药理学与中药药理学实验教程

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**章 药理学与中药药理学实验基础知识
　　**节 药理学与中药药理学实验的目的和要求
　　药理学是研究药物与机体（包括病原体）相互作用及其规律的一门学科，是一门以实验为基础的医药学桥梁学科。药理学实验的目的在于通过实验，加深学生对药理学基础理论知识的理解和掌握，初步掌握药理学实验的基本操作技术，增强动手实践的能力，了解获得药理学知识的科学途径，为今后科学研究打下基础。
　　中药药理学是以中医药基本理论为指导，运用现代科学方法，研究中药和机体相互作用及规律的一门学科。中药药理学实验以中药功效为主线，运用现代科学实验方法进行单味中药与复方的研究，承载着继承、发扬祖国医药学的历史使命，对实现中药现代化有着非常重要的作用。
　　为了达到上述目的，要求学生做到下列事项：
　　1. 实验前须做到
　　（1）仔细阅读实验指导，了解实验目的、原理、方法、操作步骤及注意事项。
　　（2）结合实验内容，复习有关药理学和相关先行课程的理论知识，充分理解实验涉及知识点。
　　（3）根据理论知识，推理和预测实验结果，预估可能发生的问题。
　　2. 实验中应做到
　　（1）认真听取并观看指导老师的讲解和示范操作，特别注意强调的关键步骤和注意事项。
　　（2）将实验器材及仪器进行妥善安排，正确装置和调试，实验过程中如出现损坏情况，及时报告带教老师。
　　（3）严格按照实验指导书上的步骤进行操作，准确计算给药量，防止出现差错意外。
　　（4）认真、细致地观察实验过程中出现的现象，如实准确记录药物反应后的数据。
　　（5）爱护实验动物，遵守动物伦理。
　　（6）保持实验室环境整洁安静、保护自身安全、节约实验材料。
　　3. 实验后要做到
　　（1）整理实验器材，洗净擦干，如数完好归还，将动物送至指定处理场所。
　　（2）整理实验结果，保存好原始记录，写出实验报告。
　　（3）做好实验室的清洁卫生。
　　第二节 中药药理学研究思路与方法概述
　　中药药理学是以中医药基本理论为指导，运用现代科学的方法研究中药与机体相互作用及其作用规律的一门学科。中药药理学的定义包括以下三个方面的内容：①研究要在中医药理论指导下进行；②研究的方法是现代科学的研究方法；③研究的对象为中药。中医理论是通过临床信息的反馈、不断提炼而成的，同时又在临床实践中不断完善，是中医长期临床用药规律及经验的总结。中医学理论是中医治疗疾病经验事实的系统载体，记录了中医的药物学知识、治病的规律与特点，其来自临床实践，又有效地指导临床治疗。在中医理论指导下的中药药理学研究，就是要根据中医自身的规律、特点与优势，不改变中医学自身固有的联系进行研究。
　　目前在中国从事中药药理研究有两种研究思路与方法，一种是中药的药理学研究，研究以先导化合物的发现为目标，希望从中药中寻找到可供研究的活性成分，并进行机制研究，开发新药。因此，其研究角度一般是立足于化学药物的研究认识水平，采用提取、分离、合成、改造的经典天然药物研究思路与模式，再按新药研究的规定和要求，进行一系列的实验研究，最终成为新药。由于这是一种成熟的天然药物研究方法，通过这种研究方式取得了青蒿素、四氢帕马丁、小檗碱及人参皂苷Rg1等众多的研究成果。但中药用药形式多为复方，其药效物质基础可能是单味药材固有成分、制备过程形成的产物以及药物进入体内后与人体相互作用产生的代谢产物。复方中单味中药的某一或某几个化学成分，可能是该药的主要活性成分，仅体现了该药该成分的作用，并不能代表该药在复方及体内过程中的作用。另一种是中药药理学的研究，研究者多为中医、中药学的学者，其具备比较坚实的中医基础理论知识，亦学习过一定程度的生命科学知识，能比较准确地把握中医基础理论中一些值得研究的问题，如活血化瘀药、药性理论、中药复方及配伍关系等。做到在中医理论的指导下应用现代科学技术方法进行中药药理研究，从而阐明中药治病的作用、作用机理及其物质基础，真正做到指导临床合理安全用药，发现中药新药，创建现代中医药理论。
　　第三节 实验设计基本要求
　　药理学实验旨在阐明药物在机体内的变化过程及其对机体的作用和机制，为新药开发和临床应用提供科学依据。由于生物学研究中普遍存在个体差异，为使实验研究获得精确可靠的结论，同时提高效率、降低花费，必须重视消除实验中动物的个体差异、仪器设备精度、实验条件或实验误差等各种非处理因素的干扰，严格遵循重复、随机、对照的统计学原则，结合专业原则精心设计实验，使药物等处理因素对机体的影响不发生偏倚地充分显示出来。
　　一、重复
　　精确可靠的实验结果，应能在同样的实验条件下重复（replication）出来。此处重复有两重含义，即重复数和重现性。重复数可用统计学术语样本数表示，在药理学实验中通常指动物或样本的个数；重现性是指在相同实验条件下做多次独立的相同实验，结果可稳定再现，因此也称为重复的稳定性。药理学实验不能仅依据少数几例样本的结果就草率做出结论，必须要有足够的实验样本重复数。样本重复数是保证实验结果重现性的基本条件，达到某一重现性，通常要有相应的样本重复数，但也并非样本数越大越好。首先，样本过大耗费也会相应增加，不符合经济性原则；其次，统计学中规定的显著性检验水准P＜0.05及P＜0.01，反映了重现性的高低，P值表示不能重现的概率，在达到良好重现性的条件下，如果P值相同时，重复数越多的实验，其实验误差波动越大，需要改进实验方法（或者提示两药药效差别无统计学意义，但靠增加实验例数显示出了在统计学上的差异）。因此，在保证必要重现性的前提下，应确定最少的实验样本数。
　　在实验设计中，要确定前述合理的样本数，需要先了解影响实验样本数的相关因素。这些因素在药理学实验中通常包括药效的性质（量反应/质反应）、药效的强弱、实验误差的大小、生物个体的差异性、要获得的显著性水平等。仅就药理学实验中药效的性质而言，观察药物的量反应的实验效率优于质反应，样本数每组10～30例即有可比性，可进行组间的统计分析。而质反应则每组需要20～100例才能进行较为有效的组间比较分析。综合各种因素，药理学实验中各种实验动物的每一分组的样本数基本要求是：小鼠、大鼠和蛙观察量反应时需10只，质反应时30只；豚鼠和家兔，观察量反应时需6只，质反应时20只；猫、犬、猴，观察量反应时需5只，质反应时10只。实验质量越高、误差越小，所需样本数越少，但最少也不能少于基本例数。
　　除了重视重复数的数量（如每一分组的实验动物数）外，药理学实验中还应重视重复数的质量。因为质量不高的重复，可能会得出错误的结论，浪费人力和物力。因此应尽量采取精密准确的实验技术，减少实验误差，确保每个重复均在同样条件下开展，包括同种、同批、同病情、同时、同地等。如控制实验动物的品系、体重、年龄、性别、饲料、饲养条件等一致；保证仪器灵敏度、精确度、零点漂移、电压稳定性，以及人员操作熟练程度等一致；控制药物批号、酸碱度、温度、纯度、剂量、注射容量、注射速度一致；控制室温、气压、湿度基本一致等。
　　二、随机
　　随机（randomization）是消除主观人为等各种非处理因素干扰，减小或避免偏性误差的另一重要原则，是指让实验对象总体中的每个个体都有均等的机会被抽取作为样本接受处理（用药、化验、分组、抽样等），在药理学实验中也就是对所有实验对象按照机遇均等的原则来进行抽样、分组和施加处理，使抽到的样本能充分反映总体，使每个实验对象都有相同的机会接受特定的处理，消除研究人员主观因素或其他因素对实验结果的影响。
　　实验对象在性别、体重、遗传背景等特点上具备一定的均衡性是对其进行随机的前提。所以目前提倡“均衡下的随机”，要点是先将除受试药物、疗法等处理因素以外能控制的主要因素（如体重、性别等）进行均衡归类分区，然后在每一区中随机地取出等量动物分配到各组，使较难以控制的因素（如活泼、饥饱、疲劳程度及性周期等）得到随机化安排，实现了体重、性别等主要因素均衡，而活泼、饥饱、疲劳程度及性周期等次要因素随机。
　　有数种随机的方法，其中随机数字表法较为常用，即利用由计算机生成的随机数字表抽样和分组，包括完全随机分组、配对随机分组和随机区组等。
　　三、对照
　　设立对照（control）也是消除非处理因素影响，减少实验误差的重要原则，如果实验中不设立对照，常可能把非处理因素引起的偏倚当成处理因素的效应，从而得出错误的结论。对照是比较的基础，不设对照就难以进行比较，也就没有鉴别。例如不设对照而观察某药对“感冒”的治疗作用，结果患者全部痊愈，但并不能因此得出该药治疗作用良好，治愈率100%的结论，因为难以排除自愈的患者。
　　设立对照的对象之间要具有齐同可比性，除了诸如用药等需要明确影响的处理因素不同外，其他条件各组间应相同或具有可比性。例如药理学实验中的各组动物，要求体重、性别、动物品系和例数一致，同时对照组的动物也应采用同样溶媒、渗透压、酸碱度的对照物，以同等容量和速度同时、同地、同条件下给予，这样与药物处理组的可比性就会更好。设立对照在实验过程中发挥着排除非处理因素对处理因素干扰、监控实验条件变化、评价实验设计是否合理等作用。药理学实验中常用的对照有采用0.9%氯化钠溶液或溶媒代替药液，同容积给予的阴性对照和采用已知相似药理作用的典型上市药品作为参比的阳性对照；复制病理模型开展的实验，通过设立正常动物组，检验用药后患病动物是否恢复到正常水平，称为正常对照。此外尚有受试药不同剂量组间的互为对照、自身给药前后的对照等。设立的各组实验应力求同时、同地、同条件下进行，否则对照将失去意义；实验组与对照组例数相等时，统计效率最高。
　　第四节 实验数据的收集整理与分析
　　一、原始记录
　　原始记录是进行科学研究和技术总结的原始资料，其包括应用实验、观察、调查或资料分析等方法，根据实际情况直接记录或统计形成的各种数据、文字、图表、声像等原始资料。原始记录须做到准确及时、内容真实，书写清晰、整洁，防止漏记，不得随意涂改、伪造及编造数据。
　　（一）原始记录的内容
　　1. 实验时间、地点、温度、湿度等。
　　2. 实验动物的种类、性别、体重范围、标记编号、分组等。
　　3. 实验药物的名称、来源、种类、批号、剂型、浓度、剂量、给药途径、给药方法。
　　4. 观察指标的变化、实验进程、实验步骤及方法的详细记录和原始记录描记图纸的收集和保存。结果可用文字描述或以表格、图表形式记录。例如：
　　（1）热板法镇痛实验结果，以表格的形式记录，见表1-1。
　　表1-1 热板法镇痛实验结果（±s，n=）
　　（2）不同血管收缩剂及乙酰胆碱对肠系膜动脉舒缩功能的影响实验结果，以生理记录仪直接生成图的形式记录，见图1-1。
　　图1-1 不同血管收缩剂及乙酰胆碱对肠系膜动脉舒缩功能的影响
　　（二）原始记录的要求
　　1. 实验数据必须记载于正式实验记录本。
　　2. 计算机、自动记录仪器打印的图表和数据资料，临床研究中的检验报告书、体检表、知情同意书等应按顺序粘贴在记录本、记录纸或病历报告表的相应位置上，并在相应处注明实验日期和时间；不宜粘贴的，可另行整理装订成册并加以编号，同时在记录本相应处注明，以便查对。
　　3. 需采用带有页码的实验记录本或记录纸进行记录，并保持记录本（纸）完整，不得缺页（不可撕）、漏页（没有空页）或挖补；如有缺、漏页，应详细说明原因。
　　4. 实验记录本（纸）竖用横写，不得使用铅笔。实验记录应用字规范，字迹工整，不得随意删除、修改或增减数据。
　　二、实验数据的处理
　　实验结束后，应对原始记录进行分析和整理。对计量资料（如血压、心率、生化测定数值和作用时间等）和计数资料（如阳性、阴性反应数，死亡或存活数等