低温对蛙心活动的影响

麻醉生理学实验课教案

生理与神经生物学教研室

张利彬

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一 题目 二 对象 低温对蛙心活动的影响 2002级麻醉专业 三 课时目标 1．理论讲解1学时。 与 2．学生操作3学时。 课时分配 四 授课重点 蛙心活动的观察 五 授课难点 1．蛙心插管 2．实验观察 六 授课形式 小班实验课 七 授课方法 认真备课； 与 采用启发式教学； 课前准备 围绕重点、难点，深入浅出； 参考书 《生理学》第六版 八《生理学实验方法》李东亮主编 《麻醉生理学实验讲义》 《药理学》第六版 九 思考题 十、教研室审核意见

主任签字 新乡医学院生理与神经生物学教研室 2004.9.12

低温对蛙心活动的影响

一 实验目的

1．学习离体蛙心灌流的实验方法。

2．观察Na＋、K＋、Ca2+三种离子及肾上腺素、乙酰胆碱等因素对心脏活动的影响。

3．观察低温对蛙心活动的影响

二 实验原理

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，之后，把常温任氏液换成低温任氏液，观察低温对蛙心活动的影响。

各种因素对蛙心脏活动的影响

（1）0.65％NaCl溶液：111mmol/L，缺少Ca2+的溶液。 心肌细胞收缩依赖细胞外液的Ca2+浓度（呈正比），用0.65％NaCl溶液灌注蛙心，由于缺乏Ca2+，以致心肌细胞动作电位2期Ca2+内流减少，胞浆Ca2+浓度降低，心肌的收缩活动随之减弱。如果长时间灌注蛙心，心脏最终会停止收缩，但心肌仍能产生动作电位（兴奋），这种现象称为兴奋-收缩脱耦联。对自律性影响不大，心率变化不大。 (2)2％CaCl2：180mmol/L（正常：２mmol/Ｌ）

工作细胞可见蛙心收缩力增强，但舒张不完全，以致收缩基线上移。在Ca2+浓度较高的情况下，心脏会停止在收缩状态，这种现象称为“钙僵”（只结合不解离的情况，Ca2+浓度在10-5M结合，10-7M解离）。 在细胞膜上Na+与Ca2+的通透有竞争性抑制现象。 P细胞0期钙内流增加，去极速度增快（传导性好），4期自动除极速度加快，自律性升高，心率加快。

(3)1％KCl：134mmol/L（正常：４mmol/L）

轻、中度高钾：细胞外K＋浓度升高，细胞膜对K+的通透性升高，K+与Ca2＋通透性在细胞上有竞争性拮抗作用，因此，平台期缩短，Ca2＋

内流减少，心肌的兴奋-收缩耦联过程减弱，心肌收缩力降低；膜内外K＋浓度梯度减少，静息电位绝对值减少，兴奋性升高；P细胞3期钾通道失活速度减慢，导致4期自动去极速度减慢，同时K+外流增加，最大复极电位的绝对值增大，自律性降低，心率减慢。

重度高钾：膜内外的K＋浓度梯度减少，当膜电位达-55mv时，钠通

道失活，心肌的兴奋性完全丧失；同时Ca2＋内流减少，心肌的兴奋-收缩耦联过程减弱，心肌收缩力降低，停于舒张状态。 (4)1/万肾上腺素 属于体液因子，产生正性变时、变力、变传导作用。 变时：肾上腺素能增强跨膜内向If流，使4期自动去极速度加快，自律性升高，心率加快；增强ICa通透性（0期L型、4期T型）。

变力：肾上腺素与心肌细胞膜上的β受体结合，激活腺苷酸环化酶，细胞内cAMP浓度升高，提高心肌细胞和肌浆网膜Ca2＋通透性，肌浆中Ca2＋浓度升高，收缩力增强；肾上腺素促进糖原分解，提供能量；肾上腺素降低肌钙蛋白对Ca2＋的亲和力，肌浆网钙泵对肌浆中Ca2＋回收加速，刺激Ca2+ -Na+交换，使细胞内Ca2＋外排加快，加速舒张过程。

变传导：结区细胞0期Ca2＋内流加快，去极速度加快、幅度增大，传导性增快。

(5)1/万乙酰胆碱 负性变时、变力、变传导作用。

乙酰胆碱与心肌细胞膜上的M受体结合，转而激活G蛋白，使钾通道电导加强，增强K＋外流，使细胞处于超极化状态，另一方面抑制腺苷酸环化酶，钙通道关闭。

变时：P细胞复极过程中K＋外流增快，引起最大复极电位的绝对值增大；4期除极速度减慢，自律性降低，心率减慢。

变力：乙酰胆碱使K＋外流增快，3期复极加速，Ca2＋内流减少，收缩力下降。

变传导：结区细胞0期Ca2＋内流减少，去极速度减慢、幅度下降，传导性下降，甚至出现传导阻滞。 (6)低温

低温使细胞代谢活动下降,能量消耗加大,心脏活动无论幅度、收缩强度都有大幅度的下降。

三 实验对象 青蛙或蟾蜍 四 实验器材和药品

1．器材 生物信号采集系统、张力换能器、蛙类手术器械1套、蛙心插管、蛙心夹、试管夹、双凹夹、万能支架、滴管、150ml小烧杯4个。

2．药品 任氏液、低温任氏液、O. 65％氯化钠、2％氯化钙、1％氯化钾、1：10000肾上腺素、1：10000乙酰胆碱等。

五 实验步骤

（一）离体蛙心的制备

(1)取1只蟾蜍，破坏脑和脊髓，仰卧固定于蛙板上，用图钉固定两前肢，用组织剪由剑突处向两锁骨肩峰端呈三角形剪开皮肤，再剪开胸壁，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（一根用来结扎腔静脉，另一根用来结扎蛙心插管和主动脉）。

(3)将心脏上翻，辨认心房，静脉窦，腔静脉，然后结扎腔静脉。 (4)用眼科剪在左侧主动脉距分叉部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”型口插入动脉圆锥，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。观察管中液面随着心室舒缩而上下波动，此时即用一根棉线将蛙心插管和左、右主动脉结扎牢固，线的残端固定于插管壁的小钩上，防止插管滑出心室。 (5)小心提起套管以抬高心脏，用另一根棉线结扎腔静脉，结扎线应尽量下压，以免伤及静脉窦。然后剪断主动脉左右分支及结扎线下的腔静脉，将蛙心游离出来。

(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）

（二）实验装置

将蛙心插管用试管夹固定于支架上，蛙心夹的连线连接在机械换能器上。打开计算机，进入“蛙心灌流”界面。调节实验参数，开始记录心脏收缩曲线。 （三）观察项目

(1)记录心脏在仅有任氏液时的收缩曲线，观察心率及收缩幅度作为正常对照。

(2)吸去管内的任氏液，换以等量0.65％Nacl，观察并记录心跳的变化，之后换成低温任氏液，观察心跳的变化情况。

(3)等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入2％Cacl 1—2滴，记录观察心跳的变化，之后换成低温任氏液，观察心跳的变化情况。 (4)等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入l％Kcl 1～2滴，记录观察心跳的变化，之后换成低温任氏液，观察心跳的变化情况，。 (5)等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入1﹕l0 000肾上腺素1～

2滴，记录并观察心跳的变化，之后换成低温任氏液，观察心跳的变化情况。

(6)等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入l﹕10 000乙酰胆碱1～2滴，记录并观察心跳的变化，之后换成低温任氏液，观察心跳的变化情况。

六 实验结果

收缩 幅度 收缩 频率 任氏液 0.65％NaCl 2％CaCl2 1％KCl 1/万E 1/万Ach 对照 对照 ↓ －或↓ ↑ ↑ ↓ ↓ ↑ ↑ ↓ ↓

七 注意事项

1．制备蛙心标本时，勿伤及静脉窦，操作要亲柔；心舒期一次夹住蛙心尖，不宜夹多次，以免损伤心脏。

2．蛙心夹与换能器簧片的连线应呈一定的倾斜度，以防溶液滴入换能器。

3．当各项实验效果明显后，应及时将插管内的溶液吸出，至少用任氏液反复冲洗2～3次，并保持插管内液面高度不变，待心跳恢复正常后，再进行下一项实验。 4．各种溶液的滴管应分开，不要混用。

5．在实验过程中，基线的位置、放大倍数、扫描速度一经调好后不要再变动。

6．每一项实验，均应先记录一段正常对照曲线，然后再加入药液并记录其效应。

低温麻醉对循环与呼吸功能的影响

一 实验目的：

学习人工低温模型的复制方法，深刻认识低温状态下机体循环与呼吸功能的变化。 二 实验原理：

在全身麻醉状态下，人为地以屋里方法降低病人或实验动物体温的方法称为低温麻醉。机体在低温状态下其生理功能发生一系列复杂的变化，各系统机能活动趋向于抑制，如基础代谢下降，中枢神经系统活动抑制，心脏传导系统受到明显抑制，血管张力降低，肝脏功能下降，肾小球滤过作用降低，大部分内分泌腺活动减弱、分泌量减少，但对缺氧耐受性增高等等。本实验通过记录颈总动脉血压（颈总动脉插管法直接记录）和呼吸运动（通过剑突－膈肌小片牵引法间接记录）来观察分析低温情况下机体循环、呼吸功能的变化及其变化规律。 三 实验对象：家兔 四 实验器材和药品

电脑软件、压力换能器、拉力换能器、7151型点温度计、实验槽、哺乳类动物手术器械一套、橡皮管、动脉夹、器官插管、生理盐水、3％戊巴比妥钠、0.5％肝素生理盐水。 五 实验方法与步骤

（一） 实验记录装置的准备 （二） 手术准备

1． 动物麻醉、固定与剪毛 2． 游离剑突膈肌小片 3． 分离气管及一侧颈总动脉

4． 进行动脉插管，通过三通管记录动脉血压

5． 把小钩挂于剑突膈肌上，通过张力换能器记录呼吸运

动情况。

（三） 用3％戊巴比妥钠进行低温麻醉，观察低温麻醉状态

下对机体呼吸和循环功能的影响。

五．实验结果 六．注意事项