【实验报告】离子和体液对离题蛙类心脏的影响

实验四：离子和体液对离题蛙类心脏的影响

实验人：

同组人：

【实验目的】

✧学习离体蛙心的灌流方法。

✧观察钠、钙、钾等离子，异丙肾上腺素、乙酰胆碱、阿托品、心得安等药物对心脏活动

的影响。

【实验原理】

心脏具有自动节律性。离体心脏用理化性质近似于血浆的生理溶液（任氏液）进行灌流，以保持其新陈代谢顺利进行，这种节律性可维持较长时间。

心脏正常节律性活动有赖于内环境理化因素的相对稳定，所以改变灌流液成分，则可引起心脏活动的改变。

心肌细胞生物电活动的基础是钠、钾、钙等跨膜离子流。因此细胞外液中这些离子浓度的变化会对心脏的活动产生不同的影响。

调节心脏活动的神经、体液因素对心脏活动的直接作用是神经递质或激素与心肌细胞相应受体结合，导致心脏活动的增强或减弱。乙酰胆碱与异丙肾上腺素就是通过这种方式发挥作用的。特异的受体阻断剂能阻断相应的递质与受体的作用。

在本实验中通过结扎、插管的方法制得离题活蛙心。

【实验材料和器材】

蟾蜍，两栖类手术器械，八木氏套管，蛙心夹，万能滑轮，换能器，铁支架，蛙板，任氏液，0.65％NaCl，4％CaCl2，4％KCl，0.01％异丙肾上腺素，0.01％乙酰胆碱，心得安，阿托品

【实验步骤】

1. 离体蛙心的制备

暴露心脏：同蟾蜍心搏过程描记实验

2. 插管，游离心脏：

将心包膜、动脉膜、肝系膜去除干净。

结扎右主动脉：在右主动脉下穿过两根线，分别结扎，中间剪断。

总结扎线：一端自左主动脉下方穿过，另一端从左右肝静脉下方穿过，打一松结，当心房收缩上提时结扎。将两侧前腔静脉，左右肺静脉结扎在内，注意远离静脉窦。从结扎线以外剪断。

静脉插管：在左右肝静脉和后腔静脉下穿线，打一松结，在左肝静脉远端剪开一楔形切口，将装满灌流液的静脉插管插入静脉，见蛙心膨胀变白后结扎线扣。用灌流液将心脏内血液完全洗出。

左主动脉插管：在左主动脉弓下穿线，打一松结，在动脉管壁远端剪一楔形切口，插入灌流器的导管，见有灌流液流出后结扎线扣。注意动脉插管勿插入主动脉圆锥。

在左肝静脉和左主动脉结扎线外端剪断，将离体蛙心安放于灌流器支架上，调整灌流液液面及动脉套管出口的高度，使心脏收缩时灌流液能顺利搏出心脏，并使灌流液能形成循环，即灌流液自静脉套流入心脏，经心脏由动脉套管流出，滴入静脉套管。

3. 标本及仪器连接

用蛙心夹在心脏舒张期夹住心尖部，蛙心夹上的系线通过弯曲的图钉与换能器相连。

打开软件，示波，选择试验，示波，记录正常心搏曲线。

4. 观察离子和药物对心脏活动的影响：

把蛙心插管内任氏液中滴加0.65％NaCl2滴溶液，观察曲线的变化，待变化明显后，立即将其全部吸出，用新鲜任氏液冲洗2－3遍后，保存于任氏液中，使心脏恢复正常搏动。

按照上述方法向任氏液中依次加入下列试剂，观察记录蟾蜍心脏活动曲线的变化情况：

1)4％CaCl22滴

2)4%CaCl2 6滴

3)4%KCl 1~2滴

4)0.01%异丙肾上腺素1滴

5)0.01%心得安1滴，约1分钟后，异丙肾上腺素1滴

6)0.01%乙酰胆碱1滴

7)0.01%阿托品1滴，约一分钟后，乙酰胆碱1滴

用新鲜任氏液换洗使心搏过程恢复正常

注意：制备蛙心标本时，勿伤及静脉窦。心脏插管时，切勿戳穿心壁。各种液体滴管要专用，不可混用。蛙心插管内液面应保持一定高度，以1.5 cm 为宜。每加一种溶液要用滴管混匀，以免所加溶液浮在上面，不易进入心脏。张力换能器应向下倾斜，以免液体进入换能器。滴加试剂后，一旦出现作用应立即用新鲜任氏液换洗2－3次，以免心肌受损，而且必须待心脏恢复正常后方能进行下一步实验，以形成前后对照。滴加药品和换取新鲜任氏液时，须及时标记，以便观察分析。化学药物作用不明显时，可再适量滴加，密切观察药物剂量添加后的实验结果。随时用任氏液润湿蛙心表面。

【实验结果及相关讨论】

1、任氏液灌流下和0.65%NaCl灌流下的心搏曲线

任氏液的成分和蛙类体液的成分基本一致，因而蛙心在任氏液中的心搏曲线稳定而平缓。如下图所示。0.65%NaCl的成分和任氏液的成分接近，心搏曲线没有明显变化。

Fig 1: 任氏液中心搏曲线Fig 2: 加NaCl后心搏曲线从上图来看钠离子对心脏功能的影响并不明显，这主要是由于：Na的内流是形成动作电位的基础，细胞外Na浓度的改变主要是影响动作电位的去极化过程。从理论上说，如果细胞外Na浓度大幅升高，膜内外Na浓度差增大，Na内流加速，引起兴奋所需刺激减小，兴奋性增高。Na内流加速超过了Na外流，使4期自动去极化加速，自律性因此升高。Na 内流加速又可是0期去极化速度增高，扩布性兴奋加速，传导性也升高。高钠时由于Na、Ca在细脑膜上的竞争性抑制作用，使Ca内流减少，另方面Na内流的增加还可以通过细胞膜上的Na—Ca交换机制使Ca外流增加，引起细胞内Ca浓度降低，心肌收缩力量减弱。如图所示

Fig 3：加入NaCl的理论样图

然而心肌细胞对钠的变化不敏感，Na浓度必须有很大变化才会引起上述生理特性的改变，而在本次实验中0.65%NaCl与灌流液任氏液中的Na离子的浓度相同，因而未观察到明显变化。

2、4%CaCl22滴下的心搏曲线

从图中来看，加入4%CaCl22滴后蛙心

搏动幅度加大，但心搏周期略微变大，频率

略变小。立即用任氏换洗后，心脏曲线则逐

渐恢复正常。从Fig4中已看出略微增大钙离

子的浓度能加大心脏搏动的幅度。实验中也

观察到蛙心比正常时要膨胀些。

Fig 4：4%CaCl22滴心搏曲线

3、4%CaCl2 6滴下的心博曲线

当进一步加大钙离子的浓度，心肌的搏

动幅度超过了心脏的承受能力时，就会出现

肌僵现象，心脏在短时间内大幅度搏动后心

脏功能衰竭，心脏持续收缩，实验过程也观

察到在出现搏动曲线峰值时心脏缩成一小

团。

钙离子对心脏搏动的影响主要有以下两

个方面：

频率：Ca2+是一种对心脏活动不可或缺的离Fig 5：4%CaCl26滴心搏曲线

CaCl2 2滴

CaCl2 6滴