1、南京医科大学南京医科大学 作为两栖类动物蟾蜍或蛙心起搏点的静脉窦能自动产生节律性兴奋。将失去神经支配的离体蛙心保持在适宜的理化环境中(用任氏液灌流),在一定时间内仍能保持节律性兴奋,产生节律性收缩。心脏正常的节律性活动依赖于内环境理化因素的相对稳定,因此,改变灌流液的成份,可以引起心脏活动的改变。工作细胞 静息电位:K+平衡电位 动作电位:Na+、K+、Ca2+心脏的神经支配 心交感神经:递质去甲肾上腺素 心迷走神经:递质是乙酰胆碱 体液调节例如:血儿茶酚胺(肾上腺素、去甲肾上腺素)本实验的目的是学习离体蛙心的灌流方法,并观察钠、钾、钙三种离子、肾上腺素、乙酰胆碱等因素对心脏活动的影响。破坏脑
2、和脊髓 开胸,暴露心脏 在两根主动脉下方穿两根线备用,另在左主动脉下方穿一根线,接扎左主动脉 左主动脉根部剪口,插管:先入主动脉圆锥,插管稍稍后退,旋转约90度,在心室收缩期将插管插入心室,此时瓣膜打开,容易进入。如插好,插管内的任氏液面会随心室的舒缩而上下波动。任氏液简单换洗(防止血凝,产生小的血块堵塞插管)结扎,绕侧勾,剪断两根主动脉 在静脉窦下方结扎,剪断静脉。换洗数次,直至蛙心变黄。蛙心插管内的任氏液面保持在合适的高度。连接装置。蛙心夹在舒张期夹住心尖,线绕过滑轮连接换能器(可防止损坏换能器,还可防止蛙心不被拉穿,拉破)蛙心插管蛙心插管 插管切忌用力过大,和插管过深,插入肌肉。第3根结
3、扎线尽量下压,以免伤及静脉窦。游离蛙心时,勿伤及静脉窦,要连静脉窦 一起取下。在心脏收缩期插入插管 在心脏舒张期夹蛙心夹 蛙心插管中的液面应保持恒定,以免影响实验 结果 吸新鲜任氏液的滴管要与吸插管内液体的滴管 要分开,以免影响实验现象的观察和结果分析 进行各观察项目时,作用明显后应立即用新 鲜任氏液换洗,以免心肌受损,心跳难以恢复 待心跳恢复正常频率和幅度后,方能进行下一 步实验。滴加药品时,要及时标记,以方便观察分析1)描记正常曲线,观察收缩与舒张相2)蛙心插管内的任氏液全部更换为0.65的NaCl3)全部更换为新鲜任氏液,反复换洗数次,待曲线恢复正常,滴加2%CaCl 1-2滴4)任氏液
4、反复换洗,曲线恢复正常,在任氏液中滴加1%KCl 1-2滴5)任氏液反复换洗,曲线恢复正常,在任氏液中滴加1:10000肾上腺素(Adr)1-2滴6)任氏液反复换洗,曲线恢复正常,在任氏液中滴加1:10000乙酰胆碱(Ach)1-2滴 正常蛙心收缩曲线 曲线幅度:代表心脏收缩的强弱。曲线密度:代表心跳频率。曲线的规律性:代表心跳的节律性。曲线的基线:代表心室舒张的程度。曲线的顶点水平:代表心室收缩的程度。蛙心插管内的任氏液全部更换为0.65的NaCl后,曲线(观察收缩幅度,舒张程度以及心率)有什么变化?为什么?滴加2%CaCl 1-2滴后曲线有什么变化?为什么?在任氏液中滴加1%KCl 1-2
5、滴曲线有什么变化?为什么?在任氏液中滴加1:10000肾上腺素(Adr)1-2滴后曲线有什么变化?为什么?在任氏液中滴加1:10000乙酰胆碱(Ach)1-2滴后曲线有什么变化?为什么?1.低钙低钙:心肌的收缩活动是由Ca2+触发的,由于心肌细胞的肌浆网不发达,故心肌收缩的强弱与细胞外Ca2+的浓度成正比。任氏液中含有0.65%的NaCl,也含有Ca2+,但全部换成0.65%NaCl,没有Ca2+,造成灌流液中缺少钙离子缺少钙离子,以致心肌细胞动作电位2期内流的Ca2+减少,胞浆内Ca2+浓度减少,所以心肌的收缩活动减弱。如果长时间用0.65的NaCl溶液灌注蛙心,心脏最终会停止收缩,但心肌仍
6、能产生动作电位,这种现象称为兴奋收缩脱耦联,是心肌细胞内缺少Ca2+的表现。2.高钙:高钙:蛙心收缩力增强,但舒张不完全,收缩基线上移。在Ca2+浓度较高的情况下,心脏会停止在收缩状态,称为钙僵。心肌的舒缩活动与肌浆中的Ca2+浓度高低有关,当Ca2+浓度升高至10-5mol/l时,作为钙受体的肌钙蛋白结合了足够的Ca2+,这就引起肌钙蛋白分子构型的改变,从而触发肌丝滑行,肌纤维收缩。当肌浆中的Ca2+浓度降至10-7mol/l时,Ca2+与肌钙蛋白解离,心肌随之舒张。当用高Ca2+任氏液灌注蛙心,使得肌浆中的Ca2+浓度不断升高,Ca2+与肌钙蛋白结合数量不断增加,甚至达到只结合而不解离的程
7、度,于是,心肌将持续收缩,出现钙僵。3.高高K+:心跳明显减弱,甚至出现心脏停止于舒张状态的现象。一:细胞外K浓度升高时,K+与Ca2+有竞争性拮抗作用,K+可以抑制细胞膜对Ca2+的转运,使进入细胞内的Ca2+减少,心肌的兴奋收缩耦联过程减弱,心肌收缩力降低。二:细胞外K+浓度升高时,膜内外的K+浓度梯度减小,静息电位的绝对值减小,当轻微的高K+时,细胞的静息电位抬高,使得容易达到阈电位,兴奋性提高。但当细胞外K+浓度显著升高时,静息电位的绝对值过度减小,Na+离子通道失活,心肌的兴奋性丧失,不能兴奋和收缩,停止于舒张状态。4.加入肾上腺素肾上腺素后,可见曲线幅度明显加大,蛙心收缩增强,基线下降,心脏舒张完全。肾上腺具有正性变力,正性变时,正性变传导作用。机理为:肾上腺与心肌细胞上的受体相结合,提高心肌细胞与肌浆网膜Ca2+通透性,导致肌浆中Ca2+浓度升高,心肌收缩增强。另外,肾上腺还有降低肌钙蛋白与Ca2+的亲和力,促使肌钙蛋白对Ca2+的释放速率增加,提高肌浆网膜摄取Ca2+的速度,使复极期向细胞外排出Ca2+的作用加速。这样,使心肌舒张速度增快,舒张完全。5乙酰胆碱:乙酰胆碱:使得蛙心收缩减弱,收缩曲线基线下移,心率减慢。与心肌细胞膜M受体结合,可以使腺甘酸环化酶抑制,细胞内CAMP浓度降低,肌浆网释放Ca2+减少,收缩力减弱。