蛙类离体心脏灌流及药物影响
一．实验课题名称：蛙类离体心脏灌流及药物影响二．文献综述：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，只要将离体的蛙心保持在适宜的环境中，在一定时间内仍能产生节律性兴奋和收缩活动。
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、传导性和收缩性，都与钠、钾及钙等离子有关。
血钾浓度过高时(高于7.9mmol/L)，心肌兴奋性、自律性、传导性、收缩性都下降，表现为收缩力减弱、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，心肌收缩力增强，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化，对心肌影响不明显，只有发生明显变化时，才会影响心肌的生理特性。
肾上腺素可使心率加快、传导加快和心肌收缩力增强，乙酰胆碱则与肾上腺素的作用相反。
心脏的正常节律性活动需要一个适宜的内环境，内环境的变化直接影响着心脏的正常活动K＋对心脏活动的影响心肌对细胞外K＋浓度变化比较敏感，其中心房肌最敏感，房室束－浦肯野纤维系统次之，窦房结敏感性较低。
细胞外液钾浓度增高时，对兴奋性的影响与其浓度增高的程度有关。
当K＋浓度轻度或者中度升高时，细胞内外K＋的浓度梯度减小，K＋外流的力量减弱,静息电位（RP）的绝对值减小,和阈电位(TP)差值减小,细胞的兴奋性增高；当K＋的浓度大幅度的升高，RP的绝对值减小（膜内－55mv左右）时，钠通道的开放效率降低，钠通道逐渐失活，兴奋性降低或者丧失，严重时，可导致心肌停搏于舒张状态。
此时，仅由Ca2＋的内流来构成动作电位，故上升支小而缓慢，使兴奋传导速度减慢，传导性降低。
当细胞外K＋的浓度升高时，细胞膜对钾的通透性增高，心室肌细胞复极过程加速，平台期缩短，不应期也缩短。
4期自动除极速度减慢，导致窦房结自律性降低，心率减慢。
Ca2＋对心脏活动的影响当细胞外Ca2＋的浓度升高时，对Na＋的屏障作用加大，由于这种抑制作用，触发Na＋快速内流产生0期去极化就比较困难，即出现阈电位上移，从而与静息电位的差距加大，兴奋性降低；发生兴奋后，Na＋内流的抑制则导致0期去极化速度和幅度下降，传导性下降。
Ca2＋内流是慢反应细胞0期去极化和快反应细胞动作电位2期复极的主要离子活动。
细胞外的高钙促使Ca2＋内流加快，慢反应细胞0期去极化加快加强，结果是其传导性增高。
快反应细胞动作电位平台期将因Ca2＋的内流加速而缩短、复极加速、不应期和动作电位时程均缩短。
细胞膜Ca2＋对通透性升高，心室肌细胞平台期Ca2＋内流增加，心肌收缩力增强增快；当细胞外的Ca2＋浓度多高时，心脏就会停搏于收缩状态，称为钙僵直。
去甲肾上腺素对心脏活动的影响去甲肾上腺素与心肌细胞膜上的β肾上腺素能受体结合，从而激活腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP的浓度升高，进而激活蛋白激酶和细胞内蛋白质的磷酸化过程，使心肌细胞膜上的钙通道激活，动作电位平台期Ca2＋的内流增加，肌浆网释放Ca2＋也增加，心肌收缩能力增强。
另外去甲肾上腺素能加强4期的内向电流If，使心率加快。
乙酰胆碱对心脏活动的影响乙酰胆碱与心肌细胞膜上的M型的胆碱能受体结合，可使腺苷酸环化酶抑制，细胞内的cAMP浓度降低，肌浆网释放Ca2＋减少，心肌的收缩力量减弱。
也可以能使传导速度减慢，心率降低。
0.65％NaCl对心脏活动的影响 0.65％NaCl对蛙和蟾蜍来说是等渗的溶液，完全置换任氏液后，细胞外的Ca2＋浓度、K+浓度大大降低，使心肌的收缩能力减弱，心率减慢。
3％乳酸对心脏活动的影响乳酸的PH值较低，完全置换任氏液后，细胞外H＋的浓度大大升高，H＋和Ca2＋竞争性结合肌钙蛋白的结合位点，从而抑制Ca2＋与肌钙蛋白结合，使心肌收缩力量减弱。
当再加入2.5％NaHCO3后，解除了H＋对Ca2＋的抑制作用，Ca2＋又可与肌钙蛋白结合，心肌的收缩力量增加。
哇巴因对心脏活动的影响哇巴因属于强心甙类的药物，可选择性的作用于心肌。
在体实验中给与治疗量的强心甙类药物，可引起正性肌力、负性频率。
①正性肌力：强心甙能与细胞膜Na＋-K＋-ATP酶结合而抑制此酶的作用，使细胞内的Na ＋浓度升高而K＋的浓度降低，细胞内Na＋增多后再通过Na＋- Ca2＋双向交换机制，使Ca2＋内流增加，心肌的收缩力量加强。
②负性频率：强心甙使心肌的收缩力量加强，增敏颈动脉窦－主动脉弓压力感受器，反射性引起减压反射，结果是迷走神经传出的冲动增加，引起负性频率、负性传导。
离体实验中，给与中毒剂量的强心甙类的药物，可引起正性肌力、正性频率。
①正性肌力：机制同上。
②正性频率：由于离体实验中不存在迷走神经的作用，所以通过此途径引起负性频率是不可能的。
主要是由于中毒量的强心甙严重抑制Na＋-K＋-ATP酶，使细胞内Na＋、Ca2＋大量增加，而K＋的浓度明显减少，导致自律性升高，传导减慢、甚至引起房室传导阻滞。
[1]陆源夏强《生理科学实验教程》2004年8月第一版浙大出版社p267[2]三．实验目的和要求:1．学习离体蛙心灌流的实验方法，了解离体器官的研究方法。
2．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。
3．观察强心甙、中草药提取物和一些临床治疗药物对离体蛙心的直接作用。
四．实验条件：动物: 蛙或蟾蜍;器材：蛙心套管,套管夹,支架，双凹夹,滑轮,烧杯,常用手术器械,蛙板,蛙心夹,计算机采集系统,张力传感器,滴管,培养皿,污物缸,纱布,棉线,橡皮泥；试剂：任氏液,0.65% NaCl，1%CaCl2，1%KCl，3%乳酸，2.5%NaHCO，1:5000肾上腺,1;10000乙酰胆碱,300U/ml肝素，强心药物，中草药提取物等等。
五．实验原理与方法：心脏正常的节律性活动必须在适宜的理化环境中进行，一旦适宜的环境被破坏，例如酸碱度及离子浓度的急剧改变等，心脏的活动就会受到影响。
在整体内，心脏的活动受自主神经的双重支配，交感神经兴奋时，其末梢释放去甲肾上腺素，使心肌收缩力量增强，心率加快；而迷走神经兴奋时，其末梢释放乙酰胆碱，使心肌收缩力量减弱，心率减慢。
强心甙类药物能够增强心肌收缩能力，减慢心率。
动植物提取物对心脏功能的影响与其内部所含物质的成份有关。
六．实验步骤：1．取一只蛙或蟾蜍,双毁髓后背位于蜡盘中,仔细识别心脏周围的大血管。
在左动脉下方穿一线,于动脉圆锥处结扎,再从左右两动脉下方穿一线,并打一活结备用。
左手提起主动脉上时结扎线,右手用眼科剪再结扎线下方,沿向心方向将动脉上壁剪一斜口。
取一带线的蛙心夹在心室收缩时夹住心尖。
选择大小适宜的蛙心套管,然后将盛有少量任氏液的斯氏蛙心套管,由开口处插入动脉圆锥.当套管进到大动脉圆锥基部时,应将套管稍稍后退,提取蛙心夹连线并使蛙心套管尖端向动脉圆锥的背部后下方及心尖方向推进,经动脉瓣插入心室腔内。
此时可见套管中血液冲入套管,并使液面随心脏的波动而上下移动,表明操作成功。
用滴管吸去套管中的血液,更换新鲜任氏液。
稳定套管后,轻轻提起备用线,将左右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,与静脉窦下方剪断有牵连的组织,仅保留静脉窦和心脏联系,使心脏离体。
用任氏液反复冲洗心室内余血,使血管内灌流液不再有残留血液,保持套管内液面高度一致,进行实验。
2．将插好的离体心脏套管固定在支架上,用蛙心夹住少许的心尖部肌肉.再将蛙心尖上的系线绕过一个滑轮与张力传感器相连。
注意:勿使灌流液滴到张力传感器上,调节显示器的心脏收缩的曲线幅度适中。
3．实验观察描计一段正常心搏曲线，注意观察心跳频率和强度以及心脏的收缩、舒张程度。
4. 实验项目设计及结果观察（1）温度对无机离子蛙心活动的影响A、把蛙心套管内任氏液全部换为0.65%NaCl溶液，观察心跳变化。
B、把0.65%NaCl溶液吸出，换以任氏液，加入1%CaCl2溶液1～2滴，观察心跳变化。
C、把含1%CaCl21～2滴的溶液吸出，换以任氏液，加入1%KCl溶液1～2滴，观察心跳变化。
D、把含KCl的溶液吸出，换以任氏液，加入0.01%肾上腺素溶液2～3滴，观察心跳变化。
（2）递质和激素对蛙心活动的影响A、把含肾上腺素的溶液吸出，换以任氏液，加入0.01%乙酰胆碱溶液1～2滴，观察心跳变化。
B、把含乙酰胆碱的溶液吸出，换以任氏液，加入3%乳酸溶液1～2滴，观察心跳变化。
待心跳变化明显时，立即加入2.5%NaHCO3溶液1～2滴，观察心跳逐步恢复。
（3）心血管药物对蛙心活动的影响制备如心得安、异丙肾上腺素和毒K等化合物制剂参照以上方法依次，观察实验结果。
（4）观察自己提取的植物制剂和人民常饮用的化合物对例题蛙心的活动影响中草药：夹竹桃叶、蟾酥、蛙皮素、烟叶、茶叶等。
有机化合物：乙醇、甲醇等。
植物药有效成分提取方法：适量的植物组织（鲜组织用量多些）加入开水冲泡冷却后备用。
（5）设计实验观察的项目数量每个实验组必须选取以上四类项目中10个可能的影响因子组合成实验项目进行实验。
5．整理记录,并将测量的心搏曲线数据填入表七．实验结果与分析：八．实验小结：1．当每种化学药物作用已明显时，须立即更换新鲜任氏液3次，待心跳恢复正常后再进行下一项实验；化学药物作用不明显时，可再加滴。
2．在加化学药物与调换溶液时须及时在记录上做好符号，不要凭记忆而弄错。
3．吸任氏液的吸管和吸蛙心套管内溶液的吸管要分开，不可混淆，以免影响实验结果。
4．蛙心插管内液面应保持恒定高度，保证心脏固定的后负荷，以排出实验干扰因素。
【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,调整灌流液液面与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. 标本与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,勿伤与静脉窦.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,须与时标记,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.[实验结果与相关讨论]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%CaCl 22滴下的心搏曲线从图中来看,加入4%CaCl 22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%CaCl 22滴心搏曲线3、 4%CaCl 2 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：Ca 2+是一种对心脏活动不可或缺的离Fig 5：4%CaCl 26滴心搏曲线子.在心脏的跨膜电位的产生过程中,心肌细胞膜上的电压门控式的慢Ca 2+通道当膜去极到-40mV 时被激活,Ca 2+顺着浓度梯度向膜内缓慢扩散而倾向于使膜除极化.与此同时还存在微弱的K +外流倾向于使膜复极化,在平台期早期,Ca 2+的内流和K +的外流所负载的跨膜正电荷量近似相等,膜电位稳定于1期复极所达到的电位水平.随着时间推移,Ca 2+通道逐渐失活,K +逐渐增加,其结果是出膜的净正电荷量逐渐增加,膜内电位于是逐渐下降,形成平台期晚期.此CaCl 2 2滴 CaCl 2 6滴后,Ca2+通道完全失活,内向离子流终止,外向K+流进一步增强,平台其延续为复极3期,膜电位较快地回到静息水平.当钙离子的浓度增高时,高钙离子加强了钙离子的内流,而使钠离子的内流减少,阈电位升高,于是细胞的兴奋性和传导性都降低.高钙离子可使快反应自律细胞的自律性降低,但使慢反应自律细胞的自律性升高.这是由于膜外钠离子的内流减少,造成了膜内钾离子的外流相对增多,导致快反应自律细胞4期自动滑速度减慢,因而自律性降低；对于慢反应自律细胞,则由于膜外钙离子的内流增多,使4期自动去极化速度变快,因而自律性升高.由于蛙心是受快反应自律细胞控制,所以频率降低.从Fig 4、5,都可以看出心脏频率减小.强度：当肌细胞上有动作电位传来时,肌浆网〔即纵管系统〕释放Ca2+,引起肌浆中Ca2+浓度升高,作为Ca2+受体的肌钙蛋白结合了足够数量的Ca2+,就引起肌钙蛋白分子构想的某些改变,传递给原肌凝蛋白,是后者的构象也发生改变,结果是原肌凝蛋白的双螺旋结构发生某种扭转,把安静时阻止肌纤蛋白和横桥相互结合的阻碍因素出去,出现两者的结合.在横桥和肌纤蛋白的结合、扭动、解离等过程中,细肌丝不断向暗带中央移动,使肌肉收缩.因此,提高细胞外液中Ca2+浓度,也能使肌钙蛋白结合更多的Ca2+,从而增强心肌的收缩作用.因而,钙离子是肌肉收缩的信息通路中的一个重要信号分子,当钙离子的浓度增高时,收缩强度增大.从Fig 4、5 ,都可以发现收缩强度增大,另外,当离子浓度过高时,引起心脏持续收缩〔Fig 5〕.4、4%KCl1.5滴时的心搏曲线从图中来看,加入微量KCl后,心脏的收缩幅KCl 1.5滴度变小.理论上,能够观察到心搏停止于舒张期,然而由于清洗较快,所以效果不明显.K+对心脏搏动的影响主要是由于：K+的外向流动对心肌细胞的复极起着重要的作用.在静息状态下,肌膜对K+的通透性较高,因此静息时K+顺着其浓度梯度由膜内向膜外Fig 6：4%KCl6滴心搏曲线扩散而达到平衡电位.在外界刺激的作用下,心肌细胞部分电压门控式Na+通道开放,引起少量的Na+内流,导致肌膜部分去极化,当膜电位由静息水平去极化到域电位水平时,膜上Na+通道开放概率明显增加,导致Na+顺气浓度梯度和电位梯度由膜外快速进入膜内,进一步使膜去极化.这种去极化的结果是K+的平衡状态被打破,K+有向胞外扩散的趋势.但由于在0期除极过程中K+的通透性显著下降,只有当除极相结束时,K+通道的通透性才开始极其缓慢地、部分地恢复,K+的外流也就由初期的低水平而慢慢增加.随着K+通道的通透性升高,跨膜电位依次经过平台期,复极3期,从而使膜电位较快地恢复到静息水平,完成复极化过程.当钾离子浓度过高时,由于静息电位过小,推动钠内流的电位差不足而使去极减慢减弱,甚至不能去极,故兴奋性,传导性都降低,严重时可完全失去兴奋性和传导性.高钾又使复极时膜对钾离子的通透性升高,钾外流加快,从而使快反应细胞4期自动去极速度减慢,自律性降低.综上,K+外流的普遍增加将影响心肌细胞生物电活动的多个环节：a)静息状态下K+外流的增加将导致静息电位绝对值增大,因此,静息电位与阈电位的差距扩大,心肌兴奋性有所下降；b)在窦房结细胞,复极过程中K+外流增加的结果是最大复极电位绝对值增大；另一方面,其4期K+外流的增加将使I k衰减过程减弱,自动除极速度减慢.这两方面因素均导致窦房结自律性降低,心率因而减慢,c)复极过程中K+外流增加导致复极加速,动作电位时程缩短,有效不应期也相应缩短.由于动作电位时程缩短,每一个动作电位期间进入细胞内的Ca2+量相应减少.如Fig 7所示,心脏频率降低,幅度减小.Fig 7：加入KCl 的理论样图如果继续加大浓度,将导致心动过缓和传导阻滞,严重时可使心搏停止于舒张期.如上图所示. 5、 0.01%异丙肾上腺素1滴时的心搏曲线加入异丙肾上腺素溶液后,心脏搏动幅度剧烈增大,灌流液呈水柱状从动脉套管中流出,无论从频率还是从幅度上心脏搏动都相当剧烈.立即换上任氏液后,心脏活动虽有减缓的趋势但仍然相对激烈,较难恢复到正常水平.可见即使微量的异丙肾上腺素对心脏活动的影响也是很大的,而且作用时间较长.异丙肾上腺素〔Isoproterenol 〕是一种强的合成拟交感胺的非选择性β受体激动剂,它核心交感神经末梢释放的递质去甲肾上腺素类似,都能与心肌细胞膜 型肾上腺素能受体相结合,通过使通道蛋白质磷酸化改变膜上离子通道的开放概率和其他亚细胞结构的功能,产生正性变力、正性变时和正性变传导性效应.它主要对β1和β2受体有强大的激动作用,而对α受体几乎无作用.Fig 8：0.01%异丙肾上腺素1滴心搏曲线Fig 9：异丙肾上腺素结构式 其作用在心肌细胞膜的β肾上腺素能受体而发挥效应.1) 对起搏活动的影响,使自动节律细胞的舒张除极加速,自律性增加,称为正性变时作用. 2) 对静息膜电位和动作电位的影响,使自动节律细胞的最大舒张电位轻度增大<过度极化>,这是由于肾上腺素受体具有刺激生电性钠泵的作用之故,引起心肌细胞的兴奋性增强. 6、 0.01%心得安 1滴,约1分钟后,异丙肾上腺素 1滴时的心搏曲线 在未加入心得安前,受上组实验中异丙肾上腺素的影响,心脏活动依然很剧烈,加入心得安后从图中心搏曲线来看,心脏搏动幅度迅速减缓,1min 后即使加入异丙肾上腺素后,心脏活动依然保持加心得安后的状态,我们怀疑是心脏搏动太缓慢,不能迅速的把心得安搏出把异丙肾上素博进心脏,我们就Fig 10：0.01%心得安1滴心搏曲线进行了人工心脏复苏帮助蛙心搏动,但没见起效,同时蛙心出现了漏液现象.蛙心始终搏动特别缓慢.导致这种现象可能有以下原因：1〕该蛙心本身功能可能存在一定问题,应急代偿能力较差,无法承受心得安的药量.2〕我们在人工心脏复苏时用力不够合适导致蛙心破漏,内外压力失常无法有效地把药物泵出泵进,心肌功能丧失.异丙肾上腺素 1滴 心得安1滴心得安的作用机理主要是心脏仅有β1肾上腺素能受体,对去甲肾上腺素、肾上腺素〔或异丙肾上腺素〕起反应,结果产生正性肌力作用〔增加收缩强度〕和正性变时性效应〔增快心率〕.心得安通过于心肌与心脏传导组织β受体部位与儿茶酚胺进行竞争,结果产生负性肌力和负性变时变性效应. Fig 11：心得安结构式7、0.01%乙酰胆碱1滴时心搏曲线有于我们的蛙心抵抗不住心得安的药效,一直没有恢复过来,在加入乙酰胆碱后心博曲线没有变化,心脏已经完全衰竭,对外来药物刺激没有反应.理论上加入乙酰胆碱后,心脏搏动会变缓慢,心率降低.乙酰胆碱〔acetylcholine, Ach〕是迷走神经兴奋时,节后纤维所释放的一种神经递质,它能够激动心肌细胞膜上的M型胆碱能受体,产生负性Fig 12：0.01%乙酰胆碱1滴心搏曲线变力、负性变时和负性变传导性等效应.有研究表明,乙酰胆碱能普遍提高K+通道的开放概率,促进外向K+流,是迷走神经心肌效应的主要机制.另外有研究表明,乙酰胆碱能直接抑制Ca2+通道、减少内向Ca2+流Fig 13：乙酰胆碱结构式的作用.另外,当左侧迷走神经兴奋时,房室交界慢反应细胞动作电位幅度减小,兴奋传导速度减慢,这也是乙酰胆碱抑制Ca2+通道、减少Ca2+内流的结果.小剂量Ach即能激动M胆碱受体,产生与兴奋胆碱能神经节后纤维相似的作用,引起心率减慢.大剂量Ach作用下,全部神经节〔具N1胆碱受体〕兴奋的结果是心肌收缩力加强.8、0.01%阿托品1滴,约一分钟后,乙酰胆碱1滴的心搏曲线由于我们的蛙心已经衰竭,在这组实验中心搏曲线依然没有发生变化,心搏曲线维持在加入心得安后的水平.理论上阿托品为竞争性M胆碱受体阻断药,对M胆碱受体有高度的选择性与有较强的亲和力,阻断Ach对M胆碱受体的激动作用.加入阿托品后心脏会恢复由于加入乙酰胆碱而导致的心率变低的状态.Fig 14：阿托品结构式阿托品与M胆碱受体结合后内在活性很小,一般不产生激动作用.阿托品对M胆碱受体亚型的选择性较低,对M1、M2、M3受体均有阻断作用.大剂量阿托品对N1<神经节>胆碱受体有阻断作用.阿托品对Ach的生物合成、贮存、释放过程均无影响.[结论]蟾蜍心脏上存在β1肾上腺素能受体〔对去甲肾上腺素、肾上腺素或异丙肾上腺素起反应〕、M型胆碱受体〔对乙酰胆碱或胆碱受体激动药与阿托品等抑制剂起反应〕.心脏的活动由心交感神经和心迷走神经来调节.心交感神经兴奋时〔如运动、劳动、情绪激动时〕心跳加快加强；心迷走神经兴奋时〔如睡眠时〕心跳减慢.心脏的活动还受一些体液因素的调节.如血液中有一些内分泌素,如肾上腺素和甲状腺素能使心跳加快加强.体内的电解质如钾、钙离子也影响心跳,钙离子增高可使心肌收缩加强,心跳加快.钾离子增高可使心肌收缩力减弱,心跳减慢.温度的高低也可影响心率.如温度升高,可使心跳加快,温度下降可使心跳减慢.总之,心脏的活动是受神经、体液和环境等因素影响的.本实验有效的证明了体液调节对心脏的作用.[参考文献]《人体与动物生理学》王玢高等教育 1998《动物生理学实验》魏香清华大学。
离体蛙心灌流及某些离子药物对离体蛙心活动的影响
30
在蛙心插管中滴加乳酸，使心肌 力发生改变的原因是（）。
收缩
H+抑制Ca2+的内流
H+与Ca2+竞争肌钙 蛋白
H+抑制K+的内流
去甲肾上腺素 肾上腺素
BDE
去甲肾上腺素 肾上腺素
ABC
H+抑制Na+的内流
H+与Ca2+竞 争钙调蛋白
AB
31
在蛙心插管中滴加碳酸氢钠，使心肌 OH-中和H+，使H+
收缩力发生改变的原因是（）。
浓度减少
H+减少促进Ca2+内 流
H+减少促进Ca2+与肌 OH-促进Ca2+的内
钙蛋白的亲和力
流
OH-促进Ca2+ 与肌钙蛋白 的亲和力
ABC
32
蛙心夹夹住心尖不 在观察一些离子、药物对离体蛙心活 宜过多，以免过度 每次更换任氏液量 动的影响时，应注意的事项包括（） 牵拉造成心室损伤 应该保持一致
心室舒张的程度
11
在离体蛙心灌流实验中，记录心搏曲 线时，曲线的密度代表
心肌收缩的强弱
12
在离体蛙心灌流实验中，记录心搏曲 线时，曲线的基线代表
心肌收缩的强弱
心跳节律 心跳节律
心跳频率 心跳频率
心室舒张的程度 心室舒张的程度
E 5
静脉窦 左主动脉上 任意部位均 可 β
β
β 以上均有可 能 HCO3以上均错误
在蛙心插管中滴加ACh引起心肌收缩力
4 的改变是ACh与心肌上哪种受体结合的 M
N
α
V
结果。
在蛙心插管中滴加肾上腺素引起心肌
离体蛙心灌流及某些离子-PPT精品文档
收缩力↑
结果分析与讨论
3. 1%KCl灌流：
[K+ ]o↑ AP平台期缩短 Ca2+内流↓
兴奋-收缩耦联↓ 收缩力↓
结果分析与讨论
4. 1:10000 E灌流 与心肌β 1受体结合 cAMP Ca2+内流↑ 肌浆网释放Ca2+↑ 兴奋-收缩耦联↑ 收缩力↑
4期 If 、I CaT通道↑
观察项目
一、描记正常心搏曲线
曲线幅度 —— 收缩的程度 曲线疏密 —— 心率 曲线基线 —— 舒张的程度
观察项目
二、观察离子、药物和酸碱的影响 1)更换任氏液为3%氯化钙溶液1～2滴，记录心率 和收缩幅度，冲洗（下同） 2)滴加1～2滴1%氯化钾溶液 3)滴加1～2滴1：10000去甲肾上腺素溶液 4)滴加1～2滴1：10000肾上腺素溶液 5)滴加1～2滴1：10000 乙酰胆碱溶液 6)滴加1～2滴 2.5%碳酸氢钠溶液 7)滴加1～2滴3%乳酸溶液
实验对象 蟾蜍
实验仪器设备
RM6240生物采集系统 张力换能器 蛙类手术器械 蛙心插管 试管夹 缝合线 蛙心夹 铁支架 滴管
实验药品
任氏液 l％KCl 3％CaC12 l：10,000 E l：10,000 ACh 3％乳酸 2.5％NaHCO3
实验步骤
一、离体蟾蜍心脏标本制备 1.破坏脑和脊髓 2.暴露心脏
相关理论知识
心肌细胞的生理特性表现为：自动节律性、兴奋 性、传导性和收缩性。 心肌细胞外离子浓度的变化和因体内生物活性物 质（如激素）引起的细胞膜离子通透性的改变，对 心肌细胞的生物电活动和生理特性必然会产生明显 的影响。
相关理论知识
影响心肌细胞电生理特性的原因 1.心肌的自动节律性
离体蛙心灌流及某些离子、药物 对离体蛙心活动的影响
离体蛙心灌流及某些离子、对离体蛙心活动的影响perfusion of frog’s heart 主要内容相关理论知识实验部分实验目的实验对象实验仪器与药品实验步骤结果分析与讨论相关理论知识正常的蛙心能按静脉窦的节律性自动产生兴奋，心脏的自动节律性活动，需要有一个合适的理化环境。
蟾蜍心脏离体后，用任氏液灌流，在一定时间内仍能保持节律性兴奋和收缩活动。
由于心脏的正常活动还有赖于内环境因素的相对稳定，改变灌流液的成分可引起心脏活动的改变。
相关理论知识心肌细胞的生理特性表现为：自动节律性、兴奋性、传导性和收缩性。
心肌细胞外离子浓度的变化和因体内生物活性物质（如激素）引起的细胞膜离子通透性的改变，对心肌细胞的生物电活动和生理特性必然会产生明显的影响。
相关理论知识影响心肌细胞电生理特性的原因 1.心肌的自动节律性（1）最大复极电位与阈电位的差距（2）4期自动除极速度 2.心肌的兴奋性（1）静息电位水平：依赖于细胞外K浓度（2）Na通道的性状相关理论知识影响心肌细胞电生理特性的原因 3.心肌的传导性主要取决于动作电位0期除极速度和幅度 4.心肌的收缩性依赖于细胞外钙离子浓度相关理论知识离子对心脏活动的影响钾离子K参与心肌细胞的复极化和自律细胞的4期自动去极化过程，其改变不仅取决于细胞内外K浓度梯度，还与细胞膜对K通透性有关，因此其影响是多方面的相关理论知识离子对心脏活动的影响钙离子 Ca2对Na内流存在竞争抑制作用，称膜屏障作用，对静息电位无影响。
Ca2o ↑，可使心肌细胞的兴奋性降低，传导减慢，收缩力增强。
相关理论知识迷走神经和乙酰胆碱迷走神经兴奋时，节后纤维释放Ach激动心肌细胞膜上M型胆碱受体，产生负性变力、负性传导、负性变时等效应。
心交感神经与去甲肾上腺素心交感神经节后纤维释放的递质是去甲肾上腺素，激动心肌细胞膜上的受体，产生正性变力、正性传导、正性变时等效应。
实验目的1.本实验的目的是学习离体蛙心的灌流方法。
离体蛙心-灌流和影响
实验步骤
一、离体蟾蜍心脏标本制备
1.蛙心插管 1.2 在主动脉根部剪一 斜口，将插管插入动脉 圆锥， 在心室收缩时 将插管插入心室，结扎 固定。
实验步骤
二、连接仪器和装置
1.用试管夹将蛙心管固定 在铁支架上
2.把张力换能器固定铁支 架支台上，在心室舒张期 将与换能器相连的蛙心夹 夹在心尖上。
用，对静息电位无影响。 [Ca2+]o ↑，可使心肌细 胞的兴奋性降低，传导减慢，收缩力增强。
相关理论知识
迷走神经和乙酰胆碱
迷走神经兴奋时，节后纤维释放Ach,激动心肌 细胞膜上M型胆碱受体，产生负性变力、负性传导、 负性变时等效应。
心交感神经与去甲肾上腺素
心交感神经节后纤维释放的递质是去甲肾上 腺素，激动心肌细胞膜上的ß受体，产生正性变 力、正性传导、正性变时等效应。
曲线幅度 —— 收缩的程度 曲线疏密 —— 心率 曲线基线 —— 舒张的程度
观察项目
二、观察离子、药物和酸碱的影响 1)更换任氏液为3%氯化钙溶液1～2滴，记录心率 和收缩幅度，冲洗（下同） 2)滴加1～2滴1%氯化钾溶液 3)滴加1～2滴1：10000去甲肾上腺素溶液 4)滴加1～2滴1：10000肾上腺素溶液 5)滴加1～2滴1：10000 乙酰胆碱溶液 6)滴加1～2滴 2.5%碳酸氢钠溶液 7)滴加1～2滴3%乳酸溶液
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影响心肌细胞电生理特性的原因
1.心肌的自动节律性
（1）最大复极电位与阈电位的差距 （2）4期自动除极速度
2.心肌的兴奋性
（1）静息电位水平：依赖于细胞外K+浓度 （2）Na+通道的性状
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影响心肌细胞电生理特性的原因
蛙心灌流及各种理化因素对心脏活动的影响
蛙心灌流及各种理化因素对心脏活动的影响心脏正常的节律性活动必须在适宜的理化环境中进行，一旦适宜的环境被破坏，例如酸碱度及离子浓度的急剧改变等，心脏的活动就会受到影响。
在整体内，心脏的活动受自主神经的双重支配，交感神经兴奋时，其末梢释放去甲肾上腺素，使心肌收缩力量增强，心率加快；而迷走神经兴奋时，其末梢释放乙酰胆碱，使心肌收缩力量减弱，心率减慢。
强心甙类药物能够增强心肌收缩能力，减慢心率。
蟾蜍心脏离体后，用理化特性近似于血浆的任氏液灌流，在一定时间内，可保持其比较稳定的节律性收缩和舒张。
改变任氏液的组成成分，如改变Na+﹑K+﹑Ca2+的浓度及酸﹑碱度等，心脏跳动的频率和幅度就会发生相应的改变。
1. K＋对心脏活动的影响：总体看来心肌对细胞外K＋浓度变化比较敏感；但是不同部位心肌的敏感性有所不同，心房肌最敏感，房室束－浦肯野纤维系统次之，窦房结敏感性较低。
细胞外液钾浓度增高时，对兴奋性的影响与其浓度增高的程度有关。
当K＋浓度轻度或者中度升高时，细胞内外K＋的浓度梯度减小，K＋外流的力量减弱,静息电位（RP）的绝对值减小,和阈电位(TP)差值减小,细胞的兴奋性增高；当K＋的浓度大幅度的升高，RP的绝对值减小（膜内－55mv左右）时，钠通道的开放效率降低，钠通道逐渐失活，兴奋性降低或者丧失，严重时，可导致心肌停搏于舒张状态。
此时，仅由Ca2＋的内流来构成动作电位，故上升支小而缓慢，使兴奋传导速度减慢，传导性降低。
当细胞外K＋的浓度升高时，细胞膜对钾的通透性增高，心室肌细胞复极过程加速，平台期缩短，不应期也缩短。
高钾对心肌收缩功能有抑制作用。
因为细胞外的K＋和Ca2＋在细胞膜上有竞争性抑制；因此当膜外K＋的浓度升高时，平台期内流的Ca2＋减少，心肌细胞内的Ca2＋浓度难于升高，减小了Ca2＋的兴奋－收缩偶联作用，从而减弱了心肌收缩能力。
4期自动除极速度减慢，导致窦房结自律性降低，心率减慢。
2. Ca2＋对心脏活动的影响：细胞外Ca2＋在心肌细胞膜上对Na＋的内流有竞争性抑制作用，称为膜屏障作用。
离子与药物对离体蛙类心脏活动的影响
人体生理学实验实验名称离子与药物对离体蛙类心脏活动的影响一、结构式摘要目的：1.学习斯氏离体蛙心灌流的方法（Straub氏法）2．观察Na+ K+ Ca+、肾上腺素、乙酰胆碱等因素对心脏活动的影响。
原理及方法：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。
故当其离体后，通过蛙心套管向其提供灌流液，可以保持心脏的机能活动。
通过改变灌流液中各种离子的浓度或加入不同的药物，可以直接观察到各种离子、神经递质或药物等因素对心脏活动的强度和频率的影响。
结果：用5g/L NaCl溶液灌注蛙心时出现心跳减弱现象；用10g/LKCl溶液灌注蛙心时，出现心跳减弱现象；加20g/L CaCL2后，离体蛙心收缩力增强，滴加肾上腺素后，蛙心收缩增强，滴加乙酰胆碱后，蛙心活动减弱。
二、材料实验设备及材料：牛蛙、RM6240C多道生理信号采集处理系统、张力换能器（量程25g）、万能滑轮、常用手术器械、蛙心插管、蛙心夹、套管夹、试管夹、蛙溶液、10g/LKCl溶液、0.1g/L 板、滴瓶、任氏液、5g/LNaCl溶液、20g/L CaCl2肾上腺素溶液、1g/L乙酰胆碱溶液。
仪器参数：通道时间常数为直流，滤波频率10HZ，灵敏度3g，采样频率400Hz，扫描速度1s/div。
二、观察项目及结果描述说明:Na+使蛙心活动的心率减小，振幅减小；Ca+使蛙心活动的心率减小，振幅变大，直至停止。
K+使蛙心活动的心率减小，振幅减小，直至停止；肾上腺素使蛙心活动的心率增大，振幅增大；乙酰胆碱使蛙心活动的心率减小，振幅减小，直至停止。
几种离子和药物对离体蛙心活动的影响的截图正常情况：Na+Ca+K+肾上腺素乙酰胆碱四、讨论影响实验结果的主要干扰因素：1、当某种干扰因素（尤其是抑制心脏活动的药物）作用已明显时，没有立即换洗，使心肌受损。
影响接下来的实验。
改进方法是：即使换任氏液。
2、换洗任氏液后，没有待心脏恢复正常，就加了下一种离子，以致影响实验结果。
蛙类离体心脏灌流及药物影响
一．实验课题名称：蛙类离体心脏灌流及药物影响二．文献综述：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，只要将离体的蛙心保持在适宜的环境中，在一定时间内仍能产生节律性兴奋和收缩活动。
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、传导性和收缩性，都与钠、钾及钙等离子有关。
血钾浓度过高时(高于7.9mmol/L)，心肌兴奋性、自律性、传导性、收缩性都下降，表现为收缩力减弱、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，心肌收缩力增强，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化，对心肌影响不明显，只有发生明显变化时，才会影响心肌的生理特性。
肾上腺素可使心率加快、传导加快和心肌收缩力增强，乙酰胆碱则与肾上腺素的作用相反。
心脏的正常节律性活动需要一个适宜的内环境，内环境的变化直接影响着心脏的正常活动K＋对心脏活动的影响心肌对细胞外K＋浓度变化比较敏感，其中心房肌最敏感，房室束－浦肯野纤维系统次之，窦房结敏感性较低。
细胞外液钾浓度增高时，对兴奋性的影响与其浓度增高的程度有关。
当K＋浓度轻度或者中度升高时，细胞内外K＋的浓度梯度减小，K＋外流的力量减弱,静息电位（RP）的绝对值减小,和阈电位(TP)差值减小,细胞的兴奋性增高；当K＋的浓度大幅度的升高，RP的绝对值减小（膜内－55mv左右）时，钠通道的开放效率降低，钠通道逐渐失活，兴奋性降低或者丧失，严重时，可导致心肌停搏于舒张状态。
此时，仅由Ca2＋的内流来构成动作电位，故上升支小而缓慢，使兴奋传导速度减慢，传导性降低。
当细胞外K＋的浓度升高时，细胞膜对钾的通透性增高，心室肌细胞复极过程加速，平台期缩短，不应期也缩短。
4期自动除极速度减慢，导致窦房结自律性降低，心率减慢。
071 药物对离体蛙心的影响
药物对离体蛙心的影响[适用对象]药学、中药学、药物制剂专业[实验学时] 3学时一、实验目的学习离体蛙心灌流方法，观察药物对离体蛙心的作用。
二、实验原理由于蛙类心脏具有自动节律性收缩活动的特点，故当其离体后，通过蛙心套管向其提供灌流液，可以保持心脏的机能活动。
通过改变灌流液中各种离子的浓度或加入不同的药物，可以直观观察到各种离子、神经递质或药物等因素对心脏活动的影响。
三、仪器设备动物：蟾蜍器材：探针、眼科剪、眼科镊、蛙板、斯氏蛙心插管、蛙心夹、结扎线、支架等；记录仪为BL一420生物机能实验系统(成都泰盟科技有限公司研制)、肌肉张力换能器试剂：任氏液，药物溶液等四、相关知识点本课程知识点：心肌收缩的影响因素、强心苷的作用特点及其机制多课程知识点：生理溶液的组成、冠状动脉的组成及其循环、生物信号采集系统操作五、实验步骤1、离体蛙心制备取蟾蜍，破坏脑和脊髓，开胸暴露心脏，穿线结扎右主动脉。
在左主动脉上方系一松结用于固定蛙心插管。
在左右主动脉下穿一条线，用玻璃分针将心尖翻向头端，尽量在远离静脉窦的远心端处用线将前后腔静脉全部结扎。
用眼科剪在左主动脉根部距动脉圆锥2～3 mm处剪一向心方向的斜口，将盛有少量任氏液(按l 000：2的比例加入肝素) 的蛙心插管由开口处插入动脉圆锥，然后将插管稍向后退并转向心室中央方向，在心室收缩期插入心室腔内。
此时，可见插管内任氏液液面随心室的活动而上下波动，将备好的松结扎紧。
提起蛙心插管，在结扎线以外，剪断所有动、静脉，注意勿损伤静脉窦。
用新鲜任氏液反复灌洗蛙心插管直至无血液为止。
2、仪器连接取2个铁架台，分别用于固定蛙心插管与换能器。
培养皿中加入80～90 mL任氏液，蛙心夹穿上丝线，绕过滑轮与张力换能器的弹性悬臂相连，滑轮固定于铁架台下端，滑轮的一半浸入培养皿的任氏液面以下。
于蛙心的舒张期，用蛙心夹夹住心尖部，浸入任氏液中，并将蛙心插管与任氏液面间以<45°固定于铁架台下部。
离体蛙心灌流及某些离子、药物对离体蛙心活动的影响精品ppt
（1）静息电位水平：依赖于细胞外K+浓度 （2）Na+通道的性状
相关理论知识
影响心肌细胞电生理特性的原因
3.心肌的传导性
主要取决于动作电位0期除极速度和幅度
4.心肌的收缩性
依赖于细胞外钙离子浓度
相关理论知识
离子对心脏活动的影响
钾离子
K+参与心肌细胞的复极化和自律细胞的4期自动 去极化过程，其改变不仅取决于细胞内外K+浓 度梯度，还与细胞膜对K+通透性有关，因此其 影响是多方面的
相关理论知识 实验部分
实验目的 实验对象 实验仪器与药品 实验步骤
结果分析与讨论
相关理论知识
正常的蛙心能按静脉窦的节律性自动产生兴奋， 心脏的自动节律性活动，需要有一个合适的理化 环境。
蟾蜍心脏离体后，用任氏液灌流，在一定时间 内仍能保持节律性兴奋和收缩活动。由于心脏的 正常活动还有赖于内环境因素的相对稳定，改变 灌流液的成分可引起心脏活动的改变。
实验对象 蟾蜍
实验仪器设备
RM6240生物采集系统 张力换能器 蛙类手术器械 蛙心插管 试管夹 缝合线 蛙心夹 铁支架 滴管
实验药品
任氏液 l％KCl 3％CaC12 l：10,000 E l：10,000 ACh 3％乳酸 2.5％NaHCO3
实验步骤
一、离体蟾蜍心脏标本制备 1.破坏脑和脊髓 2.暴露心脏
自律性↑ 心率↑
结果分析与讨论
5. 1:10000 Ach灌流 与心肌M受体结合 K+外流↑, Ca2+内流↓ [Ca2+]i↓ E-C耦联↓ 收缩力↓
最大复极电位↑ 4期K+外流↑
自律性↓
心率↓