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
【實驗目的】
(1)觀察高鉀血癥時家兔心電圖變化的特征。
(2)了解血鉀進行性升高的不同階段，高血鉀對心肌細胞的毒性作用。
(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)。高鉀血癥對機體的危害主要表現(xiàn)在心臟，可使心臟有效不應期縮短，興奮性和傳導性呈雙相變化：輕度高鉀血癥使心肌興奮性和傳導性增高,而急性重度高鉀血癥,可使心臟發(fā)生嚴重傳導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K+移入細胞。
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】
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。
用頭胸導聯(lián)可描記出比普通導聯(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，并迅速準確地由另外一側(cè)耳緣靜脈注入已預先準備好的搶救藥物(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)，此時要變換導聯(lián)。若在頭胸導聯(lián)、肢體標Ⅱ?qū)?lián)及avF導聯(lián)上描記出正向T波就可進行實驗，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機制。
(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制。
（金海燕)
第二節(jié) 實驗性酸堿平衡紊亂及其治療
【實驗目的】
(1)復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及呼吸的變化。
(2)對急性代謝性酸中毒進行實驗性治療。
【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增加細胞外液H+濃度，消耗HCO3－，并使血漿HCO3－濃度降低，復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感受器及延腦中樞化學感受器，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[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AB、SB、BB降低，BE負值增大，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堿藥物，直接由靜脈輸入，使細胞外液的［NaHCO3］/［H2CO3］比值恢高級職稱考試網(wǎng)復正常。
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】
(1)血氣和酸堿指標
動脈血pH、二氧化碳分壓(PaC02)、氧分壓(Pa02)、標準碳酸氫鹽(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)，將其遠心端結(jié)扎，近心端m.zxtf.net.cn/yaoshi/用動脈夾夾閉。在靠近遠心端結(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，作為實驗前的正常對照值。
2．復制代謝性酸中毒并進行治療
(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。
(3)根據(jù)注入酸性溶液后測得的BE值，按下式進行補堿治療。
BE絕對值×體重(kg)×0.3＝所需補充碳酸氫鈉的量(mmol)
(0.3是HC03ˉ進入體內(nèi)分布的間隙，即體重×30％)
5％碳酸氫鈉lml＝0.6mmol
所需補充5％碳酸氫鈉ml數(shù)＝所需補充碳酸氫鈉的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，觀察是否恢復到接近正常水平。
3．復制呼吸性酸中毒
待兔血氣和酸堿指標基本恢復正常后，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。取血后即刻解除夾閉，以免家兔因窒息而死亡。
4．復制代謝性堿中毒
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。此時，血氣和酸堿指標不會在短時間內(nèi)恢復正常，故該兔不宜繼續(xù)進行其他實驗。
5．復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。
(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)取血時切勿進入氣泡，否則影響血氣和酸堿指標測定結(jié)果。
(2)取血前應讓動物安靜5分鐘，以免因刺激造成的過度通氣影響血氣和酸堿指標。
【思考題】
(1)設計急性代謝性堿中毒的治療方案。
(2)鹽水反應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)
