生理实验课件：蛙心灌流
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收缩力↓
【结果分析】
1. 任氏液：正常对照
3. 3%CaCl2（1～2滴）
[Ca2+ ]o↑ Ca2+内流↑
[Ca2+]i↑
*舒张期Ca2+与肌钙蛋 白不完全解离，产生 Ca2+强直，基线上移。
兴奋-收缩耦联↑ 收缩力↑
【结果分析】
1. 任氏液：正常对照 4. 1%KCl（1滴）
AP平台期缩短 Ca2+内流↓
自律细胞：(特殊传导系统)： 窦房结P细胞(pacemaker cell) 浦肯野细胞(Purkinje cell) 有兴奋性、传导性，自律性，收缩功能基本
丧失
(一)心室肌的静息电位和动作电位 1.静息电位(resting potential)：-90mv其形成机制与骨骼肌和
神经纤维相似。 2. 动作电位(action potential)：
与心肌M受体结合 K+外流↑, Ca2+内流↓
[Ca 2+ ]i↓ E-C耦联↓
收缩力↓
最大复极电位↑ 4期K+外流↑
自律性↓
心率 ↓
【结果分析】
1. 任氏液：正常对照
7. 3%乳酸（1滴）
乳酸 碳酸氢钠
ห้องสมุดไป่ตู้
H+与Ca 2+竞争肌钙蛋白，Ca2+不能与 肌钙蛋白结合，收缩力↓。
8. 2.5％NaHCO3 （2-4滴）
兴奋-收缩耦联↓
收缩力↓
【结果分析】
1. 任氏液：正常对照
5. 1:10000E（1～2滴）
与心肌β1受体结合
cAMP
Ca2+内流↑ 肌浆网释放Ca2+↑
4期 If 、I CaT通道↑ 4期自动去极速度↑
自律性↑
E-C耦联↑ 收缩力↑
心率↑
【结果分析】
1. 任氏液：正常对照 6. 1:10000Ach（1滴）
插管插入心室标志 见血液涌入插管内，并随心跳上下波动。
一、离体蟾蜍心脏的制备 4.将松结线扎紧，并固定在插管的侧管上。
5.摘出心脏 任氏液冲洗数次
（避免损伤静脉窦）
一、离体蟾蜍心脏的制备
二、连接实验装置
1.用试管夹将蛙心插管固 定在万能支台上
2.把张力换能器固定在万 能支台上，在心室舒张 期将与换能器相连的蛙 心夹夹在心尖上。
接触
【观察项目】
1.描记正常的心跳曲线 2.在心室舒张早、中、晚期刺激，观察心跳
曲线的变化
【注意事项】
1.实验过程中滴加任氏液湿润心脏 2.两电极避免接触短路 3.刺激强度避免过大
一、离体蟾蜍心脏制备
1.取蟾蜍一只，破坏脑和脊髓。 2.打开胸腔，暴露心脏。
一、离体蟾蜍心脏制备
1.取蟾蜍一只，破坏脑和脊髓 2.打开胸腔，暴露心脏。
（腹面）
（背面）
一、离体蟾蜍心脏制备
3.蛙心插管
♦ 在主A干下穿一线打 一松结；在左主A下再 穿一线结扎。
♦ 在A圆锥、左主A根部剪 口，将蛙心插管插入心室内。
兴奋性(excitability) 自律性(autorhythmicity) 电生理特性 传导性(conductivity) 收缩性(contractivity) — 机械特性
（一）兴奋性 1. 兴奋性周期变化： （1）有效不应期 （2）相对不应期 （3）超常期
2. 影响兴奋性的因素
1. 静息电位水平
蛙心灌流
【实验原理】
心脏的自动节律性活动，需要有一个合适 的理化环境。
蟾蜍心脏离体后，用任 氏液灌流，心脏在一定时间 内可保持节律性收缩与舒张。 改变灌流液的成分，心脏跳 动的频率和幅度会随之发生 改变。
一、复习理论知识
心肌细胞(myocardial cell)：
工作细胞(working cardiac cell)： 心房肌和心室肌 收缩性，兴奋性，传导性，无自律性。
【实验目的】
用离体蛙心灌流的方法观察：
① Na+、K+、Ca2+ ② 酸、碱度 ③ E、Ach
对心脏活动的影响
【实验对象】
【实验器材和药品】
生物机能实验系统 张力换能器、蛙心夹 蛙心插管、试管夹 缝合线、双凹夹 万能支台 蛙类手术器械 滴管两只
任氏液 0.65％NaCl l％KCl 3％CaC12 l：10,000 E l：10,000 ACh 3％乳酸 2.5％NaHCO3
2. 阈电位水平
3. Na+通道的状态：
备用、激活、失活
三种功能状态
（二）自律性
1.心脏的起搏点：窦房结90~100次/min，房室交界(40~60 次/min)、末梢浦肯野纤维网(15~40次/min)。
正常起搏点：窦性心律；
潜在起搏点：异位起搏点。 窦房结通过两种方式控制潜在起搏点：
抢先占领(preoccupation)：潜在起搏点4期自动去极化尚未到 阈电位水平之前，已被窦房结传来的冲动所激动而产生动 作电位，其自身的自律性就不可能出现。
• Phase 2 (平台期)：Ca2+内流和Na+内流(少量)，K+外流互相 平衡状态 跨膜电位：0 mv 等电位(心室肌主要特征)
• Phase 3 (快速复极末期) ：L型钙通道失活K+外流增加所致
(3) 静息期：(Phase4)：恢复期。 -90mV，活跃的离子转
运
（二）自律细胞的跨膜电位及机制 1. 窦房结细胞的动作电位及其形成机制：
【实验对象】：蟾蜍
【实验器材和药品】
BL420生物机能实验系统、张力换能器、蛙心夹、 电刺激器、任氏液、蛙类手术器械、铁支架、双
凹夹。
【实验步骤】
（1）取蟾蜍一只，破坏脑和脊髓，暴露心脏。 （2）在心舒期用蛙心夹夹住心尖约1mm。将蛙心夹上的
连线连至换能器。 （3）将刺激电极固定于铁支架上，将其电极和心室密切
代偿间歇(compensatory pause)：期前兴奋也有自己的不 应期，紧接期前兴奋之后的一次窦房结传来的兴奋带落在 其有效不应期而“脱失”，则不能引起心室兴奋和收缩， 必须等到再下一次窦房结的兴奋传来时，才发生收缩。所 以在一次期前收缩之后，往往有一段较长的心脏舒张期， 称为代偿间歇。
心肌组织：
1 任氏液
灌流
2 0.65%NaCl 灌流
3 3%CaCl2
1～2滴
4 1%KCl
1～2滴
5 1:10000 E 1～2滴
6 1:10000 Ach 1 滴
7 3% 乳酸
1滴
8 2.5% NaHCO3 2～4 滴
心肌(率、力)变化
*【注意事项】
♦ 当每种化学药物作用已明显时，应立即 将蛙心插管内液体吸出而换上任氏液数 次，以免心肌受损。
0 期： 最大复极电位为-60~-65mv，净内向电流起 自动除极阈电位(-40mv)，达到- 40mv时L型Ca ++ 通道激活钙内流。
钙通道是慢钙通道。窦房结细胞是慢反应自 律细胞。受细胞外Ca++浓度的影响
0期后直接进入3期复极化过程
3 期：Ik通道开放，K +外流增加，导致3期复极。
4 期：机制复杂，净内向离子电流引起4 期自动去极 化(If , Ica-T)。
7 3% 乳酸
1滴
8 2.5% NaHCO3 2～ 4滴
心肌(率、力)变化
正常 力↓
力↑，舒张不完全 力↓
力↑，心率↑ 力↓，心率↓
力↓ 恢复正常
【实验结果】
【结果分析】
1. 任氏液：正常对照 2. 0.65%NaCl灌流
0.65%NaCl灌流 → Ca2+内流↓ [Ca2+]i↓
兴奋-收缩耦联↓
♦ 须待心跳恢复正常后，才能进行下一实 验项目。
♦ 每次换液时，蛙心插管内液面应保持相 同高度。
♦ 吸管使用要分开，不可混淆。
【实验结果】
顺序 观察项目 药量
1 任氏液
灌流
2 0.65%NaCl 灌流
3 3%CaCl2
1～2滴
4 1%KCl
1～2滴
5 1:10000 E 1～2滴
6 1:10000 Ach 1 滴
(1) 除极过程：0 期(phase 0)：电压门控式Na+通道开放
达到阈电位Na+通道大量开放去极化
(2) 复极化过程：1，2，3期 (200300 ms)
• Phase 1 (快速复极初期)：快Na+通道关闭，瞬时性外向K+通 道激活(Ito) K+快速外流 跨膜电位： +20 ~ +30mv 0mv
超速驱动压抑(overdrive suppression)：在自律性很高的窦房 结兴奋驱动下，潜在起搏点以远远超过它们自身自动兴奋 的频率“被动”兴奋—超速驱动。较长时间后出现了本身 自律活动被抑制效应；一旦窦房结的驱动中断，潜在起搏 点需要一定的时间才能从被压抑状态中恢复其自律性的现 象—超速驱动压抑。频率差别越大，抑制效应越强。
中和H+，Ca2+与肌钙蛋白结合， 收缩力恢复。
【结论】
1. 心肌的生理功能依靠内环境稳态 2. 各种因素对心肌收缩力的影响主要
通过Ca2+实现
期前收缩和代偿间歇
【实验目的】
学习蟾蜍心跳曲线的记录方法；对期前收缩和代偿间歇进行观察，了解 心肌兴奋性变化的特点
【实验原理】
期前收缩(premature systole)：心室在有效不应期之后受到 人为或病理性刺激，可产生正常节律以外的兴奋，引起额 外收缩。因发生在下一次正常收缩之前—期前收缩。
换能器
*换能器的连线应与插管中轴在同一直线上，即与地面垂直
四、观察项目
调整增益 、走纸速度，使蛙心收缩曲线至最 好观察形态。
（一）描记正常心搏曲线
曲线幅度 —— 收缩的强弱 曲线疏密 —— 心率 曲线规律性 —— 心跳的节律性 曲线基线 —— 舒张的程度
（二）离子和药物的影响
顺序 观察项目 药量
【结果分析】
1. 任氏液：正常对照
3. 3%CaCl2（1～2滴）
[Ca2+ ]o↑ Ca2+内流↑
[Ca2+]i↑
*舒张期Ca2+与肌钙蛋 白不完全解离，产生 Ca2+强直，基线上移。
兴奋-收缩耦联↑ 收缩力↑
【结果分析】
1. 任氏液：正常对照 4. 1%KCl（1滴）
AP平台期缩短 Ca2+内流↓
自律细胞：(特殊传导系统)： 窦房结P细胞(pacemaker cell) 浦肯野细胞(Purkinje cell) 有兴奋性、传导性，自律性，收缩功能基本
丧失
(一)心室肌的静息电位和动作电位 1.静息电位(resting potential)：-90mv其形成机制与骨骼肌和
神经纤维相似。 2. 动作电位(action potential)：
与心肌M受体结合 K+外流↑, Ca2+内流↓
[Ca 2+ ]i↓ E-C耦联↓
收缩力↓
最大复极电位↑ 4期K+外流↑
自律性↓
心率 ↓
【结果分析】
1. 任氏液：正常对照
7. 3%乳酸（1滴）
乳酸 碳酸氢钠
ห้องสมุดไป่ตู้
H+与Ca 2+竞争肌钙蛋白，Ca2+不能与 肌钙蛋白结合，收缩力↓。
8. 2.5％NaHCO3 （2-4滴）
兴奋-收缩耦联↓
收缩力↓
【结果分析】
1. 任氏液：正常对照
5. 1:10000E（1～2滴）
与心肌β1受体结合
cAMP
Ca2+内流↑ 肌浆网释放Ca2+↑
4期 If 、I CaT通道↑ 4期自动去极速度↑
自律性↑
E-C耦联↑ 收缩力↑
心率↑
【结果分析】
1. 任氏液：正常对照 6. 1:10000Ach（1滴）
插管插入心室标志 见血液涌入插管内，并随心跳上下波动。
一、离体蟾蜍心脏的制备 4.将松结线扎紧，并固定在插管的侧管上。
5.摘出心脏 任氏液冲洗数次
（避免损伤静脉窦）
一、离体蟾蜍心脏的制备
二、连接实验装置
1.用试管夹将蛙心插管固 定在万能支台上
2.把张力换能器固定在万 能支台上，在心室舒张 期将与换能器相连的蛙 心夹夹在心尖上。
接触
【观察项目】
1.描记正常的心跳曲线 2.在心室舒张早、中、晚期刺激，观察心跳
曲线的变化
【注意事项】
1.实验过程中滴加任氏液湿润心脏 2.两电极避免接触短路 3.刺激强度避免过大
一、离体蟾蜍心脏制备
1.取蟾蜍一只，破坏脑和脊髓。 2.打开胸腔，暴露心脏。
一、离体蟾蜍心脏制备
1.取蟾蜍一只，破坏脑和脊髓 2.打开胸腔，暴露心脏。
（腹面）
（背面）
一、离体蟾蜍心脏制备
3.蛙心插管
♦ 在主A干下穿一线打 一松结；在左主A下再 穿一线结扎。
♦ 在A圆锥、左主A根部剪 口，将蛙心插管插入心室内。
兴奋性(excitability) 自律性(autorhythmicity) 电生理特性 传导性(conductivity) 收缩性(contractivity) — 机械特性
（一）兴奋性 1. 兴奋性周期变化： （1）有效不应期 （2）相对不应期 （3）超常期
2. 影响兴奋性的因素
1. 静息电位水平
蛙心灌流
【实验原理】
心脏的自动节律性活动，需要有一个合适 的理化环境。
蟾蜍心脏离体后，用任 氏液灌流，心脏在一定时间 内可保持节律性收缩与舒张。 改变灌流液的成分，心脏跳 动的频率和幅度会随之发生 改变。
一、复习理论知识
心肌细胞(myocardial cell)：
工作细胞(working cardiac cell)： 心房肌和心室肌 收缩性，兴奋性，传导性，无自律性。
【实验目的】
用离体蛙心灌流的方法观察：
① Na+、K+、Ca2+ ② 酸、碱度 ③ E、Ach
对心脏活动的影响
【实验对象】
【实验器材和药品】
生物机能实验系统 张力换能器、蛙心夹 蛙心插管、试管夹 缝合线、双凹夹 万能支台 蛙类手术器械 滴管两只
任氏液 0.65％NaCl l％KCl 3％CaC12 l：10,000 E l：10,000 ACh 3％乳酸 2.5％NaHCO3
2. 阈电位水平
3. Na+通道的状态：
备用、激活、失活
三种功能状态
（二）自律性
1.心脏的起搏点：窦房结90~100次/min，房室交界(40~60 次/min)、末梢浦肯野纤维网(15~40次/min)。
正常起搏点：窦性心律；
潜在起搏点：异位起搏点。 窦房结通过两种方式控制潜在起搏点：
抢先占领(preoccupation)：潜在起搏点4期自动去极化尚未到 阈电位水平之前，已被窦房结传来的冲动所激动而产生动 作电位，其自身的自律性就不可能出现。
• Phase 2 (平台期)：Ca2+内流和Na+内流(少量)，K+外流互相 平衡状态 跨膜电位：0 mv 等电位(心室肌主要特征)
• Phase 3 (快速复极末期) ：L型钙通道失活K+外流增加所致
(3) 静息期：(Phase4)：恢复期。 -90mV，活跃的离子转
运
（二）自律细胞的跨膜电位及机制 1. 窦房结细胞的动作电位及其形成机制：
【实验对象】：蟾蜍
【实验器材和药品】
BL420生物机能实验系统、张力换能器、蛙心夹、 电刺激器、任氏液、蛙类手术器械、铁支架、双
凹夹。
【实验步骤】
（1）取蟾蜍一只，破坏脑和脊髓，暴露心脏。 （2）在心舒期用蛙心夹夹住心尖约1mm。将蛙心夹上的
连线连至换能器。 （3）将刺激电极固定于铁支架上，将其电极和心室密切
代偿间歇(compensatory pause)：期前兴奋也有自己的不 应期，紧接期前兴奋之后的一次窦房结传来的兴奋带落在 其有效不应期而“脱失”，则不能引起心室兴奋和收缩， 必须等到再下一次窦房结的兴奋传来时，才发生收缩。所 以在一次期前收缩之后，往往有一段较长的心脏舒张期， 称为代偿间歇。
心肌组织：
1 任氏液
灌流
2 0.65%NaCl 灌流
3 3%CaCl2
1～2滴
4 1%KCl
1～2滴
5 1:10000 E 1～2滴
6 1:10000 Ach 1 滴
7 3% 乳酸
1滴
8 2.5% NaHCO3 2～4 滴
心肌(率、力)变化
*【注意事项】
♦ 当每种化学药物作用已明显时，应立即 将蛙心插管内液体吸出而换上任氏液数 次，以免心肌受损。
0 期： 最大复极电位为-60~-65mv，净内向电流起 自动除极阈电位(-40mv)，达到- 40mv时L型Ca ++ 通道激活钙内流。
钙通道是慢钙通道。窦房结细胞是慢反应自 律细胞。受细胞外Ca++浓度的影响
0期后直接进入3期复极化过程
3 期：Ik通道开放，K +外流增加，导致3期复极。
4 期：机制复杂，净内向离子电流引起4 期自动去极 化(If , Ica-T)。
7 3% 乳酸
1滴
8 2.5% NaHCO3 2～ 4滴
心肌(率、力)变化
正常 力↓
力↑，舒张不完全 力↓
力↑，心率↑ 力↓，心率↓
力↓ 恢复正常
【实验结果】
【结果分析】
1. 任氏液：正常对照 2. 0.65%NaCl灌流
0.65%NaCl灌流 → Ca2+内流↓ [Ca2+]i↓
兴奋-收缩耦联↓
♦ 须待心跳恢复正常后，才能进行下一实 验项目。
♦ 每次换液时，蛙心插管内液面应保持相 同高度。
♦ 吸管使用要分开，不可混淆。
【实验结果】
顺序 观察项目 药量
1 任氏液
灌流
2 0.65%NaCl 灌流
3 3%CaCl2
1～2滴
4 1%KCl
1～2滴
5 1:10000 E 1～2滴
6 1:10000 Ach 1 滴
(1) 除极过程：0 期(phase 0)：电压门控式Na+通道开放
达到阈电位Na+通道大量开放去极化
(2) 复极化过程：1，2，3期 (200300 ms)
• Phase 1 (快速复极初期)：快Na+通道关闭，瞬时性外向K+通 道激活(Ito) K+快速外流 跨膜电位： +20 ~ +30mv 0mv
超速驱动压抑(overdrive suppression)：在自律性很高的窦房 结兴奋驱动下，潜在起搏点以远远超过它们自身自动兴奋 的频率“被动”兴奋—超速驱动。较长时间后出现了本身 自律活动被抑制效应；一旦窦房结的驱动中断，潜在起搏 点需要一定的时间才能从被压抑状态中恢复其自律性的现 象—超速驱动压抑。频率差别越大，抑制效应越强。
中和H+，Ca2+与肌钙蛋白结合， 收缩力恢复。
【结论】
1. 心肌的生理功能依靠内环境稳态 2. 各种因素对心肌收缩力的影响主要
通过Ca2+实现
期前收缩和代偿间歇
【实验目的】
学习蟾蜍心跳曲线的记录方法；对期前收缩和代偿间歇进行观察，了解 心肌兴奋性变化的特点
【实验原理】
期前收缩(premature systole)：心室在有效不应期之后受到 人为或病理性刺激，可产生正常节律以外的兴奋，引起额 外收缩。因发生在下一次正常收缩之前—期前收缩。
换能器
*换能器的连线应与插管中轴在同一直线上，即与地面垂直
四、观察项目
调整增益 、走纸速度，使蛙心收缩曲线至最 好观察形态。
（一）描记正常心搏曲线
曲线幅度 —— 收缩的强弱 曲线疏密 —— 心率 曲线规律性 —— 心跳的节律性 曲线基线 —— 舒张的程度
（二）离子和药物的影响
顺序 观察项目 药量