咖啡中的咖啡碱对中枢神经系统的兴奋作用

机能学实验设计大纲实验名称：咖啡中的咖啡碱对中枢神经系统的兴奋作用课题来源：自选设计班级：2013级临床本科一班设计人员：许汉江设计日期：2015年05月01日指导老师：张晓梁楠成都医学院实验技术教研室2013制一、实验设计的目的意义：实验目的：探究咖啡中主要成分咖啡碱是否能够兴奋中枢神经系统，以及不同剂量对兴奋中枢神经系统效果表现。研究意义：利用咖啡碱对中枢神经系统的兴奋作用，人服用小剂量（50～200mg）即可增强大脑皮质的兴奋过程，从而振奋精神、增进思维、提高效率。研究咖啡碱可以用于对抗中枢抑制状态，如严重传染病、镇静、催眠药过量引起的昏睡及呼吸循环抑制等，可肌内注射苯甲酸钠咖啡因【1】。此外，临床上利用咖啡碱的作用还可配伍麦角胺治疗偏头痛【2】；配伍解热镇痛药治疗一般性头痛【3】。此时，它由于收缩脑血管，减少脑血管搏动的幅度而加强以上药物止头痛的作用。人还可以通过饮咖啡使睡意消失，疲劳减轻，精神振奋，思维敏捷，工作效率提高。国内外研究现状：咖啡碱存在于茶中,由于咖啡碱对一些人引起失眠等一系列副作用,培育低咖啡碱茶树品种具有十分重要的意义[4]。对国内外茶叶咖啡碱的药理作用、测定方法和脱咖啡碱方法的研究现状进行了系统综述,以期为今后对茶叶咖啡碱理论研究和低咖啡碱茶的生产提供一定科学依据。【3】但是对咖啡碱关于呼吸运动的研究较少。参考文献：【1】朱自振.茶史初探【M】.1996，北京：中国农业出版社.16—19.【2】宛晓春.茶叶生物化学（第三版）【M】.2003,北京：中国农业出版社.8—9.【3】沈强，孔维婷，于洋，司辉清.国内外茶叶咖啡碱研究进展.西南大学食品科学学院，40071.【4】赵洋,刘振,杨阳等.茶树咖啡碱合成相关基因研究及利用进展[J].2009,36(2):26-28。二、实验设计方案设计目标：探究咖啡中咖啡碱对对中枢神经系统的兴奋作用，以及不同计量对中枢神经系统的影响。1、实验动物设计我们选用家兔作为实验动物，有以下几点理由：1）、家兔易得到，容易饲养，在科研工作中被广泛利用。2）、家兔气管相对较大，做气管插管时比较容易。2、实验统计设计（1）分组：选择正常成年健康体重相近的家兔24只，分成6组每组4只，分别编号A1、A2、A3、A4，B1………F4。（2）对照：本组实验做了空白对照和实验对照。A组为对照组，B……F为实验组。（3）重复：本实验采用的是每小组有4只家兔，具有一定的重复性。3、实验专业设计给A组家兔灌胃生理盐水2mg/kg；B组家兔灌胃0.5mg/kg；C组家兔灌胃1mg/kg；D组家兔灌胃2mg/kg；E组家兔灌胃5mg/kg；F组家兔灌胃10mg/kg的咖啡碱，记录给药时间。观察兔子呼吸指数4、实验技术方法（1）家兔胃药：我们采用灌胃的方法给家兔给药，给A组家兔灌胃生理盐水2mg/kg；给B组家兔灌胃0.5mg/kg咖啡碱；给C组家兔灌胃1mg/kg咖啡碱；给D组家兔灌胃2mg/kg咖啡碱；给E组家兔灌胃5mg/kg咖啡碱；给F组家兔灌胃10mg/kg咖啡碱。并记录灌胃的时间。不同剂量的咖啡碱都溶于2ml的蒸馏水中。（2）气管插管：在家兔灌胃30min之后开始进行气管插管手术，将家兔固定于兔台上，剪去颈部长毛（换药碗装水）。用1.5%戊巴比妥钠2ml/kg于耳缘静脉全身麻醉，切开颈部皮肤，不要损伤气管和血管，钝性分离出气管（分离干净），做倒T形切口，插入气管插管并结扎固定。（3）家兔呼吸测定：将系有线的弯钩大头针钩在剑突部位的皮肤上，线的另一端系于张力换能器的应变梁小孔上。选择“输入信号”→“通道”→“张力”，描记呼吸曲线。5、可行性分析1、家兔易得到，容易侍养，在科研工作中被广泛利用。2、咖啡碱试剂市场有买，价格不高。3、手术器材和设备均为实验室常用，手术方法我们也相对熟练。6、预期效果1.咖啡碱对大脑皮层有兴奋作用，可使人疲劳减轻，精神振奋，思维敏捷，工作效率提高，因此咖啡和茶叶早就成为世界性的兴奋性饮料成分。在动物实验，咖啡碱可引起觉醒型脑电波，损伤其间脑与中脑后，此作用仍存在，这提示作用部位在大脑皮层。较大剂量时则要直接兴奋延脑呼吸中枢和血管运动中枢，使呼吸加深加快，血压升高；在呼吸中枢受抑制时，尤为明显。2.小剂量的咖啡碱对家兔中枢神经系统兴奋作用不明显，随着剂量增大到5mg/kg时，家兔呼吸活动异常明显。但当剂量再增大到10mg/kg以及更高时，小鼠出现躁动、不安、惊厥甚至死亡。三、完成实验的条件1、仪器设备情况：本实验采用机能实验室常用设备，具体如下：兔台、婴儿磅秤、Y字型气管插管、手术器械、注射器、BL-420生物信号采集处理器、计算机2、实验动物情况:健康的家兔24只。3、药品试剂来源：本实验采用戊巴比妥钠注射液、生理盐水、咖啡碱。4、实验设计工作时间安排1、共计1D完成实验动物和药品的采购2、共计0.5D完成实验动物3、共计0.5D完成材料结果分析4、总共实验在2D完成。教研室评审意见实验设计是否合理,可否达到预期目标实验设计和技术路线安排是否恰当实验条件是否具备