离体蛙心灌流及药物对心脏影响
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、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。
【实验报告】离子和体液对离题蛙类心脏的影响
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
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 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。
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。
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：
离子及药物对离体蛙心脏活动得影响
一实验目的1、学习制备离体蛙心脏及离体心脏灌流的方法。
2、观察钠离子、钾离子、钙离子3种离子，去甲肾上腺素、乙酰胆碱、温度、酸碱度等因素对心脏活动的影响。
3、通过实验使学生初步对递质、受体、受体兴奋剂及受体阻断剂的概念有所感知。
二实验原理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。
青蛙心脏离体后，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。
当血钾离子过高时，心肌兴奋性、自律性、传导性和收缩性均降低，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。
而血钙离子升高时，心肌收缩力增强，但过高时可使心室停搏于收缩期。
而血钙离子降低时，心肌收缩力减弱。
血钠离子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，钠离子剧烈升高时心脏的兴奋性和自律性虽升高，但兴奋的传导性和收缩性却下降，严重时可使心脏停搏于舒张期。
三使用仪器、材料1、实验仪器：生物信号采集处理系统，张力换能器，小动物手术器械，蛙板，细线，滴管，烧杯，蛙心夹，蛙心插管，滴管，万能支架等2、实验材料：0.4%肝素-任氏液插管用，任氏液，0.65%氯化钠，2%氯化钙，1%氯化钾，1%乳酸，2.5%碳酸氢钠，1：10000肾上腺素，1：10000乙酰胆碱，1：5000阿托品等溶液四. 实验步骤1、双毁髓法处死青蛙2、蛙类离体心脏制备3、实验装置连接4、记录不同离子及药物对心脏收缩的影响先描记正常的蛙心搏动曲线作为对照，注意观察心搏频率、心室的收缩和舒张程度。
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
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
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。
药物对离体心脏活动的影响
药物对离体心脏活动的影响实验三药物对离体心脏活动的影响[实验目的]学习斯氏离体蛙心灌注法，观察强心苷对离体蛙心收缩强度、频率和节律的影响。
[实验材料]蛙或蟾蜍、蛙板、蛙心夹、手术器械、探针、斯氏蛙心套管、张力换能器、电脑、双凹夹、长柄木夹、任氏液、低钙任氏液、0.2％去乙酰毛花苷丙（西地兰）等。
[实验方法]1、取蛙或蟾蜍一只，左手握蛙，用食指下压头端，拇指按压背部，使头前俯。
用探针破坏脑及脊髓，背位固定于蛙板上，剪开胸部皮肤、肌肉及胸骨，打开胸腔，剪破心包膜，暴露心脏。
2、在主动脉分支处下穿一根线，以备结扎套管用。
在左主动脉上剪一V型切口，插入盛有任氏液的蛙心套管，见到套管内的液面随心搏上下波动后，将线扎紧并固定在套管的小钩上。
在插管过程中要及时用滴管吸去套管内血液，以免血块堵塞。
3、结扎右主动脉，剪断两根动脉，持套管提起心脏，用线自静脉窦以下把其余血管一起结扎（勿伤及或结扎静脉窦），分离周围组织，在结扎处下剪断血管使心脏离体。
4、用任氏液连续换洗，直至无血色，使套管内保留1.5ml左右的任氏液。
将蛙心套管固定在铁支架上，用带有长线的蛙心夹在心舒期夹住心尖，将长线与张力换能器连接。
5、打开电脑，点击桌面中的BL-410图标，由输入信号，选择做张力的有关内容和相关标记内容。
[实验结果及讨论]:该曲线为正常情况下离体蛙心脏的收缩曲线。
该曲线为低钙任氏液环境下的离体蛙心脏的收缩曲线。
分析：低钙任氏液为蛙心提供了一个低钙的环境，由于钙离子的减少，不能够通过钠离子钙离子交换机制使钙离子内流，进而不能使细胞内的钙离子增多，不能激活钙离子通道，使钙离子进入心肌细胞内达到以钙释钙的作用，不能够增加心肌的收缩力和减慢心率，所以在低钙任氏液的作用下，与任氏液灌注的蛙心收缩相比心率会增加而心肌收缩力会减弱。
次实验中由于人为因素操作失误加入了1.5ml西地兰使心脏中毒，心肌细胞膜上的Na+-K+-ATP酶活性受到明显抑制，心肌细胞内钙离子超载，钠离子外流及钾离子内流明显减低，细胞低钾导致膜电位减小自律性增加，引起了心律失常。
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。
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离体蛙心灌流及药物对心脏的影响
一、实验目的：
1、学习蛙心灌流方法。
2、了解离体心脏的自律性与环境中各因素变化的关系，观察理化因素
对蛙心活动的影响。
二、实验对象：蟾蜍
三、实验方法：
1、标本制备：
取蟾蜍→破坏CNS→固定→剪皮→打开胸腔（暴露胸骨柄，用镊子把胸骨柄捏起来，用粗剪刀剪断，沿胸骨将锁骨剪断，去除多余的骨头，注意勿将心脏剪破）→用眼科剪小心剪开心包膜→暴露心脏→在主动脉叉下方穿一根丝线备用→用蛙心夹在心舒张期夹住心尖部→在左侧主动脉分叉处2-3mm处剪一剪口→将盛有一定量任氏液的蛙心插管插入到主动脉球→将插入到主动脉球的套管稍向后退，再向左下逆时针旋转90°，插入心室→结扎固定→剪断血管和背面静脉窦以下组织，游离标本
2、连接装置：
蛙心管内保持2ml灌流液，用木夹夹住蛙心套管，蛙心夹的线与张力换能器相连，换能器与电脑的相应通道相连。
3、运行电脑：
打开电脑→Medlab→实验/常用生理实验→离体蛙心灌流
四、实验结果：
分别观察正常心脏活动曲线及加入不同溶液后的心脏活动曲线的变化。
曲线规律：心脏节律；
曲线疏密：心率
曲线基线：心室舒张最大程度
顺序观察项目药量心肌(率、力)变化
正常任氏液灌流正常
1 0.65%NaCl 灌流
2 2% CaCl2 1~2d
3 1%KCl 1~2d
4 1:10000 NA 1~2d
5 1:100000 ACh 1~2d
6 3% LH 1~2d
2.5% NaHCO3 2~4d
7 1:100000 Isop 1ml +任氏液1ml
8 1:1000 prop 0.2ml+任氏液1.8ml
出现效应后，抽出一半液体后
立即加入Isop1ml
五、实验讨论：
心肌细胞兴奋时，通过兴奋-收缩耦联机制，触发心肌细胞收缩。
心肌收缩的特点是：1.对细胞外Ca2+浓度的依赖性高；2.“全或无”式收缩
1、0.65%NaCl灌流与正常任氏液相比[Ca2+]↓→Ca2+内流↓→兴奋-收缩耦联↓
→收缩力↓
2、2%CaCl2（1～2滴）→[Ca2+]↑→Ca2+内流↑→兴奋-收缩耦联↑→收缩力↑
舒张期Ca2+与肌钙蛋白不完全解离，产生Ca2+强直，基线上移。
3、1%KCl（1滴）→AP平台期缩短 Ca2+内流↓；竞争性结合肌钙蛋白→兴奋-收
缩耦联↓→收缩力↓
4、NA与心肌β1受体结合→激活腺苷酸环化酶→细胞内cAMP↑→激活蛋白激酶
和细胞内蛋白质的磷酸化过程→心肌细胞膜上Ca2+通道开放概率增加→Ca2+内流↑肌浆网释放Ca2+↑→兴奋-收缩耦联↑→收缩力↑
离体： NA→（+）β1-R→HR↑；整体：BP↑→反射性HR↓
5、ACh→与心肌M受体结合→抑制腺苷酸环化酶→细胞内cAMP↓→抑制蛋白激酶
和细胞内蛋白质的磷酸化过程→心肌细胞膜上Ca2+通道开放概率减少→Ca2+内流↓肌浆网释放Ca2+↓→兴奋-收缩耦联↓→收缩力↓
ACh→与心肌M受体结合→K+外流↑, Ca2+内流↓→细胞内[Ca2+]↓→兴奋-收缩耦联↓→收缩力↓
6、3%乳酸→H+与Ca2+竞争肌钙蛋白，Ca2+不能与肌钙蛋白结合→收缩力↓
2.5％NaHCO3→中和H+，Ca2+与肌钙蛋白结合增加，收缩力恢复。
7、Isop1ml +任氏液1ml与心肌β1受体结合→激活腺苷酸环化酶→细胞内cAMP↑
→激活蛋白激酶和细胞内蛋白质的磷酸化过程→心肌细胞膜上Ca2+通道开放概率增加→Ca2+内流↑肌浆网释放Ca2+↑→兴奋-收缩耦联↑→收缩力↑Prop0.2ml+任氏液1.8ml抑制腺苷酸环化酶→细胞内cAMP↓→抑制蛋白激酶和细胞内蛋白质的磷酸化过程→心肌细胞膜上Ca2+通道开放概率减少→Ca2+内流↓肌浆网释放Ca2+↓→兴奋-收缩耦联↓→收缩力↓
出现效应后，抽出一半液体后立即加入Isop，与Prop竞争性拮抗→收缩力↑但较前次幅度小。
六、实验结论：
1、心肌的生理功能依靠内环境稳态；
2、各种因素对心肌收缩力的影响主要通过Ca2+实现；
3、K+、H+、ACh、prop可使心肌收缩力降低；
4、Ca2+、NA、Isop、OH-可使心收缩力增强；
5、Prop可竞争性拮抗Isop的作用。
【注意事项】
1、套管插入动脉球后，应及时进行换液，分别用两个吸管专管专用，防止蛙心
套管下端被凝血块堵塞。
2、插入到心室内后，若没有血液喷出，可将蛙心套管稍向后退，因为有时插入
太深抵在心室壁上也会看不到现象。
3、结扎固定时，一定要扎牢，尤其第一道线，扎好以后再在侧面的侧钩上结扎
固定一下，防止滑脱。
4、游离标本时注意切勿损伤静脉窦，尽量远离心脏剪。
5、连接时，换能器的连线应与插管中轴在同一直线上，即与地面垂直。
6、做的过程中，随时用面纸吸去渗出的任氏液，以防滴在换能器上，损坏换能
器。
7、每次实验观察前，应使蛙心插管内的液面保持在同一高度。
8、药物作用明显后，应立即换洗，直至心脏曲线恢复正常，再进行下一项实验。