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1、实验三 电刺激和化学因素对心脏活动的影响,一、实验目的,1.学习离体蛙心灌流方法。2.观察在心脏活动周期内给予刺激所引起的期前收缩和代偿间歇。3.观察Na+、K+、Ca2+、Adr（肾上腺素）、Ach（乙酰胆碱）对心脏活动的影响，理解内环境理化因素相对恒定对维持心脏正常活动的重要性。,1、心肌的生理特性：2、两栖类动物的心起搏点：3、心肌兴奋性的周期性变化：,二、实验原理,自律性、兴奋性、传导性、收缩性。,静脉窦。,有效不应期；相对不应期；超常期。,有效不应期=收缩期+舒张早期,期前收缩：给予心室肌一次有效刺激，产生一次正常节律以外的收缩反应，该收缩先于下一次正常窦房结兴奋引起的收缩。,1、心
2、脏的正常节律性活动需要一个适宜的内环境（离子浓度、pH等），内环境的变化直接影响到心脏的正常节律性活动。2、因此可用人工灌流的方法，观察灌流液成分的改变对离体心脏活动的影响。无Ca2+任氏液；任氏液（1%KCl；1%CaCl2；2%CaCl2)。,二、实验原理,1、神经调节：在体心脏受交感神经和迷走神经的双重支配。交感神经末梢释放NE（去甲肾上腺素），使心肌收缩力加强，传导速度加快，心率加快，即产生正性变时、变力、变传导作用；迷走神经末梢释放Ach（乙酰胆碱），使心肌收缩力减弱，心肌传导速度减慢，心率减慢，即产生负性变时、变力、变传导作用。2、体液调节0.01%Adr（肾上腺素）0.01%Ac
3、h（乙酰胆碱）,心脏活动调节,三、实验器材及药品,实验对象：蟾蜍,实验药品：任氏液 无Ca任氏液 1%KCl 1%CaCl2 2%CaCl2 0.01%Ach 0.01%Adr,实验器材：张力换能器 蛙类手术器械一套 铁支架 双凹夹 蛙心套管 蛙心夹 刺激电极 滴管 烧杯,四、手术操作,1.取蟾蜍，破坏脑和脊髓、暴露心脏。,1,2,3,4,（腹面）,（背面）,（两栖类动物心脏解剖结构示意图）,2.蛙心插管（操作难点）,1,2,3,4,蛙心插管步骤小结：,1、在主动脉下穿线，备结扎用；,2、在主动脉根部剪一斜切口；,3、插管装任氏液，食指堵住上口；,5、将插管转向插入心室（插入后有血液进入插管）
4、，将丝线结扎固定在蛙心套管上。,4、将插管顺着主动脉方向插入动脉圆锥；,（腹面）,3.游离蛙心,1、轻提起蛙心插管，剪断动静脉(勿损伤静脉窦），将心脏离体，观察插管内液面高度是否随着心脏的收缩和舒张而变化？,2、用滴管吸净插管内余血，加入新鲜任氏液，反复换洗数次，直至液体完全澄清。,3、始终保持灌流液面高度恒定（1-2cm）。,五、仪器连接,1,2,3,4,将插好离体心脏的套管固定在支架上，用蛙心夹夹住少许心尖部肌肉，再将蛙心夹上的系线与张力传感器相连。,仪器连接注意事项,六、软件操作,1.描记正常蛙心收缩曲线曲线疏密：代表心跳频率。曲线的规律性：代表心室的节律性。曲线的顶点水平：代表心室收缩
5、的程度。曲线的基线：代表心室舒张的程度。,七、实验项目观察与记录,2.期前收缩和代偿间歇,3.改变灌流液成分对心脏活动的影响,对心脏活动的影响（心率、收缩力度、基线水平）,无钙任氏液；任氏液内分别添加:(1%KCl；1%CaCl2；0.01%Ach；0.01%Adr；2%CaCl2；）,（1）吸出插管内全部任氏液，换入无钙任氏液，观察心缩曲线变化，待效应明显后，吸出灌流液，用新鲜任氏液换洗3次，直至心缩曲线恢复正常。,（2）加1-2滴1%KCl于新换入的任氏液中，观察心缩曲线的变化。待出现效应后，用新鲜任氏液换洗3次至曲线恢复正常。,（3）加入1-2滴1%CaCl2于新换入的任氏液中，观察心缩
6、曲线的变化。待出现效应后，用新鲜任氏液换洗3次至曲线恢复正常。,（4）加入1-2滴0.01%Adr于任氏液中，待效应出现后，用任氏液换洗至曲线恢复正常。,（5）加入1-2滴0.01%Ach于任氏液中，待效应出现 后，用任氏液换洗至曲线恢复正常。,（6）钙僵：加入4-5滴%CaCl2于新换入的任氏液中，观察心缩曲线的变化。,八、注意事项,1.制备标本时，应按指导试探着插管，避免损伤心脏(包括静脉窦)。2.每次换液时，插管内的液面均应保持恒定高度。3.各种试剂的滴管不要混淆,以免影响实验结果。4.药物作用不明显时，可适量增加。每次加药，心搏曲线出现变化后立即将插管内液体吸出。5.滴加任氏液于心脏表
7、面使之湿润。6.固定换能器时应稍向下倾斜，以免自心脏滴下的液体进入换能器内造成短路。,观看实验录像,九、讨论分析,分析各观察结果的原因。心肌有效不应期长的生理意义。心率过慢，期前收缩后是否有代偿间歇？实验中套管内液面为什么要保持相同高度？,部分结果分析,无钙任氏液，心跳减弱 心肌收缩活动有Ca2+触发，心肌肌浆网不发达，因此其收缩强弱依赖于细胞外Ca2+浓度,灌流液中缺乏Ca2+，心肌细胞内Ca2+大大减少，心肌兴奋-收缩藕联过程减弱，心肌收缩活动减弱,高K+任氏液，心跳明显减弱甚至停跳于舒张状态,部分结果分析,K+与Ca2+有竞争性拮抗作用。细胞外K+浓度增加可抑制细胞膜对Ca2+的转运，从
8、而使进入胞内的Ca2+减少，心肌兴奋-收缩藕联过程减弱，心缩力降低甚至停于舒张状态。,高Ca2+，心缩加强，舒张不完全，甚至停于收缩状态,部分结果分析,心肌舒缩活动取决于胞内Ca2+浓度，当Ca2+升高到0.01mM，肌钙蛋白可结合足够Ca2+发生构型改变而触发心肌收缩；当胞内Ca2+浓度降到0.0001mM时则可解离发生心肌舒张。高Ca2+使肌钙蛋白与Ca2+不能解离而造成心肌持续收缩。,部分结果分析,肾上腺素，心脏正性作用并且舒张完全,1.肾上腺素与心肌细胞膜受体结合，使心肌细胞膜上腺苷酸环化酶活化作用于ATP产生cAMP,cAMP的作用：（1）激活Ca2+内流；（2）肌浆网释放Ca2+因此心肌收缩加强,2.肾上腺素使Ca2+泵活动增强，肌浆网摄取Ca2+向细胞外转运，胞内Ca2+减少，心肌舒张过程加快，舒张完全,乙酰胆碱，心缩减弱，心率减慢，兴奋传导速度变慢,部分结果分析,乙酰胆碱与心肌M受体结合：,1.K+通透性增加：,（1）动作电位2，3期缩短，Ca2+内流减少心缩力减弱；,（2）最大复极电位负值增加，离阈电位水平加大，心率减慢；,（3）舒张期自动去极化速度减慢，心率减慢,2.抑制Ca2+通道，使房室交界细胞动作电位幅度降低，兴奋传导速度减慢，心率减慢,心肌的生理功能依靠内环境的稳态;各种离子对心肌收缩力的影响主要依赖Ca2+来实现。,【结论】,
