实验二离子及药物对离体蛙心脏活动的影响

大学学生实验报告

开课学院及实验室：生科院生化楼603 2015 年3月17日

［实验目的］

1 •学习离体蛙心灌流的实验方法。

2.观察Na、K、Ca三种离子及肾上腺素、乙酰胆碱等因素对心脏活动的影响。

［实验原理］

1. 心脏的正常节律性活动需要一个适宜的内环境，内环境的变化直接影响着心脏的正常活

动。本实验在蛙心的灌流液内人为地加入一些物质而改变心脏活动的内环境，观察心脏活动

有何变化。

2. 心肌细胞的生理特征：

电生理特征：自律性，兴奋性，传导性

机械生理特征：收缩性

［实验对象］青蛙

［实验器材和药品］

1. 器材生物信号采集系统、张力换能器(10g)、蛙类手术器械1套、蛙心插管、蛙心夹、试管夹、双凹夹、万能支架、滴管、150ml小烧杯4个、任氏液。

2. 药品0. 65%氯化钠、2%氯化钙、1 %氯化钾、1 : 10 000肾上腺素、1 : 10 000乙酰胆碱

［实验步骤］

1离体蛙心的制备2.观察项目(1)记录心脏在仅有任氏液时的收缩曲线，观察心率及收缩幅度，作为正常对照。

⑵吸去管内的任氏液，换以等量0.65% NacCl，观察并记录心跳的变化。

(3) 等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入

(4) 等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入

(5) 等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入

(6) 等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入5%NaCI1 —2滴，记录观察心跳的变化。2% CaCl2 1 —2滴，记录观察心跳的变化。

I % KCl 1〜2滴，记录观察心跳的变化。

1：10 000肾上腺素1〜2滴，记录并观察心

跳的变化。

⑺吸去管内的任氏液，换以等量4摄氏度任氏液，观察并记录心跳的变化。

(8) 等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入2.5%NaHCO31 —2滴，记录观察心跳的变化。

(9) 等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加3%乳酸1 —2滴，记录观察心跳的变化。

(10) 等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入1: 10 000乙酰胆碱1〜2滴，发生变化后, 加入阿托品，记录并观察心跳的变化。

［实验结果分析］

结果：在蛙心的灌流液内人为地加入一些物质而改变心脏活动的内环境，观察心脏活动，发现心脏跳动的频率、幅度就会发生相应的改变。当用0.65%NaCI置换时，蛙心的心

率不变，振幅下降了78.6%，基线不变；用5%NaCI滴加时，心率上升了 3.6%，振幅下降

了28.6%，基线不变；用2%CaCI2滴加时，心率下降了 3.2%，振幅上升了11.1%，基线上升了；滴加1%KCI 时，心率上升了10.3%，振幅下降了22.2%，基线不变；用肾上腺素滴加时，心率下降2.8%，振幅上升22.7%，基线不变；置换4摄氏度任氏液时，心率下降6.7%，振幅也下降了 4.5%，基线不变；用2.5%NaHCO3滴加时，心率上升10%，而振幅下降56.5%，基线上升；用3%乳酸滴加时，心率不变，而振幅上升了 3.4%，基线不变；用Ach 滴加时，

心率不变，振幅下降了80%，基线不变；用Adr滴加时，心率不变，振幅上升了75%，基

线不变。（结果见表1）表1.离子及药物对离体蛙心活动的影响

“-”表示下降，“ + ”表示上升

分析：

1、正常心搏曲线

有一定规律。

2、置换0.65%NaCl溶液

置换0.65%NaCl溶液后心加门収沛力城小」・这乂丨1丁-川0.65%NaCl溶液置换灌注液时

詁iTi.汽「辿乏Ca2+K+等离子，以致心肌细胞动作电位2期内流Ca2+减少，胞质Ca2+浓度

减少，心肌的收缩活动也随之减弱。

3、滴加5%NaCI溶液

当滴加入5%NaCl时，心率加强而振幅减弱。其原因是因为当钠离子浓度升高时，心脏的兴奋性和自律性升高，但兴奋的传导性和收缩性却下降。

4、滴加2%CaCl2溶液2滴

Ca2+浓度增高时，Na+内流受抑制，细胞0期除极速度与幅度减小，使兴奋性及传导性均降低，所以心率略减弱。而Ca2+浓度增高使Ca2+内流增多，心肌收缩能力增强。

5、滴加1%KC I溶液

理论上，当钾离子浓度升高时，心肌收缩减弱，同时心率也略减慢。这是因为钾离子与

钙离子相互竞争与肌钙蛋白结合，使得钙内流减少。但实验未能得出以上结论，推测其因可

能是因为做完钙离子对心脏活动影响后，用任氏液冲洗心脏不彻底，导致有钙离子残留，也

可能是其他因素，影响实验结果。

6、滴加0.01%Adr溶液

滴加肾上腺素后，蛙心收缩增强，心脏舒张完全，描记的心搏曲线幅度明显增大。其作

用机理是：肾上腺素可与心肌细胞膜上的B受体结合，提高心肌细胞和肌浆网膜Ca2+通透

性，导致肌浆中Ca2+浓度增高，使心肌收缩增强。另外，理论上，肾上腺素还有降低肌钙蛋白与Ca2+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，

刺激Na+与Ca2+交换，使复极期向细胞外排出Ca2+的作用加速。这样将使心肌舒张速度增快，整个舒张过程明显增强。但是，所测得的心率变化减弱，可能是其他因素所造成的。

7、置换4摄氏度任氏液

当置换成低温的任氏液时，细胞活性下降，导致其兴奋性和收缩强度均减弱。

8、滴加2.5%NaHCO溶液

加入碱性溶液，可使细胞内氢离子外逸，与胞外钾离子进行H+ —K+交换，钾离子外流

减少，细胞膜电位减少。另外，碱也使细胞液中钙离子浓度降低，比如形成碳酸氢钙沉淀，内流的钙离子减少，从而导致心肌收缩力减弱。

9、滴加3%乳酸

加入酸性溶液，加速胞外氢离子进入胞内，使得去极化程度加强，从而导致心肌收缩加强。

10、滴加0.01%Ach溶液

滴加乙酰胆碱后，蛙心收缩减弱。其机理为：乙酰胆碱与心肌细胞膜M受体结合；一方

面提高心肌细胞膜K+通道的通透性，促使 Q外流，复极过程中K+外流增加，动作电位2、3 期缩短，。玄2+进入细胞内减少，使心肌收缩减弱；另一方面乙酰胆碱可直接抑制Ca2+通道，

减少Ca2+内流，进而使心肌收缩减弱。

11、力口2滴0.01%阿托品和0.01%Ach与只加乙酰皿.碱和比

加了阿托品后再加乙酰胆碱的牛蛙心脏跳动无明显变化。因为阿托品能与心肌细胞膜的

M胆碱受体结合，妨碍乙酰胆碱与其结合，从而起抗胆碱作用。但由于心脏本身的缘故使每次收缩的时间增加了。

附

：

图1开始时，心率变化图2 0.65%NaCl对心率的影响

I 5絢口就

图3 5%NaCl对心率的影响图4 2%CaCb对心率的影响