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电解质与药物对 心脏的作用. 人体机能实验中心 卢琼. 目录. 一 . 实验目的 二 . 实验原理及相关知识 三 . 实验材料 四 . 实验步骤 五 . 思考题 六 . 实验小结. 一 . 实验目的. 1. 学习离体蛙心灌流的实验方法 2. 观察内环境 ( interna lenvironment ) 因素的改变和强心甙类药物对离体蛙心活动的影响. 二 . 实验原理及相关知识.

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电解质与药物对 心脏的作用

人体机能实验中心

卢琼


目录

  • 一.实验目的

  • 二.实验原理及相关知识

  • 三.实验材料

  • 四.实验步骤

  • 五.思考题

  • 六.实验小结


.实验目的

  • 1.学习离体蛙心灌流的实验方法

  • 2.观察内环境(interna lenvironment)因素的改变和强心甙类药物对离体蛙心活动的影响


.实验原理及相关知识

  • 内环境的各种物理、化学性质是保持相对稳定的,称为内环境的稳态(homeostasis).保持内环境的稳态是细胞维持正常生理功能的必要条件,也是机体维持正常生命活动的必要条件.心脏正常的节律性活动必须在适宜的理化环境中进行,一旦内环境稳态被破坏,心脏的活动就会受到影响。


 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内,可保持其比较稳定的节律性兴奋和收缩(excitation and contraction).如改变任氏液的组成成分,离体心脏的心率和心肌收缩力就会发生相应的改变。

任氏液的组成成分表


1. 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内去除灌流液中的K+细胞外液K+浓度降低

阈电位之间的差距扩大静息电位绝对值增大

兴奋所需的刺激强度增大兴奋性降低


细胞外 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内K+浓度轻度升高 静息电位的绝对值减小

引起兴奋所需的刺激强度减小 阈电位之间的差距缩小

兴奋性升高

灌流液加入K+

细胞外严重高K+静息电位显著减少时

. 部分Na+通道失活 阈电位水平上移

兴奋性降低


2. 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内心肌细胞肌质网贮Ca2+量少,在收缩过程中有赖于细胞外Ca2+的内流.在心肌动作电位的平台期,细胞外的Ca2+通过L型Ca2+通道流入细胞,使胞质内Ca2+浓度升高,从而触发肌质网释放大量Ca2+,胞质内的Ca2+浓度升高约100倍,引起心肌收缩.这个过程称为钙触发钙释放(calcium-induced calcium release).


所以 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内,在一定范围内增加细胞外液Ca2+浓度,可使心肌收缩增强;反之,降低细胞外液中的Ca2+,可使心肌收缩力减弱.


3. 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内加入酸类,使细胞外H+的浓度升高,H+和Ca2+竞争性结合肌钙蛋白的结合位点,从而抑制Ca2+与肌钙蛋白结合,使心肌收缩力量减弱。

当再加入NaHCO3后,HCO3-与H+结合,解除了H+对Ca2+的抑制作用,Ca2+又可与肌钙蛋白结合,心肌的收缩力量恢复.


心肌收缩力减弱 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内

H+

抑制

抑制

NaHCO3

Ca2+ 肌钙蛋白

心肌收缩力增强


4 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内、强心苷类药物

心肌收缩力增强

治疗剂量

心率减慢

浦肯野纤维自律性↑

有效不应期(ERP)缩短

心律失常(eg:室速、室颤)

过量

抑制心肌细胞膜上Na+、K+-ATP酶

细胞内

缺K+


5. 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内乙酰胆碱(actylcholine,Ach)为胆碱能递质。

窦房结舒张期自动除极延缓

复极化电流增加动作电位

达阈值的时间延长

心率减慢

延长房室结和浦肯

野纤维的不应期

减慢传导

激动交感神经末梢

突触前M胆碱受体

抑制交感神经末梢

去甲肾上腺素释放

减弱心肌收缩力


6. 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内肾上腺素(adrenaline,epinephrine)是肾上腺髓质的主要神经递质.对心肌的特征表现为加速收缩性发展的速率(正性缩率作用,positive klinotropic effect)

心肌收缩性增强

adr作用于

离体心肌

β1受体

传导加速

心率加快


 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内.实验材料

  • 蟾蜍;铁支架、双凹夹、滴管、蛙心夹、蛙类手术器械一套、蛙板、张力换能器、BL-420E生物机能实验系统;0.65%NaCl、1%KCl、2%CaCl2、3%乳酸、2.5%NaHCO3、1:10000 乙酰胆碱(Actylcholine Ach)、1:10000肾上腺素(Adrenaline AD )、0.25g/L毒毛花苷K(strophanthin K) 、10g/L KCl、任氏液。


 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内.实验步骤

1.制备蟾蜍离体心脏

  • (1)暴露心脏

    取蟾蜍一只,破坏脑和脊髓,使其仰卧于蛙板上,剪去胸部皮肤及胸骨,再用眼科剪剪开心包,暴露心脏和动脉干。

  • (2)识别蛙心结构

    蛙心的腹面观与背面观


捣毁蛙脑和脊髓 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内


蛙心的解剖结构 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内


(3) 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内蛙心插管

在主动脉左侧分支下穿两根线,右侧分支下穿一根线,动脉主干下穿一根线备用。先结扎动脉干右侧分支,再用玻璃针将心脏翻至背面,在静脉窦以外结扎前后腔静脉(注意勿扎住静脉窦)。将心脏翻至腹面结扎动脉干左侧分支远端,然后用眼科剪刀在左侧分


支近心端剪一斜口。取一蛙心套管,注入适量任氏液于管内,用右手食指堵住套管外口拇指、中指和无名指夹持蛙心套管,用左手提起动脉干左侧分支远端结扎线,将蛙心套管的尖端自斜口插入动脉腔内,插至动脉圆支近心端剪一斜口。取一蛙心套管,注入适量任氏液于管内,用右手食指堵住套管外口拇指、中指和无名指夹持蛙心套管,用左手提起动脉干左侧分支远端结扎线,将蛙心套管的尖端自斜口插入动脉腔内,插至动脉圆


锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。


(4)锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。游离心脏

提起套管,在结扎线远心端分别剪断动脉干左﹑右侧分支和前﹑后腔静脉,将心脏离体。随即用任氏液反复换洗套管内液体至完全澄清。


穿 线锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。

剪开切口

游 离

插 管


2锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。.BL-420E生物机能实验系统的调试

  • (1)仪器连接

    用双凹夹将蛙心套管固定于铁支架上备用。在心室舒张时,用蛙心夹夹住心尖约1.5毫米, 将蛙心夹上的棉线向下绕过滑轮(或直接)连接到张力换能器上,再将张力换能器连接到计算机的相应接口。


  • (2)锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。按程序进入计算机操作系统。

  • (3)进入BL-Newcentury软件主界面的菜单条“实验项目”栏,选择“循环实验”中“蛙心灌流”项。

  • (4)记录前根据实验要求适当调整各项参数。


蛙心灌流实验装置的连接简图锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。


3锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。.实验装置准备妥当后,按以下实验项目进行观察。

(1)描记正常心脏收缩曲线,曲线幅度代表心室收缩的强弱,单位时间内的曲线个数代表心跳频率。曲线向上移动表示心室收缩,其顶点水平代表心室收缩所达到的最大程度;曲线向下移动表示心室舒张,其最低点即基线水平代表心室舒张的最大程度。


(2)锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。吸出插管内全部任氏液,换0.65%NaCl, 观察心搏曲线变化,待效应出现后,用新鲜任氏液反复换洗直至心搏曲线恢复正常。


波形显示锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。


(锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。3)在任氏液中加入3% CaCl2液1~2滴,观察心搏变化,效应出现后反复换洗至曲线恢复正常。

(4)加入1%KCl液1滴,观察心搏变化,效应出现后反复换洗至曲线恢复正常。

(5)加入1:10,000肾上腺素1~2滴,效应出现后反复换洗至曲线恢复正常。


(6)锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。在任氏液中加入1:10,000的乙酰胆碱1~2滴,观察心搏变化,效应出现后反复换洗至曲线恢复正常。

(7) 任氏液中加入3%乳酸1滴,观察心搏变化,效应出现后加入1~2滴2.5%NaHCO3, 再观察心搏曲线的变化,至心搏曲线基本恢复时,再用新鲜任氏液反复换洗直至心搏曲线恢复正常。


(8)锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。每隔30秒加入0.25g/L毒毛花苷K0.2ml,直 至出现心动过速或早搏。

(9)出现心律失常后,向插管内加入10g/L KCl溶液2~4滴,观察心率及心律变化。


注意事项锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。

  • 1.制备标本时尽量避免手和器械碰触心脏,结扎静脉时,勿扎住静脉窦

  • 2.插入蛙心插管后,立刻用任氏液反复换洗,待插管内的液体变成完全澄清为止;


  • 3锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。.加入药物时,先加入1~2滴,如果作用不明显再补加,不可一次加入太多药物,以免损伤心肌。当每种化学药物(尤其是抑制心脏活动的药物)作用已明显时,应立即换洗,以免心肌受损。反复用任氏液换洗数次,待心跳恢复后再进行下一个实验。


  • 4锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。.连接蛙心夹和张力换能器的棉线松紧度要合适。

  • 5.做每项实验时,都要在实验记录上做标记或者注解,以免混淆。

  • 6.每项实验时均应保持套管内的液面在相同高度。


锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。.思考题

  • 根据实验结果讨论强心苷类药物过量对心脏活动的毒性作用。


锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。.实验小结

  • 实验重点观察电解质和药物对离体心脏的影响,并分析其发生机制

表2 毒毛花苷K过量对蟾蜍离体心脏活动的毒性作用及解救


锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。3K+、Ca2+、H+、AD、Ach对蟾蜍离体心脏活动的影响


  • 实验难点锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。掌握蛙心插管和蛙心灌流的方法


THE END锥时略向后退,在心室收缩时,沿心室后壁方向向下插入心室。插管进入心室后,管内液面会随着心室跳动而上下波动。最后用近心端备用线结扎并固定蛙心套管和动脉管壁,并将结扎线固定于套管侧壁的小突起上。

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