期前收缩与代偿间歇及蛙心灌流

期前收缩与代偿间歇及蛙心灌流

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一、实验目的

1.通过观察在心脏活动的不同时期给予刺激，心脏所作的反应，来验证心机兴奋性阶段

性变化的特征。

2.制作蛙类离体心脏模型，观察离体蛙心的活动情况。

3.观察各种理化因素对离体蛙类心脏活动的影响。

二、实验材料

1.实验动物：蟾蜍

2.器材：蛙类手术器械，玻璃分针，刺激电极，张力换能器，蛙心夹，铁支架，双凹夹，

滴灌，蛙板，蛙钉，毁髓针，蛙心插管，试管夹，棉线，烧杯，滑轮，生物信号采集

处理系统。

3.药品：任氏液，0.65%NaCl溶液，2%CaCl2溶液，1%KCl溶液，1:10000肾上腺素溶液，

1:100000乙酰胆碱溶液。

三、实验方法和步骤

一、期前收缩与代偿间歇

1.毁髓

取蟾蜍一只，破坏脑和脊髓。

2.暴露心脏

将其仰卧固定于蛙板上，从剑突下将胸部皮肤向上剪开（或剪掉），然后剪掉胸骨，

打开心包，暴露心脏。

3.连接试验装置

1)将与张力换能器相连的蛙心夹在心室舒张期夹住心尖。

2)将刺激电极固定，使其两极与心室相接处，以不影响心室正常收缩和舒张为

宜。

4.观察项目

1)描记正常蛙心的搏动曲线，分清曲线的收缩相和舒张相。

2)用中等强度的单个阈上刺激分别在心室收缩期和舒张早期刺激心室，观察能

否引起期前收缩。

3)用同等强度的刺激在心室舒张早期之后刺激心室，观察有无期前收缩出现。

4)刺激如能引起期前收缩，观察其后是否出现代偿间歇。

二、蛙心灌流

1.毁髓

取蟾蜍，损毁脑和脊髓。

2.暴露心脏

仰卧位固定蟾蜍，胸骨处剪开胸壁，暴露心脏，剪破心包。

3.离体蛙心的制备

1)辨认心脏结构与大血管分布，结扎右主动脉。

2)左右主动脉下方穿线后将心尖向头侧翻起，结扎静脉。

3)左主动脉远心端结扎，近心端打活结，做“V”形切口，奖盛有少量任氏液的蛙

心插管经切口插入心室，可见插管内液面上下波动，左右主动脉处打结并固

定于插管侧钩。

4)清除心室内余血。

5)结扎线远端剪断血管，蟾蜍心脏离体。

4.连接实验装置

1)用试管夹将蛙心插管固定资啊铁支架上，在舒张期使用连有棉线的蛙心夹夹

住心尖。

2)棉线经定滑轮连接至张力换能器，连接电脑。

5.观察项目

1)描记正常蛙心搏动曲线：观察心率和心脏收缩幅度。

2)不同离子对蛙心活动的影响。

a.使用等量0.65%NaCl溶液更换任氏液，观察蛙心搏动曲线的变化。待效

果明显后，使用任氏液反复冲洗，使心脏搏动恢复正常，开始下一项实

验。

b.等量新鲜任氏液中滴加1~2滴2%CaCl2溶液，混匀，观察蛙心搏动曲线

的变化。

c.等量新鲜任氏液中滴加1~2滴1%KCl溶液，混匀，观察蛙心搏动曲线的

变化。

3)神经递质对蛙心活动的影响。

a.等量新鲜任氏液中滴加1~2滴1:10000肾上腺素溶液，混匀，观察蛙心

搏动曲线的变化。

b.等量新鲜任氏液中滴加1~2滴1:100000乙酰胆碱溶液，混匀，观察蛙

心搏动曲线的变化。

四、实验结果

1、正常蛙心的搏动曲线

2、心室舒张期刺激心室

3、蛙心灌流-任氏液

4、蛙心灌流-0.65%NaCl溶液

5、蛙心灌流-2%CaCl2溶液

6、蛙心灌流-1%KCl溶液

7、蛙心灌流-1:10000肾上腺素溶液

8、蛙心灌流-1:100000乙酰胆碱溶液

五、实验讨论

1.期前收缩与代偿间歇发生机制

1）心室肌细胞在一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化（表1）

引起0期去极化的离子通道性状：引起心肌细胞0期去极化的I Na+通道有关闭、激活和失活三种功能状态。当通道均处于静息态时，细胞具有正常的

兴奋性；而当例子通道处于失活态时，细胞的兴奋性完全丧失；在复活过程中，

随着处于静息态的通道数量的增加，细胞的兴奋性也逐渐恢复。

表1. 心室肌细胞在一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化【1】

图1. 心室肌细胞在一次兴奋过程中兴奋性的变化及其机械收缩的关系

（a：绝对不应期b：局部兴奋a+ b：有效不应期c：相对不应期d：超长期）2）期前收缩与代偿间歇

期前收缩：如果在有效不应期之后到下一次窦房结兴奋传来之前受到窦房结以外的额外刺激，可提前产生一次兴奋和收缩，分别称为期前兴奋和期前收缩。在相对不应期，由于Na+通道未完全恢复到关闭状态，此期所产生的动作电位（即其前兴奋）0期除极的幅度和速度都比正常为小，兴奋的传导也比较慢。此外，此期处于前一个动作电位的3期，尚有K+迅速外流的趋势，因此在此器内新产生的动作电位，其时程较短（K+外流可使平台期缩短），不应期也较短。

图2. （a）落入有效不应期内不能发生扩布性兴奋，只能产生局部性兴奋；（b）落入相对不应期开始发生扩布性兴奋；（c）为超长期的兴奋，其去极化的幅度和速度

比正常的为低；（d）为膜电位恢复后产生正常的兴奋

代偿间歇：在一次期前收缩之后可能出现一段较长的心室舒张期称为代偿间隙。这主要是由于期前兴奋也有自己的有效不应期，紧接在期前兴奋之后

传来的一次窦性冲动往往落在期前兴奋的有效不应期内，出现一次心室兴奋

和收缩的脱失。如果窦性心律相对较慢，一次窦性冲动在其前兴奋的有效不应

期后才传到心室，则可不出现代偿间隙。

图3. 期前收缩和代偿间隙

期前收缩的动作电位平台期时程缩短，Ca-L通道开放时间变短，进入胞质与JSR膜中Ca2+结合位点结合的Ca2+减少，因此兴奋-收缩偶联机制减弱，

期前收缩的肌张力相对减弱。由于叠加在前一次舒张期上，总肌张力与正常收

缩相比变化不大。

2.中等强度的单个阈上刺激对心脏收缩、舒张各期的不同作用

1)阈上刺激在心室收缩期

如图1所示，心室收缩期位于绝对不应期内，此时的刺激不引发期前收缩。