消化道平滑肌的生理特性及其影响因素

【实验目的】

１. 观察消化道平滑肌的收缩性、自动节律性、伸展性等生理特性。

２． 学习胃肠推进性运动实验方法，并观察药物对其影响。

３． 学习离体消化道平滑肌实验方法，观察理化因素、药物对离体消化道平滑肌特性的影响，并分析药物的作用机制。

【实验原理】

消化道平滑肌具有肌肉的一般特性，如兴奋性和收缩性，同时还有其自身的特殊性，表现为自动节律性、伸展性，并能产生推进性运动，对化学物质、温度变化、牵张刺激等的影响较敏感，还受神经、体液因素的调节。副交感神经末梢释放的神经递质乙酰胆碱及抗胆碱酯酶药新斯的明等，能增强胃肠运动，而M受体阻断药阿托品则抑制胃肠运动；肾上腺素及交感神经末梢释放的神经递质去甲肾上腺素可抑制胃肠运动。内脏大神经的多数神经末梢释放去甲肾上腺素，可通过减慢胃肠基本电节律的频率和传播速度，抑制胃肠运动，使胃肠平滑肌收缩减弱。动物实验中以炭末为标志物，测定单位时间内炭末在胃肠道中前进的距离，可反映胃肠道向前推进的能力和推进速度。

将小肠离体后，置于模拟体内环境的液体环境中，使营养液的离子成分、渗透压、酸碱度、温度、氧分压、营养成分等均类似于体内环境，可在一定时间内保持肠平滑肌的正常活性和功能。药物可通过与肠平滑肌上受体的相互作用而对离体肠平滑肌产生影响。

【实验对象】

昆明种小鼠18只，雌雄兼用，体重20～22g，实验前禁食不禁水8～12h。家兔1只，雌雄不拘，体重2～3kg。

【实验试剂与器材】

1. 药品与试剂　1∶20000乙酰胆碱（acetylcholine）、1∶10000新斯的明(neostigmine)，1∶200 00阿托品(atropine)、1∶20000肾上腺素(adrenaline)、1∶1000酚妥拉明(phentolamine)、1∶1000普萘洛尔(propranolol)、台氏液（Tyrode's solution，成分：NaCl 8.0g，KCl 0.2g，CaCl2 0.2g，NaHCO３ 1.0g，NaH2PO4 0.05g，MgCl2 0.1g，葡萄糖 1.0g，加蒸馏水至1000mL）、无钙台氏液（台氏液中去除CaCl2和MgCl2）、0.9％氯化钠注射液、5％炭末阿拉伯胶（10％阿拉伯胶为溶剂）、苦味酸溶液等。

2. 器材　生物信号记录分析系统、恒温平滑肌浴管、增氧泵、肌张力换能器(量程为25g以下)、万能支架、双凹夹、烧杯、注射器、电子天平、手术剪、眼科剪、眼科镊、直尺、玻璃板、1mL注射器、纱布等。

【实验方法与步骤】

1. 动物分组与给药　取昆明种小鼠18只，称重，标号后，随机分成对照组、新斯的明组、肾上腺素组，每组6只，雌雄各半。对照组皮下注射0.9％氯化钠注射液0.2mL/10g，新斯的明组皮下注射1:10000新斯的明0.2mL/10g，肾上腺素组皮下注射1:20000肾上腺素0.2mL/10g。

2. 胃肠推进率的测定与计算　给药20min后，给每只小鼠灌胃5％炭末阿拉伯胶混悬液0.2mL，立即开始计时，灌胃炭末后15min时将小鼠颈椎脱臼处死，剖开腹部，取出整个胃肠道，置于盛有少量生理盐水的培养皿中，用眼科剪剪去附着在肠管上的肠系膜，将肠管不加牵拉地轻轻平铺在玻璃板上（玻璃板上滴有少许生理盐水，以防肠管粘在玻璃板上）。以胃的幽门为起点，回盲部为终点，测量小肠全长（cm），并测量自幽门开始，炭末在肠管内移行的距离（cm），计算每只小鼠炭末移动距离占小肠全长的百分率为胃肠推进率。

3. 数据统计与分析　将实验结果输入SPSS统计软件中，以单因素方差分析（ANOVA）比较各组间是否存在差异性。将结果记入表31-2中。

4. 离体肠平滑肌实验准备

（1）启动恒温平滑肌实验系统 恒温浴锅中加蒸馏水，平滑肌浴管中加入台氏液至浴管高度的2／3处（约50mL）。开启电源，设定工作温度为38℃，使浴管内温度升高并稳定在38℃左右。

（2）制备标本 提起家兔后肢使其倒悬，用槌猛击兔的头枕部使其昏迷，剖腹，自胃与十二指肠交界处始，将肠系膜沿肠缘剪开，分离出长约20～30cm的肠管（空肠），立即置于4℃左右的台氏液中，剪成数段，每段长2～3cm。如肠腔内容物较多，可用注射器吸取台氏液轻轻冲洗肠腔1～2次，基本干净后，置4℃台氏液中备用。

5. 建立离体肠平滑肌实验系统

（1）开启生物信号记录分析系统，设定实验信号输入为张力，将张力换能器调零。

（2）取一段长2～3cm的肠段，一端固定于浴管底部的小钩上，另一端用线连接于肌张力换能器的应变簧片上。将标本浸于含38℃台氏液的浴管中。

（3）调整肠管及换能器的高度，使肠管具有一定的前负荷，一般前负荷为1~4g。肠段牵拉过紧、过松，或与周围管壁接触、摩擦，都将影响实验结果。

（4）用增氧泵向浴管中供氧，同时可起搅拌作用。

（5）待肠段活动稳定一段时间后，开始实验观察。

6. 药物及理化因素对离体肠平滑肌运动特性的影响

观察生理条件下（台氏液，38℃）肠平滑肌的生理特性，如收缩性、伸展性、自动节律性，并记录其收缩频率、收缩幅度、张力等。然后稳定温度在38℃，观察下列药物和理化因素对肠段活动的影响。

（1）向浴管内台氏液中加入1:20000的乙酰胆碱0.2mL，观察、描记肠段活动情况的变化。观察到明显效果后，冲洗肠段，重复更换1～2次台氏液，稳定一段时间，使肠段活动基本恢复正常，进行下一项目观察。

（2）向浴管内台氏液中加入1:20000阿托品0.2mL，1min后，再加入1:20000的乙酰胆碱0.2mL，观察肠段活动变化，比较与上一项结果有何不同。同上法冲洗肠段。

（3）向浴管内台氏液中加入1:10000的新斯的明0.2mL，观察肠段活动有何变化。待出现明显作用后，冲洗。

（4）向浴管内台氏液中加入1:20000阿托品0.2mL，1min后，再加入1:10000的新斯的明0.2mL，观察肠段活动变化，并与上一项结果比较。冲洗。

（5）向浴管内台氏液中加入1:20000的肾上腺素0.2mL，描记肠段活动变化情况。待作用明显后，冲洗。

（6）向浴管内台氏液中加入1:1000的普萘洛尔0.2mL，1min后，再加入1:20000的肾上腺素0.2mL，观察肠段活动情况，与上一项结果比较。冲洗。

（7）向浴管内台氏液中加入1:1000的酚妥拉明和1:20000的肾上腺素各0.2mL，观察肠段运动变化，并与第6项结果比较。冲洗。

（8）向浴管内台氏液中加入1:1000的普萘洛尔0.2mL，1min后，再加入1:1000的酚妥拉明0.2mL和1:20000的肾上腺素0.2mL，观察描记肠段运动变化情况，并与(6)，(7)，(8)项结果比较。冲洗。

（9）放掉台氏液，将肠段用38℃无Ca2+台氏液冲洗2次，换新鲜38℃的无Ca2+台氏液，观察小肠收缩曲线有何变化。

（10）向无Ca2+台氏液浴管内加入1:20000的乙酰胆碱0.2mL，观察肠段活动变化。

（11）用38℃正常（含Ca2+）台氏液冲洗肠段3次，加正常台氏液于平滑肌浴管中，观察肠平滑肌自发性收缩是否恢复。

（12）向含Ca2+台氏液浴管内加入1:20000的乙酰胆碱0.2mL，观察肠段对乙酰胆碱的反应。冲洗。

以上观察项目均在38℃恒温条件下进行。

（13）将浴管内38℃台氏液放掉，并关闭恒温器电源，向浴管内加入室温台氏液，观察在室温台氏液中的肠段平滑肌收缩情况，描记收缩曲线。

（14）启动恒温加热系统，使浴管内台氏液温度升至38℃，观察收缩曲线是否恢复。

实验结束后，整理实验结果，将结果记入表31-3，分析药物及Ca2+、温度对肠平滑肌的作用及其机制。

7. 将上述离体兔肠平滑肌标本去除黏膜后，用玻璃微电极（电极内液为3mol/L的KCl）刺入平滑肌细胞内，通过微电极放大器将平滑肌细胞内电位变化输入生物信号记录系统，可同步记录肠平滑肌细胞内电位变化及肌张力变化情况。

【注意事项】

1. 观察小鼠胃肠推进率实验中，灌入胃炭末后要准确计时，并及时处死小鼠。

2. 测量小肠长度和炭末移动距离时，注意勿过度牵拉肠管。

3. 离体实验中的加药量为参考剂量，效果不明显时，可予以增补，但应避免一次加药量过多。

4. 每个实验项目观察到明显效果后，即冲洗肠段，更换台氏液，待肠段活动稳定后，观察下一项目。

5. 换液时加入的台氏液量应保持一致，避免因药物浓度变化，影响实验结果的可比性。

6. 注意对浴管中肠段标本供氧。

7. 加药液的注射器不能混用。给药时要将药直接加在液面上方，切勿滴到管壁上或将针头伸到液面下。

　思 考 题

1. 肠平滑肌上存在哪些受体？其激动后对肠平滑肌的运动产生何种影响？

2. 乙酰胆碱对肠平滑肌活动有何影响？阿托品对乙酰胆碱所致的离体小肠平滑肌收缩变化有何影响？机制何在？新斯的明对肠平滑肌的作用如何？与乙酰胆碱比较有何差异？

3. 肾上腺素对肠平滑肌活动有何影响？普萘洛尔和酚妥拉明对肾上腺素所致的离体小肠平滑肌收缩变化有何影响？为什么?

4. Ca2+、温度对离体小肠平滑肌活动有何影响？原因如何？

（张轩萍）