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↓

+2+2+ACh→与心肌M受体结合→K外流↑, Ca内流↓→细胞内[Ca]↓→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。

第二篇：离子及药物对离体蛙心脏活动得影响

动物生理学实验报告

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，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，

3%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，注意观察心搏频率、心室的收缩和舒张程度。然后依次

把NaCl溶液、KCl溶液l、CaCl2溶液、肾上腺素、乙酰胆碱、阿托品、4°C任氏液、NaHCO3溶液、乳酸灌到离体蛙心中，观察心搏曲线变化。

五、实验结果

表一：改变灌流液成分对离体蛙心活动的影响

实验项目 5％NaCl 2％CaCl2 1％KCl 肾上腺素 乙酰胆碱 阿托品

心率变化（％） —6.67 0 －44.8 0 －100 ＋18.2

振幅变化（％） －73.7 先变大（＋4） －92.7 ＋56.2 －100 ＋24.7

后变小（－33.7）

基线变化 略微下降 明显上升 略微上升 略微下降 略微上升 变化不明显

续表：

实验项目 4℃任式液 NaHCO3 1％乳酸 滴加乳酸后直接滴加NaHCO3

心率变化（％） －8.1 ＋10 －6.5 ＋8.7

振幅变化（％） －11.9 －27.3 －41.3 ＋54.7

基线变化 明显上升 略微上升 略微下降 略微上升

注：表中0表示心率变化或振幅变化很小，没有比较意义（正常生理状态下心率也不是固定不变的）；－100则表示心脏完全停跳，与心脏活性、药物量等有关。“＋”表示心率加快或振幅变大；“－”表示心率减慢或振幅变小。

六、实验分析

1、 结果分析

（1）、Na+的影响

收缩力减弱，心率加快。加入NaCl溶液，Na+浓度升高，导致Ca2+与肌钙蛋白的

结合能力降低，Ca2+的内流减少，而心肌细胞的兴奋-收缩耦联又在很大程度上依赖于细胞外内流的Ca2+，所以心肌的收缩能力被抑制，收缩力减弱，基线下降。同时Na+内流加速，自动除极速度加快，故自律性增强，心率提高。

（2）、Ca的影响

收缩力增强，心率没变。Ca2+浓度增加，内流增加，每一个AP期间进入细胞内

的钙增多加快，收缩力增强，故幅度变大，又钙离子浓度过大，肌钙蛋白与钙离子结合不能够解离，发生钙僵直（舒张不完全），故之后幅度又变小，且基线上升。理论上钙离浓度增大，使钠离子内流限制，心率减慢，实验中心率并没有减慢，可能是实验材料有个体差异造成。

（3）、K+的影响

收缩力下降，心率减小。钾离子和钙离子在心肌细胞膜上有竞争性抑制，故钾离

子浓度上升，钙离子内流减少，减弱了兴奋收缩偶联作用，收缩力下降，幅度减小。2+

钾离子浓度上升，使膜内外钾离子浓度梯度减小，静息电位绝对值降低，当静息电位负值持续变小到—55至—60mv时，使钠离子通透失活，心率减慢。高钾使钾离子通透增加，AP4期钾离子外流增加，延缓了4期的除极化，使自律性下降，心率减慢。

（4）、NE的影响

收缩力增强，心率没变。NE与心脏上β受体结合：

①使钙通道开放数目增加，兴奋偶联增强，收缩力增强。

②促使肌钙蛋白对钙离子释放和肌浆网对钙离子的摄取，故能加速心肌舒张。 ③使自律细胞自动除极速率提高，窦房结自律性提高。使慢反应细胞0期钙离子内

流加快，0期AP上升速度加快，房室传导加快。

但实验所得，心率没有加快，分析其原因可能是心脏受损以及活性的改变。

（5）、Ach的影响

收缩力减慢，心率降低。（实验中，心脏完全停跳一段时间。）Ach与心肌细胞膜

上M受体结合，激活钾离子通道，抑制钙离子通道。窦房结细胞3期复极过程中，钾离子外流升高。最大复极电位绝对值升高；另外，4期钾离子外流升高，使4期自动去极化速度降低，窦房结自律性下降，心率降低。Ach使钾离子外流升高，3期复极加速，平台期缩短，AP期进入细胞内钙离子减少；Ach抑制钙离子通道，使进入细胞钙离子减少，心房肌收缩力下降。但Ach浓度过高，标本活性下降，使得心脏完全停跳。

（6）、阿托品的影响

收缩力增加，心率加快。阿托品对Ach有拮抗作用，它可以与M胆碱受体结合，

妨碍乙酰胆碱与其结合，使得心脏功能恢复。

（7）、温度的影响

收缩力下降，心率减慢。温度降低时，酶活性降低，代谢水平下降，供能减少；

各离子通道蛋白活性下降，心肌收缩活动减弱。

（8）、碱的影响

收缩力下降，心率加快。加入碱性溶液，可使细胞内氢离子外逸。与胞外钾离子

进行H+—K+交换，钾离子外流减少，细胞膜电位减小。另外碱也使细胞液中钙离子浓度减低（如形成Ca（HCO3）2沉淀），内流的钙离子减少，心肌收缩力降低。

（9）、酸的影响

收缩力减弱，心率降低。加入酸溶液，H+浓度增加，可竞争性抑制钙离子与肌钙

蛋白结合；使肌凝球蛋白ATP酶活性降低；使钙离子从肌浆膜释放减少，抑制钙离子释放；降低钙离子通道活性，使钙离子内流减少，所以抑制心脏收缩活动，幅度降低，心率减慢，基线下降。

当再加入碱时，解除了H+对钙离子的竞争作用，心肌收缩活动恢复。

2、 操作分析

该实验对操作能力要求较高，要分离到活性较高的材料。前两次分离过程中，因为作不熟练，获得材料活性不高，无法满足实验需要。在几次的实践后，得到了较好的材料，开始实验。但由于实验过程中，小组成员不小心碰到的实验仪器，扯动了离体心脏，导致心脏破损无法继续实验。在老师的补救下（结扎破损部位），实验才得以继续。

从实验结果来看，结果并非完全符合理论值。我们的实验能力还有一个很大的提升空间，要总结实验不足之处，加以克服。