第七章 电解质和酸碱平衡
第一节 实验性高钾血症及其治疗
【实验目的】
(1)观察高钾血症时家兔心电图变化的特征。
(2)了解血钾进行性升高的不同阶段，高血钾对心肌细胞的毒性作用。
(3)了解高钾血症的基本治疗方法和抢救。
【实验原理】
血清钾高于5.5mmol/L为高钾血症（正常值：3.5~5.5mmol/L)。高钾血症对机体的危害主要表现在心脏，可使心脏有效不应期缩短，兴奋性和传导性呈双相变化：轻度高钾血症使心肌兴奋性和传导性增高,而急性重度高钾血症,可使心脏发生严重传导阻滞和心肌兴奋性消失,甚至使心脏停博。同时，高钾血症还可使心脏自律性和收缩性降低。高钾血症时的心电图表现为:（1)P波和QRS波波幅降低,间期增宽,S波加深；（2)T波高尖：高钾血症早期即可出现，严重高钾血症时可出现正弦波,此时, 已迫近室颤或心室停搏；（3)多种类型的心律失常。高钾血症的抢救可采用:（1)注射Na+,Ca2+溶液对抗高血钾的心肌毒性；（2)注射胰岛素、葡萄糖,以促进K+移入细胞。
本实验通过静脉滴注氯化钾,使血钾浓度短时间内快速升高造成急性高钾血症,观察心电图变化,测定血钾浓度，了解高钾血症对心脏的毒性作用以及对高钾血症的抢救治疗措施。
【实验对象】
家兔，体重2-3kg，雌雄不限。
【实验药品与器材】
20％氨基甲酸乙酯（或3%戊巴比妥钠)，2％、10％氯化钾溶液、2％氯化钙溶液、4％碳酸氢钠溶液，葡萄糖-胰岛素溶液(50％葡萄糖4ml加1单位胰岛素) ，肝素生理盐水溶液(125单位肝素/ml生理盐水) ，手术器械、注射器、头皮针、取血器、生物信号采集处理仪、电解质测定仪。
【实验观察指标】
血钾浓度、心电图变化、呼吸频率、幅度和节律。
【实验方法与步骤】
(1)称重、麻醉和固定动物
家兔称重后，用20%氨基甲酸乙酯5ml/kg或3％戊巴比妥钠溶液1ml/kg从耳缘静脉缓慢注入。麻醉后，将动物仰卧位固定在实验台上，颈前部备皮。
(2)分离颈总动脉
按家兔血管常规分离方法分离颈总动脉，插入导管，取血0.5-1ml测定实验前的血钾浓度。
(3)心电描记
将针型电极分别插入家兔四肢皮下。导联线按左前肢(黄)，右前肢(红)，左后肢(绿) ，右后肢(黑)的顺序联接，依生物信号记录仪使用方法描记实验前的心电图波形存盘，待实验结束后打印分析。
用头胸导联可描记出比普通导联更为高大清晰的心电图波形。方法是将右前肢电极插在下颏部皮下，左前肢的电极插在胸壁上相当于心尖部位的皮下。这样可较早发现高血钾家兔的心电图异常波形。
(4)氯化钾溶液注入方法
从耳缘静脉滴入2％氯化钾(15～20滴／min)。
(5)观察记录心电图
在静脉滴注氯化钾的过程中，观察生物信号采集处理仪显示器上心电图波形的变化。出现P波低压增宽、QRS 波群低压变宽和高尖T波时，描记存盘。同时取血0.5～1ml测定血钾浓度。
(6)实施抢救
当出现心室扑动或颤动波形后，立即停止滴注氯化钾，并迅速准确地由另外一侧耳缘静脉注入已预先准备好的抢救药物(2％氯化钙2m1/kg，或4％碳酸氢钠5m1／kg，或葡萄糖—胰岛素溶液7m1/kg)。如果短时间内无法快速输入抢救的药物，救治效果不佳。
待心室扑动或颤动波消失，心电图基本恢复正常时，再由颈总动脉采血测定救治后的血钾浓度。
(7)注入致死剂量的l0％氯化钾(8m1／kg)，开胸观察心肌纤颤及心脏停跳时的状态。
【实验注意事项】
1．保持动、静脉导管的通畅 每次由颈总动脉取血后，均用肝素生理盐水溶液2m1冲洗管道内的余血，防止导管内血液凝固。
2．正确记录心电图波型 有时家免T波高出正常值0.5mV或融合在S一T段中而不呈现正向波，这与动物个体差异有关，此时要变换导联。若在头胸导联、肢体标Ⅱ导联及avF导联上描记出正向T波就可进行实验，否则需更换动物。
【思考题】
(1) 给家兔输入氯化钾溶液，其心电图变化的病理生理学机制。
(2) 氯化钙、碳酸氢钠和葡萄糖-胰岛素溶液救治高钾血症的机制。
（金海燕)
第二节 实验性酸碱平衡紊乱及其治疗
【实验目的】
(1)复制急性酸碱平衡紊乱的动物模型，观察各型酸碱平衡紊乱时血气和酸碱指标及呼吸的变化。
(2)对急性代谢性酸中毒进行实验性治疗。
【实验原理】
代谢性酸中毒的特征是血浆HCO3－浓度原发性减少。本实验通过静脉注射NaH2PO4增加细胞外液H+浓度，消耗HCO3－，并使血浆HCO3－浓度降低，复制家兔代谢性酸中毒模型。
代谢性酸中毒动物呼吸加深加快，是由血液内H+增加，刺激颈动脉体和主动脉体外周化学感受器及延脑中枢化学感受器，反射性的兴奋延脑呼吸中枢所致。呼吸加深加快，肺泡通气量增加，CO2排出增多，血液H2CO3浓度随之下降，可代偿性恢复[NaHCO3]/[H2CO3]的正常比值，这种代偿调节作用可在数分钟内完成，并很快达到高峰，但一般不容易完全代偿。
代谢性酸中毒血浆HCO3－浓度原发性减少，血气分析时可测得反映代谢因素的指标AB、SB、BB降低，BE负值增大，同时由于呼吸代偿活动，可使PaCO2降低，AB＜SB。
代谢性酸中毒动物血浆碳酸氢盐减少，碳酸氢钠可作为首选补碱药物，直接由静脉输入，使细胞外液的［NaHCO3］/［H2CO3］比值恢高级职称考试网复正常。
呼吸性酸中毒是由肺通气功能障碍引起的。其特征是体内CO2储留、血浆H2CO3浓度原发性增高。用减少动物肺通气的方法可复制呼吸性酸中毒。
呼吸性酸中毒时，呼吸系统往往不能发挥代偿调节作用，［NaHCO3］/［H2CO3］缓冲对不起作用，细胞外液的缓冲作用也很有限，不可能收到明显的调节效果。血气分析中可见反映呼吸因素的指标PaCO2、AB明显增大。
【实验对象】
家兔，体重2- 3kg，雌雄不限。
【实验药品与器材】
20％氨基甲酸乙酯（或3%戊巴比妥钠)、肝素生理盐水（125单位肝素/ml生理盐水)、12％磷酸二氢钠、5％碳酸氢钠、0.1％肾上腺素、生理盐水、手术器械、lml、5m1、10m1注射器及针头、小软木塞、三通动脉导管，气管插管，AVL血气分析仪，生物信号采集处理仪。
【实验观察指标】
(1)血气和酸碱指标
动脉血pH、二氧化碳分压(PaC02)、氧分压(Pa02)、标准碳酸氢盐(SB)、实际碳酸氢盐 (AB)、碱剩余或碱缺失(BE)。
(2)呼吸
频率、幅度。
【实验方法与步骤】
1．手术和血标本检测
(1)动物麻醉与固定
家兔称重后，用20%氨基甲酸乙酯5ml/kg或3％戊巴比妥钠溶液1ml/kg从耳缘静脉缓慢注入。麻醉后，将动物仰卧位固定在实验台上，颈前部备皮。
(2)气管插管与动脉插管
按常规方法分离暴露气管，在环状软骨下0.5～1cm处作倒“T”形切口，插入气管插管并固定。分离出一侧颈总动脉(长约2．5～3cm)，将其远心端结扎，近心端www.med126.com/yaoshi/用动脉夹夹闭。在靠近远心端结扎线处，用眼科剪呈45°角向心方向剪开血管(约为颈总动脉直径的1/3)。将连接三通并充满肝素生理盐水的细塑料管尖端轻轻插入血管内，然后结扎固定塑料管。
(3)取血预备
用1 ml注射器吸取少量肝素生理盐水，将管壁湿润后推出，使注射器死腔和针头内都充满肝素生理盐水，然后将针头刺入小软木塞以隔绝空气。
(4)取血
打开三通松开动脉夹，弃去最先流出的二三滴血液后，迅速去掉注射器上的针头立即插入三通取血0.3～0.5m1(注意勿进入气泡)。关闭三通，拔出注射器并立即套上原针头，以中指弹击注射器管壁20秒，使血液与肝素混合。取血后向三通内注入少量肝素，将血液推回到血管内，以防塑料管内凝血，然后将动脉夹仍夹于原处。检测各项血气和酸碱指标，作为实验前的正常对照值。
2．复制代谢性酸中毒并进行治疗
(1)经耳缘静脉注入12％的磷酸二氢钠溶液，剂量为5m1／kg。
(2)给药后l0 分钟，经三通取血，检测各项血气和酸碱指标。
(3)根据注入酸性溶液后测得的BE值，按下式进行补碱治疗。
BE绝对值×体重(kg)×0.3＝所需补充碳酸氢钠的量(mmol)
(0.3是HC03ˉ进入体内分布的间隙，即体重×30％)
5％碳酸氢钠lml＝0.6mmol
所需补充5％碳酸氢钠ml数＝所需补充碳酸氢钠的mmol数／0.6
(4)经5％碳酸氢钠治疗后10分钟，取血并检测各项指标，观察是否恢复到接近正常水平。
3．复制呼吸性酸中毒
待兔血气和酸碱指标基本恢复正常后，用止血钳完全夹闭气管插管上的乳胶管l～1.5分钟，此时可见血液呈紫绀色，兔因窒息而挣扎，立即取血测定血气和酸碱指标。取血后即刻解除夹闭，以免家兔因窒息而死亡。
4．复制代谢性碱中毒
经耳缘静脉注入5％碳酸氢钠溶液3m1/kg，l0分钟后取血并检测各项血气和酸碱指标。此时，血气和酸碱指标不会在短时间内恢复正常，故该兔不宜继续进行其他实验。
5．复制呼吸性酸中毒合并代谢性酸中毒
(1)经耳缘静脉注入0.1％肾上腺素1m1/kg，造成急性肺水肿。待兔出现呼吸困难、躁动不安，发绀，气管插管内有白色或粉红色泡沫溢出时，取血测定血气和酸碱指标。
(2)兔死亡后，开胸观察肺脏变化(若未死亡，可静脉内注入空气致死)。结扎气管，取出两肺，可见肺体积明显增大，有出血、淤血、水肿，以下叶为重。此外，肺切面有白色或粉红色泡沫液体流出。
【实验注意事项】
(1)取血时切勿进入气泡，否则影响血气和酸碱指标测定结果。
(2)取血前应让动物安静5分钟，以免因刺激造成的过度通气影响血气和酸碱指标。
【思考题】
(1)设计急性代谢性碱中毒的治疗方案。
(2)盐水反应性代谢性碱中毒为何只要口服或静注生理盐水即可治愈？
（金海燕)
