激素對血糖濃度的影響實驗設計

1、實驗設計,激素對血糖濃度的影響 第二組,,實驗目的： 學習對家兔采血和注射方法，了解血糖濃度測定方法，驗證激素對血糖濃度的調(diào)節(jié)。實驗原理： 對血糖產(chǎn)生影響的激素有很多，其中使血糖濃度降低的激素為胰島素; 使血糖濃度升高的激素有胰高血糖素、腎上腺素、腎上腺皮質(zhì)激素、生長素、甲狀腺素。它們對血糖的調(diào)節(jié)主要是通

2、過對糖代謝各主要途徑的影響來實現(xiàn)的。 本實驗將家兔作為實驗對象，對其進行空腹采血后分別注射各激素，作用一段時間后再分別采血，同時觀察注射激素前后的家兔血糖濃度的變化，以驗證激素的調(diào)節(jié)作用。,,萄糖氧化酶（GOD）將葡萄糖氧化為葡萄糖酸和過氧化氫，后者在過氧化物酶（POD）和色素原性氧受體存在下，將過氧化氫分解為水和氧，同時使色素原性氧受體4-氨基安替比林和酚去氫縮合為紅色醌類化合物，其色澤深淺在一定范圍內(nèi)與葡萄糖濃度成正比

3、。其反應式如下： 葡萄糖 + O2（GOD）—→ 葡萄糖酸 + H2o2實驗對象： 家兔,,實驗試劑： 胰島素注射液（40單位/ml）、胰高血糖素注射液、腎上腺素注射液（1︰1000）、生理鹽水、肝素抗凝劑（配成2500單位/ml）、凡士林、二甲苯、葡萄糖標準應用液（5.55mmol/L）、0.1mol/L磷酸鹽緩沖液(pH7.0) 、酶試劑、 酚溶液、酶酚混合試

4、劑、 12mmol/L苯甲酸溶液、100mmol/L葡萄糖標準貯存液　　實驗器材： 適量規(guī)格注射器、臺式磅秤、兔手術臺、刀片、干棉球、紗布、試管、試管架、沸水浴,,實驗操作： 1.動物準備及空腹采血 取試管8支，編號1-8，分別加入肝素抗凝劑0.0l ml。取空腹16小時以上的正常家兔四只，分別編號a、b、c、d，稱體重（一般是2-3kg）并記錄。用耳靜脈采血法：先拔去兔耳緣靜脈處的毛

5、，再用二甲苯擦拭兔耳部靜脈，使其充血，在其周圍抹上凡士林(防止污染、潤滑），用刀片輕輕挑破邊緣耳靜脈，放血入含抗凝劑的試管1～4，約需2-3ml，邊滴邊搖，以防凝固。取血完畢，用干棉球壓迫血管止血,2．注射激素并再采血 皮下注射，觀察兔子情況。經(jīng)各自取血時間后，心臟取血入抗凝管5-8中。采血方法同上。,,,3.測定注射前后的血糖 取8支干燥試管，編號。將收集的8管血液用離心機離心10分鐘(每分

6、鐘2500轉(zhuǎn))，取上層血漿，分別制成1-8共8管標本。用葡萄糖氧化酶法測血糖，混勻，置37℃水浴中，保溫15min，在波長505nm處比色，以空白管調(diào)零，讀取標準管及測定管吸光度。空腹血清葡萄糖為3.89～6.11mmol/L 。取血后立即腹腔或皮下注射25%葡萄糖液10ml，以免家兔發(fā)生胰島素性休克而死亡。 血液葡萄糖mmol/L= 測定管吸光度 ／標準管吸光度 ×5.55,,注意事項： 1.離心

7、機的使用 ⑴.離心前一定要配平（位置配平和重量配平）。 ⑵.使用時離心機的蓋子一定要蓋緊，以免發(fā)生意外。 ⑶.要等離心機完全靜止后才能打開蓋子。 2.血清或血漿應在采血后及時與細胞分離，以避免血清或血漿中葡萄糖被細胞利用而降低。 3.血糖測定應在取血后2h內(nèi)完成，血液放置過久，糖易氧化分解，致使含量降低。,,臨床意義： 1.血糖升高：病理性主要見于糖尿病，其他內(nèi)分泌疾病如

8、腎上腺皮質(zhì)機能亢進，垂體前葉機能亢進等。 2.血糖降低：病理性如胰島細胞瘤、胰島素分泌過多，過量胰島素治療，腎上腺皮質(zhì)功能減退等。問題討論： 1）實驗對象為什么選擇家兔？取四只的理由是什么？ 2）對家兔取血為什么選擇耳緣靜脈？ 3）加不同的激素之后取血的時間為什么不一樣？ 4）三種激素的作用機理分別是什么？ 5）除了實驗設計的

9、三種激素，還有哪些激素可以有相關作用？,,實驗分析： 神經(jīng)系統(tǒng)對血糖濃度的調(diào)節(jié)作用主要通過下丘腦和自主神經(jīng)系統(tǒng)對所控制激素的分泌，后者再通過影響血糖來源與去路關鍵酶的活性來實現(xiàn)。神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)最終通過細胞水平的調(diào)節(jié)來達到目的。 下丘腦一方面通過內(nèi)臟神經(jīng)作用于腎上腺髓質(zhì)，刺激腎上腺素的分泌；另一方面也作用于胰島α-細胞，使其分泌胰高血糖素；同時還可以直接作用于肝。三方面共同作用的結果是使肝細胞的磷酸化酶活化

10、，使糖原分解加速；糖異生關鍵酶的活性增加，糖異生作用增加，從而使血糖濃度升高。,,下丘腦還可通過興奮迷走神經(jīng)，使胰腺β-細胞分泌胰島素，同時還可直接作用于肝，使肝細胞內(nèi)糖原合成酶活化，促進肝糖原的合成；此外還抑制糖異生途徑，促進糖的氧化和轉(zhuǎn)化，總體上使血糖的去路增加，來源減少，最終達到使血糖濃度降低的目的。 使血糖濃度降低的激素：胰島素 。使血糖濃度升高的激素 ：胰高血糖素、腎上腺素、腎上腺皮質(zhì)激素、生長素、甲狀腺素

11、。 它們對血糖的調(diào)節(jié)主要是通過對糖代謝各主要途徑的影響來實現(xiàn)的。 在激素發(fā)揮調(diào)節(jié)血糖濃度的作用中，最重要的是胰島素和胰高血糖素。腎上腺素在應激時發(fā)揮作用，而腎上腺皮質(zhì)激素、生長激素、甲狀腺素等都可影響血糖水平，但在生理性調(diào)節(jié)中僅居次要地位。,,胰島素： 使肌肉和脂肪組織細胞膜對葡萄糖的通透性增加，利于血糖進入這些組織進行代謝。 誘導葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的合成，加速細胞內(nèi)葡萄糖的分解利用。 通過使細胞

12、內(nèi)cAMP含量減少，激活糖原合成酶和丙酮酸脫氫酶系，抑制磷酸化酶和糖異生關鍵酶等，使糖原合成增加，糖的氧化利用、糖轉(zhuǎn)變?yōu)橹镜姆磻黾樱侨ヂ吩隹?；使糖原分解和糖異生減少或受抑制，使血糖來源減少，最終使血糖濃度降低,,胰高血糖素 ：主要通過提高靶細胞內(nèi)cAMP含量達到調(diào)節(jié)血糖濃度的目的。細胞內(nèi)的cAMP可激活依賴cAMP的蛋白激酶，后者通過酶蛋白的共價修飾改變細胞內(nèi)酶的活性，即激活糖原分解和糖異生的關鍵酶，抑制糖原合成和糖氧化的關鍵酶

13、，使血糖升高。 腎上腺素: 通過cAMP激活肝中糖原磷酸化酶使糖原分解，還有誘導肝中磷酸烯醇式丙酮酸激酶及果糖二磷酸酶的合成促進糖異生作用，使氨基酸轉(zhuǎn)化成葡萄糖，從而使血糖上升。,,實驗討論： 1) 家兔正常體溫39.0(38.5～39.50)℃、皮膚溫度33.5～36℃，心跳頻率258±2.8次/分，動脈血壓110（95～130）mmHg，循環(huán)血量59±2.3ml/Kg體重

14、，呼吸頻率51（38～60）次/分。家兔耳大、血管清晰，便于注射和取血。設置四只為了在縱向比較的同時也作橫向?qū)Ρ取?2）耳緣靜脈操作簡單、動物不需特別固定和麻醉。 3）因為不同激素的作用機理不同，作用效果和時間也就不盡相同，詳情參考各激素作用具體機理。 4）胰高血糖素 主要通過提高靶細胞內(nèi)cAMP含量達到調(diào)節(jié)目的。細胞內(nèi)的cAMP可激活依賴cAMP的蛋白激酶，后者通過酶

15、蛋白的共價修飾改變細胞,,酶的活性，即激活糖原分解和糖異生的關鍵酶，抑制糖原合成和糖氧化的關鍵酶，使血糖升高。 腎上腺素通過cAMP激活肝中糖原磷酸化酶使糖原分解，還有誘導肝中磷酸烯醇式丙酮酸激酶及果糖二磷酸酶的合成促進糖異生作用，使氨基酸轉(zhuǎn)化為葡萄糖，從而使血糖升高。使肌肉和脂肪組織細胞膜對葡萄糖的通透性增加，利于血糖進入這些組織進行代謝 誘導葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的合成、通過使細胞

16、內(nèi)cAMP含量減少，激活糖原合成酶和丙酮酸脫氫酶系，抑制磷酸化酶和糖異生關鍵酶等，使糖原合成增加，糖的氧化利用，糖轉(zhuǎn)變?yōu)橹狙堑姆磻涌?，去路增快；使糖原分解和糖異生減少或受到抑制，使糖原來源減少，最終使血糖濃度降低。,,5）可能還與生長激素、生長抑素及腎上腺皮質(zhì)激素等有關。 生長素具有升糖作用，能抑制外周組織對葡萄糖的利用，增強脂肪酸的氧化，減少葡萄糖的消化。血糖升高可使其濃度降低。

17、生長抑素: 由胰島B細胞分泌，主要通過抑制胰島素和胰高血糖素的分泌來發(fā)揮作用。 腎上腺皮質(zhì)激素包括糖皮質(zhì)激素：由腎上腺皮質(zhì)分泌，可促進肌肉蛋白質(zhì)分解，抑制蛋白質(zhì)合成；并促進蛋白質(zhì)、脂肪在肝臟內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘窃推咸烟恰?抑制肝外組織攝取葡萄糖，從而提高血糖。,,參考文獻： 全國高等學校教材《生理學》（第7版） 李燕俊、計融、李玉偉等，高麗紅參對小鼠抗疲勞作用的研究中國公共衛(wèi)生，2003