蛙类斯氏离体心脏灌流---文本资料
生理学实验报告-蛙心灌流

实验名称:之答禄夫天创作蛙类离体心脏灌流课程名称:生理学实验指导教师:龙天澄张碧鱼陈笑霞实验人:叶永锋 08344031学院:海洋学院实验时间:2009年12月09日一、【目的要求】1、学习斯氏离体蛙心灌流法。
2、了解心肌的生理特性。
3、观察Na+,K+,Ca2+及肾上腺素(Adr),乙酰胆碱(ACh)等对离体心脏活动的影响。
二、【原理】将离体蛙心(失去神经支配的蛙心)坚持在适宜的环境中,在一定的时间内仍然能够坚持节律性收缩,心脏正常的节律性活动需要一个适宜的理化环境,离体心脏也是如此,离体心脏脱离了机体的神经支配和全身体液因素的直接影响,可以通过改变灌流液的某些成分,观察其对心脏活动的作用。
心肌细胞的自律性、兴奋性、传导性及收缩性,都与钠、钾及钙等离子有关。
血钾浓度过高时(高于7.9mmol/L),心脏兴奋性、自律性、传导性及收缩性都下降,表示为收缩力减弱、心动过缓和传导阻滞,严重时心脏可停搏于舒张期。
血钙浓度升高时,心脏收缩力增强,过高可使心室停搏于收缩期。
血钙浓度降低,心肌收缩力减弱。
血中钠离子浓度的轻微变更,对心肌影响不明显,只有发生明显变更时,才会影响心肌的生理特性。
肾上腺素可使心率加快、传导加快及心肌收缩力增强,乙酰胆碱则与肾上腺素的作用相反。
三、【实验仪器】青蛙、经常使用手术器械、蛙板(或蜡盘)、蛙心夹、计算机收集系统、张力传感器、支架、双凹夹、双针形露丝刺激电极、滴管、培养皿(或小烧杯)、纱布、棉线、橡皮泥、任氏液。
蛙心套管(斯氏套管或八木氏套管)、套管夹、0.65%NaCl、5%NaCI、2%CaCl2、1%KCl、1:5 000肾上腺素、1:10 000乙酰肌碱、300U/mL肝素。
四、【方法与步调】1、斯氏蛙心插管法(1)一只青蛙,双毁髓后背位置于蜡盘中,按前面的方法流露心脏。
仔细识别心脏周围的大血管(见右图)。
在左主动脉下方穿一线,于动脉圆锥处结扎(动物个体小时,结扎位置可靠上些)。
品课程 实验 24 蛙类离体心脏灌流

2.
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此时可见套管中血液冲人套管,并使液面随心脏搏动而上下移动, 表明操作成功(否则需遣回并重新插入)。 用滴管吸去套管中的血液, 更换新鲜任氏液。稳定住套管后,轻轻提起备用线,将左、右主动脉 连同插入的套管用双结扎紧(不得漏液),再将结线固定在套管的小玻 璃钩上,然后剪断结扎线上方的血管。轻轻提起套管和心脏,看清静 脉窦的位置,于静脉窦下方剪断有牵连的组织,仅保留静脉窦与心脏 的联系,使心脏离体(切勿损伤静脉窦)。用任氏液反复冲洗心室内余 血,使套管内灌流液不再有残留血液。保持套管内液面高度一致 (1.5—2cm),即可进行实验。
2%CaCl2
对照 给药 恢复
1%KCl
对照 给药 恢复
Adr
对照 给药 恢复
ACh
对照 给药 恢复
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五.思考题
1.本实验说明心肌的哪些生理特性? 2.用实验说明内环境相对恒定的重要意义。 3.试分析任氏液中适量的钠离子、钙离子与钾离于对心肌的作用。 4.为何强调实验中保持灌流液面的恒定?灌流量对心脏活动会有什么影 响? 5.试想,活的机体在心交感神经兴奋或心迷走神经兴奋时对心脏会有 什么影响?
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3.将插好离体心脏的套管固定在支架上,用蛙心夹夹住少许心尖部 肌肉(不可夹得过多,以免因夹破心室而漏液)。再将蛙心夹上的系线 绕过一个滑轮与张力传感器相连。注意:勿使灌流液滴到传感器上。 调节显示器上心脏收缩曲线的幅度适中。
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动物与器材蛙或蟾蜍蛙心套管斯氏套管或八木氏套管套管夹支架双凹夹滑轮烧杯常用手术器械蛙板或蜡盘蛙心夹计算机采集系统张力传感器滴管培养皿或小烧杯污物缸纱布棉线橡皮泥任氏液0
生理实验斯氏离体蛙心灌流

实验八蛙心灌流一、实验目的1、学习斯氏离体蛙心灌流法2、了解心肌的生理特性。
3、观察、、及肾上腺素(Adr)、乙酰胆碱(ACh)对离体心脏活动的影响。
二、实验原理维持心脏正常收缩的节律和强度,需要有一个适当的理化环境(离子的浓度、比例、溶液的酸碱度、环境温度等),这种环境条件稍有改变,便可影响心脏的正常活动。
心脏的正常节律性活动必须在适宜的理化环境里才能维持,一旦适宜的理化环境被干扰或破坏,心脏活动就会受到影响。
心脏受植物性神经的双重支配,交感神经兴奋时,其未梢释放去甲肾上腺素,使心肌收缩力加强,传导增快,心率加快;而迷走神经兴奋时,其未梢释放乙酰胆碱,使心肌收缩力减弱,心率减慢。
把离体蟾蜍心脏,即失去了神经支配的蟾蜍心脏保持在适宜的环境中,在一定时间内其仍能产生节律性兴奋和收缩活动。
这是由于蟾蜍的静脉窦能够自动按照一定的节律产生兴奋,并传导到其他心肌细胞,从而引起整个心脏有节律地兴奋和收缩。
离体心脏灌流,是在有控制的条件下研究体液因素以及药物对心肌作用机制的重要实验方法。
两栖类动物心脏无冠状循环,心肌的血液供应直接来自心室腔,故灌流时套管插入心室腔内,但灌流哺乳动物心脏时则须通过冠状血管。
本实验是将蛙心离体后,用人工配制理化特性近似蛙血浆的任氏溶液灌流,在一定时间内,可保持节律性收缩和舒张,如改变任氏液的组成成分或浓度,心脏活动的强度和频率将受到影响。
三、动物与器材实验动物:蟾蜍4只/组。
实验器材:蟾蜍解剖器械、生物/桥式前置、刺激/记录电极、蛙心插管、万向轮、蛙心夹、线、滴管、培养皿、支架、木夹、蛙针。
实验试剂:任氏液(含肝素)、0.65%NaCl溶液、2%CaCl2溶液、1%KCl溶液、1∶5000去甲肾上腺素溶液、1∶10000乙酰胆碱溶液、**品溶液、1%乳酸、2.5%NaHCO3。
四、方法与步骤一)离体蛙心制备用刺蛙针捣毁蛙的脑和脊髓,将蛙仰卧固定于蛙板上。
打开胸腔,剪开心包膜,暴露心脏。
离体蛙心灌流实验

目的原理观察内环境理化因素相对稳定对维持心脏正常节律性活动的重要作用,了解肾上腺素、乙酰胆碱等激素、神经递质对心脏活动的调节意义。
实验对象与用品大蛙或蟾蜍。
斯氏蛙心套管、蛙心夹、蛙板、蛙类手术器械、二道仪、任氏液、长滴管、铁支架等(试剂见实验项目)。
方法步骤(一)实验准备操作对蛙行双刺毁,仰卧固定于蛙板上,用铁剪刀剪去胸壁,再用眼科剪小心地剪开心包膜,暴露心脏,识别心脏动脉球、静脉窦(背面)等结构(图17-1A、B、C)。
用蛙心夹夹住蛙心尖部,蛙心夹用线固定在蛙板上,松紧以动脉、心房、心室拉直呈水平位为合适。
于主动脉分支下预埋一条棉线做一虚结备用。
把主动脉左支上端结扎,在近动脉球处剪一向心斜切口(注意要剪破血管内膜,每次心缩时有血自切口涌出,但不要把血管剪断。
剪口位置视套管尖端长度与心脏大小而定),左手用眼科镊提起切口缘,右手将注有任氏液的斯氏套管插入动脉干内,然后走手持左侧血管分支上的结扎线向外拉,右手将蛙心套管送入动脉球;把蛙心夹上的连线从固定物上取下,提起心尖,使心室与动脉球约呈100°-200°的钝角,然后当心室缩紧时把套管平直往心室方向推进。
当感觉套管进入心室后再把心尖放平,随即将套管稍向心室推进,调整合适位置,可见套管内液面随心跳而升降。
即将已作虚结之丝线把血管和套管固定起来,余线则扎于套管的玻璃小钩上,以免心脏滑脱。
提起套管,剪断与心脏相连的血管和组织(注意勿损伤静脉窦及两心房),摘出心脏。
用任氏液洗去心内外的余血后,注入新鲜任氏液备用。
可在套管的下1/3处结一线作为标志,每次换任氏液时使液面与此线相平。
接好二道生理仪和机械-电换能器(图17-2)选用适当参数,待记录。
(二)实验项目1.描记正常心跳曲线并分析其疏密、规律性、幅度、顶点及基线的含义。
2.温度的影响:把套管内换成4℃任氏液,同时作好标记,观察曲线变化,待效应明显后,即换入室温任氏液。
待曲线恢复正常后,再进行下一项目。
生理学实验报告蛙心灌流

生理学实验报告-蛙心灌流————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ蛙类离体心脏灌流一、【目的要求】1、学习离体蛙心灌流法。
2、观察Na+,K+,Ca2+及肾上腺素(Adr),乙酰胆碱(ACh),乳酸对离体心脏活动的影响。
二、【原理】将离体蛙心(失去神经支配的蛙心)保持在适宜的环境中,在一定的时间内仍然能够保持节律性收缩,心脏正常的节律性活动需要一个适宜的理化环境,离体心脏也是如此,离体心脏脱离了机体的神经支配和全身体液因素的直接影响,可以通过改变灌流液的某些成分,观察其对心脏活动的作用。
心肌细胞的自律性、兴奋性、传导性及收缩性,都与钠、钾及钙等离子有关。
外源性给予去甲肾上腺素或乙酰胆碱可产生类似心交感神经或迷走神经兴奋时对心脏的作用。
三、【实验仪器】青蛙、常用手术器械、蛙板(或蜡盘)、蛙心夹、计算机采集系统、张力传感器、支架、双凹夹、双针形露丝刺激电极、滴管、培养皿(或小烧杯)、棉线、任氏液。
套管夹、0.65%NaCl、2%CaCl2、1%KCl、1:10000肾上腺素、1:10000乙酰肌碱、3%乳酸。
四、【方法与步骤】1、斯氏蛙心插管法(1)一只青蛙,双毁髓后背位置于蜡盘中,按前面的方法暴露心脏。
仔细识别心脏周围的大血管(见右图)。
在左主动脉下方穿一线,于动脉圆锥处结扎(动物个体小时,结扎位置可靠上些)。
再从左右两主动脉下方穿一线,并打一活结备用。
左手提起主动脉上的结扎线,右手用眼科剪在结扎线下方、沿向心方向将动脉上壁剪一斜口。
选择大小适宜的蛙心套管,然后将盛有少量(套管内2~3cm高度)任氏液(内加入一滴肝素溶液)的斯氏蛙心套管,山开口处插入动脉圆锥(见右图)。
当套管尖端到达动脉圆锥基部时,应将套管稍稍后退,使尖端向动脉圆锥的背部后下方及心尖方向推进,经主动脉瓣插入心室腔内(于心室收缩时插入,但不可插得过深,以免心室壁堵住套管下口)。
生理学实验报告_蛙心灌流_(2)

蛙类离体心脏灌流一、【目的要求】1、学习离体蛙心灌流法。
2、观察Na+,K+,Ca2+及肾上腺素(Adr),乙酰胆碱(ACh),乳酸对离体心脏活动的影响。
二、【原理】将离体蛙心(失去神经支配的蛙心)保持在适宜的环境中,在一定的时间内仍然能够保持节律性收缩,心脏正常的节律性活动需要一个适宜的理化环境,离体心脏也是如此,离体心脏脱离了机体的神经支配和全身体液因素的直接影响,可以通过改变灌流液的某些成分,观察其对心脏活动的作用。
心肌细胞的自律性、兴奋性、传导性及收缩性,都与钠、钾及钙等离子有关。
外源性给予去甲肾上腺素或乙酰胆碱可产生类似心交感神经或迷走神经兴奋时对心脏的作用。
三、【实验仪器】青蛙、常用手术器械、蛙板(或蜡盘)、蛙心夹、计算机采集系统、张力传感器、支架、双凹夹、双针形露丝刺激电极、滴管、培养皿(或小烧杯)、棉线、任氏液。
套管夹、0.65%NaCl、2%CaCl2、1%KCl、1:10000肾上腺素、1:10000乙酰肌碱、3%乳酸。
四、【方法与步骤】1、斯氏蛙心插管法(1)一只青蛙,双毁髓后背位置于蜡盘中,按前面的方法暴露心脏。
仔细识别心脏周围的大血管(见右图)。
在左主动脉下方穿一线,于动脉圆锥处结扎(动物个体小时,结扎位置可靠上些)。
再从左右两主动脉下方穿一线,并打一活结备用。
左手提起主动脉上的结扎线,右手用眼科剪在结扎线下方、沿向心方向将动脉上壁剪一斜口。
选择大小适宜的蛙心套管,然后将盛有少量(套管内2~3 cm高度)任氏液(内加入一滴肝素溶液)的斯氏蛙心套管,山开口处插入动脉圆锥(见右图)。
当套管尖端到达动脉圆锥基部时,应将套管稍稍后退,使尖端向动脉圆锥的背部后下方及心尖方向推进,经主动脉瓣插入心室腔内(于心室收缩时插入,但不可插得过深,以免心室壁堵住套管下口)。
此时可见套管中血液冲人套管,并使液面随心脏搏动而亡下移动,表明操作成功(否则需退回并重新插入)。
用滴管吸去套管中的血液,更换新鲜任氏液。
实验4 离体蛙心灌流

【作业】
1.计算加入2滴2%KCl后的灌流液中KCl的摩 尔浓度。(其中KCl的摩尔质量为 74.5g/mol,假设2滴的体积相当于50ul, 灌流液的体积为5ml) 2.有兴趣的同学可查阅资料讨论高血钾症 时动物的心电图如何变化以及如何救治。
肾上腺素作用机制:
心脏,肾上腺素与β 肾上腺素能受体结合产生正性变 时、变力和变传导作用,导致心率加快,传导速度加 快,使心输出量增加,心肌收缩力增强。激活心肌细胞 膜上的腺苷酸还化酶,使细胞内 cAMP浓度增加,cAMP 能激活心肌细胞膜上的钙通道,使心肌动作电位平台期 的内流增加,心肌收缩力增强。
【仪器与设备】
蟾蜍, 蛙用手术器械,蛙心套管,蛙心夹,张 力换能器, RM6240 , 任 氏 液 , 2%CaCl2 , 2%KCl , 0.01%肾上腺素,0.01%乙酰胆碱。
三、实验内容与操作步骤
(一)离体蛙心灌流制作
1.破坏蟾蜍脑和脊髓,暴露心脏,剪除 心包膜和肝系膜(不要损伤血管) 2.第1次结扎:双结扎右主动脉
实验项目 心收缩张力 (克) 心输出量 (滴/min) 心率 (次/min)
对照 1-2滴 2%CaCl2 1-2滴2%KCl 1-2滴10-4肾 上腺素 1-2滴10-4乙 酰胆碱
Ca2+作用机制:
1.使慢反应自率细胞0期去极化加强,传导性加 强。 2.慢反应自率细胞4期自动去极化速度加快,自 率性加强。 3.快反应工作肌细胞进入细胞内Ca2+多,心肌收 缩力加强。
Байду номын сангаас
【注意事项】
每次换液时液面应保持一定的高度。 每次换液或滴加试剂时应打标记。 每个试剂瓶的滴管不能混淆,以免沾污 试剂,影响结果。 心脏表面随时滴加任氏液,以免干燥。 待心跳恢复正常后进行下一项实验。
实验4-4 蛙类离体心脏灌流

实验4-4 蛙类离体心脏灌流引言离体心脏灌流实验是生理学中常用的方法之一。
不同种类的动物可以通过体表切口或开放胸骨来取出其心脏进行灌流。
而离体心脏灌流实验可以帮助研究者了解心脏的解剖学和生理学特征。
本实验将讲解如何进行蛙类离体心脏灌流实验。
实验器材和试剂1.蛙类(建议使用大型蛙类)。
2.离体心脏灌流系统,包括:- 离体心脏灌流装置(含灌流缓冲液、温度控制器等)。
- 稳压泵。
3.灌流缓冲液,常用的为Tyrode's盐溶液。
实验步骤1. 先将离体心脏灌流系统检查一遍,保证各项设备均运转正常。
2. 杀死一只蛙类,立即进行解剖,取出心脏,并将其迅速转移到灌流装置中。
在移植心脏时应注意不损伤其血管和肌肉组织。
在灌流系统中,除了心脏,不能有其他生物组织残留。
3. 确认灌流系统中的灌流缓冲液温度为20~25℃。
在开始灌流之前,要先排除灌流管路中的空气。
4. 打开灌流泵,根据所选择的灌流缓冲液flow rate控制注入速度,一般建议在3~8ml/min。
确保满足心脏需求的氧气和营养物质可以通过灌流液输送到心脏内部。
5. 注入灌流缓冲液的同时,对心脏进行观察,确认心脏速率、收缩波幅度等生理特征。
6. 加入适当的药物来研究心脏对药物的反应性。
此时应读取每个添加药物后的心脏特征和响应(如速率、波幅等)。
7. 在实验结束时,切断灌流管路和心脏连接,灌流系统中的灌流液应该被排除并清洁。
结果和分析离体心脏灌流实验可以观察心脏的生理学特征和对不同药物的反应,这有助于研究者了解心脏的生理学机制。
在进行本实验时,需要注意不仅仅是心脏的特征,还要关注灌流流量和药物导致的生理反应。
在实验的过程中,如果发现心脏节律不齐或收缩波幅度明显下降,这可能是灌流流量不足造成的。
而添加不同的药物,可以帮助研究者了解心脏的调控机制,同时也可以评估药物的疗效。
需要注意的是,不同种类的动物其心脏组织的特征也是不同的,因此需要根据具体的实验目的选择合适的动物进行实验。
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姓名*** 系年级********* 学号***********科目动物生理学实验同组者***、*** 日期***********蛙类斯氏离体心脏灌流【实验目的】1. 学习斯氏离体蛙心灌流法;2. 了解心肌的生理特性;3. 观察Na+、K+、Ca2+离子等对离体心脏活动的影响。
【实验原理】心肌具有自动节律性(autorhythmicity)收缩的特性,可以用人工灌流的方法,研究心脏活动的规律及特点;还可以观察灌流液成分的改变对离体心脏活动的影响。
【实验材料】1.材料:蟾蜍。
2.器具:常用手术器械,解剖盘,蛙板(木质),毁髓针,玻璃分针,手术剪,手术镊,铁钉,蛙心套管,套管夹,双凹夹,滑轮,蛙心夹,支架,双针形露丝刺激电极,滴管,小烧杯,棉线,张力传感器,生理信号采集系统。
3.试剂:任氏液,5%NaCl溶液,1%KCl溶液,2%CaCl2溶液。
【实验步骤】1. 暴露动物心脏取一只蟾蜍,双毁髓后背位置于蛙板上,一手持手术镊提起胸骨后方的皮肤,另一只手持手术剪剪开一个小口,然后将剪刀由开口处伸向皮下,向左、右两侧下颌角方向剪开皮肤。
将皮肤掀向头端,再用手术镊提起胸骨后方的腹肌,在腹肌上剪一口,将金冠剪紧贴体壁向前伸入(勿伤及心脏和血管),并沿皮肤切口方向剪开体壁,剪断左右乌喙骨和锁骨,使创口呈一倒三角形。
一手持眼科镊,提起心包膜,另一手用眼科剪剪开心包膜,暴露心脏。
2. 斯氏蛙心插管仔细识别心脏周围的大血管。
在左主动脉下方穿一线,并打一活结备用。
左手提起主动脉上的结扎线,右手用眼科剪在结扎线下方、沿向心方向将动脉壁上剪一斜口。
选择大小适宜的蛙心套管,然后将成盛有少量(套管内2~3cm高度)任氏液(内含葡萄糖)的斯氏蛙心套管,由开口处插入动脉圆锥。
当套管尖端到达动脉圆锥基部时,应将套管稍稍后退,使尖端向动脉圆锥的背部后下方及心尖方向推进,经主动脉瓣插入心室腔内(于心室收缩时插入,但不可插得过深,以免心室壁堵住套管口)。
此时可见血液冲入套管,并使液面随心脏搏动而上下移动,表明操作成功(否则需退回并重新插入)。
用滴管吸取套管中的血液,更换新鲜任氏液。
稳定住套管后,轻轻提起备用线,将左、右主动脉连同插入的套管用双线紧紧扎紧(不得漏夜),再将结线固定在套管的小玻璃钩上,然后剪断结扎线上方的血管。
轻轻提起套管和心脏,看清静脉窦的位置,于静脉窦下方剪断有牵连的组织,仅保留静脉窦与心脏的联系,使心脏离体。
(切勿损伤静脉窦)。
用任氏液反复冲洗心室内余血,使套管内灌流液不再有残留血液。
保持套管内液面高度一致(1.5~2cm),即可进行实验。
图1 斯氏蛙心插管法3. 连接实验装置将插好离体心脏的套管固定在支架上,用蛙心夹夹住少许心尖部的肌肉(不可夹得过多,以免因夹破心室而漏液)。
在将蛙心夹上的系线绕过一个滑轮与张力传感器相连。
注意:勿使灌流液滴到传感器上。
打开生理信号采集系统,接通张力传感器输入通道。
调节系线的拉力,使心脏的收缩活动在显示屏上出现。
调节显示器上心脏收缩曲线的幅度适中。
调整扫描速度,使心搏曲线的幅度与宽度适中。
图2 实验装置示意图4. 实验观察(1)记录正常心搏曲线。
(2)向套管内滴加2-3滴5%NaCl溶液,做好加药记号,观察心搏曲线的频率及振幅变化当曲线出现明显变化时,应立即吸去套管中的灌流液,并做好冲洗标记,迅速用新鲜任氏液清洗,待心搏恢复正常。
(3)同法向套管内加入1-3滴2%CaCl2溶液,观察并记录心搏曲线的变化。
当出现明显变化时,立即更换任氏液,待心搏恢复正常(如果恢复迟缓,可多次冲洗)。
(4)向套管中加入1-2滴1%KCl溶液,记录心搏曲线的变化。
【实验结果及分析】背景知识:心肌细胞动作电位和主要离子活动(以心室肌细胞为例)。
心室肌细胞的动作电位由除极化过程和复极化过程所组成,共分为五个时期:图3 心室肌细胞动作电位和主要离子活动1. 除极化过程(0期):当心肌细胞接受一个阈上刺激时,膜内电位由静息状态时的-90mV 去极化并反极化到+20mV~+30mV,构成动作电位的上升相,称为0期。
历时仅1~2ms。
其正电位部分称为超射。
形成机制:当心室肌细胞受到刺激产生兴奋时,首先引起Na+离子通道(快Na+通道)的部分开放和少量Na+离子内流,膜局部去极化。
当去极化到阈电位水平(-65mV)时,大大增加膜上Na+离子通道开放的数量,出现再生性Na+离子内流,使膜进一步去极化,最终使膜内外电位发生反转,趋近于Na+离子的平衡电位。
2. 复极化过程:当心室肌细胞去极化达到顶峰后,开始复极化过程。
根据膜电位变化曲线的形状及其形成的离子机制不同,可将其可分为4个时期:(1)快速复极化初期(1期):膜电位由+30mV迅速下降至0mV左右,历时约10ms。
与0期去极化组成了锋电位。
形成机制:Na+离子通道失活,Na+离子内流停止。
同时K+离子通道被激活后形成K+离子瞬时外流,引起膜电位初期的快速复极化。
(2)平台期(2期):表现为膜电位变化较小,电位接近于0mV水平,持续100~150ms。
此期为心室肌细胞区别于神经或骨骼细胞动作电位的主要特征。
形成机制:在早期平台期,Ca2+离子的内流和K+离子的外流所负载的跨膜电荷量几乎等,膜电位稳定于1期复极化所达到的零电位水平。
随后,慢钙通道逐渐失活,而K+离子外流逐渐增加,出膜的正电荷量逐渐增加,结果膜内电位逐渐下降,形成晚期平台期。
(3)快速复极化末期(3期):继平台期之后,细胞膜复极化速度加快,膜内电位由0mV 逐渐下降到-90mV的静息电位水平。
历时100~150ms。
形成机制:外向K+离子流逐渐增强,超过内流的Ca2+离子。
(4)静息期(4期):膜复极化完毕,膜电位恢复并稳定在-90mV的静息电位水平。
形成机制:由于此期膜内、外各种正离子浓度的相对比例尚未恢复,细胞膜的离子转运机制加强,通过Na+- K+泵的活动和Na+- Ca2+交换作用,将内流的Na+离子和Ca2+离子排出膜外,将外流的K+离子转运入膜内,使细胞内外离子分布恢复到静息状态水平,从而保持心肌细胞正常的兴奋性。
实验结果:1. 正常心搏曲线图4 蟾蜍离体心脏正常心搏曲线2. 5%NaCl溶液对蟾蜍离体心脏活动的影响实验结果:滴加5%NaCl溶液,蟾蜍离体心脏收缩力显著减弱,洗去NaCl溶液,蟾蜍心脏收缩力逐渐恢复正常。
图5 5%NaCl溶液对蟾蜍离体心脏活动的影响结果分析:心肌细胞的收缩对细胞外Ca2+的浓度有很高的依赖性。
在任氏液中滴加NaCl溶液,Na+与Ca2+内流的竞争性抑制导致Ca2+内流减少,心肌的收缩活动也随之减弱。
3. 2%CaCl2溶液对蟾蜍离体心脏活动的影响实验结果:滴加2%CaCl2溶液,蟾蜍离体心脏收缩力显著增强,洗去CaCl2溶液,蟾蜍心脏收缩力逐渐恢复正常。
图6 2%CaCl2溶液对蟾蜍离体心脏活动的影响结果分析:向任氏液中滴加CaCl2溶液,细胞外Ca2+浓度上升,内流增加,肌质网Ca2+的储存量和释放量增加,心肌收缩力增强。
当肌浆中的Ca2+浓度不断升高,Ca2+与肌钙蛋白结合数量不断增加,甚至达到只结合不解离的程度,心肌将会处于持续收缩状态,称为“钙僵”。
4. 1%KCl溶液对蟾蜍离体心脏活动的影响实验结果:滴加1%KCl溶液,蟾蜍离体心脏收缩力显著减弱,洗去NaCl溶液,蟾蜍心脏收缩力逐渐恢复正常。
洗涤过程中动作过于剧烈,对心搏曲线造成了影响图7 1%KCl溶液对蟾蜍离体心脏活动的影响结果分析:向任氏液中滴加KCl溶液,细胞外K+离子浓度升高,而K+与Ca2+有竞争性拮抗作用,K+可抑制细胞膜对Ca2+的转运,使进人细胞的Ca2+减少,心肌的“兴奋--收缩耦联”过程减弱,心肌收缩力降低。
细胞外K+浓度较高时,膜内外K+浓度梯度减小,静息电位的绝对值减小,Na+通道失活,心肌的兴奋性丧失,心肌不能兴奋和收缩,停止于舒张状态,此时,仅由Ca2+来构成动作电位,钙通道激活慢,去极化上升幅度小而缓慢,因此兴奋传导性降低。
【思考题选作】1. 本实验说明心肌的哪些生理特性?答:(1)自动节律性;(2)兴奋性;(3)传导性;(4)收缩性。
2. 用本实验说明内环境相对恒定的重要意义。
答:多细胞动物机体内,全部细胞的新陈代谢,都必须通过内环境才能进行。
内环境中各种理化因素维持在相对恒定的状态,即使外坏境有强烈的变化,机体的内环境仍可以保持相对恒定。
当内环境的相对恒定被破坏时,机体的生命过程就会遭到损坏,包括心脏的节律性跳动,等。
3. 试分析任氏液中适量的钠、钙与钾离子对心肌的作用。
答:略。
4. 为何强调实验中保持灌流液面的恒定?灌流量对心肌活动有什么影响?答:保持灌流液面恒定,是为了保证对心脏的压力保持恒定,否则,不能说明心搏曲线的变化是由药物引起还是由压力的变化引起。
灌流量大,对心肌的压力大,心脏所承受的负荷大,心肌活动能力会略微减弱;反之,心肌活动能力会略有加强。
【注意事项】1. 暴露心脏的过程中要小心,不要将血管剪断;2. 用棉线结扎血管时要扎紧,避免漏液;3. 插管时,不要插得过深,以免心室壁堵住套管口;4. 将左、右主动脉连同插入的套管用双线紧紧扎紧,避免漏夜,再将结线固定在套管的小玻璃钩上,避免脱落;5. 于静脉窦下方剪断有牵连的组织,仅保留静脉窦与心脏的联系,使心脏离体时,切勿损伤静脉窦。
6. 用蛙心夹夹心尖部肌肉时要小心,不要损坏心肌组织;7. 向套管内加药和更换任氏液时,动作不要太剧烈,以免对心搏曲线造成大的影响;8. 在实验过程中,要不断用任氏液湿润心肌组织,避免干燥。
参考文献[1]解景田,刘燕强,崔庚寅.蛙类斯氏或八木氏离体心脏灌流.生理学实验,79-83。