第三节 钾代谢紊乱
实验目的
（1）掌握高钾血症动物模型的建立方法。
（2）学习动物心电图的描记方法。
（3）观察高钾血症对心脏的毒性作用。
（4）了解高钾血症的处理原则，设计高钾血症的抢救方案。
实验原理
钾离子是机体重要的离子之一，人体血清钾高于5.5mmol/L称为高钾血症（正常值为3.5～5.5mmol/L）。高钾血症对机体的影响主要表现为膜电位异常引发的一系列障碍及酸碱平衡紊乱。高钾血症对心肌的毒性作用极强，干扰正常心肌细胞的电生理活动，可使心肌动作电位和有效不应期缩短，传导性、自律性、收缩性降低，兴奋性则呈双相变化。轻度高钾血症使心肌兴奋性增高，急性重度高钾血症可使心肌兴奋性降低甚至消失（心脏停搏）。高钾血症时的心电图表现为：①T波高尖，高钾血症早期即可出现；②P波和QRS波波幅降低、间期增宽，可出现宽而深的S波；③多种类型的心律失常，严重高钾血症时可出现正弦波、心室扑动、心室颤动和心脏停搏。高钾血症的处理原则主要是祛除病因，促使钾离子移入细胞内以降低血钾浓度和对抗高血钾的心肌毒性作用。
本实验通过静脉滴注或腹腔注射氯化钾，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，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。
实验对象及相关用品
1.实验对象
健康成年家兔，雌雄不限，2～3kg；豚鼠。
2.实验相关用品
计算机和BL-420生物机能实验系统，张力换能器，输液装置，婴儿秤或电子秤，手术器械（手术刀、手术剪、剪毛剪、眼科剪刀、眼科镊子、止血钳），兔手术台，鼠固定板，5mL、2mL注射器，注射用的金属针头，20%氨基甲酸乙酯（乌拉坦）溶液，4%、5%、10%氯化钾溶液，10%氯化钙溶液，4%碳酸氢钠溶液，0.25U/mL葡萄糖-胰岛素溶液（50%葡萄糖4mL加1U胰岛素）。
实验分组
实验动物分为模型组和治疗组。
观测指标
心电图变化（尤其是T波上升的幅度）和呼吸情况（频率、幅度和节律）。
实验步骤
1.麻醉与固定动物
（1）家兔：家兔称重后，将头皮针穿刺入耳缘静脉，并用胶布或动脉夹固定于耳廓上，用20%乌拉坦溶液（5mL/kg）从耳缘静脉缓慢注入进行全身麻醉，注射时注意观察家兔肌张力、呼吸频率和角膜反射变化，待动物自然倒下，牵拉后肢感到松弛及阻力消失，提示麻醉成功，将家兔仰卧位固定在兔手术台上。
（2）豚鼠：豚鼠称重后，用20%乌拉坦溶液（0.5mL/100g）注入腹腔进行全身麻醉，麻醉成功后将豚鼠仰卧位固定在手术台上。
2.心电图描记
先将4个注射用的金属针头分别插入实验动物四肢踝部的皮下，然后将与导联线相连接的4个鳄鱼夹固定在金属针头上。连接线与动物四肢对应关系为：右前肢接白色线，左前肢接黄色线，右后肢接黑色线，左后肢接红色线，以引导出动物的标准肢体Ⅱ导联心电图。打开BL-420生物机能实验系统，记录一段正常心电图。
3.呼吸描记
在动物胸腹部呼吸起伏幅度最大处用缝皮针缝一长丝线，打结固定后将丝线固定于张力换能器上（丝线的松、紧适中），在动物安静5min后开始观察并记录呼吸曲线。
4.高钾血症动物模型的复制
（1）家兔的方法：持续从耳缘静脉滴注4%氯化钾溶液，滴注速度保持7～8滴/分；
（2）豚鼠的方法：首次腹腔注射5%氯化钾1mL/100g，随后每隔5min反复腹腔注射5%氯化钾（0.5mL/次）。
5.观察记录
在动物注射氯化钾溶液的同时观察记录心电图，当出现T波高尖、P波低平增宽和QRS波群压低变宽，提示升高的血钾已影响了心电活动，停止推注氯化钾溶液。
6.高钾血症的抢救
根据学过的理论知识，学生自行设计高钾血症抢救方案并对高钾血症实施抢救，可试用的抢救措施为：
（1）10%氯化钙溶液2mL/kg；
（2）4%碳酸氢钠溶液5mL/kg；
（3）葡萄糖-胰岛素溶液（50%葡萄糖4mL加1U胰岛素）7mL/kg。
抢救药物必须在10s内注入，否则抢救效果不佳，心电图基本恢复正常作为抢救成功的标志。
7.心室颤动的观察
上述观察结束后，继续注入10%氯化钾溶液（8～10mL/kg），打开动物胸腔观察心脏搏动变化直至停搏，用手触摸动物心室以感受心室颤动和停搏的状态。
注意事项
（1）动物麻醉深浅要适度，过深易抑制呼吸，过浅则在实验过程中易挣扎，影响心电图描记。
（2）心电图描记时针形电极位于皮下且要对称，避免电极位于肌肉而产生肌电干扰。
（3）实验台上液体要及时清除，注意保持干燥；描记心电图时不要触摸动物，禁止使用手机等通信工具，避免周围电磁干扰。
（4）观察心电图时若出现干扰，在排除肌电干扰和机器本身干扰后，应检查各导线有无脱落，并尽量避免导线纵横交错。
（5）输注氯化钾时要控制输液速度，滴入太快易导致动物突然发生心室颤动而死亡，以致实验不完整。动物对注入氯化钾溶液耐受性有个体差异，有的动物需注入较多的氯化钾才出现异常心电图改变，遇到这种情况时，应适当调整注入氯化钾的浓度和间隔时间。
（6）实验前学生应自行设计好高钾血症抢救方案并预先准备好药物，以免贻误抢救时机。
实验报告要点
（1）实验题目。
（2）作者和合作者姓名、班次、组别、实验室、日期。
（3）实验目的。
（4）实验对象、动物体重（kg）。
（5）实验过程与观察项目。
（6）实验结果。
①高钾血症实验结果记录：见表4-2、表4-3。
表4-2 家兔高钾血症实验指标的测定记录表
表4-3 豚鼠高钾血症实验指标的测定记录表
②心电图原始记录：
a.注射前；
b.注射第次后的记录；
c.继续注射直至心电图出现明显改变时（选择较典型的图像）。
（7）分析讨论：对实验结果进行分析推理，包括以下几项。
①血钾升高会出现哪些心电图变化？发生机制是什么？
②你设计的抢救方案是什么？观察到哪些改变？分析你所选择的药物抢救高钾血症的机制。
③严重高钾血症使心脏停搏在何种状态？为什么？
（8）结论。
1.注射氯化钾后，动物心电图有何异常变化，它们的发生机制是什么？
2.动物出现高钾血症后，可设计哪些抢救治疗方案？
3.碳酸氢钠、氯化钙、葡萄糖酸钙、葡萄糖-胰岛素溶液抢救高钾血症的理论根据是什么？除了这些方法，还可以用什么药物进行抢救？
4.动物最后出现心室颤动时，心脏停搏在舒张期还是收缩期？为什么？
5.通过本实验你认为高钾血症时，对人体造成的主要危害是什么？
6.假如你遇到这样的患者，将采取什么措施？
（汕头大学医学院 郑鸿翱）
思考题
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