第一章　中药药理实验的基本知识和技能

第一节　中药药理学实验的基本知识

一、中药药理学实验的目的和要求

中药药理学（pharmacology of traditional Chinese medicine）是以中医药理论为指导，运用现代科学方法，研究中药与机体相互作用及其作用规律的学科。中药药理学是从实验基础上发展起来的一门学科，实验研究推动着药理学的发展，中药药理学实验研究亦是中药新药开发的必需手段。中药药理学实验课是中药药理学教学中的重要组成部分。中药药理学实验的目的是通过实验，帮助学生验证和巩固所学的中药药理学基本概念和基础理论知识；使学生了解获得中药药理学知识的科学途径，掌握进行中药药理学实验的基本方法和技能，培养学生科研实践能力；更为重要的是锻炼学生分析问题和解决问题的能力，培养学生严谨认真、实事求是、勇于创新的科研作风，为今后从事科学研究工作打下初步基础。

为达到上述目的，中药药理学实验要求做到以下几点。实验前应认真阅读实验讲义，结合实验内容复习药理学、生理学、生物化学等相关学科基础知识，做好预习工作，了解实验的目的、原理、方法和操作步骤，预测实验中各步骤可能出现的情况，做到心中有数，避免在实验中出现忙乱和差错，进而导致实验失败。实验中应认真学习老师的讲解和示范操作，特别注意其中的关键步骤和技术要点。严格按实验讲义的步骤进行实验，认真仔细地观察并记录实验现象，联系理论知识分析可能原因，同时要做到爱护实验动物，正确使用实验仪器设备，节约实验药品和耗材。实验小组成员要合理分工，密切配合，以保证各尽其责、有条不紊地完成各项实验内容。实验后收集所用实验器材，洗净擦干，并将其放到指定位置；动物尸体和利器按老师的要求分类妥善处置，做好实验室清洁卫生；及时整理实验数据，进行统计分析，撰写实验报告，并按时交由指导老师评阅。

二、实验动物的基本知识

实验动物是指供生物医学实验研究用的动物，是进行生命科学研究的基础和必备条件。利用动物机体与人体生理、组织结构甚至基因表达方面有一定共性的特点，人类可以从动物身上获得相关研究资料，如观察药物的疗效和毒性，研究药物的体内代谢和作用机制等，为医学、药学研究提供丰富而有价值的参考。因此，实验动物在医学基础研究、药物研究及疾病发生与防治手段研究等领域均具有十分重要的意义。

（一）实验动物选择原则

恰当选择实验动物，是保证实验研究成功的重要环节，为了获得理想的实验结果，实验动物的选择一般应遵循如下原则：

1.相似性原则　选用与人体结构、功能、代谢和疾病特征相似的动物。一般来说，实验动物越高等，进化程度愈高，其反应就越接近人类。猴等非人灵长类动物是理想动物。有些动物的进化程度不一定很高，但某些组织器官的结构或疾病特点与人类很相似，也可选用作为某种实验的实验动物。一些带有自发性疾病的动物，可以局部或全部反映人类类似疾病过程表现，经过遗传育种的方法，可将这类动物培育成为疾病模型动物，以供研究。如突变系SHR大鼠，其自发性高血压的变化与人类相似，并伴有高血压性心血管病、硬化等症状，是研究高血压病的最佳动物。

2.特殊性原则　实验时应尽量选择解剖特点、生理特点符合实验目的要求的实验动物。如大鼠没有胆囊，不能做胆囊功能的研究，却适合胆管插管，收集胆汁，进行消化功能方面的研究。

3.敏感性原则　不同种系实验动物对同一因素的反应往往不同，充分利用不同种系实验动物对同一因素的不同反应和某些特殊反应，选择对实验因素、药理作用最敏感的动物品系用于实验。如家兔对体温变化十分灵敏，适合热原实验研究，而大、小鼠体温调节不稳定，就不宜选用。鸽子、犬、猫呕吐反应敏感，适合呕吐实验，而家兔、豚鼠等草食动物就不宜选用。

4.可控性原则　选用经遗传学、微生物学、环境及营养控制的标准化实验动物，保证生物医学研究结果的准确性和重复性。例如，C3H品系小鼠的乳腺癌的发病率为97%，而Wistar品种大鼠肿瘤的自发率很低。

5.经济性原则　是指在实验中尽量选择容易获得、饲养经济的实验动物。

6.适应性原则　选用与实验要求相适应的动物规格。一般动物实验应选用健康、成年动物，一些慢性实验由于周期较长或要观察动物的生长发育，应选择幼龄动物。有些特殊实验如老年病学的研究，则考虑用老龄动物。如果实验动物性别无特殊要求，则宜雌雄各半。

（二）常用实验动物物种和品系

实验动物根据遗传特点的不同，分为近交系、封闭群和杂交群。

近交系：经至少连续20代以上全同胞兄妹（或亲代与子代）交配培育而成，近交系数大于98.6%，品系内所有个体都能追溯到起源于第20代或以后代数的一对共同祖先，该品系成为近交系。

封闭群：以非近亲交配方式进行繁育生产的实验动物种群，在不从其外部引入新个体的条件下，至少连续繁育4代以上。

杂交群：由不同品系或种群之间杂交产生的后代。

在生命科学研究中，最常用的实验动物品种为：大鼠、小鼠、豚鼠、兔、犬、猫、猪、青蛙、猕猴、仓鼠等。

（三）常用实验动物的特点

1.小鼠　小鼠为啮齿类动物，具有繁殖周期短、繁殖量大、适应能力强、性情温顺等特性，广泛应用于药效学实验、药物筛选实验、毒理实验、遗传与免疫性疾病研究以及中枢神经系统和延缓衰老研究。小鼠嗅觉灵敏，视觉差，对环境反应敏感，适应性差，强光或噪声可导致母鼠食仔，实验操作粗暴会引起应激和异常反应，给实验结果带来不良影响。

2.大鼠　具有繁殖快、抗病能力强等特征，味觉差，嗅觉灵敏。大鼠常用于胃酸分泌、水肿、炎症、黄疸等研究。大鼠的垂体-肾上腺系统功能发达，对应激反应灵敏，且各种内分泌腺体易于摘除，适合进行应激反应和内分泌实验研究。大鼠肝再生能力很强，切除60%～70%肝叶仍有再生能力。大鼠踝关节对炎症介质十分敏感，适合药物抗炎作用的研究。大鼠无胆囊，无呕吐反应，不能用于胆囊功能观察和催吐实验。

3.家兔　家兔胆小怕惊，喜独居，具有啮齿类动物相似的特性。家兔对体温变化十分敏感，宜选作解热和检査热原的实验研究。高胆固醇喂饲兔，可引起典型的高胆固醇血症、冠状动脉硬化症、主动脉粥样硬化症等，常作为心血管疾病的动物模型。家兔常用于观察药物对心脏的作用和药代动力学研究；脑内埋电极可研究药物的中枢作用。家兔颈部的交感神经、迷走神经和主动脉减压神经分别存在，可用于观察减压神经对心脏的作用。雌兔必须与雄兔交配后才能排卵而怀孕，故家兔还可用于生殖和避孕药的研究。

4.蟾蜍和青蛙　蟾蜍和青蛙心脏在离体情况下仍可有节奏地搏动，常用于观察药物对心脏作用的实验。同时蟾蜍和青蛙的腓肠肌和坐骨神经可以用来观察药物对周围神经、横纹肌或神经肌肉接头的作用；其腹直肌还可以用于检测胆碱能药物的作用。

5.豚鼠　豚鼠又名天竺鼠、荷兰猪、海猪，性情温顺，喜群居，嗅觉、听觉发达，对某些病毒反应敏锐，可用于各类药理学、传染病学、营养学实验的研究。豚鼠对组胺敏感，易于致敏，适合进行过敏性实验研究。因其体内缺乏左旋葡萄糖内酯氧化酶，自身不能合成维生素C，故适合作维生素C缺乏症的研究。豚鼠对结核分枝杆菌敏感，可用于抗结核病药物研究，对毒性刺激反应灵敏，常用于局部皮肤毒物作用的测试。

6.犬　犬消化系统、循环系统、神经系统均发达，与人类极为相似，被广泛用于药理、毒理、生理、遗传等研究。在基础医学领域是复制休克、DIC、动脉粥样硬化等首选的动物模型之一，也常用于降压药、抗休克药的实验研究。犬可用于慢性实验研究，如实施胃瘘、肠瘘后观察药物对胃肠蠕动和分泌功能影响的研究，还可用于长期毒性试验。犬呕吐反应敏感，宜用于催吐实验；甲状旁腺位置固定，适宜作甲状旁腺摘除术。犬是红绿色盲，不能以红绿为刺激条件进行条件反射；汗腺不发达，不宜选做发汗实验。

7.猫　猫的血压稳定，适宜用于观察药物对血压、冠状窦血流量、交感神经和节后神经节的影响。猫呕吐反应敏感，宜用于做催吐实验。猫神经系统极敏感，适用于脑神经生理学研究，神经递质等活性物质的释放和行为变化的相关性研究，体温调节和条件反射以及周围神经和中枢神经的联系研究。猫的呼吸道黏膜及喉返神经对刺激反应敏感，因此也常用于黏膜刺激实验及镇咳药的实验研究。

（四）实验动物的级别

根据实验动物体内外存在的微生物和寄生虫的情况的不同，我国的实验动物群体可分为以下四个等级。

1.普通级动物（conventional animal，CV）是指不携带所规定的人兽共患病病原和动物烈性传染病病原的实验动物。普通级动物饲养在开放系统中。

2.清洁动物（clean animal，CL）仅对于我国国情而定，微生物控制高于普通动物，饲养于亚屏障系统环境中。该类动物除普通动物应排除的病原外，不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原，在微生物和寄生虫控制级别上略低于SPF级。

3.无特定病原体动物（specific pathogen free animal，SPF）除清洁级动物应排除的病原外，不携带主要潜在感染或条件致病和对科学实验干扰大的病原。SPF动物饲养在屏障系统中。是目前国际公认的标准级别的实验动物，适合于做所有的科学实验。

4.无菌动物（germ free animal，GF）和悉生动物（gnotobiotc animals，GN）无菌动物是指用现有的检测方法未发现在体表体内携带其他种生命体（包括一切微生物和寄生虫）的实验动物。妊娠末期，通过剖腹产、子宫切除术，将无菌取出的仔鼠放在隔离系统中无菌条件下进行饲养的动物。悉生动物是具有已知微生物的动物，饲养于屏障环境中。

三、中药药理学实验报告基本要求

做完每项实验后要如实地报告实验结果，通过认真总结，可使学生把在实验过程中获得的感性认识提高到理性认识，又能在实践中巩固所学的理论知识。通过实验应明确已经取得的成果、尚未解决的问题以及工作中的优缺点，培养科学的工作作风。

首先，实验结束后，应对原始记录进行分析和整理。对测量资料（如血压、心率、生化测定数值和作用时间等）和记数资料（如阳性、阴性反应数，死亡或存活数等）均应以正确的单位及数值做定量的表示，必要时做统计处理。实验中记录仪记录的曲线图和心电图等图像资料，应剪贴后附在实验报告上。应及时在曲线上标注说明，并做出给药的标记及给药的名称和剂量。尽可能将有关数据制成表格或绘成统计图，使结果一目了然，以便阅读分析和比较。制作表格时，一般将观察项目列在表内左侧，由上而下逐项填写，而将实验中出现的变化，按照时间顺序，由左而右逐格填写。绘图时，应在坐标的纵坐标和横坐标上列出数值刻度，标明单位，一般以纵坐标表示反应强度，横坐标表示作用时间或药物剂量，并在图的下方注明实验条件。如果实验的作用不是连续性变化，也可用柱形图表示。

实验报告要求简明扼要，书写工整，措辞注意科学性和逻辑性。实验报告一般要求包括下列内容：

（1）基本信息：实验日期、实验室温、湿度、实验者、报告人。

（2）实验题目：突出实验的主要内容。

（3）实验目的：言简意赅地说明实验的目的要求。

（4）实验仪器和材料：测试仪器、实验动物、药物。

（5）实验方法：主要步骤，给药剂量，给药途径。

（6）实验结果：这是实验报告中最重要的部分，实验中应准备原始记录本，将每项观察数据如实、正确地记录下来，实验后立即加以整理，如统计处理，填写表格，粘贴曲线，绘图等。

（7）讨论：针对实验中观察到的现象和结果，联系课堂讲授的理论知识进行分析和讨论。判断结果是否为预期的，对非预期的结果分析其可能的原因。

（8）结论：实验结论是从实验结果归纳而得的概括性判断，也就是对本实验所能说明的问题、验证的概念或理论的简要总结。在实验结论中不必再重述具体实验结果。未获实验证实的理论分析不能写入实验结论中。