小肠平滑肌生理特性的观察与分析

实验一小肠平滑肌生理特性的观察与分析

一,实验目的 1. 学习哺乳动物离体肠标本制备及灌流方法。 2. 观察消化道平滑肌的一般生理特性及某些因素对舒缩活动的影响。

二、实验原理消化道平滑肌和骨骼肌、心肌一样，也具有兴奋性、传导性和收缩性，有些也具有自律性。相比之下消化道平滑肌的兴奋性低，收缩慢，伸展性大，具有紧张性收缩，对化学物质、温度变化及牵张刺激较敏感等特性。小肠离体后，置于适宜的溶液中，观察其收缩活动及环境变化的影响，观察分析上述生理特性。

三、实验材料 1、实验动物：家兔 2、器械、药品：电热恒温水浴锅、浴槽、张力换能器(量程为25g以下)、BL-410生物记录系统、L型通气管、道氏袋、注射器、培养皿、温度计、烧杯、螺丝夹、三维调节器、台氏液、0.01%去甲肾上腺素、0.01%乙酰胆碱、1mol/L NaOH 溶液、lmol/L HCl溶液、2%CaCl2溶液。

四、实验方法和步骤 1、标本制备流程 2、仪器安装及调试 3、观察项目现象及解释1、标本制备流程：①击昏家兔→②剖开腹腔快速取出肠管→③制作离体肠标本①击昏家兔：用木槌猛击兔头枕部，使其昏迷。②剖开腹腔快速取出肠管：立即剖开腹腔，找出胃幽门与十二指肠交界处，快速取长20~30cm的肠管，先将与该肠管相连的肠系膜沿肠缘剪去，置于供氧台氏液中轻轻漂洗，把肠内容物基本洗净。③制作离体肠标本：将肠管分成数段，每段长2-3cm，两端各系一条线，保存于供氧的38℃左右的台氏液中2、仪器安装与调试实验安装（如图）：恒温水浴锅控制加热，恒温工作点定在38℃。将充满氧

气的道氏袋与通气钩相连接，将肠段一端系在通气管钩上，另一端与张力换能器相连。控制通气量，使氧气从通气管前端呈单个而不是成串逸出。仪器调试：BL-410系统的使用，选择“实验项目”中的“消化实验”选中“消化道平滑肌生理特性”。相关参数设置的参考值：时间常数t→DC，高频滤波F→30Hz，显速→4.00s/div，增益→100g。用鼠标左键单击工具条上的“开始”按钮，调节参数至波形幅度、密度适当，待收缩曲线稳定后，单击记录按钮。观察项目现象及解释 1．待标本稳定后，记录小肠平滑肌收缩的对照曲线。 2．乙酰胆碱的作用用滴管吸入0.01%乙酰胆碱向灌流浴槽内滴1~2滴。观察到明显效应后，立即从排水管放出浴槽内含乙酰胆碱的台氏液，加入新鲜温台氏液，由此反复3次，以洗涤或稀释残留的乙酰胆碱，使之达到无效浓度，待小肠运动恢复后进行下一项。 3．肾上腺素的作用按上述方法将0.01%肾上腺素加入浴槽内1~2滴，观察小肠运动的反应。当效果明显后，立即更换台氏液。 4．氯化钙的作用加2%CaC12溶液2~3滴入灌流浴槽内，观察其反应，效果明显后迅速冲洗。5．盐酸的作用加1~2滴1mol/L HCl溶液入浴槽内，观察其反应。 6．氢氧化钠的作用在(5)基础上加等容量的1mol/L NaOH溶液入浴槽内，观察其反应。按上述方法更换台氏液，反复冲洗。 7．温度的影响将浴槽内台氏液放出，注入25℃台氏液，观察平滑肌收缩有何改变，当效应明显后再换入38℃台氏液，持续一段时间后，再换入42℃台氏液，观察收缩活动的变化（亦可根据室温的具体情况选做其中的一项）。

五、注意事项 1. 实验过程中必须保证标本的供氧(通气)及浴槽内台氏液的恒温(38℃)，以维持标本活性。 2. 灌流浴槽内的液面高度应保持恒定。 3. 放大器零点调好后不要再移动旋钮，以免影响基线。 4. 上述各药液加入的量系参考数据，效果不明显者可以添加。 5. 每次实验效果明显后立即放掉含药液的台氏液，并冲洗多次，以免平滑肌出现不可逆反应。6．各项处理必须有处理标记。

六、相关知识家兔小肠平滑肌以胃幽门与十二指肠交界处的肠管活动最好，对生物化学因素也较敏感，所以选取用此处肠管作标本。

七、作业 1．从记录曲线中观察比较小肠平滑肌与心肌、骨骼肌的收缩特性有何不同?说明其原理。 2．通过观察分析记录曲线变化，阐明各项处理引起的收缩频率、收缩强度和张力变化的机理。 3．结合本章的实验内容，谈谈观察与思维在实验研究中作用与体会。

八、实验讨论： 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。② H+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。