理化因素对离体小肠平滑肌运动的影响

理化因素对离体小肠平滑肌运动的影响实验分析
[实验目的]
通过观察各种因素对离体小肠平滑肌运动的影响,加深对平滑肌生理特性的了解；
学习动物离体组织器官灌流的实验方法。

[实验原理]
消化管、血管、子宫、输尿管、输卵管等均由平滑肌组成。

平滑肌除具有肌肉的一般生理特性外，还具有自动节律性、较大的伸展性及对化学、温度和牵拉刺激敏感等生理特性。

在一定时间内，离体的小肠平滑肌在适宜的环境中仍可保持其生理功能。

本实验将小肠平滑肌置于模拟内环境中，观察当模拟内环境因素发生变化时，离体小肠平滑肌运动的变化。

该实验方法不仅在理论上可以证明平滑肌的生理特性，而且还可用来测定微量化学物质或药物的生物学特性，被称为生物学检定法。

[实验对象]
兔或豚鼠。

[实验药品]
台氏液、1:10 000肾上腺素、1:10 000乙酰胆碱、1%CaCl2溶液、1 mol·L-1 HCl溶液、1 mol·L-1Na OH。

[仪器与器械]
恒温平滑肌浴槽、计算机生物信号采集处理系统（或二道生理记录仪）、张力换能器、哺乳动物手术器械一套、注射器、纱布、棉线、丝线、万能支架、螺旋夹、双凹夹、温度计、细塑料管(或橡胶管)、长滴管。

[实验方法与步骤]
1.实验的准备
(1)恒温平滑肌浴槽装置向中央标本槽内加入台氏液至浴槽高度的2/3处。

外部容器为水浴锅加自来水。

启开电源，恒温工作点定在38℃(图9.1-1)。

(2)标本制备向耳缘静脉注射空气(或用木棒猛击兔的后脑部)使其致死，将兔背位固定于手术台上，腹部剪毛后，沿正中线切开皮肤和腹壁，找到胃,以胃幽门与十二指肠交界处为起点, ,快速沿肠缘剪去肠系膜,然后再剪取20～30 cm长的十二指肠置于4℃左右的温台氏液中轻轻漂洗，可用注射器向肠腔内注入台氏液冲洗肠腔内壁，并置于低温(4～6℃)台氏液中备用。

实验时将肠管剪成2～3 cm的肠段，用棉线结扎肠段两端，将一端结扎线连于浴槽内的标本固定钩上，另一端连于张力换能器，适当调节换能器的高度，使其与标本之间松紧度合适。

此相连的线必需垂直，并且不能与浴槽壁接触，避免摩擦。

用塑料管将充满气体的球胆或增氧泵与浴槽底部的通气管相连，调节塑料管上的螺旋夹，让通气管的气泡一个一个的溢出，为台氏液供氧。

(3)仪器连接与调试
①二道生理记录仪按图9.1-1安装好记录装置。

②计算机生物信号采集处理系统张力换能器输入端与系统的第3通道或第4通道相连，进入计算机生物信号采集处理系统，选择离体小肠平滑肌的生理特性实验项目。

[注意事项]
1.实验动物先禁食24 h，于实验前1 h喂食，然后处死,取出标本，肠运动
效果更好。

2. 标本安装好后，应在新鲜38℃台氏液中稳定5～10min，有收缩活动时即可开始实验。

3.注意控制温度。

加药前，要先准备好更换用的新鲜38℃台氏液，每个实验项目结束后，应立即用38℃台氏液冲洗，待肠段活动恢复正常后，再进行下一个实验项目。

4.实验项目中所列举的药物剂量为参考剂量，若效果不明显，可以增补剂量，但要防止一次性加药过量。

【实验分析】
1、正常情况下，我们观察到离体小肠平滑肌在台氏液中可以自动地、缓慢地收缩，但其节律性很不规则。

小肠平滑肌自律性产生的离子基础尚未完全清楚，目前认为，它的产生可能与细胞膜上生电性钠泵的活动具有波动性有关，当钠泵的活动暂时受抑制时，膜便发生去极化；当钠泵活动恢复时，膜的极化加强，膜电位便又回到原来的水平。

2、在浴槽中加入0.01%乙酰胆碱（Ach ）2滴（约0.2ml）后，可见离体肠管活动增强，描记曲线出现收缩频率变快，幅度增加。

出现上述现象的机理，目前认为与消化道平滑肌细胞产生动作电位的离子基础是Ca2+的内流有关。

乙酰胆碱可与肌膜上的M受体结合，使得两类通道开放：一类为电位敏感性Ca2+专用通道，另一类为特异性受体活化Ca2+ 专用通道。

前一类通道对Ach敏感，小剂量Ach即引起开放；后一类通道对Ach相对不敏感，只有大剂量Ach才会引起开放。

这两类通道开放都使得肌浆中Ca2+增高，进而激活肌纤蛋白—肌凝蛋白—ATP 系统，使平滑肌收缩，肌张力增加。

3、在浴槽中加入0.01%肾上腺素2滴（约0.2ml）后，可见离体肠管活动减弱，描记曲线出现收缩频率变慢，幅度减小以及基线下移。

出现上述现象的机理，目前认为与肠肌细胞膜上存在α和β两中受体，α受体又分为α抑制型受体和α兴奋型受体有关。

肾上腺素作用于α抑制型受体，引起肠肌膜上一种特异性受体活化，使K+外流增多，细胞膜发生超极化，肠肌兴奋性降低，肌张力下降。

同时，肾上腺素还作用于β受体，①它的激活引起肠肌细胞膜中的cAMP合成增多，cAMP激活肠肌膜及肌浆网上Ca2+泵活动，使肌浆中Ca2+浓度降低，亦使肌张力降低；②β受体激活后还促使K+及Ca2+外流增加，加速膜的超极化，促进了肠肌肌张力的减低。

4、在浴槽中加入2%氯化钙溶液2滴后，离体肠管活动增强，描记曲线出现收缩幅度增加。

这是因为加入氯化钙后，细胞外液Ca2+浓度升高，则Ca2+内流增加，使得细胞内液中Ca2+浓度升高，Ca2+与钙调蛋白结合增加，促进了横桥的激活。

因而收缩力增加。

5、在浴槽中加入1mol/L盐酸溶液2滴后，离体肠管活动减弱，描记曲线出现收缩幅度降低，频率变慢。

出现这一现象，目前认为其原因在于：①细胞外H+升高时，Ca2+通道的活性受到抑制，使得Ca2+内流减少。

②H+升高能干扰肌肉的代谢和肌丝滑行的生化过程：H+能与Ca2+竞争钙调蛋白的结合位点而使肌球蛋白ATP酶活性降低（近期有理论认为是直接抑制作用而非竞争作用）；使肌原纤维对Ca2+的敏感性和Ca2+从肌质网的释放量减少。

6、在加盐酸使平滑肌收缩减弱的基础上，再加2滴NaOH于浴槽中，则肠管活动出现相反的情况，即肠管活动增强。

原因在于NaOH可以中和H+，改变了细
胞外液的PH值，PH过高、过低，收缩幅度及张力都会降低，最适PH时收缩效果最好。

7、浸浴小肠肠管的台氏液温度以38℃~40℃为宜，低于或高于这个温度，都会影响结果。

因为肠管平滑肌对温度改变极为敏感，当温度降到30℃以下时，由于代谢水平的降低，兴奋性减弱，可出现收缩曲线基线下移，频率变慢，收缩幅度变小。

有时可能会见到基线先上移后下降的现象。

这是因为降温本身对肠管是一种刺激，也可短暂地加强代谢活动，所以肌张力升高。

当温度高于40℃时，由于酶活性提高，各离子通道活性增加，使得基线上移，收缩频率增高，幅度增加。

当然，如果台氏液温度过高（50℃以上），可因蛋白变性，使肠管收缩功能消失。

结论：
1、消化道平滑肌具有自律性，但其收缩缓慢，节律性不规则。

2、消化道平滑肌具有一定的紧张性。

3、消化道平滑肌的活动易受温度、PH值及其它化学因素、药物因素的影响。