蛙心灌流实验

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【目的】

本实验的目的是学习Straub氏法灌流蟾蜍离体心脏方法，并观察高钾、高钙、低钙、肾上腺素、乙酰胆碱等因素对心脏活动的影响。

【原理】

作为蛙心起搏点的静脉窦能按一定节律自动产生兴奋，因此，只要将离体的蛙心保持在适宜的环境中，在一定时间内仍能产生节律性兴奋和收缩活动。心脏正常的节律性活动需要一个适宜的理化环境，离体心脏也是如此，离体心脏脱离了机体的神经支配和全身体液因素的直接影响，可以通过改变灌流液的某些成分，观察其对心脏活动的作用。心肌细胞的自律性、兴奋性、传导性和收缩性，都与钠、钾及钙等离子有关。血钾浓度过高时(高于7.9mmol/L)，心肌兴奋性、自律性、传导性、收缩性都下降，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。血钙浓度升高时，心肌收缩力增强，过高可使心室停搏于收缩期。血钙浓度降低，心肌收缩力减弱。血中钠离子浓度的轻微变化，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。肾上腺素可使心率加快、传导加快和心肌收缩力增强，乙酰胆碱则与肾上腺素的作用相反。

【预习要求】

1.仪器设备 知识 参见第二章第三节 RM6240微机生物信号采集处理系统P(或第四节PcLab和MedLab微机生物信号采集处理系统)。

2.实验理论 实验动物知识参见第二章第一节 生理科学实验常用实验动物的种类和第四章第一节 动物实验的基本操作;统计学知识参见第五章第四节 常用统计指标和方法;实验理论知识参见生理学 教材中有关心脏的生物电及心肌的生理特性、自主神经系统对心血管活动的调节内容。检索全文数据库中的相关研究论文，检索方法参见第五章第五节。

3.预绘制实验原始数据记录表格和统计表格。

4.预测结果 预测无钙灌流液、高钙灌流液、高钾灌流液、肾上腺素、乙酰胆碱对离体蟾蜍心脏活动的影响。

【材料】

蟾蜍或蛙;微机生物信号处理系统，张力换能器;任氏液，无钙任氏液，30g/LCaCl2，10g/LKCl，0.1g/L肾上腺素溶液，10-2g/L乙酰胆碱溶液，10g/L普萘洛尔。

【方法】

1.仪器连接和参数设置

按图1连接，张力换能器输出线接微机生物信号处理系统第1通道(亦可选择其它通道)， 微机生物信号处理系统参数设置：

(1)RM6240系统：点击“实验”菜单，选择“生理科学实验中”的“蛙心灌流”项目。系统进入该实验信号记录状态。仪器参数：通道时间常数为直流，滤波频率10Hz，灵敏度3g，采样频率400Hz，扫描速度 1s/div。

(2)PcLab和MedLab系统：点击“实验”菜单，选择“常用生理学实验”或“文件”菜单“打开配置”中的“蛙心收缩”项目。系统进入该实验信号记录状态。仪器参数：通道放大倍数200~500、直流耦合(下限频率DC)、上限频率10Hz，采样间隔5ms Hz。

2.离体蛙心制备

(1)取蟾蜍一只，破坏脑和脊髓后，仰卧固定在蛙板上，从剑突下将胸部皮肤向上剪开，然后剪掉胸骨，打开心包，暴露心脏，分离左、右主动脉。

(2)在左主动脉下方穿1根线，靠头端结扎作插管时牵引用，在主动脉干下方穿1根线，在动脉圆锥上方系一松结用于结扎固定蛙心插管。

(3)左手持左主动脉上方的结扎线，用眼科剪在松结上方左主动脉根部剪一小斜口，右手将盛有少许任氏液的大小适宜的蛙心插管由此切口处插入动脉圆锥。当插管头到达动脉圆锥时，用镊子夹住动脉圆锥少许，将插管稍稍后退，并转向心室中央方向，镊子向插管的平行方向提拉，心室收缩期时将插管插入心室(图8-22-2)。蛙心插管进入心室后管内的任氏液的液面会随心室的舒缩而上下波动。蛙心插管进入心室后，用预先准备好的松结扎紧，扎线套在蛙心插管的侧钩上打结并固定。剪断主动脉左右分支。

图1：蛙心插管示意图

(4)轻轻提起蛙心插管以抬高心脏，用一线在静脉窦与腔静脉交界处作一结扎，结扎线应尽量下压，以免伤及静脉窦，在结扎线外侧剪断所有组织，将蛙心游离出来。

(5)用新鲜任氏液反复换洗蛙心插管内含血的任氏液，直至蛙心插管内无血液残留为止。此时离体蛙心已制备成功，可供实验。

(6)将蛙心插管固定在铁支架上，用蛙心夹在心室舒张期夹住心尖，并将蛙心夹的线头通过滑轮连至张力换能器的应变梁上，调节此线张力至1g，插管内加灌流约1~1.5ml，并在插管上标记灌流的高度，在此后的实验过程中，灌流液恒定于该高度。

【模拟实验操作方法】

1.模拟实验窗口(图2) 蛙心插管内为任氏液，下端左侧为放水管，正下方是离体蟾蜍心脏，其心室尖部用蛙心夹夹住，蛙心夹上棉线与张力换能器相连(图中略去)。蛙心插管上方滴头处为加药、冲洗之处。

2.离体蛙心 蛙心活动频率和幅度用动画展现，并与仿真记录仪记录的曲线同步。

3.仿真二道记录仪 第一道记录离体蛙心收缩曲线，第二道记录实验项目标记。仿真记录仪面板设灵敏度、位移、纸速、停纸按钮，面板设数字显示框，分别显示记录仪第一道灵敏度、心肌收缩力量、实验项目、实验时间。

4.试剂架 试剂架上放置试剂滴瓶：阿托品、心得安、1%KCl、1:10000乙酰胆碱、0.65%NaCl、1:10000肾上腺素、2%CaCl2、任氏液。滴头可拖动，鼠标器左键点击某一药品或试剂瓶的滴头并拖动至蛙心插管上方滴头处释放完成灌流液的更换或药品的滴加，仿真记录仪上显示曲线数据、标注实验内容。

5.窗口内容和可操作控件均有提示，窗口提示栏右侧设置“返回”按钮，鼠标点击“返回”按钮，程序返回到模拟实验窗口。

图2：离子与药物对离体蟾蜍心脏活动的影响模拟实验窗口

【观察项目】

1.描记正常的蛙心搏动曲线，注意观察心跳频率、心室的收缩和舒张程度。

2.把蛙心插管内的任氏液全部更换为0.65%NaCl溶液，观察心跳变化。

3.用任氏液换洗，待曲线恢复正常后，在任氏液内滴加2%CaCl2 1~2滴，观察心跳变化。

4.用任氏液换洗，待曲线恢复正常后，在任氏液中加1%KCl 1~2滴，观察心跳变化。

5.用任氏液换洗，待曲线恢复正常后，在任氏液中加1:10000的肾上腺素溶液1~2滴，观察心跳变化。

6.用任氏液换洗，待曲线恢复正常后，在任氏液中加心得安溶液1~2滴，观察心跳变化，然后加入1:10000的肾上腺素溶液1~2滴，观察心跳变化。

7.用任氏液换洗，待曲线恢复正常后，在任氏液中加1:10000的乙酰胆碱溶液1~2滴，观察心跳变化。

8.用任氏液换洗，待曲线恢复正常后，在任氏液中加阿托品溶液1~2滴，观察心跳变化，然后加入1:10000的乙酰胆碱溶液1~2滴，观察心跳变化。