蛙類斯氏離體心臟灌流(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上姓名 * 系年級 * 學(xué)號*科目 動物生理學(xué)實(shí)驗(yàn) 同組者 *、* 日期 * 蛙類斯氏離體心臟灌流【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 學(xué)習(xí)斯氏離體蛙心灌流法；2. 了解心肌的生理特性；3. 觀察Na+、K+、Ca2+離子等對離體心臟活動的影響?！緦?shí)驗(yàn)原理】心肌具有自動節(jié)律性（autorhythmicity）收縮的特性，可以用人工灌流的方法，研究心臟活動的規(guī)律及特點(diǎn)；還可以觀察灌流液成分的改變對離體心臟活動的影響?！緦?shí)驗(yàn)材料】1. 材料：蟾蜍。2. 器具：常用手術(shù)器械，解剖盤，蛙板（木質(zhì)），毀髓針，玻璃分針，手術(shù)剪，手術(shù)鑷，鐵釘，蛙心套管，套管夾，雙凹夾，滑輪，蛙心夾，支架，雙針形露絲刺激

2、電極，滴管，小燒杯，棉線，張力傳感器，生理信號采集系統(tǒng)。3. 試劑：任氏液，5NaCl溶液，1KCl溶液，2CaCl2溶液?！緦?shí)驗(yàn)步驟】1. 暴露動物心臟取一只蟾蜍，雙毀髓后背位置于蛙板上，一手持手術(shù)鑷提起胸骨后方的皮膚，另一只手持手術(shù)剪剪開一個小口，然后將剪刀由開口處伸向皮下，向左、右兩側(cè)下頜角方向剪開皮膚。將皮膚掀向頭端，再用手術(shù)鑷提起胸骨后方的腹肌，在腹肌上剪一口，將金冠剪緊貼體壁向前伸入（勿傷及心臟和血管），并沿皮膚切口方向剪開體壁，剪斷左右烏喙骨和鎖骨，使創(chuàng)口呈一倒三角形。一手持眼科鑷，提起心包膜，另一手用眼科剪剪開心包膜，暴露心臟。2. 斯氏蛙心插管仔細(xì)識別心臟周圍的大血管。在左主

3、動脈下方穿一線，并打一活結(jié)備用。左手提起主動脈上的結(jié)扎線，右手用眼科剪在結(jié)扎線下方、沿向心方向?qū)用}壁上剪一斜口。選擇大小適宜的蛙心套管，然后將成盛有少量（套管內(nèi)23cm高度）任氏液（內(nèi)含葡萄糖）的斯氏蛙心套管，由開口處插入動脈圓錐。當(dāng)套管尖端到達(dá)動脈圓錐基部時，應(yīng)將套管稍稍后退，使尖端向動脈圓錐的背部后下方及心尖方向推進(jìn)，經(jīng)主動脈瓣插入心室腔內(nèi)（于心室收縮時插入，但不可插得過深，以免心室壁堵住套管口）。此時可見血液沖入套管，并使液面隨心臟搏動而上下移動，表明操作成功（否則需退回并重新插入）。用滴管吸取套管中的血液，更換新鮮任氏液。穩(wěn)定住套管后，輕輕提起備用線，將左、右主動脈連同插入的套管用雙

4、線緊緊扎緊（不得漏夜），再將結(jié)線固定在套管的小玻璃鉤上，然后剪斷結(jié)扎線上方的血管。輕輕提起套管和心臟，看清靜脈竇的位置，于靜脈竇下方剪斷有牽連的組織，僅保留靜脈竇與心臟的聯(lián)系，使心臟離體。（切勿損傷靜脈竇）。用任氏液反復(fù)沖洗心室內(nèi)余血，使套管內(nèi)灌流液不再有殘留血液。保持套管內(nèi)液面高度一致（1.52cm），即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 圖1 斯氏蛙心插管法3. 連接實(shí)驗(yàn)裝置將插好離體心臟的套管固定在支架上，用蛙心夾夾住少許心尖部的肌肉（不可夾得過多，以免因夾破心室而漏液）。在將蛙心夾上的系線繞過一個滑輪與張力傳感器相連。注意：勿使灌流液滴到傳感器上。打開生理信號采集系統(tǒng)，接通張力傳感器輸入通道。調(diào)節(jié)系線的拉力

5、，使心臟的收縮活動在顯示屏上出現(xiàn)。調(diào)節(jié)顯示器上心臟收縮曲線的幅度適中。調(diào)整掃描速度，使心搏曲線的幅度與寬度適中。 圖2 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖4. 實(shí)驗(yàn)觀察（1）記錄正常心搏曲線。（2）向套管內(nèi)滴加2-3滴5NaCl溶液，做好加藥記號，觀察心搏曲線的頻率及振幅變化當(dāng)曲線出現(xiàn)明顯變化時，應(yīng)立即吸去套管中的灌流液，并做好沖洗標(biāo)記，迅速用新鮮任氏液清洗，待心搏恢復(fù)正常。（3）同法向套管內(nèi)加入1-3滴2CaCl2溶液，觀察并記錄心搏曲線的變化。當(dāng)出現(xiàn)明顯變化時，立即更換任氏液，待心搏恢復(fù)正常（如果恢復(fù)遲緩，可多次沖洗）。（4）向套管中加入1-2滴1KCl溶液， 記錄心搏曲線的變化?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)果及分析】背景知識：

6、心肌細(xì)胞動作電位和主要離子活動（以心室肌細(xì)胞為例）。心室肌細(xì)胞的動作電位由除極化過程和復(fù)極化過程所組成，共分為五個時期：圖3 心室肌細(xì)胞動作電位和主要離子活動1. 除極化過程（0期）：當(dāng)心肌細(xì)胞接受一個閾上刺激時，膜內(nèi)電位由靜息狀態(tài)時的-90mV去極化并反極化到+20mV+30mV，構(gòu)成動作電位的上升相，稱為0期。歷時僅12ms。其正電位部分稱為超射。形成機(jī)制：當(dāng)心室肌細(xì)胞受到刺激產(chǎn)生興奮時，首先引起Na+離子通道（快Na+通道）的部分開放和少量Na+離子內(nèi)流，膜局部去極化。當(dāng)去極化到閾電位水平（-65mV）時，大大增加膜上Na+離子通道開放的數(shù)量，出現(xiàn)再生性Na+離子內(nèi)流，使膜進(jìn)一步去極化，

7、最終使膜內(nèi)外電位發(fā)生反轉(zhuǎn)，趨近于Na+離子的平衡電位。2. 復(fù)極化過程：當(dāng)心室肌細(xì)胞去極化達(dá)到頂峰后，開始復(fù)極化過程。根據(jù)膜電位變化曲線的形狀及其形成的離子機(jī)制不同，可將其可分為4個時期：（1）快速復(fù)極化初期（1期）：膜電位由+30mV迅速下降至0mV左右，歷時約10ms。與0期去極化組成了鋒電位。形成機(jī)制：Na+離子通道失活，Na+離子內(nèi)流停止。同時K+離子通道被激活后形成K+離子瞬時外流，引起膜電位初期的快速復(fù)極化。（2）平臺期（2期）：表現(xiàn)為膜電位變化較小，電位接近于0mV水平，持續(xù)100150ms。此期為心室肌細(xì)胞區(qū)別于神經(jīng)或骨骼細(xì)胞動作電位的主要特征。形成機(jī)制：在早期平臺期，Ca2+

8、離子的內(nèi)流和K+離子的外流所負(fù)載的跨膜電荷量幾乎等，膜電位穩(wěn)定于1期復(fù)極化所達(dá)到的零電位水平。隨后，慢鈣通道逐漸失活，而K+離子外流逐漸增加，出膜的正電荷量逐漸增加，結(jié)果膜內(nèi)電位逐漸下降，形成晚期平臺期。（3）快速復(fù)極化末期（3期）：繼平臺期之后，細(xì)胞膜復(fù)極化速度加快，膜內(nèi)電位由0mV逐漸下降到-90mV的靜息電位水平。歷時100150ms。形成機(jī)制：外向K+離子流逐漸增強(qiáng)，超過內(nèi)流的Ca2+離子。（4）靜息期（4期）：膜復(fù)極化完畢，膜電位恢復(fù)并穩(wěn)定在-90mV的靜息電位水平。形成機(jī)制：由于此期膜內(nèi)、外各種正離子濃度的相對比例尚未恢復(fù)，細(xì)胞膜的離子轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制加強(qiáng)，通過Na+- K+泵的活動和Na

9、+- Ca2+交換作用，將內(nèi)流的Na+離子和Ca2+離子排出膜外，將外流的K+離子轉(zhuǎn)運(yùn)入膜內(nèi)，使細(xì)胞內(nèi)外離子分布恢復(fù)到靜息狀態(tài)水平，從而保持心肌細(xì)胞正常的興奮性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1. 正常心搏曲線圖4 蟾蜍離體心臟正常心搏曲線2. 5NaCl溶液對蟾蜍離體心臟活動的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果：滴加5NaCl溶液，蟾蜍離體心臟收縮力顯著減弱，洗去NaCl溶液，蟾蜍心臟收縮力逐漸恢復(fù)正常。圖5 5NaCl溶液對蟾蜍離體心臟活動的影響結(jié)果分析：心肌細(xì)胞的收縮對細(xì)胞外Ca2+的濃度有很高的依賴性。在任氏液中滴加NaCl溶液，Na+與Ca2+內(nèi)流的競爭性抑制導(dǎo)致Ca2+內(nèi)流減少，心肌的收縮活動也隨之減弱。3. 2CaCl2

10、溶液對蟾蜍離體心臟活動的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果：滴加2CaCl2溶液，蟾蜍離體心臟收縮力顯著增強(qiáng)，洗去CaCl2溶液，蟾蜍心臟收縮力逐漸恢復(fù)正常。 圖6 2CaCl2溶液對蟾蜍離體心臟活動的影響結(jié)果分析：向任氏液中滴加CaCl2溶液，細(xì)胞外Ca2+濃度上升，內(nèi)流增加，肌質(zhì)網(wǎng)Ca2+的儲存量和釋放量增加，心肌收縮力增強(qiáng)。當(dāng)肌漿中的Ca2+濃度不斷升高，Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合數(shù)量不斷增加，甚至達(dá)到只結(jié)合不解離的程度，心肌將會處于持續(xù)收縮狀態(tài)，稱為“鈣僵”。4. 1KCl溶液對蟾蜍離體心臟活動的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果：滴加1KCl溶液，蟾蜍離體心臟收縮力顯著減弱，洗去NaCl溶液，蟾蜍心臟收縮力逐漸恢復(fù)正常。 洗滌過程

11、中動作過于劇烈，對心搏曲線造成了影響圖7 1KCl溶液對蟾蜍離體心臟活動的影響結(jié)果分析：向任氏液中滴加KCl溶液，細(xì)胞外K+離子濃度升高，而K+與Ca2+有競爭性拮抗作用，K+可抑制細(xì)胞膜對Ca2+的轉(zhuǎn)運(yùn)，使進(jìn)人細(xì)胞的Ca2+減少，心肌的“興奮-收縮耦聯(lián)”過程減弱，心肌收縮力降低。細(xì)胞外K+濃度較高時，膜內(nèi)外K+濃度梯度減小，靜息電位的絕對值減小，Na+通道失活，心肌的興奮性喪失，心肌不能興奮和收縮，停止于舒張狀態(tài)，此時，僅由 Ca2+來構(gòu)成動作電位，鈣通道激活慢，去極化上升幅度小而緩慢，因此興奮傳導(dǎo)性降低?！舅伎碱}選作】1. 本實(shí)驗(yàn)說明心肌的哪些生理特性？答：（1）自動節(jié)律性；（2）興奮性；

12、（3）傳導(dǎo)性；（4）收縮性。2. 用本實(shí)驗(yàn)說明內(nèi)環(huán)境相對恒定的重要意義。答：多細(xì)胞動物機(jī)體內(nèi)，全部細(xì)胞的新陳代謝，都必須通過內(nèi)環(huán)境才能進(jìn)行。內(nèi)環(huán)境中各種理化因素維持在相對恒定的狀態(tài)，即使外壞境有強(qiáng)烈的變化，機(jī)體的內(nèi)環(huán)境仍可以保持相對恒定。當(dāng)內(nèi)環(huán)境的相對恒定被破壞時，機(jī)體的生命過程就會遭到損壞，包括心臟的節(jié)律性跳動，等。3. 試分析任氏液中適量的鈉、鈣與鉀離子對心肌的作用。答：略。4. 為何強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中保持灌流液面的恒定？灌流量對心肌活動有什么影響？答：保持灌流液面恒定，是為了保證對心臟的壓力保持恒定，否則，不能說明心搏曲線的變化是由藥物引起還是由壓力的變化引起。灌流量大，對心肌的壓力大，心臟所承受的負(fù)荷大，心肌活動能力會略微減弱；反之，心肌活動能力會略有加強(qiáng)。【注意事項(xiàng)】1. 暴露心臟的過程中要小心，不要將血管剪斷；2. 用棉線結(jié)扎血管時要扎緊，避免漏液；3. 插管時，不要插得過深，以免心室壁堵住套管口；4. 將左、右主動脈連同插入的套管用雙線緊緊扎緊，避免漏夜，再將結(jié)線固定在套管的小玻璃鉤上，避免脫落；5. 于靜脈竇下方剪斷有牽連的組織，僅保留靜脈竇與心臟的聯(lián)系，使心臟離