓動物模型的製備、觀察及治療
第九節　急性腦出血動物模型的製備、觀察及處理
第十節　有機磷農藥中毒動物模型的製備、觀察及救治
第十一節　不同因素對小鼠學習記憶功能的影響
第十二節　實驗性胃潰瘍動物模型的建立、觀察及處理
第十三節　肝性腦病動物模型的製備、觀察及處理
第十四節　幽門螺桿菌感染小鼠模型的建立及檢測

第四章　設計性實驗與自主性實驗
第一節　設計性實驗與自主性實驗的目的和方案
第二節　設計性實驗與自主性實驗的內容、步驟和實施

第五章　醫學虛擬仿真實驗
第一節　VBL-100醫學機能虛擬實驗室系統介紹
第二節　虛擬仿真實驗項目

第六章　醫學實驗常用儀器設備和技術
第一節　醫學機能學實驗常用儀器設備與應用
第二節　醫學形態學和分子生物學實驗常用技術
參考文獻·

第一章 醫學機能學綜合實驗
第一節 哺乳動物動脈血壓的調節
【原理和目的】
心輸出量、外周阻力、循環血量以及動脈管壁彈性等因素綜合作用影響動脈血壓，其中尤以前兩個因素更為重要。心血管中樞主要通過對心輸出量及外周阻力的調節，使血壓維持在一定水平。
心臟受交感神經和副交感神經支配：交感神經興奮使心跳加快加強，心輸出量增加；副交感（迷走）神經興奮則心率減慢，心房收縮力減弱，心輸出量減少。全身大多數血管受交感神經縮血管纖維支配，當交感神經縮血管纖維興奮時，血管平滑肌收縮，血管口徑變小，外周阻力增加。
心血管活動除受神經調節外，還受體液因素的調節，其中主要有腎上腺素和去甲腎上腺素等。
在動物實驗中，通常采用直接動脈插管法來連續觀察和記錄動脈血壓的變化，即將連接水銀檢壓計或血壓換能器的動脈套管插入動脈內直接測定血壓。為了避免凝血，動脈套管內應充滿抗凝劑。
本實驗目的在于觀察與驗證心血管活動的神經體液調節機制，了解與掌握哺乳動物動脈血壓的直接測定方法。
【實驗對象】
家兔。
【器材和藥品】
哺乳動物常用手術器械，兔手術臺，RM6240BD多道生理信號采集處理系統，血壓換能器，塑料動脈套管，試管夾，雙凹夾，鐵架臺，金屬針頭，動脈夾，三通開關，刺激保護電極，靜脈輸液裝置，注射器（1ml、5ml、20ml、50ml），棉線，紗布，棉花；25%氨基甲酸乙酯（烏拉坦），0.1%肝素鈉，0.01%腎上腺素，0.01%去甲腎上腺素，0.01%乙酰膽堿，石蠟油。
【實驗步驟】
1.儀器連接及參數選擇
將壓力換能器輸入RM6240BD多道生理信號采集處理系統1通道，放大器靈敏度調至12kPa檔。刺激輸出孔插刺激輸出線。
用試管夾把血壓換能器固定在鐵支柱上，使血壓換能器與心臟大致在同一水平上。將壓力換能器的前端兩個伸向外端的小管，分別與三通開關相連。其中一個三通開關與塑料動脈插管相連。在將動脈插管插入動脈前，將血壓換能器的壓力艙和動脈插管用注射器充滿0.1%肝素鈉。
2.麻醉與手術
（1）麻醉：實驗動物先稱體重，于手術前20min左右，用25%烏拉坦（劑量為0.8～1g/kg，即每千克體重4～5ml）經耳緣靜脈緩慢注入。注射的部位應先在耳緣靜脈的中遠段刺入，不可在近耳根處，否則需再次注入時就很困難。穿刺的角度要盡可能小，幾乎與耳面平行才好。當針頭刺入靜脈后，再向內平行推入0.5～1cm，緩慢注射。如果針頭在靜脈內，推注藥品時，就會看到血管內的血液向心臟方向退去，血管迅即由紅變白，注射時感到阻力很小，注射部位周圍組織也不隆起。如注射時感到阻力大，且局部出現組織腫脹，表明藥物注射到皮下，需重新穿刺注射。
在實驗中，如果麻醉深度不夠時，可酌情從靜脈再適當補充一些麻藥（一般不超過原劑量的1/3）。
（2）手術：動物麻醉后，將兔仰臥，四肢固定于兔手術臺上，固定好兔頭。室溫較低時，可打開兔手術臺底下的電燈以便保溫，然后進行手術。
①氣管插管術：沿頸部正中線切一長約7cm的切口，用止血鉗分離皮下組織以暴露胸骨舌骨肌，然后再用止血鉗于正中線分離肌肉以暴露出氣管，在氣管下穿線（穿線時應注意將氣管與大血管和神經分開），提起氣管。然后用手術刀或手術剪將氣管作一“⊥”形切口，再將氣管插管自切口處向肺部方向插入，用棉線扎緊以防滑出，氣管切口術至此完成。從此，動物呼吸的氣體便改由氣管插管進出，不致因分泌物堵塞聲門而導致呼吸困難。
②神經及頸總動脈的分離：迷走神經、交感神經、減壓神經和頸總動脈都在氣管兩側的頸動脈鞘內。因此分離前可先用手指按觸氣管旁的頸部組織，根據動脈搏動來確定頸總動脈的位置，沿此方向容易找到頸總動脈。在頸總動脈旁有束神經與其伴行，這束神經中包含有迷走神經、交感神經及減壓神經。用左手從頸后皮膚外把一側頸部組織向上頂起，細心分離頸動脈鞘，仔細識別三條神經。其中，迷走神經最粗最白，一般位于外側；減壓神經最細（頭發樣細），一般位于內側；交感神經為淺灰色，粗細與位置介于上述兩神經之間。先分離減壓神經和交感神經，然后分離頸總動脈及迷走神經，每條神經分離出2～3cm，在各條神經下穿一條生理鹽水浸泡過的不同顏色的棉線以便區分，并滴加石蠟油以防干燥。頸總動脈下也穿一棉線備用。在手術過程中必須注意及時止血，小血管破裂出血時，則需用止血鉗夾住出血點并用絲線結扎止血。
③動脈插管：鈍性分離另一側頸總動脈，靠動物頭側的部分盡可能多分離些，分離好動脈后，遠心端穿線結扎，近心端用動脈夾夾閉。在結扎處與動脈夾之間的動脈長度愈長愈好，一般至少有3cm左右。在此段血管下穿一條絲線以備動脈插管插入后結扎用。用眼科剪在盡可能遠心端處作一斜形切口（圖1.1A），約剪開管徑的一半，然后將動脈插管經切口向心臟方向插入動脈，再將絲線以雙結扎緊以防插管滑出（圖1.1B）。插好后應保持插管與動脈的方向一致，防止扭曲及血管壁被插管尖端刺破。
④靜脈插管：鈍性分離一側頸外靜脈，結扎遠心端，在近心端進行頸外靜脈插管，連接輸液裝置。
⑤股部手術：在一側股三角處觸摸股動脈的跳動，然后沿其內側切開皮膚，作一長約1cm的切口，稍加分離即可見到股動脈、股靜脈與股神經。按照插頸動脈套管的方法，在股動脈上插一直套管并接一段橡皮管以便隨后放血用，管內事先應裝好肝素鈉以防止凝血，并用動脈夾夾緊。也可不作此手術，需放血時通過頸動脈套管三通開關放血。
圖1.1 動脈套管插管術A.結扎遠心端，夾注近心端，在近結扎處剪一斜小口；B.插入動脈套管，結扎固定
⑥安置心電圖電極：在動物的右前肢及后肢小腿皮下，分別插進一注射針頭，其心電信號經導線輸入2通道記錄心電圖。
3.觀察與記錄
打開RM6240BD多道生理信號采集處理系統電源，選擇兔動脈血壓調節實驗，使系統1通道進入血壓信號采集狀態，2通道選擇心電，其余通道可不選擇。屏幕顯示采集的血壓波形及心電圖，其相關參數可參照使用說明進行設定。實驗時，在打開動脈夾之前，應先將壓力換能器的三通開關與大氣相通，并使1通道置零。校零后，將三通開關轉向動脈導管，然后打開動脈夾，同時注意血壓曲線的變化。
（1）觀察正常血壓和心搏曲線：降低掃描速度，可以看到動脈血壓曲線的三級波（圖1.2）。
一級波（心搏波）：是心室舒縮所引起的血壓波動，頻率與心率一致。心縮時上升，心舒時下降，在快掃描曲線上可清楚看到。
二級波（呼吸波）：是呼吸運動引起的血壓波動，吸氣時上升，呼氣時下降，它疊加于一級波之上，可在慢掃描曲線上顯示出來。
三級波：不常出現，可能是由于血管運動中樞緊張性的周期性變化所致。它又重疊于一、二級波之上，如有時，也可在慢掃描曲線上顯示出來。
（2）牽拉頸總動脈：手持右頸總動脈遠心端的牽引線向上牽拉5s，觀察動脈血壓的變化。
（3）夾閉頸總動脈：用動脈夾夾閉右頸總動脈5～10s，觀察心搏與血壓的變化。
（4）刺激減壓神經：將左側減壓神經結扎、剪斷，以中等強度連續電刺激減壓神經中樞端，觀察心搏與血壓的變化。
（5）刺激迷走神經：結扎迷走神經。于結扎線頭側將神經剪斷，以中等強度連續電刺激迷走神經向心端，觀察心搏與血壓的變化。
（6）靜脈注射0.01%腎上腺素0.2～0.3ml，觀察心搏與血壓的變化。
（7）靜脈注射0.01%乙酰膽堿0.1～0.2ml，觀察心搏與血壓的變化。
（8）失血的影響：從一側股動脈或通過頸動脈套管處的三通開關放血50ml，至50ml注射器中（提前加入0.1%肝素鈉1ml抗凝），觀察心搏與血壓的變化。
（9）將抗凝處理的動脈血回輸入動物體內，觀察心搏和血壓的恢復情況。
【實驗要求】
（1）掌握兔頸部神經血管分離手術，動物麻醉、固定及動脈血壓直接記錄方法。
（2）要求每組實驗都做出正確的結果，并有完整的實驗記錄。
（3）根據實驗結果，總結影響血壓的重要因素，理解血壓調節的機制。
【注意事項】
（1）明確分工，各司其職。較好地掌握相關技術方法，是保證實驗順利進行的必要條件。
（2）實驗中有3個環節易發生動物死亡：①麻醉劑注射過快或過量；②頸部手術時誤傷動脈分支或動脈插管滑脫或破裂，造成失血過多；③打開動脈夾時，枸櫞酸鈉倒灌入心臟，因此在這幾步要特別小心。
（3）做好各個項目的記錄與分析，除在記錄儀上描記好曲線外，應即時在曲線上標明藥物名稱、刺激強度。
（4）每觀察一個項目，必須待血壓恢復后才能進行下一個項目。
（5）如需體內注射肝素鈉抗凝，宜在手術操作完成之后進行，以免流血不止。
【思考題】
（1）血壓曲線為什么會出現三級波？
（2）壓迫頸動脈竇鄰近的頸總動脈，為什么會引起血壓波動？
（3）剪斷與刺激減壓神經，可能引起什么反應，為什么？
（4）如何證明交感神經對血管的緊張性支配？刺激頸交感神經與刺激內臟大神經對
血壓的影響有何不同？為什么？（吳冰 張浪千）
第二節 哺乳動物呼吸運動的調節
【原理和目的】
呼吸運動是由延腦呼吸中樞產生節律性沖動，通過膈神經和肋間神經傳至膈肌和肋間肌，使胸廓產生節律性運動而產生。隨著機體代謝需要的變化，通過調節機制，引起呼吸節律產生適應性變化，使肺的通氣量發生改變，從而使血中O2和CO2含量維持在正常水平。因此，體內外各種刺激有的直接作用于中樞，有的通過不同感受器反射性地影響呼吸運動。
嗎啡類藥物是臨床上常用的強力鎮痛劑，但它對延髓呼吸中樞有很強的抑制作用，尼可剎米是呼吸中樞興奮劑，可以對抗嗎啡對呼吸中樞的抑制作用。
本實驗的目的是觀察各種刺激對呼吸運動的影響，尼可剎米對抗嗎啡抑制兔呼吸的作用及安定對抗尼可剎米引起兔驚厥的作用。
【實驗對象】
家兔。
【器材和藥品】
哺乳動物常用手術器械，兔手術臺，RM6240BD多道生理信號采集處理系統，氣管插管，注射器（5ml、20ml），50cm的長橡皮管，球膽（空氣球膽、CO2球膽、純氮球膽），紗布，線；25%氨基甲酸乙酯溶液（烏拉坦），尼可剎米，嗎啡，3%乳酸溶液，2%鹽酸，嗎啡溶液，0.01%腎上腺素溶液，0.01%乙酰膽堿溶液，0.5%安定注射液，生理鹽水等。
【實驗步驟】
1.麻醉與手術
（1）麻醉：方法同“哺乳動物動脈血壓的調節”實驗。
（2）手術：將動物仰臥位固定于兔手術臺上，用粗剪刀剪去頸部被毛。切開頸部皮膚，用止血鉗分離氣管，在氣管下穿一棉線，在喉下剪一“⊥”形切口，插入氣管插管，以棉線固定。分離右側頸動脈和雙側迷走神經，并在其下穿線備用。分離手術完畢后用溫熱鹽水潤濕的紗布覆蓋手術野。
（3）記錄裝置：用彎針在兔的劍突處皮下穿一棉線并固定。此線的另一端接至張力換能器，張力換能器信號輸入RM6240BD多道生理信號采集處理系統1通道進行記錄，信號強弱變化反映了呼吸運動的變化。
2.觀察與記錄在實驗菜單上選擇呼吸調節實驗。調節好儀器參數并進行記錄，可觀察到與呼吸同步的上下波動曲線。記錄呼吸幅度和頻率，注意區分呼氣相與吸氣相并做好標記。
（1）吸入氣中CO2濃度增加對呼吸運動的影響：首先將細導管的一端連于裝有空氣的球膽上，將其另一端放于水杯中，然后打開導管上的螺絲夾，可見有氣泡排出，調節螺絲夾以控制放氣速度，計算單位時間內氣泡數作為對照。將細導管從水杯中取出拭干，再插入氣管導管分叉的下方，觀察并記錄一段血壓和呼吸波形作為對照。氣流速度不宜過急，以免影響呼吸運動。
然后將上述的空氣球膽換為濃度約10%的CO2球膽，以相同氣流速度讓動物吸入，觀察并記錄呼吸運動的變化。
（2）缺氧刺激對呼吸運動的影響：用一個純氮球膽同上法調節放氣速度，使與上述對照速度相同。再將純氮氣通入氣管套管，觀察并記錄吸入氣中缺氧時呼吸運動的變化。
（3）增大呼吸無效腔對呼吸運動的影響：將氣管插管兩側開口端均連接一條長約50cm的橡皮管，使無效腔增大，觀察對呼吸運動的影響。
（4）改變血液酸堿度對呼吸運動的影響：用5ml注射器，由耳緣靜脈注入3%乳酸溶液2ml，觀察呼吸運動的變化。
（5）描記一段正常呼吸曲線后，由耳緣靜脈快速注射2%鹽酸嗎啡溶液1ml/kg，待呼吸抑制明顯時，即由靜脈緩慢注入25%尼可剎米溶液0.4ml/kg，觀察并記錄呼吸的變化。
（6）切斷迷走神經對呼吸運動的影響：先切斷一側迷走神經，觀察呼吸運動的變化，再切斷另一側，觀察切斷迷走神經前后呼吸運動的頻率、深度及呼氣、吸氣的變化。
（7）刺激迷走神經向中端對呼吸運動的影響：以中等強度的連續脈沖刺激一側迷走神經的向中端，觀察刺激期間呼吸的反應。
（8）刺激坐骨神經中樞端對呼吸運動的影響：在股部找出一側坐骨神經，結扎并剪斷其外周端，用不同強度的連續脈沖刺激其中樞端，觀察呼吸運動發生何種變化。
【實驗要求】
記錄并分析各項因素對呼吸的影響。
【注意事項】
（1）注射嗎啡的速度應根據呼吸抑制情況調節，一般宜先快后慢。
（2）注射尼可剎米的速度不宜過快，過快則引起驚厥，出現四肢僵直，角弓反張現象；此時可立即由靜脈注射0.5%安定注射液10ml/只。
【思考題】
（1）解釋迷走神經在節律性呼吸中的作用。
（2）小結影響呼吸節律和深度的因素，分析它們的作用機理。（萬子兵 吳冰）
第三節 減壓神經、膈神經和膈肌放電活動記錄與分析
【原理和目的】
機體動脈血壓能維持相對恒定，重要的機制之一是體內存在著壓力感受性反射。在人的頸動脈竇和主動脈弓處存在能感受血壓變化的壓力感受器。當動脈血壓發生變化時，這些壓力感受器感受的刺激也發生相應的變化。通過竇神經和主動脈神經傳入延髓心血管系統，使壓力感受性反射增強或減弱來維持動脈血壓相對穩定。
兔的主動脈弓神經在頸部自成一束，稱為減壓神經，其神經纖維是傳入纖維。其神經沖動的頻率隨血壓的變化而改變，當主動脈的壓力升高時，管壁被擴張的程度加劇，減壓神經的傳入沖動頻率增多；反之，減壓神經的傳入沖動減少。因此，減壓神經的傳入沖動頻率在心縮期血壓升高時增加，在心舒期血壓下降時減少。
呼吸中樞產生的節律性沖動，通過膈神經和肋間神經傳到膈肌和肋間肌，使胸廓產生節律性運動。因此，膈神經的電活動能直接反映呼吸中樞的活動。膈神經傳出纖維的放電幅度比較大，且隨著呼吸運動發生節律性的群集性活動。體內外各種刺激可直接作用于呼吸中樞，也可通過不同感受器的作用而影響膈肌、膈神經的電活動。利用針形電極插入膈肌，即可記錄到膈肌放電。膈肌放電與膈神經放電的信號形態基本一致，但信號遠比后者強。
本實驗的目的是學習引導并記錄家兔減壓神經、膈神經及膈肌電活動的方法，觀察機體內外環境改變對血壓及呼吸運動反射性的調節作用。