药理学实验的基础知识doc.docx
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药理学实验的基础知识doc
第一章药理学实验的基础知识
第一节药理学实验的目的和要求
药理学实验的目的在于通过循序渐进的常规实验，使学生验证和巩固所学的基木理论；通过综合实验了解较为先进的科研方法和技能，同时培养学生联想及综合分析问题的能力；通过设计性实验，培养学生独立思考、科学思维及创新的能力，建立实事求是、严谨的科学态度，提高解决实际问题的能力，为后续知识的学习和毕业麻的科研工作奠定良好的基础。
为了达到上述H的，要求学生做到以下几点。
【实验前】
1.仔细阅读实验指导，了解实验目的、原理、要求、方法和操作步骤。
2.结合实验内容，复习有关药理学、生理学、生物化学及免疫学等方面的理论知识，做到充分理解。
3.预测实验屮可能岀现的情况和发生的问题。
【实验时】
1.实验器材的放置力求稳当、桀齐、有条不紊。
2.严格按照实验指导上的步骤进行操作，准确计算给药量，节省器材和药品。
要注意保护实验动物和标本，避免与实验内容无关的刺激。
3.仔细、耐心地观察实验过程屮岀现的各种现象，实事求是地记录药物出现反丿'V的时间、表现以及最后的转归，联系课堂讲授的内容进行思考。
4.在实验过稈屮遇到疑难之处，先要白己设法解决，如一时解决不了，应向指导教师说明情况，请求教师协助解决。
对于贵重仪器，在未熟悉其性能Z前，不可轻易调试。
5.实验室内保持安静、整洁。
用药示须用原瓶塞塞好，公丿IJ药品和器材不可随意挪动。
【实验后】
1.将实验用器材清洗擦干，清点整理后放到指定位置。
如有损坏、缺少，应及时报告老师。
将存活和死亡动物分别送至指定处所。
2.认真整理实验记录，经过分析思考，撰写实验报告，按时交给指导老师。
3.做好实验室的清洁一卫生工作。
第二节药理学实验设计的基本原则
在进行药理学实验时，为保证实验结果的客观性和可信性必须遵循以下基木原则:
%1.对照原则：
进行实验时必须设对照组。
设置对照组是为了使观察指标通过对比而发现其在处理因索（如药物等）的作用下而表现出的某种特异性变化，消除各种无关因素的影响。
这就要求在比较的备组实验对彖Z间除了处理因素不同外，所有非处理因素应尽量保持相同，从而根据处理与不处理之间的差异，了解处理因素带来的特殊效应。
对照有多种形式，如空H对照（又称正常对照），即对照组不施加处理因素，但给予同容积的溶剂；模型对照，即造成疾病模型，但不给予药物处理，给予同容积的溶剂；阳性对照，即给予相同适应症的市售药物，以监控实验条件；假手术对照，即除造成某种疾病模型的关键步骤外，所有手术操作均同模型对照组。
H身对照，对照与实验均在同一实验对象进行，即同一个体处理前后的对照，如给药前后的对比等。
若观察给药前后的指标变化，此种对照必须以指标木身对时间变化相对稳定为首要前提。
%1.随机原则：
随机是指对实验对象的实验顺序和分纟R进行随机处理。
在分组时，对实验对彖进行随机抽取可保证被研究的样本能代表总体，从而减少抽样误差；在施加多个处理因素时采用随机原则，可保证各组样木的条件基木一致，可减少组间人为的误差。
%1.重复原则：
“重复”在这里有两方面的含义，一是指实验结果的可再现性，一是指实验结果应该来自足够大的样木。
样木越大，重复的次数越多，实验结果的误差越小，可信度越咼O
第三节药理学实验中分组方法
药理学实验一般应当设有正常对照组、模型对照组、阳性药对照组及受试药2个以上剂量组（新药研发时要求至少设立三个给药剂量组，以考察量效关系）等，如需手术造成疾病模型，还应设假手术对照组。
而学生药理学实验课时，由于时间等条件的限制，可酌情减少实验分组，只设空H对照组或模型对照纽•及受试药一个剂量组。
%1.动物分组的一般原则
实验时，要遵循受试药组与对照组一致性原则，即两组只允许在被实验因素方面有所不同，在其他方面（包括实验对象、实验者、实验条件、环境、时间以及仪器等）丿应力求一致。
除了被实验因索外，如果两组还有不一致的地方，则对照组的存在失去其应有意义。
两组Z例数应相等或相近似，认为对照组只有少数几例即可，是不正确的。
分纟R时，为了满足以上要求，避免主观因素需要采取随机抽样的方法。
所谓随机抽样就是指按看机会的安排来抽取样木，换言Z,不论任何被实验的对彖都有相等的机会被抽出。
随机抽样的方法很多，如应用散子法、单双号法、卡片法以及随机数表等。
必须指出，随机抽样比较适宜大样木时的分组，而小样木时随机抽样不能保证备组的一致性，故小样木时必须用人为的方法来保证各组的一致性，其目的是更好地贯彻随机抽样原则，与主观选择有木质上的区别。
%1.小样本的分组法
主要有分群法（Stratify）和配对（群）法。
分群法是按某几个因素将对象先分为数群，而后再按随机抽样法将每群屮的对象分到各组屮去。
有时先分为儿个大群，而后每大群再分为数小群，最后将每小群屮的对象再随机抽样地分到笛纟H.屮去。
分群可按性别、体重或血压等生理或病理因素进行，一般应以观测指标或对观测指标有主要影响的因素为准来分群，如降压实验，应以血压为准来分群；豚鼠的平喘实验，须对豚鼠进行初筛，分组时，应以哮喘潜伏期来分群；降血脂实验，应以血脂水平为准来分群。
而多数是按性别、体重分群。
配对（群）法，是把备方面相近似的对象配成多数的对或群（二组则二个一对，三组则三个一群），然后每对（群）屮的对象按随机抽样原则分到备组屮去。
以最常用的分群法为例，说明如下：
【举例】
由实验动物中心取来同种属并且出生口期相近似的小白鼠36只，欲就性别及体重将其分为实验及对照两组，可进行如下分组：
先就性别将动物分为雌雄两大群，毎群再按体重分为数小群（以lg为组距），假定其性别及体重分布情况如表MZ左侧所表示，贝IJ可按随机抽样原则将各小群的动物分到两组屮去。
如果有的小群动物数是奇数时，则应尽力照顾到两组的均衡来分配Z,最终的分组情况正如表1-1之右侧所表示。
表分组法
分布情况
分组情况
性别体重（g）动物数（只）
实验纟R对照纟H.
雌18-196
19-206
20-213
21-223
33
33
21
12
S18
99
雄18-195
19-203
20-216
21-224
32
12
33
22
18
第四节药理学实验数据的分析处理
一、实验结果的记录及表示方法
实验过程屮，要对实验数据进行及时、客观的记录。
凡是属于量反应资料（又称计量资料，即药物作用可以用数值的变化来表示，如血压的高低、时间的长短、心率的快慢、肿瘤轻重、心输出量的多少等）均应以正确的单位和数值标定。
凡是由曲线记录测量指标的实验，应尽量用曲线记录实验结果，在所记录的曲线中应标注有给药或刺激记号、时间记号等。
为便于对实验结果进行分析、比较，多以备组数据的均值加减标准差来制表或绘图来表示实验结果，表格要行表题，图要有图题。
制作表格及作图时，应注意以下儿点：
1.表格应制三线表，表格屮不用纵向线。
一般按照纟H.别、剂量、动物数、观测指标的顺序在表内由左至右填写。
2.作图时，通常是以实验观察指标的变化为纵坐标，以时间或给药剂星为横坐标而作图，例如呼吸曲线、肌肉收缩曲线等；横、纵坐标轴均应加以标注，如药物剂量、时间单位、测量指标及单位等。
3.实验数据若呈连续性变化，则以Illi线形式体现实验结果，绘制经过各点的Illi线或折线应光滑；实验数据若不呈连续性变化，则不用汕线表示，可采用尙方图的形式表示。
4.表及图下面应有必要的说明，如统计学显著性的表示等。
二、差值的显著性测验
实验结朿后，实验者必须对所获得的实验结果进行统计学分析处理，才能发现问题，得出结论。
药理学实验往往要在两组或两组以上实验对彖上进行，如一组为实验组，一纟R为对照纟R,然示就两组所获得的实验数据进行比较，判断两者有无差异，从而确定被实验因素是杏对实验对彖确实具冇某种影响，例如药物疗效Z观察等。
但药理学研究的实验对彖大都是各种动物（临床药理学研究的对象是人），所以实验中生物个体茅异所造成的谋芜是不可避免的，此外也还有一些其他性质的谋羌，可统称Z为实验谋差。
从而两组实验获得数据的旁异就有可能是实验误差所造成，而在被实验对象的数目很少时（小样木），此种可能性更大。
两组数据的差值究竟是被实验因索所致，还是实验误差影响所致，这不能主观决定，而一定要通过生物统计学的客观方法来判断，以确定此差值是否有意义。
此种方法就称为并值的显著性测验。
如果测验的结果是两组Z间差界“显著”，则提示两组Z间的差异可能是因处理因素（如药物）造成的；若“不显著”，就说明此差值很可能是实验误差所造成的，没有实际意义。
但不应只根据一次的结果而轻率地下结论，在动物数少时尤其如此。
应视具体情况，进行重复实验。
需要指出的是，统计学方法Z运用需建立在对实验对象客观的、科学的分组和正确的实验资料的基础Z上。
不当的实验设计与错误的实验资料，即使经过统计处理，其结论仍然是不可靠的。
因实验指标有量反应指标和质反应指标的不同，其统计处理方法也不同。
分述如下：
1.量反应指标的差值显著性测验法
羌值显著性测验最常应用的方法为“t检验法”。
t值即差值的绝对值与羌值标准误之比。
亦即用谋茅单位来衡量差值的大小，视其有无意义。
根据实验数据计算出者称实验t值，to为由t值表杳出者，称标准t值。
基木公式：
乂=竺
n
S-^=Jsf+sj……（只适用于两组例数相等或近似之情况）
X……被实验个体实验观察指标量的大小。
N……该组被实验的对彖数。
X……该组X的均值，为测量指标最常应用的综合指标。
S……标准差，是用以估计原始数据（X）的分散程度或原始数据的实验误差程度的人为单位。
S-……标准谋，用以估计均值（X）的可靠程度或均值的实验误差程度的人为单位。
S-_-2……并值标准谋，用以估计养值的可靠稈度或茅值实验谋券稈度的人为单位。
x,-x2|……两纟R均值数据差（差值）的绝对值。
自由度……统计学一专门术语。
只关系到一组时为例数减一（n—1）,如关系到两组时则为总例数减二（n1+叶2）。
E……总和。
无效假设及结果判泄：
首先假设两纟R的差异是由实验误差所致，处理因素对实验结果没有影响。
然示将实验数据带入公式计算t值。
将实验t值（tj与标准t值（to）相比较，判定标准如下：
to（l%）>ts>to（5%）,贝IJ0.0KP值vO.05,即无效假设成立的可能性小于5%,换言Z,
组间差异是因处理因索（如药物）所致的可能性大于95%,组问差异有显著意义。
t$>t（）（l%）,贝UP值VO・01,即无效假设成立的可能性小于1%,换言Z,组间差异是因处理因素（如药物）所致的可能性大于99%,差异非常显著。
ts>t0（5%）,则P>0.05,即无效假设成立的可能性大于5%,差异不显著。
P值为机率或危险率。
标准t值可根据t值表杳出，由该表有关H由度及特点危险率（5%或1%）而找岀该标准t值。
标准t值表
自由度
机率
白由度
机率
5%
1%
5%
1%
*»—90C765432—4
2—0
12.706
4.303
3.182
2・776
2.571
2.447
2.365
2.306
2.262
2.228
2.201
2・179
63.657
9.925
5・841
4.604
4.032
3.707
3.499
3.355
3・250
3.196
3.106
3.055
13
14
15
16
17
18
19
20
30
100
1000
X
2.160
2・145
2.131
2・120
2；110
2.101
2.093
2.083
2.042
1.984
1.962
1.960
3.012
2.977
2.947
2・921
2.898
2.878
2.861
2.845
2.750
2.626
2.581
2.576
2.质反应指标的显著性测验法
计数资料显著性测验嚴常用的是X?
（卡方）检验法，它可以用来检验两个或多个百分
比（率）Z间的差异。
计算方法和步骤如下：
（1）
首先假设两组的差异是由机会所致，即两纟H•的阳性是相同的。
（2）
将数据带入四格表，并根据X?
计算公式算出X?
值。
（3）
判断无效假设是否成立。
四格表
x?
检验的公式如下:
2
X=
（ad-be）2-n
（a+b）（c+d）（a+c）（b+d）
根据白由度查X?
值表，自由度的计算公式为：
n（自由度）=（行・1）（列・1）,故四格表法的自由度为1。
查X?
值表可知,求得的X?
值若大于3.84,则P值小于0.05,有显著差异;若求得的X?
值大于6.63,则P值小于0.01,有非常显著差异。
即求得的X?
值越大，否定假设情况的可能性就越大，差值是由处理因素所致的可能性越大；反乙X?
值越小，否定假设情况的可能性越小，即弟值是由实验谋弟所致的可能性越大。
注意：
数据屮无0或1时才可以用上述公式计算/值。
如果数据屮出现了0或1,则要用简化值育接概率法计算。
实验动物数必须大于40。
大于此值之机率P
组别
阳性
阴性
合计
用药纟R
a
b
a+b
对照组
c
d
c+d
合计
a+c
b+d
a+b+c+d=n
0.900
0.750
0.500
0.250
0」00
0.050
0.025
0.010
0.005
1
0.02
0.01
0.45
1.32
2.71
3.84
5.02
6.63
7.88
第五节实验报告的书写要求
实验报告是实验者对其完成的实验工作进行的扼要的文字总结，是综合评定实验课成绩的重要依据之一。
学生每完成一次实验都应提交相应的实验报告。
实验报告通常的格式如下：
姓名专业班级组别日期
1.实验题目：
2.实验日的及原理：
3.实验材料：
包括实验器材、实验动物及药品试剂。
实验动物要写明其种类、性别、体重。
如果所使用的仪器和方法与实验教材规定的有所不同时，可作简要说明。
4.实验方法：
实验步骤可作简要描述。
5.实验结果：
应详细记录原始数据，对较长的曲线记录，可选取一段有变化的曲线，剪下后贴在实验报告屮，并根据原始资料，真实、准确记述所观察到的实验现象。
将原始数据进行统计学处理，最后用图或表来表示。
绘图时，应在横轴和纵轴上曲岀刻度，标明数值单位。
一般以纵轴表示反应强度，横轴表示时间或药物剂量。
绘制表格时，应制三线表，表内布局要合理，标题在表的上方。
6•讨论：
实验结果的讨论是根据已知的理论知识和已有的文献资料对实验结果的解释和分析，判断所得到的结果是否为预期的结果；对于非预期结果要分析可能的原因。
还应在讨论屮指出实验结果的生物学意义。
7.结论：
是对该实验所能证明的作用或作用机制的輕总结。
不要简单地罗列具体的结果，而应在讨论的基础上归纳岀概括性的判断。
结论应言Z有据，不能充分证明的理论分析不应写入结论屮。
第六节实验室守则
1谴守学习纪律，准时到达实验室。
在做实验时因故外出或早退应向指导老师请假，经同意示方能离开实验室。
2.实验时应严肃认真，不得高声谈笑及进行任何与实验无关的活动，丿'0呆持实验坏境的宁静。
参加实验时应穿看实验工作服。
3.参加实验者应先熟悉实验仪器和设备的性能及使用要点，而后使用。
一旦发现仪器和设备故障或损坏，应立即向指导教师报告，以便能及时维修或更换，不可擅白拆修或调换。
仪器和设备不慎损坏时，应及时向指导教师汇报情况，按章赔偿。
4.各实验小组的实验仪器和器材各自保管使用，不得随意与他纽•调换挪用。
如需补发增添时，应向指导教师申报理由，经同意后方能补领。
每次实验后应清点实验器材，用品。
5.爱惜公共财物，注意节约器材，爱护实验动物，实验室内物品不得擅白带走。
6.保持实验室的整洁一卫生，不必要的物品不要带进实验室内。
实验完毕后，应将实验器材,用品及实验桌凳收拾干净；实验动物尸体和废物皿放到指定的地点，不得随地乱丢。
实验室的清洁卫生工作应由各实验小组轮流负责打扫，以保证实验室环境整洁卫生。
（邹莉波）
第二章动物实验的基本操作技术
第一节药理学实验常用动物的种类及特点
%1.小白鼠（mouse）
小白鼠属哺乳纲，啮齿目，鼠科。
其温顺易捉，繁殖力强，价格低廉，对实验动物同种、纯种、性别和年龄的要求比较容易满足，生活条件也容易控制，因此是药理学实验最常用的动物，特别适用于需要大样本的实验，如药物筛选、药物半数致死最的测定等。
小H鼠对多种疾病有易感性，可以复制多种疾病模型，如癌症、肉瘤、H血病、血吸虫病、败血症、癫痫、药物依赖性、痴呆症等。
%1.大白鼠（rat）
大白鼠亦属哺乳纲，啮齿目，鼠科，受惊时有攻击性，易对实验者造成伤害，应注意防护。
大白鼠也可用于多用实验和复制多种动物模型，如复制水肿、炎症、缺氧、休克、发热、胃溃疡、高血压以及肾衰等动物模世；大白鼠的垂体•肾上腺功能很发达，常用来作应激反应、肾上腺及垂体等内分泌功能实验。
大白鼠的高级神经活动发达，因此，也广泛用于脑功能定位、神经元细胞外记录等实验屮。
%1.家兔（rabbit）
家兔属哺乳纲，啮齿目，兔科。
其特点是性情温顺，易于饲养。
常用于与呼吸功能、泌尿功能、心血管功能有关的实验中，如呼吸运动的调节及呼吸衰竭的处理、血压的调节和心衰的处理等。
因家兔对致热源敏感，故常用于研究解热药和检杳热源。
此外，因家兔耳长大,血管清晰，便于静脉注射和采血，故也广泛用于线物的血•管刺激性及溶血性的研究。
%1.豚鼠（guinea-pig）
豚鼠又称天竺鼠，荷兰猪。
属哺乳纲，啮齿li，豚鼠科。
其特点是性情温顺，对组胺和结核菌敏感。
常用于复制哮喘、纽•胺过敏、结核病模型，以研究平喘药、抗纽胺药以及抗结核药的作用。
也用于药物安全性试验屮的全身主动过敏性试验。
%1.猫（cat）
猫属哺乳纲，食肉目，猫科。
与兔相比，猫对外科手术的耐受性强，血压相对稳定，但极具攻击性。
常用于去大脑僵育、下丘脑功能以及血压方瓯的实验。
%1.犬
犬常用于观察动物对冠状动脉血流量的影响、心肌细胞电生理研究、降压药及抗休克药的研究等；经过训练，可与人合作，很适用于慢性实验，如条件反射试验。
犬的体形大，对手术的耐受性较强，常用于其他小动物不易进行的手术中，如胃痿、肠痿、膀胱痿、胆囊痿以及冠状动脉结扎等。
在进行临床前长期毒性试验屮，犬是常用动物。
%1.蟾赊（toad）
蟾赊属于两栖纲，无尾H。
由于进化较低，其离体标本（如心脏、腓肠肌等）能在较长时间内保持着白律性和兴奋性，而口邺赊容易获得并价格便宜，故经常被用于研究线物对心脏的影响、反射弧分析以及肌肉收缩等实验屮。
第二节实验动物的选择
为了获得理想的实验结果，必须根据实验目的选择适宜的观察对象，在选择动物时，需考虑如下因索：
%1.种属的选择
不同种属的动物对同一疾病病因刺激的反应程度会有很大的羌界。
在选择实验动物时，尽可能选择对刺激因素较为敏感且与人类接近的种屈。
例如在进行发热实验时，宜首选家兔:
在进行过敏反应和变态反应实验时，宜首选豚鼠；小鼠则宜用于半数致死量等方面的观察。
%1.性别的选择
由于成年雌性动物的代谢存在着明显的性周期的变化，这些变化会影响受试动物对某些实验因素的反皿状态。
因而在选择实验动物时，一般多川雄性动物，但热板法镇痛实验不宜选川雄性小鼠或大鼠，半数致死量的测定丿2雌雄各半。
%1.周龄或体重的选择
一般选择成年动物，小鼠体重18-22g,大根体重200-250g,豚鼠体重350-450g,家兔体重2.5・3.5kg,beagle犬体重8-20kgo但有些实验对动物体重或周龄有特殊要求，如大鼠足肿胀法的抗炎实验，宜选用120-150kg的大鼠，对致炎剂敏感。
制作大鼠脑永久性低淋注模型时,宜选用13周龄以上的大鼠，可大大降低死亡率。
%1.状态的选择
实验动物对人类疾病的表达稈度及对施加因索的反应情况，除了与动物H身的生理特征有关外，还受动物的状态，如是否饥饿、睡眠是否足够、是否患有其他疾病等的影响。
因此,应选择健康、反应机敏以及其它备个方血条件尽量一致的动物作为观察对彖。
%1.实验条件的选择
由于环境因素对实验结果有着很强的干扰作用，如明、暗（即光照周期）对体内代谢就有着重要的影响。
在实验时应选择与受试动物白然生活尽量一致的实验环境或人为地将实验环境控制到符合条件的程度。
第三节实验动物的编号
在药理学实验屮为了观察并记录每只动物、各组动物的变化情况，必须在实验前预先对动物进行随机分组和编号标记。
对于比较大的动物如狗，兔等，可将号码烙在金属牌上，实验时将其同定于狗链条或兔耳上。
对于家兔还可采用化学药品涂染背毛或采用兔耳打孔法。
下面以药理学实验最常用动物为例，介绍大鼠和小鼠的编号标记方法。
大鼠和小鼠的编号一般都采用备种不同颜料涂擦被毛的方法来标记，也可用不同颜色的油性记号笔在尾部标记。
常用的涂染化学品如下：
1.涂染黄色，用3%〜5%苦味酸溶液。
2.涂染红色，用0.5%中性红或品红溶液。
3.涂染咖啡色，用2%硝酸银溶液。
4.涂染黑色，用煤焦油的酒精溶液。
最常用的是3%〜5%苦味酸溶液。
用毛笔或棉棒醸取此溶液，在动物的不同部位涂上苦味酸溶液表示不同号码。
一般习惯涂染在左前腿上为1,左侧腰部为2,左后腿上为3,头部为4,背部正屮为5,尾基部为6,右前腿为7,右侧腰部为8,右侧后腿上为9,不涂染鼠为10
（如图2・1A、B）o如果实验时动物的编号超过10,且在20〜99Z内，可采用在上述动物同一部位上，再涂染另一种涂染剂（如0.5%屮性红或品红溶液）斑点，表示相应的十位数。
例如，在左前腿标记红色和黄色斑点，这就表示为11;如果红色标记在左前腿上，而黄色标记在左腰部，这就是12,以此类推（如图2-1C.D）。
也可以用同一种颜色涂在两个部位来标记10以上的记号。
如左前腿和左后腿都标记苦味酸溶液，表示13号，以此类推。
上述苦味酸溶液等颜料标记的优点是持续时间比较长，一个月左右也不会退色，对于慢
性实验尤其适合。
如果是急性实验，或饲养小鼠时间在一周之内，可用不同颜色的油性记号
笔在尾部标记，如图2・2所示。
录，做到实验者心中有数,以免时间长忘记。
第四节实验动物的捉持和给药方法
正确地捉拿与固定动物楚药理学实验的基本操作也是实验顺利进行的保证。
掌握正确的动物捉拿与固定方法，不仅可有效防止实验者被动物咬、抓伤，也可确保动物不被过分激惹，以保证其正常的生理活动不受明显干扰，从而不致明显地影响实验结果。
一.小鼠的捉持和给药方法捉拿小鼠时，先用右手将鼠尾抓住并提起，将小鼠放在鼠笼
上或较为粗糙的台面上，在其向前爬行时，用右手向后拉尾，用左手的拇指和食指抓住小鼠的两耳及头颈部皮肤，将其置于手心中，拉直四肢并用左手的无名指压紧尾部，右手即可作注射和进行其它操作（如图2-4-1）0也可貝用左手捉拿小鼠，方法是先用左手的拇指和食指抓住小鼠的尾部屮段，然后用左手的无名指和小指夹住尾的根部，并轻压向背部，用左手的拇指和食指抓住小鼠的两耳及头颈部皮肤，将英置于手心屮。
此种方法熟练
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