心血管系统药理实验中的选择与应用

　　（一）血压测量

　　插管直接测压法：在研究中经常应用动物急性血压试验来分析药物等对循环系统的影响，常用的动物有狗、猫、家兔和大白鼠。猴、羊、豚鼠、小鼠、鸡、鸟和蛙的血压值和急性测压法虽有报告，但极少用于药物对血液循环影响的常规研究。各种动物的血压值可参看表10-31。

表10-31　各种动物的血压值

动物种类	动物数与性别	麻醉情况	血压（mmHg）
			收　缩　压	舒　张　压
猴	14	不麻醉 -	159（137～188） 124～175	127（112～152） 105～138
马	173♂ 43♀ 青年5♂ 3♀	不麻醉 ″ ″ -	98（90～144） 90（86～98） 80 80～90	64（46～86） 59（43～84） 50 50～65
牛	- 青年4 -	不麻醉 - -	134（124～166） 157（133～177） 134	88（80～120） 88
山　羊	- -	不麻醉 -	120（112～126） 80～120	84（76～90） 42-84
绵　羊	13 -	局麻	114（90～140） 114	68
猪	- -	不麻醉 -	169（144～185） 170	108（98～120） 110
狗	13 22 67♂ 80♀ -	不麻醉 戊巴比妥钠 巴比妥钠 ″ -	112（95～136）　　56（43～66） 149（108～189）　　100（75～122） 134（85～190） 125（60～170） 80～180　 45～100
猫	5 191♂ 208♀ -	巴比妥或乙醚 戴爱尔或氨基 甲酸乙酯 ″ -	120　　　　　　　　75 129（67～216） 121（62～200） 120～155　　　 75～100
兔	32 -	不麻醉 -	110（95～130） 70～150	80（60～90） 60～90
豚　鼠	8 -	乙醚、戊巴比妥 -	110（28～140）　　　 47（16～90） 81～90
田　鼠	-	-	90～170
大　鼠	124 100 -	戊巴比妥钠 不麻醉 -	129（88～184） 98（82～120） 60～150	91（58～145） - 60～110
小　鼠	9 青年19 -	氨基甲酸乙酯 或乙醚 不麻醉 -	113（95～125） 117（95～138） 90～160	81（67～90） - 70～110
金地鼠	-	戊巴比妥纳	120～170
鸡	-		88～170
鸭	-	-	88～170
鹅	-	-	88～170
鸽	-	-	135
鲤　鱼	-	-	43
蛙	-	-	20～60	20～40
蟾　蜍			48

　　 大白鼠血压除对个别药物（如毒扁豆碱）反应异常外，对绝大多数的升压和降压物质的反应都和人或大动物（如狗、猫）是一致的，并且反应十分灵敏，目前它是检定体液或组织中去甲肾上腺素等升压物质含量的常用动物之一。大白鼠来源容易解决，较经济、用药量少、所占工作面小。缺点是动物小，操作较因难，血管较细小，易发生血液凝固，故须预先注射肝素抗凝。用狗作实验优点很多，如血压恒定，较大白鼠、家兔等小动物更接近人体，对药物反应灵敏并与人基本一致；血管和神经较粗，管壁弹性强，便于手术操作和适用于分析药物对循环系统的作用机制；心搏力量强，能描绘出完好的血压曲线；用作药物筛选时，可反复应用。缺点是来源较困难，人体贵，不适用于需要动物数量较多的实验。猫用于血压试验时除有与狗相同的优缺点外，特别值得指出的是更适用于药物对循环系统作用机制的分析，因为猫不仅有瞬膜，便于分析药物对交感神经节和节后部分的影响，而且易于制备脊髓猫以排除脊髓以上的中枢神经系统对血压的影响。此外，猫体重较狗轻（实验可用1.8～2.5kg体重的猫），用药量较省。家兔来源容易，性情温和，故亦常用血压试验。但并不理想，因为家兔为草食动物，个体间血压差异大，对药物反应不及上述各种动物恒定和灵敏，较脆弱，尤其是长毛大耳家兔易死亡，故它不适用于血压试验，血管较小和心搏力量较弱，插管内易发生血凝块。而且约有20～30%的家兔在颈动脉上向甲状腺分出的一根小动脉，碰到这一情况，宜将此分枝反线结扎剪断，否则在其上方插入动脉插管后，当检压计加压或开放动脉夹时，较大量的枸橼酸钠可经过此侧技，造成家兔深吸气和血压激烈波动，枸橼酸钠倒入心脏而死亡。

　　不插管（间接）测压法：在不插管测压法中最常用的动物是狗、大白鼠和家兔。大白鼠不插管测压法，常选用大白鼠尾容积测压法、鼠尾搏动投影响测压法和鼠脚测压法。狗不插管测压法选用颈动脉皮桥法、胫动脉间接测压法和股动脉穿刺测压法。家兔不插管测压常选用颈动脉皮桥测压法和兔耳测压法。

　　（二）实验性高血压

　　1934年，Goldblatt曾证实，狭窄狗肾动脉可产生持续性高血压，这一实验研究引起了人们的普遍重视。随后，世界各地相继开展了高血压病的动物实验研究，建立了不同的高血压动物模型，并提出了各种有关高血压病病原的学说。急性实验性高血压模型，常选用的动物有狗、猫、大白鼠、家兔和猴等。引起急性实验性高血压的方式很多，如直接刺激中枢神经系统、通过神经反射、外源性儿茶酚胺类或其它体液性加压物质的注射等。实验一般多在麻醉动物身上进行。

　　直接刺激中枢神经法，采用埋藏电极或借助于立位定各器，是刺激大白鼠或猴的侧下丘脑防御警觉区，可使动物血压明显升高，心率加快和心输出量增加等。神经反射性高血压可选狗进行，以波长0.1毫秒、频率5～50次/秒的方波刺激狗的隐神经、喉上神经或精神迷走神经中枢端，刺激时间为15秒，可使狗的收缩压和舒张压均升高20～100mmHg。肾源性加压物质的注射法，选用大白鼠、家兔或狗，实验前将动物两侧肾脏摘除，手术后几小时或经24小时后，给动物静脉注射或滴注肾提取物、肾素或人工合成的血管紧张素（Angiotensin）均可使血压明显升高。切除动物肾脏后几小时，血中血管紧张素原（Angiotensinogen）即开始上升。24小时后可增达高峰，大白鼠血中血管紧张素原值可增加14～15倍，狗约增加3倍。从而大大提高了动物对外源性肾脏加压物质的敏感性。体液性加压物质注射法，选用狗、猫或兔按2～8μg/Kg剂量静脉注射肾上腺素或去甲肾上腺素时，可引起血压显著而短暂的升高。给大白鼠静脉注射0.5～3μg肾上腺素或去甲肾上腺素，亦可出现与上相似的血压上升。若欲使血压维持长时期的升高，可采取上述药物静脉滴注给药。给狗或猫静脉注射0.1～0.6μ后叶加压素或给大白鼠静脉注射0.006～0.008u后叶加压素，均可导致受试动物的血压显著上升，但重复注射易出现耐受现象。子宫胎盘缺血型急性高血压法，选用妊娠家兔，通过胎盘作“Z”字形缝合，造成子宫胎盘缺血，手术后血压逐渐升高，于1/2～2小时升达高峰。但注意缝线不要穿过子宫壁，否则将不发生高血压。

　　慢性实验性高血压类型：遗传性高血压，家兔和大白鼠遗传性高血压均属多基因遗传。选择收缩压高于160mmHg的家兔，进行同系近亲繁殖，可使半数仔兔出现高血压。目前培育成功的遗传性高血压大白鼠鼠种甚多，如由Okamoto等培育成功的京都种大白鼠SHR，由Smirk等培育成功的新西兰种大白鼠GHR，由Bianchi等培育成功的米兰种大白鼠MHS，由Dahl等培育成功的Brookhaven种高血压敏感大白鼠HSR。此外，Okamoto还培育了一些亚种。遗传性高血压大白鼠寿命明显缩短。

　　神经原型高血压，可选用狗、大白鼠和家兔等，通过机能性方法或物理方法作用于动物神经系统而诱发条件反射性高血压和皮层性高血压模型。选用出生后的小白鼠诱发隔离性高血压，如采用大白鼠隔离饲养，高血压发生率和血压升高程序均不及小白鼠显著。大灰鼠长时期处于噪音或钥匙叮噹响声刺激造成的听源性紧张情况下，可诱发神经原性高血压，它与人的高血压病相类似，适用于降压药物的筛选。大灰鼠正常平均收缩压±标准差为113±8mmHg，噪音刺激3个月后升高到130～140mmHg，有40%的动物收缩压高达160mmHg。采用大白鼠与家鼠杂交所生的大灰鼠，比纯种大白鼠较易起听源性高血压。大灰鼠以选用120天年龄的适宜。选用狗或兔小脑延髓池内注入白内陶土生理盐水混悬液，可使动物颅内压升高，随后血压亦逐渐升高，血压高峰值可超过原值50～80mmHg，并可恒定地维持几个月，但此法诱发高血压的百分率不超过半数。去抑制性高血压，常选用家兔，切断其主动脉的减压神经，或选用狗，切断颈动脉窦区神经所引起的高血压。采用狗进行实验时，最好选择宽脸面的狗，因为这种狗较易找到颈动脉窦。

　　肾性高血压，常选用狗、家兔和大白鼠，将动物一侧肾动脉狭窄，肾动脉血流量减少50%以上或同时狭窄两侧肾动脉，均可导致血压长期升高。狭窄家兔肾动脉分枝部上方的腹主动脉，或造成肾脏小动脉及其分枝的多发性栓塞，均可形成高血压。采用玻璃纸或橡皮膜包裹肾脏，或在肾周围间隙中注入火棉胶，或采用乳胶薄膜条或丝线8字形绕肾门结扎，均可使狗、家兔或大白鼠血压持久性升高。

　　内分泌型高血压，1942年Selye首先证明脱氧皮质酮（DOC）可引起小鸡高血压，附加氯化钠饲料可使高血压加剧。哺乳动物如大鼠等，单用大剂量DOC不易引起高血压，常需事先切除一侧肾脏和附加1%氯化钠饲料，才能引起持续性高血压。雌鼠较雄鼠易于诱发高血压。大白鼠体重以100～150克适宜。选用狗和大白鼠注射垂体前叶提取物或给家兔静脉注射垂体后叶加压素0.5～0.7毫克，数周后可引起血压上升。

　　（三）动物心电图

　　动物心电图与人体心电图在记录原理、方法、基本波形等方面无本质区别，但在具体记录方法、图形识别与判断及影响心电图波形的因素等许多方面与人体心电图有所不同；特别是一般动物心电图除心率失常外，并未建立公认的正常值，故从心电判断其功能、病理变化比人体更加困难。

　　测量动物心电图常选用狗、猫、家兔、豚鼠和大白鼠。测量时麻醉要选择好，家兔、豚鼠及经过训练的狗等可不用麻醉记录清醒状态下的心电图。有时为避免动物挣扎，特别是某些药物刺激动物引起挣扎时以及小动物如大白鼠、小白鼠则需加用全身麻醉。常用的戊巴妥钠对心脏有一定抑制，特别是当静脉注射快时，可加快心率，使ST段移位，T波倒置。吸入性麻醉药氯仿对心脏毒性大，除非为引起心律失常，不可用于心电图麻醉。乙醚能加快心率，氟烷减慢心率，乌拉坦和氯醛糖对心脏毒性较小。在麻醉深度方面宜保持稳定，补加过量麻醉药可影响心电图。体位对心电图波形有影响，故应选择适当体位。小动物如豚鼠甚至头的位置都影响心电图波形。狗的前肢和肩部位置对心电图波形式影响最大，故在实验过程中应保持固定体位。麻醉动物一般用仰位固定，便于安放胸前电极。但也有人认为麻醉大白鼠以俯位固定为好。清醒动物用俯位固定较少引起挣扎，驯服的狗可安静地在实验台上记录心电图；如有挣扎，可用特制的布兜托在腹下，四肢从布兜的四个孔穿出，将狗悬吊在狗架横梁上，狗四肢离地，可减少挣扎。狗经过训练可避免挣扎。测量动物心电图用的电极，一般常选用皮下针头电极，即把电极联接于注射针头或针灸用细针刺入动物皮下。要注意针头与电极的联接必须十分紧密，接触良好，否则容易产生干扰，以致记录失败。宜选用6～7号大小的注射针头。针头的头部必须干净无血污。为使之与电极密切接触，需内垫以金属片或将针头锤扁，以使金属面密合。针头插入皮下是时勿过深，以兔插入肌肉时，肌肉颤动易造成干扰。如用平板电极，则需先剪毛或用硫化钡、硫经碱脱毛，并涂以导电膏或盐水。电极安放顺序为红-右前肢，黄一左前肢，绿一左后肢，黑一右后肢，白—胸前。根据实验要求，胸前可放一个或几个电极。导联选择取决于实验需要，一般为从心电图记录心率或记录心律失常发生可选肢导联任何一个有P波、R波及T波直立的导联。如Ⅱ、aVF，或选胸前反映左。由于胸前导联的电极离心脏近，电压高，波形明显。家兔以上的较大动物按人的心电图记录定标和纸速即可，即1mV=10mm，纸速25mm/秒。大白鼠等较小动物电压较低，为使记录清晰，电压定标可放大为1mV=15或（20）mm，又因小动物的心率快，当超过150～200次/分时，用25mm/秒，纸速记录波形重叠，不便分析，可加快纸速为50mm/秒，图形更为清楚。

　　动物体位，麻醉影响心电图外，还应注意季节温度，豚鼠T_Ⅱ和T_avI在冬季自发倒置者比春季要少得多。冷血动物的心脏活动与季节温度关系密切，低温下蟾蜍心率可减少为每分钟10次以下，T波可消失，高温时心率可超过100次/分，T波也增高。小动物心电图受呼吸影响较大，基线可随呼吸上下摆动。狗的P波在Ⅲ导联吸气时直立，呼气时可倒置。

　　动物的体重越轻、年龄越幼小者有心率越快的倾向；鸟类一般较快，而冷血动物较慢；小鼠、大鼠、豚鼠等小动物心率很快，兔、猫等次之，狗、猴等略慢些，但也比人快很多。各种温血动物和冷血动物的心率和心电图正常值可见表12-27至表12-30。在分析动物心电图时供参考。

　　（四）抗心肌缺氧缺血药

　　脑垂体后叶素能使冠状动脉痉挛，造成急性心肌供血不足；加以外周阻力增加，导致心脏负荷加重，在心电图上可见到心肌缺血变化。药物若能防治这种心肌缺血变化，被认为可能有抗心肌缺血的价值。此法记录的心电图具有心肌缺血的特异性。常选用家兔，从耳缘静脉注射脑垂体后叶素2.5μ/kg（用生理盐水稀释为3ml），时间30秒。由于静脉推注引起的心肌缺血心电图变化急剧，不便判断药物，可改用静脉滴注法，即在10分钟时恒速滴入上述量的脑垂体后叶素。因家兔心电图变化持续时间较长，心电图记录持续到15～30分钟。静滴可持续更久。滴注后家兔心电图可现出T波先升高缓低平、双相、倒置，ST段抬高，心率变慢，P-R及Q-T间期延长，还偶有窦性心律失常、室性早搏、室性心动过速等心律失常变化。

　　异丙肾上腺素为强的β受体兴奋药，能通过加快心率增强心肌收缩力等环节增加心肌耗氧量，造成心脏负荷过重，心肌微循环障碍，连续应用可形成心肌梗塞样变化，用心电图和病理切片可检测病变程序。常选用豚鼠、家兔或狗，豚鼠和狗每天皮下注射异丙肾上腺素2～8mg/kg，家兔10～16mg/kg，连续两天。可见心电图T波由正变负或双相，并伴有ST段抬高；窦性心动过速，早搏或其它心律失常。豚鼠心脏病理变化有：白细胞和巨噬细胞浸润，心肌纤维肿胀、断裂、横纹消失，甚至溶解，发生玻璃样变和脂肪变性等。

　　结扎豚鼠、家兔、猫、狗、猴、猪等动物在左冠状动脉前支均可引起心肌梗塞。其中选用家兔和狗最多且效果明显。

　　心肺灌流是分析药物对心脏作用的经典方法。一般用狗或猫，但用小动物有其优点，研究强心甙心可采用豚鼠；而研究心肌耐缺氧，则宜选用大白鼠。在大白鼠心肺灌流标本上，可研究心肌耐缺氧能力，还可同时分析心输出量、血压、心率等因素与心肌耐缺氧能力的关系。常选用雄性、体重250～300克左右大白鼠为宜。体重过小或过大，影响耐缺氧时间。大白鼠心肺灌流，最麻烦是出现肺水肿，影响心脏存活时间及实验结果。减轻心脏前负荷可以缓和肺水肿的产生。

　　饶曼人等报导在白鼠对强心甙的作用虽较猫敏感性低671倍，但研究一般药物对心脏收缩力、心输出量、静脉压的影响，较狗、猫心肺制备节省大量人力、物力。采用大白鼠心肺灌流法用以研究心肌耐缺氧能力，较小白鼠在密闭容器内观察常压或减压时的死亡时间，能更准确地代表心脏耐缺氧能力，而且能测定药物对心输出量、血压、心率、心收缩力等功能的影响，有利于分析药物延长耐缺氧时间的影响因素。但实验条件、技术操作都有一定要求，动物用量及工作量也较大，作为筛选药欠简便，作为分析抗心绞痛药物的作用原理，则较为合适。

　　强心甙生物检定，常选用健康体重260～380克家鸽、1.5～4公斤猫、200～600克豚鼠和体重相差不超过7%的蛙作实验。

　　（五）血管阻力测定

　　器官或局部血管恒速灌流泵法：根据血管阻力（R）与灌流压（P）成正比，与流量（Q）成反比的原理，可以用各种流量计测定血流量，并且同步记录动脉血压（即灌注压），用上述原理即可推算出血管阻力，常选用体重12公斤以上的狗作实验，可采用内颈动脉灌流法、椎动脉灌流法、后肢血管灌流法、肾动脉灌流法等测定血管阻力。还可选用体重250克以上的大白鼠，采用后肢及肾动脉灌流法来测定血管阻力。大白鼠腹主动脉与下腔静脉紧贴在一起，分离腹主动脉时，不要弄破下静脉造成出血；插入腹主动脉灌流用的塑料管位置要适当，以保持后肢灌流通畅，如有扭曲，血管阻力急剧升高，造成人为误差。塑料插近可拉成葫芦形，以便结扎固定于腹主动脉内；为使血压稳定，可输注适量6%小分子右旋糖酐。大白鼠血压和血管阻力对药物反应敏感，且大白鼠消耗药量少，又节约人力，最适合于筛选新药和研究心血管药理。但大白鼠血压和阻力记录有时不及狗稳定，对某些药物反应的特异性及动物种属的差异还有待积累资料。

　　药物对血管的作用，除了在整体动物身上观察分析其作用外，还可在离体情况下进行。其原理都是使动物的器官与身体血液循环隔断联系，人工地用适当的溶液（如洛氏液）从动脉近心端灌入，并以一定压力使灌流液经组织毛细血管至静脉流出，以维持器官的生理功能，从灌流液的流量可反应该器官的血管阻力变化情况。常选用兔耳、下肢、肝、肾、肠系膜血管灌流。带神经离体兔耳血管灌流法用于分析舒约缩血管的作用部位。药物注射于躯体或另一兔耳，如能增加或减少带神经的兔耳灌流量，说明是间接作用，如药物直接注入带神经的兔耳上才发生反应，则是直接作用。离体兔耳血管灌流法用以观察分析舒缩血管药物对兔耳血管的直接作用。离体兔耳血管因无中枢控制，血管张力降低，对收缩血管药敏感；对扩张血管药敏感性稍低，灌流压应根据流量酌情调节。

　　大白鼠离体膈肢交叉灌流法，从甲鼠的颈动脉引出血液，灌注到受血动物乙鼠的离体后肢，通过接受器和泵使灌注血回到甲鼠颈静脉。在该制备中，利用乙离离体后肢只保留神经与其它部分联系，故药物只能通过神经影响后肢；而给予甲鼠的药物，则只通过血流来影响所灌注的后肢血管；以此来观察分析药物是直接作用还是通过神经起作用。还可采用大白鼠离体后肢灌流法和大白鼠离体后肢自身灌流法进行实验。大白鼠肾脏灌流实验法可用于研究肾血管阻力等血液动力学变化及肾脏重吸收、分泌等生理生化功能。