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1、氨中毒在家兔肝性脑病发病机制中的作用观察【摘要】目的：复制家兔急性肝功能不全模型，用十二指肠灌注复方氯化铵法，观察氨中毒对家兔脑功能影响；用耳缘静脉注射谷氨酸钠法治疗肝性脑病，探讨其治疗机制。方法：全班分为五大组，其中第一组为模型组，第二组为治疗组，第三组为假手术组，第四组为症状明显抢救组，第五组为预防组。结果：复方氯化铵可使家兔大脑功能受影响,而肝可解氨中毒，复方谷氨酸钠也可缓解其作用。结论：肝具有解毒作用，肝功能不全在肝性脑病的发生中占极大地作用。【关键词】氨中毒 肝性脑病 复方谷氨酸钠1 实验材料1.1 对象：家兔(2.8kg)；1.2 实验试剂：氨基甲酸乙酯，复方氯化铵溶液，复方谷氨酸
2、钠溶液；1.3 实验仪器：10ml 注射器、50ml 注射器及针头，手术剪，镊子、止血钳、兔手术台、棉线若干、婴儿秤、缝针、导管；2 实验方法2.1 实验分组 本组实验为假手术组2.2 麻醉 家兔称重，按 5ml/kg 剂量由耳缘静脉注射 13.5ml 氨基甲酸乙酯。待家兔麻醉后背位固定于兔手术台上。2.3 急性肝功能不全动物模型复制 从胸骨剑突下沿腹正中线行长 8cm 的切口，打开腹腔；暴露肝脏，向下压肝脏，剪断肝与横膈之间的镰状韧带，使肝叶游离，辨明肝脏各叶，用粗棉线绕肝左外叶、左中叶、右中叶根部一周，不结扎肝脏。找出十二指肠，找其上壁血管较少的一处做一环形缝合，在环形中间剪一个小口，沿小
3、肠方向插入导管并向下推进 45cm，切口荷包缝合固定导管，用止血钳关闭腹腔切口。2.4 试剂注射 前两次分别向十二指肠内注入 10ml 的复方氯化铵溶液，之后的注射量都为 5ml 每次注射间隔 5min，仔细观察并记录。2.5 实验观察2.5.1 记录家兔的呼吸频率：实验前、实验中、治疗中、死亡前。2.5.2 记录家兔抽搐及痉挛发生所需时间。2.5.3 记录所用复方氯化铵溶液的总量。3 实验结果3.1 实验结果数据记录实验类型 组数手术前呼吸频率第一次给药呼吸频率第二次给药呼吸频率第三次给药呼吸频率抽搐痉挛发生时间用药总量药物体重比死亡时间复发谷氨酸钠用量第一组 未测 未测 未测 未测 3mi
4、n 40ml 11.9 32 分钟 /模型组第二组 40 42 72 6640min 后仍未发生 40ml 17.31未死亡 /第三组 46 44 49 50 33min36s 40ml 11.4 / 95ml治疗组第四组 37 37 42 48 15min 30ml 10.34 / 2ml 假手术组 第五组 46 50 52 5440min 后仍未发生 50ml 18.52 / /抢救组 第六组 32 43 56 60 25min 35ml 15.21 / 50ml第七组 未测 116 110 130 20min 30ml 未测 / 75ml预防组第八组 48 44 46 52 9min 2
5、0ml 7.67 / 32ml3.2 分组说明:（模型组）不给复方谷氨酸钠溶液，给生理盐水，观察出现明显肝性脑病症状。 （治疗组）仔细观察，出现抽动，立即给复方谷氨酸钠溶液，实施抢救。 （假手术组）手术全过程都做，只是不结扎肝脏，注入复方氯化铵溶液，观察是否出现肝性脑病症状。 （症状明显抢救组）多灌几次，等症状明显时给药抢救。 （预防组）耳缘静脉灌注复方谷氨酸钠溶液（30mg/kg ） ，造模给复方谷氨酸钠溶液同时进行，直至症状缓解，并继续观察。4 小组讨论4.1 假手术的目的：假手术组与模型组的不同点是其肝叶健全，即肝功能健全。主要用于对比证明肝对氨有解毒作用，由实验结果的第一组可见（其中第
6、二组的数据不准确可能由于肝的结扎没有到位） ，肝功能不全的家兔对氨的解毒作用明显低于肝功能健全的家兔，说明肝有解氨中毒的作用。4.2 复方氯化铵溶液对肝性脑病的作用机理，肝大部分结扎在实验中的作用：4.2.1 据氨中毒学说，正常情况下，血氨的来源于清除保持动态平衡，而氨在肝中合成尿素是维持此平衡的关键。在结扎大部分肝的基础上灌注氯化铵导致血氨增高，增高的血氨可通过血脑屏障进入脑组织，通过干扰脑组织的能量代谢，使脑内神经递质发生改变，引起脑的功能障碍，出现震颤、抽搐、昏迷等类似肝性脑病症状。4.2.2 肝大部分结扎术在实验性肝性脑病中的作用：采用家兔大部分肝结扎，是为了复制急性肝功能不全的动物模
7、型，造成肝解毒功能急剧降低，在此基础上经十二指肠灌入复方氯化铵溶液，导致肠道中氨生成增多并吸收入血。4.3 家兔呼吸频率和肌紧张有何改变，为什么？4.3.1 家兔呼吸频率的改变：由实验数据可以看出，给药后家兔的呼吸频率是加快的， （由于个体差异的存在，第七组的呼吸频率一直保持在高水平）其中第三组的呼吸频率的变化相对第四组小并综合预防组的数据，可以猜测家兔呼吸频率的增加是由于氨中毒引起的。4.3.2 随着实验的进行家兔的肌紧张加剧，以至于出现抽搐甚至角弓反张等表现。4.3.3 说明：血氨浓度升高，干扰脑组织的能量代谢，主要是干扰葡萄糖的生物氮化过程，而脑组织随时都要依赖血液中的葡萄糖提供能量。氨
8、与脑内的 -酮戊二酸结合，生成谷氨酸，影响糖代谢，使 ATP 产生不足，产生谷氨酰胺为抑制神经的递质，并使脑内兴奋性神经递质减少，并且氨对神经细胞膜也有抑制作用是神经细胞兴奋性异常，并干扰神经传导活动。其中乙酰胆碱有扩张血管减慢心率的作用，从而可见家兔呼吸频率加快的原因。而其中肌紧张加剧可能由于脑组织中氨大量增加使大量谷氨酸转化成谷氨酰胺使氨中毒早期生成 -氨基丁酸的底物-谷氨酸减少，引起脑内抑制性递质 -氨基丁酸减少有关。4.4 复方谷氨酸钠溶液的影响和作用机理：4.4.1 注射复方谷氨酸钠溶液后可以缓解家兔氨中毒的症状，且治疗组的效果最好，作为预防则其效果不大。4.4.2 作用机理：谷氨酸
9、可与血中过多的氨结合成为无毒的谷酰胺，由尿排出，进而降低血氨。谷氨酸还可参与脑细胞的代谢，改善中枢神经系统的功能。5 小组结论5.1 氯化铵(NH4Cl)进入肠道后分解成 NH3 即氨，当大量的氨经肠道吸收进入血，使血氨增高而产生肝性脑病。迄今氨中毒学说仍被视为肝性脑病（HE）发病的经典学说。支持此学说的依据为：HE 患者常有高氨血症；诱发 HE 的一些诱因常引起高氨血症；临床与实验研究表明：诱导高氨血症与肝性脑病的发生有一定相关性；降低高氨血症的措施，能有效改善或缓解肝性脑病的发作。氨中毒发病机制包括 NH3 的来源、生成、吸收增加及/或清除减少，以及 NH3 的毒性作用。氨的毒性作用（1）
10、降低 CNS 内 Na+-K+-ATP 酶的活力：NH3 与其他毒性代谢产物如硫醇、酚、短链脂肪酸等有协同毒性作用，能直接损害 BBB 及神经细胞膜上的 Na+-K+-ATP 酶活力。BBB 酶活力降低时，则 BBB 酶屏障作用减弱，某些在正常情况下被该酶分解的毒性产物如 GA-BA，可以不受阻挡地进入 CNS，引起 HE。脑神经细胞和星形胶质细胞膜上的 Na+-K+-ATP 酶有很高的活力，以维持 CNS 兴奋性传导离子梯度，NH3 可通过与 K+竞争抑制 Na+-K+-ATP 酶活力，不仅可引起神经冲动传导障碍，且可引起星形胶质细胞水肿或脑水肿。（2） 干扰 CNS 的能量代谢：正常情况下
11、，葡萄糖通过 BBB 进入 CNS 时，是依赖其酶系统逆浓度差转运至 CNS 内，BBB 功能受损时，葡萄糖逆浓度差转运减少；此外，高 NH3 血症时，NH3 通过 -酮戊二酸-谷氨酸-谷氨酰胺途径代谢，消耗大量的 -酮戊二酸；以上分别影响 CNS 的能量供应及干扰其能量代谢。（3）干扰谷氨酸能神经传递：谷氨酸是中枢神经（CNS）的兴奋性神经递质，也是脑中分布最广的一种递质。正常情况下，谷氨酸能突触（glutamateric synapse）的神经冲动传导，是通过谷氨酸-谷氨酰胺循环来调节的。NH3 由 BBB 进入 CNS 后，首先由星形细胞摄取，在其谷氨酰胺合成酶催化下，生成谷氨酰胺，后者
12、一部分进入突触前神经元，另一部分则汇入脑脊液（CSF）内。突触前神经元内的谷氨酰胺，在其谷氨酰胺酶作用下，生成谷氨酸，贮存于囊泡内并释放至突触间隙，一部分与突触后神经元的谷氨酸受体结合，由此启动谷氨酸能的神经传递，另一部分则由星形细胞再摄取，重新开始另一轮谷氨酸-谷氨酰胺循环。高氨血症时，星形细胞内的谷氨酸与 NH3 结合大量被消耗而减少，相应地谷氨酰胺生成明显增加；前突触神经元内谷氨酰胺，因谷氨酰胺酶活力受 NH3 的毒性作用而减弱，不能生成谷氨酸，从而阻断了正常的谷氨酸-谷氨酰胺循环，干扰谷氨酸能的神经传递。近代研究还表明：细胞内谷氨酰含量过高时，还可引起细胞毒性脑水肿。（4）干扰神经的动
13、作电位：NH3 可使神经元的氯离子驱出泵灭活，使神经元去极化，抑制突触后兴奋性电位的形成以及抑制轴突的传导。氯化铵(NH4Cl)进入肠道后分解成 NH3 即氨，当大量的氨经肠道吸收进入血，使血氨增高而产生肝性脑病。迄今氨中毒学说仍被视为肝性脑病（HE）发病的经典学说。支持此学说的依据为：HE 患者常有高氨血症；诱发 HE 的一些诱因常引起高氨血症；临床与实验研究表明：诱导高氨血症与肝性脑病的发生有一定相关性；降低高氨血症的措施，能有效改善或缓解肝性脑病的发作。氨中毒发病机制包括 NH3 的来源、生成、吸收增加及/或清除减少，以及 NH3 的毒性作用。氨的毒性作用（1）降低 CNS 内 Na+-
14、K+-ATP 酶的活力：NH3 与其他毒性代谢产物如硫醇、酚、短链脂肪酸等有协同毒性作用，能直接损害 BBB 及神经细胞膜上的 Na+-K+-ATP 酶活力。BBB 酶活力降低时，则 BBB 酶屏障作用减弱，某些在正常情况下被该酶分解的毒性产物如 GA-BA，可以不受阻挡地进入 CNS，引起 HE。脑神经细胞和星形胶质细胞膜上的 Na+-K+-ATP 酶有很高的活力，以维持 CNS 兴奋性传导离子梯度，NH3 可通过与 K+竞争抑制 Na+-K+-ATP 酶活力，不仅可引起神经冲动传导障碍，且可引起星形胶质细胞水肿或脑水肿。（2） 干扰 CNS 的能量代谢：正常情况下，葡萄糖通过 BBB 进入
15、 CNS 时，是依赖其酶系统逆浓度差转运至 CNS 内，BBB 功能受损时，葡萄糖逆浓度差转运减少；此外，高 NH3 血症时，NH3 通过 -酮戊二酸-谷氨酸-谷氨酰胺途径代谢，消耗大量的 -酮戊二酸；以上分别影响 CNS 的能量供应及干扰其能量代谢。（3）干扰谷氨酸能神经传递：谷氨酸是中枢神经（CNS）的兴奋性神经递质，也是脑中分布最广的一种递质。正常情况下，谷氨酸能突触（glutamateric synapse）的神经冲动传导，是通过谷氨酸-谷氨酰胺循环来调节的。NH3 由 BBB 进入 CNS 后，首先由星形细胞摄取，在其谷氨酰胺合成酶催化下，生成谷氨酰胺，后者一部分进入突触前神经元，另
16、一部分则汇入脑脊液（CSF）内。突触前神经元内的谷氨酰胺，在其谷氨酰胺酶作用下，生成谷氨酸，贮存于囊泡内并释放至突触间隙，一部分与突触后神经元的谷氨酸受体结合，由此启动谷氨酸能的神经传递，另一部分则由星形细胞再摄取，重新开始另一轮谷氨酸-谷氨酰胺循环。高氨血症时，星形细胞内的谷氨酸与 NH3 结合大量被消耗而减少，相应地谷氨酰胺生成明显增加；前突触神经元内谷氨酰胺，因谷氨酰胺酶活力受 NH3 的毒性作用而减弱，不能生成谷氨酸，从而阻断了正常的谷氨酸-谷氨酰胺循环，干扰谷氨酸能的神经传递。近代研究还表明：细胞内谷氨酰含量过高时，还可引起细胞毒性脑水肿。（4）干扰神经的动作电位：NH3 可使神经元的氯离子驱出泵灭活，使神经元去极化，抑制突触后兴奋性电位的形成以及抑制轴突的传导。6 注意事项6.1 肝脏手术时，动作宜轻柔，以免肝脏破裂出血。6.2 剪断镰状韧带时，注意不要损伤肝脏与膈肌。6.3 十二指肠插管方向要向空肠方向，并防止复方氯化铵溶液溶液溢出漏入腹腔。7 参考文献7.1 陆源，林国华，杨午鸣主编 机能学实验
