离子与药物对离体蛙心活动的影响
【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
离子和药物对离体蟾蜍心脏活动的影响
1.3 仪器和装置 1.3.1 器材 6240C微机生物信号处理系统 张力换能器
1.3 仪器和装置 1.3.1 仪器连接
2. 观察项目
数据测量：舒张期张力、收缩期张力、心率
收缩期张力 舒张期张力
3. 结果（）：
3.1 正常离体蛙心的舒张期张力为1.1g、收缩期张力为2.5g， 心率为34。
3.2 用0.65％溶液后灌流，蛙心舒张期张力为1.1g，收缩期张 力为1.5g，心率为35.
3.2 滴加2％2溶液1～2滴前蛙心蛙舒张期张力为1.1g，心收缩 期张力为2.5率为0。
3.3 滴加1溶液1～2滴前心静止张力为1.1g，心发展张力为 1.5g，心率为34，滴加后蛙心舒张期张力和收缩期张力均 为1.0g，心率为0。
3.4 ……
表1 离子与药物对蟾蜍离体心脏活动的影响
实验项目
0.65% NaCl 2% CaCl2 1% KCl 肾上腺素 心得安+肾上腺素 乙酰胆碱 阿托品+乙酰胆碱
实验目的()：
学习法灌流蟾蜍离体心脏的方法。
掌握、2+离子浓度变化以及肾上腺素、乙酰胆碱 等因素对蟾蜍离体心脏的影响。
1. 材料与方法( ):
1.1 实验动物 蟾蜍 1.2 药品与试剂 任氏液、0.65％、2% 2、1% 、1:10000
肾上腺素、 1:10000 乙酰胆碱、0.1% 阿托品、 3%心 得安。
舒张期张力（g） 处理前 处理后
收缩期张力（g） 处理前 处理后
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。
离子与药物对离体蛙心活动的影响
离子与药物对离体蛙心活动的影响Effects of Several Drugs and Extracellular Ions on Isolated Toad Heart[摘要]目的学习Straub氏法灌流蟾蜍离体心脏方法，研究离子和药物对离体蛙心活动的影响以及作用机制。
方法制备离体蛙心标本，采用Straub氏法完成蛙心插管，分别灌流低钙、高钙、高钾溶液，肾上腺素以及普萘洛尔、乙酰胆碱以及阿托品，用张力换能器和RM6240生物信号采集处理系统描记心搏曲线并测量记录数据。
结果：无钙任氏液灌流，心脏舒张末期张力增大，而收缩末期张力明显减小，心率无显著改变；高钙任氏夜灌流，心脏舒张末期张力减小，而收缩期张力明显增大，心率无明显改变；高钾任氏夜灌流，心脏舒张末期张力增大，而收缩期张力明显减小，心率无明显改变；灌流液中加Ach，心脏舒张末期张力增大，收缩末期张力减小，心率减慢；加入Ach后滴加atp，心脏舒张末期张力变小，收缩期张力变大，心率无显著改变；灌流液中加入Adr，心脏舒张期张力减小，收缩期张力增大，心率无明显改变；Pro 处理后加入Adr，心脏收缩末期张力减小，舒张末期张力和心率无显著改变。
结论细胞外Ca2+浓度增大，心肌的收缩性明显增强；细胞外K+浓度升高，心肌收缩力明显减弱；乙酰胆碱使心脏收缩性减弱，阿托品可拮抗乙酰胆碱减弱心肌收缩性的作用；肾上腺素使心脏收缩增强，普萘洛尔可拮抗肾上腺素加强心脏收缩性的作用。
[关键词] 蟾蜍离体心脏灌流K+Ca2+ 肾上腺素乙酰胆碱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。
实验二离子及药物对离体蛙心脏活动的影响
大学学生实验报告[实验目的]1．学习离体蛙心灌流的实验方法。
2．观察Na、K、Ca三种离子及肾上腺素、乙酰胆碱等因素对心脏活动的影响。
[实验原理]1．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。
本实验在蛙心的灌流液内人为地加入一些物质而改变心脏活动的内环境，观察心脏活动有何变化。
2．心肌细胞的生理特征：电生理特征：自律性，兴奋性，传导性机械生理特征：收缩性[实验对象]青蛙[实验器材和药品]1．器材生物信号采集系统、张力换能器(10g)、蛙类手术器械1套、蛙心插管、蛙心夹、试管夹、双凹夹、万能支架、滴管、150ml小烧杯4个、任氏液。
2．药品0. 65％氯化钠、2％氯化钙、1％氯化钾、1：10 000肾上腺素、1：10 000乙酰胆碱等。
[实验步骤]1 离体蛙心的制备2．观察项目(1)记录心脏在仅有任氏液时的收缩曲线，观察心率及收缩幅度，作为正常对照。
(2)吸去管内的任氏液，换以等量0.65％NacCl，观察并记录心跳的变化。
(3)等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入5%NaCI1—2滴，记录观察心跳的变化。
(4)等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入2％CaCl2 1—2滴，记录观察心跳的变化。
(5)等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入l％KCl 1～2滴，记录观察心跳的变化。
(6)等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入1：l0 000肾上腺素1～2滴，记录并观察心跳的变化。
(7) 吸去管内的任氏液，换以等量4 摄氏度任氏液，观察并记录心跳的变化。
(8) 等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入2.5%NaHCO31—2滴，记录观察心跳的变化。
(9) 等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加3%乳酸1—2滴，记录观察心跳的变化。
(10)等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入l：10 000乙酰胆碱1～2滴，发生变化后，加入阿托品，记录并观察心跳的变化。
[实验结果分析]结果：在蛙心的灌流液内人为地加入一些物质而改变心脏活动的内环境，观察心脏活动，发现心脏跳动的频率、幅度就会发生相应的改变。
各种离子及药物对离体蟾蜍心脏活动的影响
（4）提起插管，剪断结扎线远端动脉及周围血管，将心脏 离体。用吸管将插管内血液用任氏液换洗直至完全澄清。
2．连接仪器
用试管夹将蛙心插管固定于万能架台上，蛙 心夹在心室舒张期夹在蛙心尖部，将蛙心夹上的 线连至张力换能器的弹簧片上（切勿让心脏受到 过度牵拉），将张力换能器连到RM-6240B生物 信号采集处理系统。
注意事项
1．制备离体蛙心标本时，勿伤及静脉窦。 2．上述各实验项目，一旦出现作用应立即用正常任 氏液换洗，以免心肌受损，而且必须待心搏恢复 正常后方能进行下一步实验。 3．实验中及时用任氏液冲洗心脏，待曲线恢复平稳 后再进行下一步操作。 4．每次更换任氏液都必须保持灌流液液面高度恒定， 以免因灌流量变化而影响结果。 5．严格控制药品加入量，先加一滴，效果不明显再 加一滴。 6．吸滴瓶中的任氏液和吸蛙心套管内溶液的吸管应 区分专用，不可混淆使用，以免影响实验结果。
3．观察项目 （1）描记心脏的正常收缩曲线 （2）观察不同离子对心脏收缩的影响 ① 吸出插管内全部灌流液，加入0.65%NaCl溶液， 观察心脏收缩曲线的变化。效应明显后，吸出灌流液， 用新鲜任氏液冲洗至收缩曲线恢复正常。 ② 加1～2滴2%CaCl2溶液于灌流液中，观察收缩 曲线的改变。效应明显后，用新鲜任氏液冲洗至曲线 恢复正常。 ③ 加1～2滴KCl溶液于灌流液中，观察曲线改变。 效应明显后，用任氏液冲洗至曲线恢复正常。
（3）递质和药物对心脏收缩的影响 ① 加1～2滴1:10000去甲肾上腺素溶液于灌流液中， 观察收缩曲线的改变。效应明显后，用新鲜任氏 液冲洗至曲线恢复正常。 ② 加1～2滴0.1%普萘洛尔溶液。出现效应后立即 滴入1～2滴去甲肾上腺素溶液，观察收缩曲线的变化 并与①比较，然后换液。 ③ 加1～2滴1:10000乙酰胆碱溶液于灌流液中，观 察收缩曲线的改变。效应明显后，用新鲜任氏液冲洗 至曲线恢复正常。 ④ 加1～2滴5:10000阿托品溶液。出现效应后立即 滴入1～2滴去乙酰胆碱溶液，观察收缩曲线的变化并 与③比较，然后换液。 ⑤ 将0.25%/L毒毛花苷K任氏液1～2滴置于灌流液 中，观察收缩曲线的改变，待效应明显后，立即在任 氏液中加0.05%利多卡因1～2滴，观察心跳变化。
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。
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离子与药物对离体蛙心活动的影响Effects of Several Drugs and Extracellular Ions on Isolated Toad Heart[摘要]目的学习Straub氏法灌流蟾蜍离体心脏方法，研究离子和药物对离体蛙心活动的影响以及作用机制。
方法制备离体蛙心标本，采用Straub氏法完成蛙心插管，分别灌流低钙、高钙、高钾溶液，肾上腺素以及普萘洛尔、乙酰胆碱以及阿托品，用张力换能器和RM6240生物信号采集处理系统描记心搏曲线并测量记录数据。
结果：无钙任氏液灌流，心脏舒张末期张力增大，而收缩末期张力明显减小，心率无显著改变；高钙任氏夜灌流，心脏舒张末期张力减小，而收缩期张力明显增大，心率无明显改变；高钾任氏夜灌流，心脏舒张末期张力增大，而收缩期张力明显减小，心率无明显改变；灌流液中加Ach，心脏舒张末期张力增大，收缩末期张力减小，心率减慢；加入Ach后滴加atp，心脏舒张末期张力变小，收缩期张力变大，心率无显著改变；灌流液中加入Adr，心脏舒张期张力减小，收缩期张力增大，心率无明显改变；Pro处理后加入Adr，心脏收缩末期张力减小，舒张末期张力和心率无显著改变。
结论细胞外Ca2+浓度增大，心肌的收缩性明显增强；细胞外K+浓度升高，心肌收缩力明显减弱；乙酰胆碱使心脏收缩性减弱，阿托品可拮抗乙酰胆碱减弱心肌收缩性的作用；肾上腺素使心脏收缩增强，普萘洛尔可拮抗肾上腺素加强心脏收缩性的作用。
[关键词] 蟾蜍离体心脏灌流K+Ca2+ 肾上腺素乙酰胆碱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。
【1】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。
本实验在蛙心的灌流液内人为地加入一些离子和药物从而改变心脏活动的内环境，观察心脏活动有何变化。
1．材料和方法1.1实验动物（laboratory animal) 蟾蜍（中华蟾蜍指名亚种，Zhuoshan Toad）1.2药品与试剂肾上腺素（adrenaline hydrochloride）,乙酰胆碱（acetylcholine chloride ），普萘洛尔（propranolol hydrochloride ）,阿托品（atropine sulfate ），氯化钾，氯化钙，任氏液（Ringer’s solution）。
1.3 仪器和装置RM6240多道生理信号采集处理系统(成都仪器厂），JZJ01张力换能器(成都仪器厂）。
1.4 仪器连接和参数张力换能器接RM6240多道生理信号采集处理系统第1通道, RM6240多道生理信号采集处理系统采样频率：800Hz，时间常数：直流，滤波：30Hz，灵敏度：7.5g。
1.5 离体蟾蜍心脏标本制备蟾蜍毁脑脊髓，蟾蜍仰卧于蛙板，打开蟾蜍胸腔，暴露心脏，结扎下腔静脉，靠头端结扎左主动脉，在左、右主动脉下穿线，在左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，游离心脏。
1.6 心脏与换能器连接将蛙心插管固定在夹具上，蛙心夹连线通过滑轮连至张力换能器。
蛙心夹在心室舒张期夹住心尖，调节微调使心脏舒张期至1g。
1.7数据统计分析测量各项处理前后的心率（heart rate，HR)、心脏舒张末张力（end diastolic tension，EDT) 、心脏收缩末期张力(end systolic tension，EST)。
结果以⎺x ± s 表示，统计采用Student t test方法。
2观察项目2.1正常的心搏曲线：向插管中加入1ml任氏液，心搏曲线稳定后记录正常的心搏曲线45s。
2.2无钙任氏液灌流：无钙任氏液1ml替换插管内的任氏液，心搏曲线稳定后记录45s。
2.3高钙任氏夜灌流：用任氏液洗脱3次，加入1ml任氏液，待曲线稳定45s后，向灌流液中加 0.045M CaCl2溶液25μl，心搏曲线稳定后记录45s 。
2.4高钾任氏夜灌流：用任氏液洗脱数次，曲线基本恢复后，加入1ml任氏液，待曲线稳定45s后，在任氏液中加 0.2M KCl溶液25μl，心搏曲线稳定后记录45s 。
2.5 Ach以及atr灌流：用新鲜任氏液换洗数次，加入1ml任氏液，待曲线稳定后记录45s ，在任氏液中加6×10-6 M 的 acetylcholine （ACh）溶液10μl，心搏曲线稳定后记录45s 。
再加2×10 –4 M atropine（Atr）10 μl，心搏曲线稳定后记录45s 。
2.6 adrenalin灌流：用任氏液洗脱数次，曲线基本恢复后，加入1ml任氏液，待曲线稳定45s后，在任氏液中加6×10-5 M 的 adrenaline（Adr）溶液10μl，心搏曲线稳定后记录45s 。
2.7 propranolo以及Adr灌流：用任氏液洗脱数次，收缩曲线基本恢复后，加入1ml任氏液，待曲线稳定45s后，在任氏液中加5×10-4 M propranolol（Pro）溶液10μl，心搏曲线稳定后记录45s ，再加入6×10-5 M 的 Adr 溶液10μl，心搏曲线稳定后记录45s 。
3.结果3.1低钙对心脏活动的影响无钙任氏液灌流的心脏舒张末期张力为1.09±0.26g 大于正常任氏液灌流的心脏舒张末期张力0.89±0.11 g （ p < 0.05）；低钙任氏液灌流心脏收缩末期张力为2.08±0.81 g 显著小于正常任氏液灌流心脏收缩末期张力6.20±3.29 g（ p <0.01)；低钙任氏液灌流心脏的心率为30.00±4.00bpm，正常对照组心率为29.00±4.00bmp （p>0.05）无统计学差异。
见表1表1无钙任氏夜对离体蛙心活动的影响（n=8）Table 1 Effect of Ca2+ -free Ringer’s solution on isolated toad heart（n=8）samperend diastolic tension(g) end systolic tension(g) HR(bpm)2 0.85 0.90 5.60 1.80 25.00 25.003 0.93 1.69 9.42 2.41 34.00 34.005 0.87 1.08 12.25 2.11 24.00 27.006 0.90 0.92 3.57 1.67 28.00 28.007 1.06 1.14 3.60 1.62 34.00 36.008 0.86 1.03 7.55 3.92 30.00 33.009 0.68 0.95 4.79 1.61 28.00 28.00X±s 0.89±0.11 1.09±0.26# 6.20±3.292.08±0.81*29.00±4.0030.00±4.00#p<0.05 VS control EDT, *p<0.01 VS control EST3.2高钙对心脏活动的影响高钙任氏液灌流的心脏舒张末期张力0.81±0.40g 小于正常任氏液灌流的心脏舒张末期张力0.94±0.40 g （ p < 0.01）；高钙任氏液灌流心脏收缩末期张力的8.25±3.16 g 显著大于正常任氏液灌流心脏收缩末期张力5.39±2.70 g（ p <0.01)；高钙任氏液灌流心脏的心率为29.00±3.00bpm，正常对照组心率为29.00±4.00bmp （p>0.05）无统计学差异。
见表2表2高钙任氏夜对离体蛙心活动的影响（n=9）Table 2 Effect of Ca2+ 22×10-4M Ringer’s solution on isolated toad heart（n=9）samperend diastolic tension(g) end systolic tension(g) HR(bpm)2 0.79 0.78 4.96 6.70 27.00 27.003 0.66 0.65 8.53 11.44 33.00 32.004 1.97 1.81 5.95 10.75 29.00 30.005 0.92 0.78 9.86 13.38 22.00 22.006 0.74 0.46 2.83 5.59 25.00 26.007 0.98 0.88 3.53 6.09 35.00 32.008 0.87 0.67 7.08 9.55 32.00 31.009 0.64 0.45 4.05 6.92 29.00 27.00X±s 0.94±0.40 0.81±0.40# 5.39±2.70 8.25±3.16*29.00±4.00 30.00±4.00#p<0.01 VS control EDT, *p<0.01 VS control EST3.3高钾对心脏活动的影响高钾溶液灌流的心脏舒张末期张力1.11±0.36g 大于正常任氏液灌流的心脏舒张末期张力0.88±0.35 g （ p < 0.01）；高钾任氏液灌流心脏收缩末期张力的2.28±1.74 g 显著小于正常任氏液灌流心脏收缩末期张力5.41±3.01 g（ p<0.01)；高钾任氏液灌流心脏的心率为28.00±4.00bpm，正常对照组心率为30.00±4.00bmp （p>0.05）无统计学差异。
见表3表3 高钾溶液对离体蛙心活动的影响（n=9）Table 3 Effect of K+ 69×10-4M Ringer’s solution on isolated toad heart（n=9）samper end diastolic tension(g) end systolic tension(g) HR(bpm)control perfusion control perfusion control perfusion1 0.79 0.83 1.87 1.36 31.00 29.002 0.81 1.14 4.00 1.27 27.00 29.003 0.88 1.16 7.25 1.55 33.00 31.004 1.74 1.79 7.95 6.13 34．00 26.005 0.85 1.53 10.67 2.21 22.00 20.006 0.70 0.90 2.94 1.24 26.00 24.007 0.96 1.09 3.04 1.29 33.00 32.008 0.58 0.90 7.61 4.24 33.00 32.009 0.60 0.66 3.39 1.19 27.00 26.00X±s 0.88±0.35 1.11±0.36#5.41±3.012.28±1.74*30.00±4.00 28.00±4.00#p<0.01 VS control EDT, *p<0.01 VS control EST3.4 乙酰胆碱以及阿托品对心脏活动的影响3.4.1Ach任氏夜灌流的心脏舒张末期张力1.11±0.44g 大于正常任氏液灌流的心脏舒张末期张力0.93±0.32 g （ p < 0.05）；Ach任氏夜灌流心脏收缩末期张力的1.94±0.81g 小于正常任氏液灌流心脏收缩末期张力4.14±2.42g（ p <0.01)；Ach任氏液灌流心脏的心率为24.00±5.00bpm小于正常对照组心率为26.00±6.00bmp（p<0.05）见表4;3.4.2加入阿托品后，心脏舒张末期张力为0.88±0.40g小于加atr之前的心脏舒张末期张力1.10±0.45g（p<0.01），加入阿托品后心脏收缩末期张力4.82±3.09g大于加atr之前心脏收缩末期张力2.02±0.80g（p<0.05）, 加入阿托品后心率为25.00±3.00bmp，加atr 之前心率为24.00±5.00bmp，（p>0.05）无统计学差异。