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离体蛙心灌流

2008-11-23 20:09阅读:
实验题目:离体蛙心灌流
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.心肌细胞分类
快反应细胞:心房肌,心室肌,浦肯野细胞:主要由快钠通道被激活,Na快速内流引发动作电位,去极速度快,
慢反应细胞:窦房结细胞,房室交界区细胞:主要由慢钙通道被激活,Ca内流引发动作电位,去极速度慢。
动物、器材与药品:
蟾蜍、电脑、生物信息采集系统BL420E+、常用手术器材、蛙板、张力换能器、蛙心夹、棉花、棉线、任氏液、长胶头滴管、5%NaCl溶液、2%CaCl溶液,1%KCl溶液、1:100,000肾上腺素溶液、1:1000,000乙酰胆碱溶液、烧杯等。
方法和步骤:
1.离体心脏的制备:
(1).取1只蟾蜍,破坏脑和脊髓,仰卧固定于蛙板上,用外科剪由剑突处向两锁骨肩峰端呈三角形剪开皮肤,用粗剪刀剪开胸壁,用镊子提起心包膜,用眼科剪将其剪开,暴露心脏。
(2).在两个主动脉干下各穿两根细线(一根用来结扎静脉,另一根用来结扎蛙心插管和主动脉),并将其中一根打一活结备用。
(3).将心脏上翻,辨认心房,静脉窦,静脉,然后结扎静脉。
(4).用左手提起结扎线,右手用眼科剪在左侧主动脉距分叉部2-3mm处剪一“v”型口。将盛有少量任氏液的蛙心套管(用拇指将套管堵住,以防套管中的任氏液流出)从“v”型口插入动脉球底部,然后稍后撤套管,再将蛙心管尖端转向蟾蜍的背侧及左下方,于心缩期插入心室内。插管如已进入心室,可见管中液面随着心搏而升降,此时即可将预置线的活结扎紧,并固定于插管壁的小钩上。
(5).小心提起套管和心脏,剪断主动脉左右分支;将心脏连同静脉窦一起剪下。
(6).吸去管内的血液,并用任氏液反复冲洗心室内的余血,以防血液
凝固而影响实验的进行。用连有细线的蛙心夹在心舒期夹住心尖部。(心尖大,夹组织少,不易损伤心脏)
2.加药及记录心搏曲线:
(1)向套管内加2-6滴5%NaCl溶液,加液时作标记记录的曲线出现变化时,立即吸套管中的灌流液(作好冲洗标记),用新鲜任氏液清洗2-3次,待心搏恢复正常。
(2)向套管内加入1滴2%Cacl2溶液观察心搏曲线的变化(方法同上)。
(3)向套管中加1-2滴1%Kcl溶液观察心转曲线的变化(方法同上)。
(4)向套管中加入1-2液1:100,000肾上腺素溶液,观察心搏曲线的变化(方法同上)。
(5)向套管中加入1-2滴1:1000,000乙酰胆碱溶液,观察心搏曲线变化(方法同上)。
注意事项:
1.向套管中加入药物之前,套管中应保留少量的任氏液;
2.吸去的药液和清洗的任氏液应滴入废液缸,切记不能污染新鲜的任氏液和其他药液;
3.实验记录要完整,即有头有尾,要记得作标记。
思考题:
1.此实验说明心肌有哪些生理特性?
答:此实验说明心脏具有自律性、兴奋性、传导性、收缩性,离体心脏静脉窦还能自节律的产生兴奋并传导到心房和心室,引起心脏有节律地兴奋和收缩。
2.以本实验为例说明内环境相对稳定的重要意义?
答:体内细胞所直接生存的环境称为内环境,细胞外液是机体中细胞所处的内环境,它主要由组织液和血浆组成。内环境的各项物理、化学因素是保持相对稳定的,称为内环境的稳态,它是一种动态平衡。内环境的稳态是细胞、器官维持正常生存和活动的必要条件,直接为细胞提供必要的物理、化学环境并提供营养物质,接受细胞代谢所产生的废物。反之,各种细胞、器官的活动又能维持内环境的稳态。
3.各种离子和药物对心搏有何影响,为什么?
答:加入NaCl后心跳减弱是由于心肌收缩活力是由Ca离子触发的,心肌收缩的强弱与细胞外Ca离子的浓度成正比,当Na+明显增高时,膜内外钠的浓度差梯度增大,因此,快反应细胞Na+内流加快,0期去极速度和幅度均增加,导致传导性和自律性增高。同时, Na+内流的增多促进细胞内Ca2+的外运使细胞内Ca2+浓度降低,因此,心肌收缩能力减弱。
加入CaCl后,心肌收缩增强,因此心肌的收缩活性与心肌肌浆中Ca离子浓度的高低有关,当Ca离子浓度升高至10-5M水平时,作为钙受体的肌钙蛋白结合了足够的Ca离子,引起肌钙蛋白分子构型的改变,从而触发肌丝滑行,肌纤维收缩,当肌浆中Ca离子浓度降至10-7M时,Ca离子与肌钙蛋白解离,心肌随之舒张,用高Ca离子灌注心脏,使肌浆中Ca离子浓度不断升高,Ca离子与肌钙蛋白结合数量不断增加,于是心肌持续收缩。
加入KCl后细胞外K升高,K与Ca在细胞膜上有竞争性抑制,K抑制细胞膜对Ca转运所以进入细胞内Ca减少,所以心肌的兴奋收缩联过程减弱,因此心肌收缩力降低。
加肾上腺素心肌收缩能力增强,是因为肾上腺素与心肌细胞膜上的β1受体结合,心肌细胞和肌浆网膜Ca通透性增强,肌浆中Ca浓度增加,心肌收缩能力增强。
加乙酰胆碱心脏收缩能力减弱,是因为乙酰胆碱与心肌细胞膜上的M受体结合使心肌细胞膜K通道的通透性增强,促使K外流,最大复极电位水平升高,自律性降低,并且乙酰胆碱可直接抑制Ca通道使Ca内流减弱,心肌收缩能力降低。

实验结果:

心脏收缩能力减弱
加入NaCl后心跳减弱是由于心肌收缩活力是由Ca离子触发的,心肌收缩的强弱与细胞外Ca离子的浓度成正比,当Na+明显增高时,膜内外钠的浓度差梯度增大,因此,快反应细胞Na+内流加快,0期去极速度和幅度均增加,导致传导性和自律性增高。同时Na内流的增多促进细胞内Ca2+的外运使细胞内Ca2+浓度降低,因此,心肌收缩能力减弱。

加入CaCl:

心脏收缩能力减弱
加入CaCl后,心肌收缩增强,因此心肌的收缩活性与心肌肌浆中Ca离子浓度的高低有关,当Ca离子浓度升高至10-5M水平时,作为钙受体的肌钙蛋白结合了足够的Ca离子,引起肌钙蛋白分子构型的改变,从而触发肌丝滑行,肌纤维收缩,当肌浆中Ca离子浓度降至10-7M时,Ca离子与肌钙蛋白解离,心肌随之舒张,用高Ca离子灌注心脏,使肌浆中Ca离子浓度不断升高,Ca离子与肌钙蛋白结合数量不断增加,于是心肌持续收缩。


心脏收缩能力减弱
加入KCl后细胞外K升高,K与Ca在细胞膜上有竞争性抑制,K抑制细胞膜对Ca转运所以进入细胞内Ca减少,所以心肌的兴奋收缩联过程减弱,因此心肌收缩力降低。


心脏收缩能力增强
加肾上腺素心肌收缩能力增强,是因为肾上腺素与心肌细胞膜上的β1受体结合,心肌细胞和肌浆网膜Ca通透性增强,肌浆中Ca浓度增加,心肌收缩能力增强。


加入乙酰胆碱:

心脏收缩能力减弱直至停止
加乙酰胆碱心脏收缩能力减弱,是因为乙酰胆碱与心肌细胞膜上的M受体结合使心肌细胞膜K通道的通透性增强,促使K外流,最大复极电位水平升高,自律性降低,并且乙酰胆碱可直接抑制Ca通道使Ca内流减弱,心肌收缩能力降低。

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