蛙心灌注
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离体蛙心灌流
【实验目的】
1. 学习离体蛙心灌流的方法;
2. 观察钠、钾、钙三种离子对心脏活动的影响。
3. 观察肾上腺素、乙酰胆碱等因素对心脏活动的影响。
【实验原理】
1. 作为蛙心起搏点的静脉窦能按一定节律自动产生兴奋。因此,只要将离体
失去神经支配的蛙心保持在适宜的环境中,在一定时间被仍能产生节律性兴奋和收缩。
2. 另一方面,心脏正常的节律性活动有赖于内环境理化因素的相对稳定,所
以,改变灌流液的成分,则可以引起心脏活动的改变。
3. 按结构及功能分,可以将心脏细胞分为
工作细胞:普通的具有收缩能力的心肌细胞
自律细胞:组成特殊传导系统的心肌细胞
⏹心肌收缩力:Ca2+
⏹心率:自律细胞4期自动除极速度
⏹传导性:动作电位去极化速度、幅度
4. 心肌收缩的影响因素
肾上腺素:主要与心肌的β1受体结合,产生正性变时、变力和变传导效应。
乙酰胆碱:与心肌细胞的M受体结合,产生负性变时、变力和变传导效应。
【实验材料】
1.实验动物:牛蛙
2.实验用具及药品:蛙心夹、蛙心插管、插管夹、手术器械、张力换能器、任
氏液、0.65%NaCl溶液、2%CaCl2溶液、1%KCl溶液、1:10000肾上腺素溶液、1:10000乙酰胆碱溶液、3%乳酸溶液、2.58%NaHCO3、0.025%毒K、0.05%异丙肾上腺素、0.05%普耐洛尔
【实验方法和步骤】
1.离体蛙心的制备:双毁髓→左主动脉剪口、插管(内盛任氏液)入心室→
结扎插管与主动脉→结扎并剪断静脉
2.固定插管并用任氏液换洗血液;进入电脑软件系统。
3.观察并记录正常心搏曲线;
4. 更换蛙心及插管内为新任氏液后向管内分别加入以下溶液:400C任氏液、0.65%NaCl溶液、2%CaCl2溶液1d 、1%KCl溶液1-2d 、1:10000肾上腺素溶液1-2d 、1:10000乙酰胆碱溶液1-2d、3%乳酸溶液1-2d、2.58%NaHCO3 1-2d、0.025%毒K1-2d→2%CaCl2溶液3-4d、0.05%异丙肾上腺素1-2d、0.05%普耐洛尔1-2d→0.05%异丙肾上腺素1-2d;观察并记录曲线变化。
【实验分析】
1. 0.65%的氯化钠溶液蛙心灌流
在短时间内降低细胞外的钙离子浓度,钙离子内流减少,细胞内钙离子浓度降低,使心肌收缩能力降低而收缩幅度减小。
2. 向灌流液中加入1—2滴氯化钾溶液:
图中所示是氯化钾加入后心肌收缩幅度明显减小直到为0。
钾离子的增加会在一定程度上提高细胞的兴奋性,同时会抑制外源性钙离子的内流,使肌质网对钙离子的释放量减少,结果心肌收缩力减弱。
当胞外钾离子浓度过高使得静息电位的绝对值小于55mv时,钠离子通道会失活,这是由于电变化受阻,心肌收缩减弱减至无。
当然图显示的是钠离子通道失活和钙离子内流下降的共同作用,所以下降得很快。
3. 向灌流液中加入1—2滴肾上腺素
肾上腺素可以和心肌膜上的肾上腺素受体结合,使心肌细胞在动作电位平台期钙离子内流量加大。这种外源钙离子可以触动内源肌质网释放钙离子进入胞浆,进而引发心肌收缩能力上升,心肌收缩曲线幅度变大。
关于频率变化的可能分析:
4. 向灌流液中加入1—2滴乙酰胆碱
从图中可以明显看出加入乙酰胆碱以后收缩的幅度变小。
乙酰胆碱可以作用于心肌细胞膜上的M型受体,使肌质网对钙离子的释放量减少,并抑制钙离子通道,导致心肌收缩能力减弱。
另外,乙酰胆碱还可以提高膜对钾离子的通透性,促使钾离子外流,使膜超极化,降低细胞的兴奋性。乙酰胆碱使自律细胞4期的自动除极减慢,使心率减慢(虽然图中没有明确显示出心率的变化)。
5. 向灌流液中加入氯化钙1—2滴
增大胞外的钙离子浓度,相当于增大细胞内外的钙离子浓度差。
钙离子内流增大→增大钙离子和肌钙蛋白的亲和力→心肌收缩力加强
钙离子内流增大→增强自律细胞4期自动除极
所以如图所示,加入钙离子有一下两个效应(1)收缩强度增强(2)心室的心率上升。
钙离子固然可以增强心肌收缩和心率,但一旦钙离子浓度过大,会与肌钙蛋白形成不易分离的结合,心脏就会持续收缩,会造成心脏功能的损伤。
【实验注意事项】
●制备蛙心标本时,勿伤静脉窦;
●各溶液作用一旦出现,应立即用新鲜任氏液换洗,以免心肌受损,而且待
心跳恢复正常后方能进行下一步实验;
●蛙心插管内液面应保持恒定;
●每次更换或滴加溶液必须做标记。