高校實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生理學(xué)詳細(xì)筆記一、學(xué)科概述與研究對(duì)象（一）學(xué)科定位實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生理學(xué)以實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為研究載體，聚焦生命活動(dòng)的基本規(guī)律（代謝、調(diào)節(jié)、適應(yīng)等），既是生理學(xué)研究的“模型化分支”，又為醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、毒理學(xué)等學(xué)科提供可重復(fù)、標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，是連接基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究的關(guān)鍵紐帶。（二）核心研究范疇1.基礎(chǔ)生理機(jī)能：循環(huán)、呼吸、消化等系統(tǒng)的正常運(yùn)作機(jī)制；2.環(huán)境-生理互動(dòng)：實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)溫度、光照、應(yīng)激的生理響應(yīng)；3.種屬特異性特征：不同實(shí)驗(yàn)動(dòng)物（小鼠、大鼠、兔、犬等）的生理差異（如小鼠心率約____次/分，遠(yuǎn)高于人類）。（三）常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生理特點(diǎn)（典型代表）動(dòng)物循環(huán)系統(tǒng)呼吸系統(tǒng)消化系統(tǒng)------------------------------------小鼠心率快，血壓低（收縮壓~100mmHg）潮氣量?。▇0.1ml），呼吸頻率高（~150次/分）腸道短，菌群易受干預(yù)（常用于腸道研究）大鼠心率____次/分，可形成高血壓模型對(duì)組胺敏感，易誘發(fā)哮喘樣反應(yīng)食糞行為（補(bǔ)充維生素B），胰液分泌豐富家兔耳緣靜脈表淺，適合采血/給藥氣管軟骨環(huán)明顯，插管易操作盲腸發(fā)達(dá)，可復(fù)制急慢性腹瀉模型二、系統(tǒng)生理學(xué)與實(shí)驗(yàn)應(yīng)用（一）循環(huán)系統(tǒng)生理學(xué)1.核心生理過(guò)程心臟泵血：心動(dòng)周期（小鼠收縮期短、舒張期長(zhǎng)，與高代謝需求匹配）；心輸出量（=每搏輸出量×心率，大鼠約20-30ml/min）。血管功能：血壓形成（心輸出量、外周阻力、血容量）；血流分配（交感神經(jīng)興奮時(shí)，皮膚、內(nèi)臟血管收縮，骨骼肌血管舒張）。2.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與應(yīng)用在體血壓測(cè)定：頸總動(dòng)脈插管（小鼠需顯微操作，肝素生理鹽水抗凝濃度為100U/ml），連接壓力換能器記錄；心律失常模型：大鼠腹腔注射烏頭堿（2mg/kg），可誘發(fā)室性早搏、心動(dòng)過(guò)速；藥物對(duì)心率的影響：靜脈注射腎上腺素（0.1mg/kg），觀察心率變化（需提前鎮(zhèn)靜，避免動(dòng)物掙扎干擾數(shù)據(jù)）。（二）呼吸系統(tǒng)生理學(xué)1.核心生理過(guò)程肺通氣：潮氣量（兔約5-10ml）、呼吸頻率（大鼠~80次/分）、肺總量（小鼠~1.5ml）；氣體交換：肺泡-毛細(xì)血管間O?/CO?擴(kuò)散（受通氣/血流比影響，兔的V/Q比值接近人類，適合呼吸生理研究）。2.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與應(yīng)用氣管插管與肺順應(yīng)性測(cè)定：大鼠麻醉后（戊巴比妥鈉，40mg/kg），行氣管切開(kāi)，插入導(dǎo)管連接呼吸機(jī)，通過(guò)注射器注入不同體積氣體，記錄壓力變化（斜率為順應(yīng)性）；哮喘模型構(gòu)建：豚鼠腹腔注射卵清蛋白（10mg/kg）致敏，2周后霧化激發(fā)，可觀察氣道阻力升高、嗜酸粒細(xì)胞浸潤(rùn)；缺氧耐受性實(shí)驗(yàn)：將小鼠置于密閉容器，記錄存活時(shí)間（需設(shè)置空白對(duì)照，避免容器體積差異影響結(jié)果）。（三）消化系統(tǒng)生理學(xué)1.核心生理過(guò)程消化液分泌：胃液（兔的幽門結(jié)扎法可收集純凈胃液，含胃蛋白酶、鹽酸）；胰液（大鼠胰液呈堿性，含多種消化酶）；胃腸運(yùn)動(dòng)：蠕動(dòng)（推進(jìn)食糜）、分節(jié)運(yùn)動(dòng)（混合食糜，小鼠小腸分節(jié)頻率約10次/分）。2.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與應(yīng)用胃腸造瘺術(shù)：犬行慢性胃瘺，可長(zhǎng)期收集胃液，觀察進(jìn)食、藥物對(duì)分泌的影響；腸道菌群干預(yù)：小鼠灌胃抗生素（如甲硝唑，100mg/kg），7天后菌群多樣性顯著降低，用于研究菌群-宿主互作；藥物對(duì)腸運(yùn)動(dòng)的影響：家兔離體腸段（溫臺(tái)氏液，37℃），加入乙酰膽堿（10??mol/L），觀察收縮幅度變化（需保持腸段活性，避免牽拉過(guò)度）。（四）神經(jīng)系統(tǒng)生理學(xué)1.核心生理過(guò)程神經(jīng)遞質(zhì)傳遞：乙酰膽堿（膽堿能纖維，支配骨骼肌、內(nèi)臟）；去甲腎上腺素（腎上腺素能纖維，調(diào)節(jié)血壓、心率）；反射弧分析：脊髓反射（如大鼠的屈肌反射，需破壞腦中樞、保留脊髓完整性）；條件反射（犬的巴甫洛夫?qū)嶒?yàn)，建立鈴聲-進(jìn)食的關(guān)聯(lián)）。2.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與應(yīng)用腦立體定位與電生理記錄：大鼠麻醉后（烏拉坦，1g/kg），固定于立體定位儀，電極插入海馬CA1區(qū)，記錄神經(jīng)元放電（需提前校準(zhǔn)坐標(biāo)，誤差＜0.1mm）；行為學(xué)模型：小鼠Morris水迷宮（訓(xùn)練5天，記錄逃避潛伏期，評(píng)價(jià)空間記憶）；藥物對(duì)中樞的影響：腹腔注射戊巴比妥鈉（30mg/kg），觀察翻正反射消失時(shí)間（判斷麻醉深度）。（五）內(nèi)分泌系統(tǒng)生理學(xué)1.核心生理過(guò)程下丘腦-垂體-靶腺軸：如HPA軸（下丘腦CRH→垂體ACTH→腎上腺皮質(zhì)激素）；HPT軸（TRH→TSH→甲狀腺激素）；激素的反饋調(diào)節(jié)：血中甲狀腺激素升高時(shí)，負(fù)反饋抑制TRH、TSH分泌（大鼠摘除甲狀腺后，TSH水平顯著升高）。2.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與應(yīng)用放射免疫法測(cè)激素：小鼠采血（眼眶靜脈叢，0.2ml/次），分離血清，檢測(cè)胰島素濃度（靈敏度達(dá)pg級(jí)）；腎上腺摘除模型：大鼠摘除雙側(cè)腎上腺，72小時(shí)后出現(xiàn)低血糖、低血鈉（需補(bǔ)充糖皮質(zhì)激素維持生命）；內(nèi)分泌干擾物研究：孕鼠暴露于鄰苯二甲酸酯（500mg/kg），仔鼠出現(xiàn)性早熟（需設(shè)置溶劑對(duì)照，避免玉米油等載體干擾）。（六）泌尿系統(tǒng)生理學(xué)1.核心生理過(guò)程尿生成三環(huán)節(jié)：腎小球?yàn)V過(guò)（小鼠腎小球?yàn)V過(guò)率約0.5ml/min）；腎小管重吸收（近曲小管重吸收葡萄糖、氨基酸）；腎小管分泌（遠(yuǎn)曲小管分泌H?、K?）；腎功能調(diào)節(jié)：抗利尿激素（ADH）增加遠(yuǎn)曲小管對(duì)水的重吸收；醛固酮保鈉排鉀。2.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與應(yīng)用輸尿管插管測(cè)尿量：家兔麻醉后（水合氯醛，5ml/kg），分離輸尿管，插入PE10導(dǎo)管，收集尿液（正常尿量約1-2ml/kg·h）；利尿?qū)嶒?yàn)：大鼠腹腔注射呋塞米（10mg/kg），30分鐘后尿量顯著增加（需提前禁食水4小時(shí)，減少干擾）；腎缺血再灌注模型：小鼠夾閉腎動(dòng)脈30分鐘后再灌注，24小時(shí)后腎組織出現(xiàn)炎癥、凋亡（用于急性腎損傷研究）。三、實(shí)驗(yàn)技術(shù)與數(shù)據(jù)處理（一）經(jīng)典實(shí)驗(yàn)方法1.急性實(shí)驗(yàn)離體實(shí)驗(yàn)：如蛙心灌流（任氏液，20℃），觀察Ca2?、K?對(duì)心率的影響（灌流液需現(xiàn)配，避免CO?溶解導(dǎo)致pH下降）；在體手術(shù)：大鼠膽總管插管（收集膽汁，研究膽汁分泌），需結(jié)扎肝總管，避免膽汁流入腸道。2.慢性實(shí)驗(yàn)埋植電極：犬腦內(nèi)埋植電極，長(zhǎng)期記錄腦電圖（需定期消毒，防止感染）；瘺管模型：兔慢性膽囊瘺，可動(dòng)態(tài)觀察進(jìn)食對(duì)膽汁分泌的影響（瘺管出口需低于膽囊，避免逆流）。（二）儀器操作與數(shù)據(jù)記錄生物信號(hào)采集系統(tǒng)：連接壓力換能器（測(cè)血壓）、張力換能器（測(cè)肌肉收縮），采樣頻率設(shè)為1kHz（捕捉快速生理信號(hào)，如神經(jīng)放電）；分光光度計(jì)：測(cè)血糖時(shí)，葡萄糖氧化酶法的波長(zhǎng)設(shè)為505nm（需用石英比色皿，避免紫外吸收）；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：多組比較用單因素方差分析（ANOVA），兩兩比較用LSD法（樣本量＜30時(shí)，需檢驗(yàn)正態(tài)性和方差齊性）。四、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理與規(guī)范（一）3R原則實(shí)踐替代（Replacement）：用細(xì)胞模型替代整體動(dòng)物（如用Caco-2細(xì)胞研究腸道吸收，替代大鼠在體實(shí)驗(yàn)）；減少（Reduction）：優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，如采用交叉設(shè)計(jì)（同一只動(dòng)物先后接受不同處理），減少動(dòng)物數(shù)量；優(yōu)化（Refinement）：改進(jìn)操作技術(shù)，如小鼠采血用尾靜脈（0.1ml/次）替代眼眶取血，減少痛苦。（二）福利與管理飼養(yǎng)環(huán)境：小鼠飼養(yǎng)盒溫度22-25℃，濕度40-60%，每籠飼養(yǎng)數(shù)≤5只（避免打斗）；麻醉與鎮(zhèn)痛：手術(shù)時(shí)用異氟烷吸入麻醉（誘導(dǎo)濃度5%，維持2%），術(shù)后注射布托啡諾（0.5mg/kg）鎮(zhèn)痛；倫理審查：實(shí)驗(yàn)方案需經(jīng)機(jī)構(gòu)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（提交動(dòng)物使用計(jì)劃、福利措施、3R說(shuō)明）。五、常見(jiàn)問(wèn)題與解決策略（一）實(shí)驗(yàn)操作類血管插管失?。盒∈箢i總動(dòng)脈細(xì)（直徑~0.5mm），可先注射肝素生理鹽水（10U/只）抗凝，用顯微鑷提起血管，45°角插入導(dǎo)管；動(dòng)物掙扎干擾數(shù)據(jù)：提前適應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境（如大鼠實(shí)驗(yàn)前3天每天撫摸馴化），麻醉劑量準(zhǔn)確（戊巴比妥鈉劑量誤差＜5%）。（二）數(shù)據(jù)異常類心率忽高忽低：可能是體溫過(guò)低（小鼠直腸溫度＜3