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生理学实验PPT蛙心灌流-王课件_图文


蛙心灌流
Effects of drugs on the animal heart in vitro
南京医科大学

实验原理
作为两栖类动物蟾蜍或蛙心起搏点的 静脉窦能自动产生节律性兴奋。将失去神 经支配的离体蛙心保持在适宜的理化环境 中(用任氏液灌流),在一定时间内仍能 保持节律性兴奋,产生节律性收缩。心脏 正常的节律性活动依赖于内环境理化因素 的相对稳定,因此,改变灌流液的成份, 可以引起心脏活动的改变。

心肌的生理特性

? 电生理特性:兴奋性 (excitability)

?

自律性 (autorhythmicity)

?

传导性 (conductivity)

? 机械特性: 收缩性 (contractivity)
? 心肌细胞膜的生物电活动是引起和控制心 肌收缩的始动因素。

一、生物电活动基础
? 工作细胞 静息电位:K+平衡电位 动作电位:Na+、 K+、Ca2+
改变灌流液上述离子成分,则可引起心脏活 动的改变。

二、神经体液因素
? 心脏的神经支配 ? 心交感神经:递质去甲肾上腺素 ? 心迷走神经:递质是乙酰胆碱 ? 体液调节
例如:血儿茶酚胺( 肾上腺素、去甲肾上腺素)
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(变时、变力 、变传导)。

目的
本实验的目的是学习离体蛙心的灌流方 法,并观察钠、钾、钙三种离子、肾上腺 素、乙酰胆碱等因素对心脏活动的影响。

操作步骤:
? 破坏脑和脊髓 ? 开胸,暴露心脏 ? 在两根主动脉下方穿两根线备用,另在左主
动脉下方穿一根线,接扎左主动脉
? 左主动脉根部剪口,插管:先入主动脉圆锥, 插管稍稍后退,旋转约90度,在心室收缩 期将插管插入心室,此时瓣膜打开,容易进 入。如插好,插管内的任氏液面会随心室的 舒缩而上下波动。

? 任氏液简单换洗(防止血凝,产生小的血 块堵塞插管)
? 结扎,绕侧勾,剪断两根主动脉
? 在静脉窦下方结扎,剪断静脉。换洗数次, 直至蛙心变黄。蛙心插管内的任氏液面保 持在合适的高度。
? 连接装置。蛙心夹在舒张期夹住心尖,线 绕过滑轮连接换能器(可防止损坏换能器, 还可防止蛙心不被拉穿,拉破)

?蛙心插管

结扎静脉窦

? 连接装置

注意事项
? 插管切忌用力过大,和插管过深,插入肌 肉。
? 第3根结扎线尽量下压,以免伤及静脉窦。 ? 游离蛙心时,勿伤及静脉窦,要连静脉窦
一起取下。 ? 在心脏收缩期插入插管
? 在心脏舒张期夹蛙心夹

? 蛙心插管中的液面应保持恒定,以免影响实验 结果
? 吸新鲜任氏液的滴管要与吸插管内液体的滴管 要分开,以免影响实验现象的观察和结果分析
? 进行各观察项目时,作用明显后应立即用新 鲜任氏液换洗,以免心肌受损,心跳难以恢复 待心跳恢复正常频率和幅度后,方能进行下一 步实验。
? 滴加药品时,要及时标记,以方便观察分析

观察项目
1) 描记正常曲线,观察收缩与舒张相 2) 蛙心插管内的任氏液全部更换为0.65%的NaCl 3) 全部更换为新鲜任氏液,反复换洗数次,待曲线恢
复正常,滴加2%CaCl2 1-2滴 4) 任氏液反复换洗,曲线恢复正常,在任氏液中滴加
1%KCl 1-2滴 5) 任氏液反复换洗,曲线恢复正常,在任氏液中滴加
1:10000肾上腺素(Adr)1-2滴 6) 任氏液反复换洗,曲线恢复正常,在任氏液中滴加
1:10000乙酰胆碱(Ach)1-2滴

正常的蛙心搏动曲线各部分代表 的生理意义

? 正常蛙心收缩曲线

?

曲线幅度:代表心脏收缩的强弱。

?

曲线密度:代表心跳频率。

?

曲线的规律性:代表心跳的节律性。

?

曲线的基线:代表心室舒张的程度。

?

曲线的顶点水平:代表心室收缩的程度。

分析讨论
? 蛙心插管内的任氏液全部更换为0.65%的NaCl后, 曲线(观察收缩幅度,舒张程度以及心率)有什么 变化?为什么?
? 滴加2%CaCl2 1-2滴后曲线有什么变化?为什么? ? 在任氏液中滴加1%KCl 1-2滴曲线有什么变化?为什
么?
? 在任氏液中滴加1:10000肾上腺素(Adr)1-2滴后曲线 有什么变化?为什么?
? 在任氏液中滴加1:10000乙酰胆碱(Ach)1-2滴后曲线 有什么变化?为什么?

分析总结
1. 低钙:心肌的收缩活动是由Ca2+触发的,由于心肌 细胞的肌浆网不发达,故心肌收缩的强弱与细胞外 Ca2+的浓度成正比。任氏液中含有0.65%的NaCl, 也含有Ca2+,但全部换成0.65%NaCl,没有Ca2+, 造成灌流液中缺少钙离子,以致心肌细胞动作电位 2期内流的Ca2+减少,胞浆内Ca2+ 浓度减少,所以 心肌的收缩活动减弱。如果长时间用0.65%的NaCl 溶液灌注蛙心,心脏最终会停止收缩,但心肌仍能 产生动作电位,这种现象称为兴奋-收缩脱耦联, 是心肌细胞内缺少Ca2+ 的表现。

2. 高钙:蛙心收缩力增强,但舒张不完全,收缩基 线上移。在Ca2+ 浓度较高的情况下,心脏会停止
在收缩状态,称为钙僵。心肌的舒缩活动与肌浆 中的Ca2+ 浓度高低有关,当Ca2+ 浓度升高至105mol/l 时 , 作 为 钙 受 体 的 肌 钙 蛋 白 结 合 了 足 够 的 Ca2+ ,这就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。当肌浆中的Ca2+ 浓 度降至10-7mol/l时, Ca2+ 与肌钙蛋白解离,心肌 随之舒张。当用高Ca2+ 任氏液灌注蛙心,使得肌 浆中的Ca2+ 浓度不断升高, Ca2+ 与肌钙蛋白结
合数量不断增加,甚至达到只结合而不解离的程 度,于是,心肌将持续收缩,出现钙僵。

3.高K+:心跳明显减弱,甚至出现心脏停止于舒张 状态的现象。 一:细胞外K+浓度升高时,K+与Ca2+有竞争 性拮抗作用, K+可以抑制细胞膜对Ca2+的转运, 使进入细胞内的Ca2+减少,心肌的兴奋-收缩耦联 过程减弱,心肌收缩力降低。 二:细胞外K+浓度升高时,膜内外的K+浓度 梯度减小,静息电位的绝对值减小,当轻微的高K+ 时,细胞的静息电位抬高,使得容易达到阈电位, 兴奋性提高。但当细胞外K+浓度显著升高时,静息 电位的绝对值过度减小,Na+离子通道失活,心肌 的兴奋性丧失,不能兴奋和收缩,停止于舒张状态。

4.加入肾上腺素后,可见曲线幅度明显加大,蛙心 收缩增强,基线下降,心脏舒张完全。肾上腺具 有正性变力,正性变时,正性变传导作用。
机理为:肾上腺与心肌细胞上的β受体相结合, 提高心肌细胞与肌浆网膜Ca2+通透性,导致肌浆 中Ca2+浓度升高,心肌收缩增强。
另外,肾上腺还有降低肌钙蛋白与Ca2+的亲 和力,促使肌钙蛋白对Ca2+的释放速率增加,提 高肌浆网膜摄取Ca2+的速度,使复极期向细胞外 排出Ca2+的作用加速。这样,使心肌舒张速度增 快,舒张完全。

5.乙酰胆碱:使得蛙心收缩减弱,收缩曲线基线下 移,心率减慢。与心肌细胞膜M受体结合,可以 使腺甘酸环化酶抑制,细胞内CAMP浓度降低, 肌浆网释放Ca2+减少,收缩力减弱 。



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