第七章 電解質(zhì)和酸堿平衡
第一節(jié) 實驗性高鉀血癥及其治療
【實驗?zāi)康?/b>】
(1)觀察高鉀血癥時家兔心電圖變化的特征。
(2)了解血鉀進(jìn)行性升高的不同階段,高血鉀對心肌細(xì)胞的毒性作用。
(3)了解高鉀血癥的基本治療方法和搶救。
【實驗原理】
血清鉀高于5.5mmol/L為高鉀血癥(正常值:3.5~5.5mmol/L)。高鉀血癥對機(jī)體的危害主要表現(xiàn)在心臟,可使心臟有效不應(yīng)期縮短,興奮性和傳導(dǎo)性呈雙相變化:輕度高鉀血癥使心肌興奮性和傳導(dǎo)性增高,而急性重度高鉀血癥,可使心臟發(fā)生嚴(yán)重傳導(dǎo)阻滯和心肌興奮性消失,甚至使心臟停博。同時,高鉀血癥還可使心臟自律性和收縮性降低。高鉀血癥時的心電圖表現(xiàn)為:(1)P波和QRS波波幅降低,間期增寬,S波加深;(2)T波高尖:高鉀血癥早期即可出現(xiàn),嚴(yán)重高鉀血癥時可出現(xiàn)正弦波,此時, 已迫近室顫或心室停搏;(3)多種類型的心律失常。高鉀血癥的搶救可采用:(1)注射Na+,Ca2+溶液對抗高血鉀的心肌毒性;(2)注射胰島素、葡萄糖,以促進(jìn)K+移入細(xì)胞。
本實驗通過靜脈滴注氯化鉀,使血鉀濃度短時間內(nèi)快速升高造成急性高鉀血癥,觀察心電圖變化,測定血鉀濃度,了解高鉀血癥對心臟的毒性作用以及對高鉀血癥的搶救治療措施。
【實驗對象】
家兔,體重2-3kg,雌雄不限。
【實驗藥品與器材】
20%氨基甲酸乙酯(或3%戊巴比妥鈉),2%、10%氯化鉀溶液、2%氯化鈣溶液、4%碳酸氫鈉溶液,葡萄糖-胰島素溶液(50%葡萄糖4ml加1單位胰島素) ,肝素生理鹽水溶液(125單位肝素/ml生理鹽水) ,手術(shù)器械、注射器、頭皮針、取血器、生物信號采集處理儀、電解質(zhì)測定儀。
【實驗觀察指標(biāo)】
血鉀濃度、心電圖變化、呼吸頻率、幅度和節(jié)律。
【實驗方法與步驟】
(1)稱重、麻醉和固定動物
家兔稱重后,用20%氨基甲酸乙酯5ml/kg或3%戊巴比妥鈉溶液1ml/kg從耳緣靜脈緩慢注入。麻醉后,將動物仰臥位固定在實驗臺上,頸前部備皮。
(2)分離頸總動脈
按家兔血管常規(guī)分離方法分離頸總動脈,插入導(dǎo)管,取血0.5-1ml測定實驗前的血鉀濃度。
(3)心電描記
將針型電極分別插入家兔四肢皮下。導(dǎo)聯(lián)線按左前肢(黃),右前肢(紅),左后肢(綠) ,右后肢(黑)的順序聯(lián)接,依生物信號記錄儀使用方法描記實驗前的心電圖波形存盤,待實驗結(jié)束后打印分析。
用頭胸導(dǎo)聯(lián)可描記出比普通導(dǎo)聯(lián)更為高大清晰的心電圖波形。方法是將右前肢電極插在下頦部皮下,左前肢的電極插在胸壁上相當(dāng)于心尖部位的皮下。這樣可較早發(fā)現(xiàn)高血鉀家兔的心電圖異常波形。
(4)氯化鉀溶液注入方法
從耳緣靜脈滴入2%氯化鉀(15~20滴/min)。
(5)觀察記錄心電圖
在靜脈滴注氯化鉀的過程中,觀察生物信號采集處理儀顯示器上心電圖波形的變化。出現(xiàn)P波低壓增寬、QRS 波群低壓變寬和高尖T波時,描記存盤。同時取血0.5~1ml測定血鉀濃度。
(6)實施搶救
當(dāng)出現(xiàn)心室撲動或顫動波形后,立即停止滴注氯化鉀,并迅速準(zhǔn)確地由另外一側(cè)耳緣靜脈注入已預(yù)先準(zhǔn)備好的搶救藥物(2%氯化鈣2m1/kg,或4%碳酸氫鈉5m1/kg,或葡萄糖—胰島素溶液7m1/kg)。如果短時間內(nèi)無法快速輸入搶救的藥物,救治效果不佳。
待心室撲動或顫動波消失,心電圖基本恢復(fù)正常時,再由頸總動脈采血測定救治后的血鉀濃度。
(7)注入致死劑量的l0%氯化鉀(8m1/kg),開胸觀察心肌纖顫及心臟停跳時的狀態(tài)。
【實驗注意事項】
1.保持動、靜脈導(dǎo)管的通暢 每次由頸總動脈取血后,均用肝素生理鹽水溶液2m1沖洗管道內(nèi)的余血,防止導(dǎo)管內(nèi)血液凝固。
2.正確記錄心電圖波型 有時家免T波高出正常值0.5mV或融合在S一T段中而不呈現(xiàn)正向波,這與動物個體差異有關(guān),此時要變換導(dǎo)聯(lián)。若在頭胸導(dǎo)聯(lián)、肢體標(biāo)Ⅱ?qū)?lián)及avF導(dǎo)聯(lián)上描記出正向T波就可進(jìn)行實驗,否則需更換動物。
【思考題】
(1) 給家兔輸入氯化鉀溶液,其心電圖變化的病理生理學(xué)機(jī)制。
(2) 氯化鈣、碳酸氫鈉和葡萄糖-胰島素溶液救治高鉀血癥的機(jī)制。
(金海燕)
第二節(jié) 實驗性酸堿平衡紊亂及其治療
【實驗?zāi)康?/b>】
(1)復(fù)制急性酸堿平衡紊亂的動物模型,觀察各型酸堿平衡紊亂時血氣和酸堿指標(biāo)及呼吸的變化。
(2)對急性代謝性酸中毒進(jìn)行實驗性治療。
【實驗原理】
代謝性酸中毒的特征是血漿HCO3-濃度原發(fā)性減少。本實驗通過靜脈注射NaH2PO4增加細(xì)胞外液H+濃度,消耗HCO3-,并使血漿HCO3-濃度降低,復(fù)制家兔代謝性酸中毒模型。
代謝性酸中毒動物呼吸加深加快,是由血液內(nèi)H+增加,刺激頸動脈體和主動脈體外周化學(xué)感受器及延腦中樞化學(xué)感受器,反射性的興奮延腦呼吸中樞所致。呼吸加深加快,肺泡通氣量增加,CO2排出增多,血液H2CO3濃度隨之下降,可代償性恢復(fù)[NaHCO3]/[H2CO3]的正常比值,這種代償調(diào)節(jié)作用可在數(shù)分鐘內(nèi)完成,并很快達(dá)到高峰,但一般不容易完全代償。
代謝性酸中毒血漿HCO3-濃度原發(fā)性減少,血氣分析時可測得反映代謝因素的指標(biāo)AB、SB、BB降低,BE負(fù)值增大,同時由于呼吸代償活動,可使PaCO2降低,AB<SB。
代謝性酸中毒動物血漿碳酸氫鹽減少,碳酸氫鈉可作為首選補(bǔ)堿藥物,直接由靜脈輸入,使細(xì)胞外液的[NaHCO3]/[H2CO3]比值恢高級職稱考試網(wǎng)復(fù)正常。
呼吸性酸中毒是由肺通氣功能障礙引起的。其特征是體內(nèi)CO2儲留、血漿H2CO3濃度原發(fā)性增高。用減少動物肺通氣的方法可復(fù)制呼吸性酸中毒。
呼吸性酸中毒時,呼吸系統(tǒng)往往不能發(fā)揮代償調(diào)節(jié)作用,[NaHCO3]/[H2CO3]緩沖對不起作用,細(xì)胞外液的緩沖作用也很有限,不可能收到明顯的調(diào)節(jié)效果。血氣分析中可見反映呼吸因素的指標(biāo)PaCO2、AB明顯增大。
【實驗對象】
家兔,體重2- 3kg,雌雄不限。
【實驗藥品與器材】
20%氨基甲酸乙酯(或3%戊巴比妥鈉)、肝素生理鹽水(125單位肝素/ml生理鹽水)、12%磷酸二氫鈉、5%碳酸氫鈉、0.1%腎上腺素、生理鹽水、手術(shù)器械、lml、5m1、10m1注射器及針頭、小軟木塞、三通動脈導(dǎo)管,氣管插管,AVL血氣分析儀,生物信號采集處理儀。
【實驗觀察指標(biāo)】
(1)血氣和酸堿指標(biāo)
動脈血pH、二氧化碳分壓(PaC02)、氧分壓(Pa02)、標(biāo)準(zhǔn)碳酸氫鹽(SB)、實際碳酸氫鹽 (AB)、堿剩余或堿缺失(BE)。
(2)呼吸
頻率、幅度。
【實驗方法與步驟】
1.手術(shù)和血標(biāo)本檢測
(1)動物麻醉與固定
家兔稱重后,用20%氨基甲酸乙酯5ml/kg或3%戊巴比妥鈉溶液1ml/kg從耳緣靜脈緩慢注入。麻醉后,將動物仰臥位固定在實驗臺上,頸前部備皮。
(2)氣管插管與動脈插管
按常規(guī)方法分離暴露氣管,在環(huán)狀軟骨下0.5~1cm處作倒“T”形切口,插入氣管插管并固定。分離出一側(cè)頸總動脈(長約2.5~3cm),將其遠(yuǎn)心端結(jié)扎,近心端f1411.cn/yaoshi/用動脈夾夾閉。在靠近遠(yuǎn)心端結(jié)扎線處,用眼科剪呈45°角向心方向剪開血管(約為頸總動脈直徑的1/3)。將連接三通并充滿肝素生理鹽水的細(xì)塑料管尖端輕輕插入血管內(nèi),然后結(jié)扎固定塑料管。
(3)取血預(yù)備
用1 ml注射器吸取少量肝素生理鹽水,將管壁濕潤后推出,使注射器死腔和針頭內(nèi)都充滿肝素生理鹽水,然后將針頭刺入小軟木塞以隔絕空氣。
(4)取血
打開三通松開動脈夾,棄去最先流出的二三滴血液后,迅速去掉注射器上的針頭立即插入三通取血0.3~0.5m1(注意勿進(jìn)入氣泡)。關(guān)閉三通,拔出注射器并立即套上原針頭,以中指彈擊注射器管壁20秒,使血液與肝素混合。取血后向三通內(nèi)注入少量肝素,將血液推回到血管內(nèi),以防塑料管內(nèi)凝血,然后將動脈夾仍夾于原處。檢測各項血氣和酸堿指標(biāo),作為實驗前的正常對照值。
2.復(fù)制代謝性酸中毒并進(jìn)行治療
(1)經(jīng)耳緣靜脈注入12%的磷酸二氫鈉溶液,劑量為5m1/kg。
(2)給藥后l0 分鐘,經(jīng)三通取血,檢測各項血氣和酸堿指標(biāo)。
(3)根據(jù)注入酸性溶液后測得的BE值,按下式進(jìn)行補(bǔ)堿治療。
BE絕對值×體重(kg)×0.3=所需補(bǔ)充碳酸氫鈉的量(mmol)
(0.3是HC03ˉ進(jìn)入體內(nèi)分布的間隙,即體重×30%)
5%碳酸氫鈉lml=0.6mmol
所需補(bǔ)充5%碳酸氫鈉ml數(shù)=所需補(bǔ)充碳酸氫鈉的mmol數(shù)/0.6
(4)經(jīng)5%碳酸氫鈉治療后10分鐘,取血并檢測各項指標(biāo),觀察是否恢復(fù)到接近正常水平。
3.復(fù)制呼吸性酸中毒
待兔血氣和酸堿指標(biāo)基本恢復(fù)正常后,用止血鉗完全夾閉氣管插管上的乳膠管l~1.5分鐘,此時可見血液呈紫紺色,兔因窒息而掙扎,立即取血測定血氣和酸堿指標(biāo)。取血后即刻解除夾閉,以免家兔因窒息而死亡。
4.復(fù)制代謝性堿中毒
經(jīng)耳緣靜脈注入5%碳酸氫鈉溶液3m1/kg,l0分鐘后取血并檢測各項血氣和酸堿指標(biāo)。此時,血氣和酸堿指標(biāo)不會在短時間內(nèi)恢復(fù)正常,故該兔不宜繼續(xù)進(jìn)行其他實驗。
5.復(fù)制呼吸性酸中毒合并代謝性酸中毒
(1)經(jīng)耳緣靜脈注入0.1%腎上腺素1m1/kg,造成急性肺水腫。待兔出現(xiàn)呼吸困難、躁動不安,發(fā)紺,氣管插管內(nèi)有白色或粉紅色泡沫溢出時,取血測定血氣和酸堿指標(biāo)。
(2)兔死亡后,開胸觀察肺臟變化(若未死亡,可靜脈內(nèi)注入空氣致死)。結(jié)扎氣管,取出兩肺,可見肺體積明顯增大,有出血、淤血、水腫,以下葉為重。此外,肺切面有白色或粉紅色泡沫液體流出。
【實驗注意事項】
(1)取血時切勿進(jìn)入氣泡,否則影響血氣和酸堿指標(biāo)測定結(jié)果。
(2)取血前應(yīng)讓動物安靜5分鐘,以免因刺激造成的過度通氣影響血氣和酸堿指標(biāo)。
【思考題】
(1)設(shè)計急性代謝性堿中毒的治療方案。
(2)鹽水反應(yīng)性代謝性堿中毒為何只要口服或靜注生理鹽水即可治愈?
(金海燕)