人體和動物生理實驗專家講座

生理學試驗概論生理學慣用儀器和設(shè)備動物試驗基本操作技術(shù)研究性試驗程序和基本要求人體和動物生理實驗專家講座第1頁生理試驗教學性質(zhì)、任務和目標經(jīng)過試驗取得知識科學，屬于試驗科學。生理醫(yī)學知識起源于科學試驗，是一門實踐性很強試驗科學。17世紀初，英國Harvey首先在動物身上用活體解剖和科學試驗方法研究了血液循環(huán)，證實心臟是循環(huán)系統(tǒng)中心，血液由心臟射入動脈，再由靜脈回流入心，不停循環(huán)。1628年，Harvey著作《心與血運動》出版，是歷史上第一本基本試驗證據(jù)生理學著作，標志著生理學成為一門獨立學科。所以，科學試驗創(chuàng)建和發(fā)展了生理學理論，是碩士理學基本方法。要真正學好生理學，必須同時重視理論課和試驗課學習，二者相輔相成，不可分割。一、生理學試驗概論人體和動物生理實驗專家講座第2頁生理學試驗及其方法生理學試驗方法普通依據(jù)動物組織器官是在整體條件下進行試驗，還是將其解剖取下置于人工環(huán)境條件下進行試驗，可分為在體（invivo）試驗方法和離體（exvivo）試驗方法。也可分為急性動物試驗和慢性動物試驗。急性整體動物試驗急性離體試驗慢性動物試驗人體和動物生理實驗專家講座第3頁生理學試驗課教學要求試驗過程中要按程序正確操作、善于觀察、認真統(tǒng)計、勤于思索。經(jīng)過思索去剖析試驗中引發(fā)現(xiàn)象，收到觀察與思索互為補充，相得益彰之效，不但可深化認識已知，也將有所發(fā)覺、有所創(chuàng)新，從而激發(fā)求知欲和學習興趣。人體和動物生理實驗專家講座第4頁試驗匯報寫作格式

生理科研論文有其固定、特有書寫格式。普通由以下幾個項目組成：論文題目、論文作者與單位、城市名和郵編、論文摘要（漢字和英文）、關(guān)鍵詞（漢字和英文）、正文、致謝及參考文件。正文包含序言、材料與方法、結(jié)果、討論及結(jié)論。學生可查閱相關(guān)文章或醫(yī)學期刊去深入了解。本教程要求學生盡可能按照科研論文格式學習書寫試驗匯報，經(jīng)過這么訓練，初步掌握科研論文寫作要求。為了到達這么目標，本教程在詳細試驗項目編寫格式上，有意參考科研論文格式，希望經(jīng)過這么編排，潛移默化地使學生掌握醫(yī)學科研論文書寫格式和要求。所以，一份完整試驗匯報應包含：①試驗題目；②作者；③摘要；④引言；⑤材料和方法；⑥結(jié)果；⑦討論；⑧參考文件。人體和動物生理實驗專家講座第5頁二、生理學慣用儀器和設(shè)備人體和動物生理實驗專家講座第6頁刺激系統(tǒng)

為了引發(fā)組織或細胞產(chǎn)生興奮，通常采取刺激方法。在各種刺激中，電刺激不易損傷組織，能定時、定量并可重復使用。所以，它是生理學試驗中經(jīng)常使用刺激方法。電刺激時以下各主要參數(shù)需要加以考慮：刺激電流波形大致有三種，即正弦波（sinewave）、方波（squarewave）和不對稱波形（如感應電波）。其中用最多是方波。刺激強度可用電壓（電位差）或電流強度來表示。刺激頻率普通小于1000次/s。人體和動物生理實驗專家講座第7頁電刺激器人體和動物生理實驗專家講座第8頁人體和動物生理實驗專家講座第9頁刺激偽跡和刺激隔離器生物體各種體液導電性是相當好。這使生物體成為一個容積導體。當對試驗動物同時進行刺激和統(tǒng)計生物電時，刺激器輸出和放大器輸入含有公共接地線，使得一個部分刺激電流流入放大器輸入端，使統(tǒng)計設(shè)備統(tǒng)計到一個刺激電流產(chǎn)生波形，這不是要統(tǒng)計生物電，所以叫做刺激偽跡（stimulusartifact）。因為生物電是很微弱，當刺激電極靠近統(tǒng)計電極時，刺激偽跡往往是遠遠超出生物電。有時刺激偽跡能使統(tǒng)計系統(tǒng)進入不正常甚至完全阻塞狀態(tài)。偽跡過后還有一段時間不能恢復正常，嚴重地干擾了生物電統(tǒng)計。人體和動物生理實驗專家講座第10頁刺激電極人體和動物生理實驗專家講座第11頁人體和動物生理實驗專家講座第12頁玻璃微電極玻璃微電極用單、雙、多管，用硬質(zhì)毛細玻璃管拉制而成用于細胞內(nèi)統(tǒng)計時，其尖端需小于0.5μm；用于細胞外統(tǒng)計時，其尖端可為1～5μm.。微電極內(nèi)常充灌3mol/LKCl溶液，從電極粗端插入銀-氯化銀電極絲。人體和動物生理實驗專家講座第13頁人體和動物生理實驗專家講座第14頁換能系統(tǒng)人體和動物生理實驗專家講座第15頁換能器（Transducer)張力換能器壓力換能器其它類型換能器壓力換能器人體和動物生理實驗專家講座第16頁信號調(diào)整放大系統(tǒng)——生物電放大器（bioelectricamplifier）從生物體各器官引導出生物電信號特征差異很大，普通在幾十微伏到幾十毫伏，且統(tǒng)計環(huán)境中經(jīng)常摻雜有同級或更大量級干擾信號，要得到滿意結(jié)果必須借助于生物電放大器從中提取微弱生物信號，再輸入示波器或統(tǒng)計儀才能顯示、統(tǒng)計。人體和動物生理實驗專家講座第17頁人體和動物生理實驗專家講座第18頁顯示統(tǒng)計系統(tǒng)生理統(tǒng)計儀（electrophysiolograph）人體和動物生理實驗專家講座第19頁人體和動物生理實驗專家講座第20頁三、動物試驗基本操作技術(shù)慣用手術(shù)器械及使用方法人體和動物生理實驗專家講座第21頁人體和動物生理實驗專家講座第22頁人體和動物生理實驗專家講座第23頁試驗動物及其選擇試驗動物是指依據(jù)試驗需要，有目標、有計劃地進行人工喂養(yǎng)、繁殖及科學培育而成動物，是用于科學研究、教學、生產(chǎn)、檢測等方面試驗對象。試驗動物起源于野生，但含有表型一致、種系明確、遺傳背景清楚、對試驗研究反應性基本一致等特征。隨機選取少許試驗動物，就可取得準確試驗測試數(shù)據(jù)和結(jié)果，并含有重復性。人體和動物生理實驗專家講座第24頁人體和動物生理實驗專家講座第25頁試驗動物按遺傳學分類有：①近交系(inbredstrain(試驗動物，即純系動物，是指經(jīng)連續(xù)20代（或以上）全同胞兄妹交配（或者親代與子代交配）培育而成，品系內(nèi)全部個體都可追溯到起源于第20代或以后代數(shù)一對共同祖先；②封閉群(closedcolony)動物：以非近親交配方式進行繁殖生產(chǎn)試驗動物種群，在不從外部引入新個體條件下，最少連續(xù)繁殖4代以上者，稱為一個封閉群，或叫遠交群（outbredstock），；③雜交一代動物（F1代）：兩個不一樣近交系所生第一代動物稱為雜交一代動物或F1代。按微生物被控制程度分級有①一級：普通動物（conventionalanimal，CV）；②二級：清潔級動物（cleananimal，CL）；③三級：無特定病原體動物（（specificpathogenfree(SPF)animal，SPF）；④四級：無菌動物（germfree(GF)animal，GF）。人體和動物生理實驗專家講座第26頁試驗動物安全防護要求正確選擇試驗動物，對所用動物必須了解其整體情況。確保動物應享受福利權(quán)，在使用動物進行醫(yī)學或行為學研究、檢驗和教課時，要有道德上職責。要盡可能照料動物，盡可能防止給動物帶來無須要痛苦或傷害。在使用動物進行一些傳染性疾病研究時，必須保護好試驗者和周圍環(huán)境，預防感染和污染。所以試驗人員必須了解動物試驗標準和要求。人體和動物生理實驗專家講座第27頁試驗需要對動物進行手術(shù)時，如對動物產(chǎn)生較大損害，一定要使用適當鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛或麻醉方法，禁止無須要重復操作。嚴格試驗操作規(guī)程，預防發(fā)生血液／體液外濺和針刺傷，防止生物污染。試驗人員在操作時也輕易被血液／體液污染或被器械、針頭刺傷，存在潛在生物污染威脅，一定注意自我保護，佩戴好護目鏡、口罩、手套，穿著專門試驗工作服裝。試驗完成后對手術(shù)后動物、標本以及所用器具材料等必須按要求程序妥善處置。人體和動物生理實驗專家講座第28頁慣用試驗動物特點生理試驗慣用動物有蛙、蟾蜍、小白鼠、大白鼠、豚鼠、家兔、貓和狗等，不一樣試驗動物特點各不相同，應依據(jù)試驗目標和要求選取對應試驗動物。蟾蜍與蛙（toadandfrog）因蟾蜍和蛙一些基本生命活動與恒溫動物相同，而且離體組織器官所需生活條件簡單，易于控制和掌握，所以被廣泛用于生理學科研和教學中。人體和動物生理實驗專家講座第29頁家兔（rabbit）哺乳綱、嚙齒目、免科。家免品種很多，慣用有①青紫蘭兔：體質(zhì)強壯，適應性強，易于喂養(yǎng)，生長快；②中國當?shù)赝茫ò准彝茫旱挚沽Σ蝗缜嘧咸m兔；③新西蘭白兔NewZewlandwhite：是近年引進大型優(yōu)良品種，成熟體重可達4~4.5kg；④大耳白兔：耳朵長而大，血管清楚，皮膚白色，但抵抗力較差。家兔性情溫順，灌胃、取血方便。因為兔耳緣靜脈淺表，易暴露，是靜脈給藥最正確部位。兔減壓神經(jīng)在頸部與迷走神經(jīng)、交感神經(jīng)分開而單獨成為一束，慣用于心血管反射活動、呼吸運動調(diào)整、泌尿功效調(diào)整研究；兔消化管運動活躍、經(jīng)典可用于消化管運動及平滑肌特征研究。兔大腦皮層運動區(qū)機能定位已含有一定雛形，所以兔也慣用于大腦皮層功效定位和去大腦僵直、神經(jīng)放電活動等試驗。另外，家兔還用于免疫學、藥理學、毒理學、生殖生理學、眼科學及臨床疾病研究。人體和動物生理實驗專家講座第30頁小白鼠（mouse）哺乳綱、嚙齒目、鼠科。小白鼠體型較小，成熟早，繁殖力強，性情溫順，易于捕捉，操作方便。小鼠試驗研究資料豐富，參考對比性強；其試驗結(jié)果科學性、可靠性和重復性高，被廣泛用于各類科研試驗中，如用于生理學小腦功效障礙等試驗。另外還應用于藥理學、腫瘤學、遺傳學、免疫學以及臨床疾病試驗研究。人體和動物生理實驗專家講座第31頁大白鼠（rat）哺乳綱、嚙齒目、鼠科。大白鼠性情不如小白鼠溫順，它在受驚嚇或被捕捉方法粗暴時，表現(xiàn)兇暴、易咬人。但含有小白鼠其它優(yōu)點，所以也含有廣泛用途。大鼠離體器官可進行大鼠離體靜態(tài)肺順應性試驗；整體可用于胃酸分泌、胃排空、垂體、腎上腺研究。大鼠還用于生殖生理、胚胎學、營養(yǎng)學、藥理學、毒理學、腫瘤學以及遺傳學試驗研究。大鼠大腦各部生理功效立體定位相當成熟和標準化，是研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)極好材料。人體和動物生理實驗專家講座第32頁試驗動物編號、捉拿和固定方法大動物多用掛牌法或用鋁環(huán)固定在耳朵上，牌或環(huán)上有編號；羊或豬多用耳缺法標準是左個右十、上3下1，如：右耳下邊有兩個缺口，左耳上方有兩個缺口下方有一個缺口，則編號為27號。人體和動物生理實驗專家講座第33頁人體和動物生理實驗專家講座第34頁人體和動物生理實驗專家講座第35頁試驗動物給藥方法經(jīng)口給藥法口服法灌服法人體和動物生理實驗專家講座第36頁注射給藥法淋巴囊注射皮下注射法肌肉注射法腹腔注射法靜脈注射法人體和動物生理實驗專家講座第37頁人體和動物生理實驗專家講座第38頁人體和動物生理實驗專家講座第39頁動物麻醉人體和動物生理實驗專家講座第40頁四、研究性試驗程序和基本要求生理學不但是一門理論性很強基礎(chǔ)性學科，而且是試驗性很強學科，它許多理論都來自科學試驗結(jié)果。所以，在學生經(jīng)過了一段時間生理學理論學習和一定試驗基本技術(shù)操作訓練及經(jīng)典性試驗實踐之后，深入進行相關(guān)生理學研究性試驗基本訓練是非常必要。經(jīng)過試驗設(shè)計、探索性試驗過程，使學生充分認識試驗在科學理論產(chǎn)生和發(fā)展中作用，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神及觀察和發(fā)覺問題能力、處理實際問題和分析、綜合試驗結(jié)果能力。經(jīng)過撰寫研究性論文使學生學會用邏輯性語言表示研究結(jié)果能力，為今后獨立進行科學研究打下良好基礎(chǔ)。人體和動物生理實驗專家講座第41頁試驗設(shè)計試驗設(shè)計基本程序試驗設(shè)計（experimentaldesign）是科學研究一個組成部分，是依據(jù)立題而提出試驗方法和試驗步驟，這是完成課題實施方案。試驗設(shè)計包含立題→試驗動物選擇與分組→試驗動物處理方案→選擇觀察指標→數(shù)據(jù)搜集和分析→試驗結(jié)果處理和研究匯報撰寫。立題在試驗設(shè)計中含有第一位主要性，立題時需要注意科學性、先進性、可行性和實用性?？茖W性是指選題有充分科學依據(jù)；先進性指選題對已知規(guī)律有所發(fā)覺和創(chuàng)新；可行性指立題時考慮已具備主、客觀條件；實用性指立題有明確目標和意義。人體和動物生理實驗專家講座第42頁試驗設(shè)計三大要素試驗研究立題后，通?？蓮念}目中反應研究內(nèi)容最基本三大要素：即試驗對象、處理原因、觀察指標。試驗對象選擇在生理醫(yī)學研究中，試驗對象包含動物、離體臟器或游離肢體、分離而得活細胞成份或在試驗室中已長久培養(yǎng)細胞或細菌。處理原因試驗中依據(jù)研究目標，由試驗者人為地施加給試驗對象原因稱為處理原因，如藥品、某種刺激及手術(shù)、某種護理等。觀察指標選擇人體和動物生理實驗專家講座第43頁試驗設(shè)計三大標準對照（control）標準即設(shè)置參考物，使處理原因和非處理原因差異有一個科學對比。普通來說，試驗都應有試驗組（處理組）和對照組，對照組與試驗組含有同等主要意義。這是因為在試驗中極難防止非試驗原因干擾而造成誤差。用對照組方法能比較有效地消除各種非試驗原因干擾所造成誤差。同體對照異體對照空白