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蛙心灌流实验中几种物质影响的机理
一、5%NaCl
细胞外液中Na离子浓度明显提高后，
1.Na、Ca离子在通道上存在竞争机制，Na离子浓度增加后，Na离子内流增加，
Ca离子就不易内流，这对后面心肌细胞平台期的Ca离子内流则构成影响。
2.Na、Ca离子在转运上存在交换机制，即Na离子内流要通过Ca离子外送作
为代价，所以，Na离子浓度增加后，Na离子内流增加，Ca离子往外运送增加，导致胞内的Ca离子浓度变低。
综合上面两个方面原因，细胞外Na离子浓度升高后，Na离子内流增加，Ca离子内流困难且胞内Ca离子浓度降低，因此心肌细胞兴奋困难，收缩减弱。
二、2%CaCl2
细胞外液中Ca离子浓度明显提高后，即兴奋——收缩藕联的因子Ca离子充足，心脏收缩增强，如果Ca离子浓度过高，会导致心脏停止在收缩状态而无法舒张即强直收缩，出现“心僵”现象。
三、1% KCl
细胞外液中K离子浓度提高后，静息电位升高，Na离子通道失活，心肌细胞去极化困难而不能兴奋，心肌不能收缩，如果长时间持续，心脏最终会停止跳动。
四、肾上腺素
肾上腺素作用于心肌细胞膜上的ß1—肾上腺素能受体，激活膜上的腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP浓度增加，cAMP能激活心肌细胞膜上的钙通道，使心肌动作电位平台期Ca离子的内流增加，心肌收缩力增强。
五、乙酰胆碱
乙酰胆碱与心肌细胞膜上的M型受体结合，抑制腺苷酸环化酶的活性，使胞内cAMP浓度降低，导致心率减慢，收缩力减弱。
离子与药物对离体蛙心活动的影响Effects of Several Drugs and Extracellular Ions on Isolated Toad Heart[摘要]目的学习Straub氏法灌流蟾蜍离体心脏方法，研究离子和药物对离体蛙心活动的影响以及作用机制。
方法制备离体蛙心标本，采用Straub氏法完成蛙心插管，分别灌流低钙、高钙、高钾溶液，肾上腺素以及普萘洛尔、乙酰胆碱以及阿托品，用张力换能器和RM6240生物信号采集处理系统描记心搏曲线并测量记录数据。
结果：无钙任氏液灌流，心脏舒张末期张力增大，而收缩末期张力明显减小，心率无显著改变；高钙任氏夜灌流，心脏舒张末期张力减小，而收缩期张力明显增大，心率无明显改变；高钾任氏夜灌流，心脏舒张末期张力增大，而收缩期张力明显减小，心率无明显改变；灌流液中加Ach，心脏舒张末期张力增大，收缩末期张力减小，心率减慢；加入Ach后滴加atp，心脏舒张末期张力变小，收缩期张力变大，心率无显著改变；灌流液中加入Adr，心脏舒张期张力减小，收缩期张力增大，心率无明显改变；Pro 处理后加入Adr，心脏收缩末期张力减小，舒张末期张力和心率无显著改变。
结论细胞外Ca2+浓度增大，心肌的收缩性明显增强；细胞外K+浓度升高，心肌收缩力明显减弱；乙酰胆碱使心脏收缩性减弱，阿托品可拮抗乙酰胆碱减弱心肌收缩性的作用；肾上腺素使心脏收缩增强，普萘洛尔可拮抗肾上腺素加强心脏收缩性的作用。
[关键词] 蟾蜍离体心脏灌流K+Ca2+ 肾上腺素乙酰胆碱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。
人体生理学实验实验名称离子与药物对离体蛙类心脏活动的影响一、结构式摘要目的：1.学习斯氏离体蛙心灌流的方法（Straub氏法）2．观察Na+ K+ Ca+、肾上腺素、乙酰胆碱等因素对心脏活动的影响。
原理及方法：心脏的正常节律性活动必须在适宜的理化环境里才能维持，一旦适宜的理化环境被干扰或破坏，心脏活动就会受到影响。
故当其离体后，通过蛙心套管向其提供灌流液，可以保持心脏的机能活动。
通过改变灌流液中各种离子的浓度或加入不同的药物，可以直接观察到各种离子、神经递质或药物等因素对心脏活动的强度和频率的影响。
结果：用5g/L NaCl溶液灌注蛙心时出现心跳减弱现象；用10g/LKCl溶液灌注蛙心时，出现心跳减弱现象；加20g/L CaCL2后，离体蛙心收缩力增强，滴加肾上腺素后，蛙心收缩增强，滴加乙酰胆碱后，蛙心活动减弱。
二、材料实验设备及材料：牛蛙、RM6240C多道生理信号采集处理系统、张力换能器（量程25g）、万能滑轮、常用手术器械、蛙心插管、蛙心夹、套管夹、试管夹、蛙溶液、10g/LKCl溶液、0.1g/L 板、滴瓶、任氏液、5g/LNaCl溶液、20g/L CaCl2肾上腺素溶液、1g/L乙酰胆碱溶液。
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。
二、观察项目及结果描述说明:Na+使蛙心活动的心率减小，振幅减小；Ca+使蛙心活动的心率减小，振幅变大，直至停止。
K+使蛙心活动的心率减小，振幅减小，直至停止；肾上腺素使蛙心活动的心率增大，振幅增大；乙酰胆碱使蛙心活动的心率减小，振幅减小，直至停止。
几种离子和药物对离体蛙心活动的影响的截图正常情况：Na+Ca+K+肾上腺素乙酰胆碱四、讨论影响实验结果的主要干扰因素：1、当某种干扰因素（尤其是抑制心脏活动的药物）作用已明显时，没有立即换洗，使心肌受损。
影响接下来的实验。
改进方法是：即使换任氏液。
2、换洗任氏液后，没有待心脏恢复正常，就加了下一种离子，以致影响实验结果。
K+离子对离体灌流蛙心的活动的影响黄伟良（韶关学院医学院，广东，韶关，512026）摘要：目的研究灌流夜中K+离子浓度改变对青蛙心脏活动的影响。
方法制备离体蛙心脏标本，采用Straub氏法完成蛙心插管，滴入1%KCl溶液1~2滴，用张力换能器和RM6240生物信号采集处理系统描记心搏曲线并测量记录收缩末期张力、舒张末期张力、心率变化的有关数据。
结果用1%KCl溶液灌流，心脏舒张末期张力和收缩末期张力明显减小(p<0.05),心率无明显改变(p>0.05)。
结论K+离子能减弱青蛙心脏心肌收缩力。
[关键词] 离体灌流蛙心；K+离子浓度；收缩末期张力；舒张末期张力；心率离体蛙心灌流实验是生理学的一个经典实验，在掌握了该实验的正常操作后，我们会想到：当灌流液中的某些离子浓度改变后，对离体蛙心的活动会产生怎样的影响呢？于是，我们以K+离子为例，通过在灌流液中滴加1%KCl，探究其对离体蛙心活动的影响。
1 材料与方法1.1 材料1.1.1 仪器 RM6240生物信号采集与处理系统，蛙类手术器械，蛙心插管，蛙心夹，张力换能器，双凹夹，滑轮，丝线等。
（以上仪器设备均由韶关学院医学院实验室提供）1.1.2 试剂1%KCl，任氏液（按照SOP标准配制）。
（由韶关学院医学院实验室提供）1.1.3 动物青蛙（由韶关学院医学院实验室提供，28只，健康状况良好，均重70g）。
1.2 实验方法1.2.1 制备离体蛙心脏按照机能实验学[1]上的方法进行制备1.2.2安装实验装置用试管夹将插管固定在铁支架上，并将蛙心夹的连线绕过滑轮与张力换能器应变弹簧相连，连线应与地面垂直，将张力换能器输出线连接在生物信号采集与处理系统输入通道上。
1.2.3进行实验打开计算机，进入RM6240生物信号采集与处理系统，选取“实验项目”菜单中的“循环实验”菜单项，再从中选择“蛙心灌流”实验模块；按照系统默认的参数，自动启动数据采样，直接进入实验状态，调节张力换能器微调，使心脏舒张期的力为0.3g；进入“记录状态”，描记一段正常心搏曲线，测量其心率、心脏收缩末期张力和舒张末期张力（对照组）；向插管内加入1%KCL1~2滴，观察并记录心搏曲线及心肌收缩强度和心率的变化（处理组）；更换蛙心，重复以上实验。
离子交换柱层析原理及离子及药物对离体蛙心脏活动得影响离子交换柱层析是一种常用的分离和纯化技术，通过离子交换基质实现离子的吸附和解吸，可用于分离混合物中的离子、中性分子和生物大分子。
离子交换柱层析现在在化学、生物和药物领域得到广泛应用。
下面将介绍离子交换柱层析原理以及离子和药物对离体蛙心脏活动的影响。
离子交换柱层析是一种静态吸附机理的层析方法。
离子交换基质通常是由交联聚合物制成，其中带有着大量的离子交换基团（例如阳离子交换基团-氨基和氢离子，或阴离子交换基团-磺酸基和羟乙基）。
样品溶液通过离子交换柱的流动相（例如盐溶液）时，其中的离子被交换基团吸附。
然后通过改变流动相的组成或浓度，离子能够被逐渐解吸并收集到洗脱得到的流动相中。
离子对离体蛙心脏活动的影响：离子在生物体内起着重要作用，包括维持细胞膜电位、帮助细胞内外物质的传递和维持离子平衡等。
离体蛙心脏是一个常用的实验模型，可以研究药物对心脏活动的影响。
一些药物对离体蛙心脏活动的影响可能与其对离子通道的影响有关。
钠离子是心肌细胞内外电位差形成的重要离子。
增加外源性钠离子浓度可以导致细胞膜电位升高，使细胞兴奋性增加，从而加快心脏收缩速率。
相反，降低外源性钠离子浓度可以使细胞膜电位降低，减慢心脏收缩速率。
钾离子是心肌细胞内外电位差维持的关键离子。
增加外源性钾离子浓度可以使细胞膜电位升高，减少心脏电活动，导致心肌抑制。
降低外源性钾离子浓度可以使细胞膜电位降低，增加心脏电活动，导致心肌兴奋。
钙离子是心肌细胞兴奋-收缩耦合过程中的关键离子。
增加外源性钙离子浓度可以增强心脏收缩力，并增加心脏频率。
降低外源性钙离子浓度可以减小心脏收缩力并降低心率。
药物对离体蛙心脏活动的影响也与离子通道有关。
例如，一些药物（如β-肾上腺素能激动剂）可以通过增强钠离子通道活性来增加心肌细胞兴奋性和心脏收缩力。
而其他药物（如β-肾上腺素能受体阻断剂）则可以通过抑制钙离子通道活性来降低心肌收缩力和心脏频率。
不同离子对蛙离体心脏活动的影响
08科2
摘要：
本次实验采用用蛙类斯氏离心心脏灌流法，采用1%、2%、4%三种不同浓度的钾、钠、钙溶液分别进行灌流实验。
结果表明：高浓度的氯化钠能够使心脏收缩和舒张的幅度均减小，但心脏频率基本山不变；KCl使蛙心活动减弱，甚至停在基线处。
并且浓度越大，减弱越快，基线越往上移动；氯化钙使蛙心收缩力和舒张增强，心率明显加快，且浓度越大影响越明显。
关键字：蛙心灌流不同离子浓度心脏活动影响
前言
蛙心离体后，用理化因素类似于两栖类动物血浆的任氏液灌注时，在一定时间内，仍保持有节律的舒缩活动，而改变灌流液的理化性质后，心脏的节律性舒缩活动亦随之改变，说明内环境理化因素的相对恒定是维持正常心脏活动的必要条件。
心脏的主要功能是兴奋和收缩。
兴奋以离子为基础，因此细胞外或血浆内的离子浓度变化对心脏有重要影响，其中钾钠钙最为重要。
因而，我们设计不同浓度的钾、钠、钙溶液对心脏进行灌流的实验。
初步研究这三种离子对心脏兴奋性的影响，以期加深对心脏正常功能的了解和初步探讨异常功能的形成原理。
1、实验材料和方法
1.1【材料】
1.1.1实验动物：蛙
1.1.2实验器材：生物机能系统或BL-420生物信号采集系统，张力换能器，探针，外科剪，小手剪，烧杯，滴管，蛙心套管，蛙心夹，铁支架，试管夹，眼科镊，丝线，双凹夹，蛙板，蛙足钉等。
1.1.3实验药品：任氏液，氯化钠（1%，2%，4%），氯化钙（1%，2%，4%），氯化钾（1%，2%，4%），生理盐水等。
1.2【方法】
（1）取蟾蜍1只，使头向下，将蛙针于枕骨大孔处向前插入颅腔左右摇动，破坏脑组织，再将针插入脊椎管，以破坏脊髓，动物全身软瘫。
（2）仰位固定于蛙板上，先用普通剪刀将胸部皮肤剪开，再将胸部肌肉及软骨剪去，用虹膜剪剪破心包膜暴露心肌。
（3）于主动脉干以下绕一线，左右放平，备结扎用。
在主动脉右侧分支下，再穿一线，尽量在远心端扎紧，左手提线，右手以眼科剪于左主动脉上向心剪一Ｖ形切口，将盛有任氏液的蛙心套管，通过主动脉球转向左后方，同时用镊子轻提动脉球，向插管移动的反方向拉，即可使插管尖端顺利进入心室，用主动脉干下的线结扎固定。
（4）剪断两根动脉，轻轻提起蛙心套管，再在静脉窦以下把其余血管一起结扎，在结扎下方剪断血管使心脏与蛙体分离，立即以滴管吸去蛙心套内血液，以任氏液反复冲洗数次，直到离体心脏无存血为止。
最后套管内任氏液限定1ml。
（5）将蛙心套管固定于铁柱上，用蛙心夹夹住心尖，连于张力换能器，输入生物机能系统进行信号采集、记录和分析。
（6）用下列药物依次滴入套管内，换药前需用任氏液冲洗数次，并记录一段曲线以作对照。
原液成分
20%氯化钠(ml) 32.5
10%氯化钾(ml) 1.4
10%氯化钙(ml) 1.2
5%碳酸氢钠(ml) 4.0
1%磷酸二氢钠(ml) 1.0
葡萄糖(g) 2(可不加)
蒸馏水加至(ml) 1000
①1%氯化钠②2%氯化钠③4%氯化钠④1%氯化钙⑤2%氯化钙⑥4%氯化钙⑦1%氯化钾⑧2%氯化钾⑨4%氯化钾
2.结果分析
2.1结果
图1.正常情况下哇心搏曲线
正常情况下的心搏曲线。
图2.滴加1%的氯化钠后蛙心搏曲线
滴加1%的氯化钠后，蛙心搏曲线基本上没什么变化。
但基线下移。
图3.滴加2%的氯化钠后蛙心搏曲线
滴加1%的氯化钠后，蛙心搏曲线基本上没什么变化。
但基线下移。
图4.滴加4%的氯化钠后蛙心搏曲线
4%的氯化钠溶液对蛙心进行灌流时，心脏收缩和舒张的幅度均减小。
图5.滴加1%的氯化钾后蛙心搏曲线
滴加加1%KCl蛙心活动减弱，变化需要经历一段时间才发生，最后逐渐恢复。
图6.滴加2%的氯化钾后蛙心搏曲线
滴加加2%KCl蛙心活动减弱，甚至停在基线处。
图7.滴加4%的氯化钾后蛙心搏曲线
滴加加2%KCl蛙心活动减弱，甚至停止，且基线下移。
图8.滴加1%的氯化钙后蛙心搏曲线
滴加1%的氯化钙之后，蛙心收缩力和舒张出现轻微的增强。
很不明显。
图9.滴加2%的氯化钙后蛙心搏曲线
加2%氯化钙蛙心收缩力明显增强，心率明显加快。
图10.滴加4%的氯化钙后蛙心搏曲线
加4%氯化钙蛙心收缩力明显增强，心率明显加快。
2.2分析
2.2.1图1为蛙心正常心搏曲线：
心肌细胞与骨骼肌细胞类似，其动作电位也具周期性：0期的去极化、1期的快速复极化初期、2期的平台期、3期的快速复极化末期和4期的静息期。
心肌细胞兴奋后，通过兴奋-收缩偶联机制使心肌细胞内粗、细肌丝滑行，与骨骼肌收缩不同的是虽然两者都中介与钙离子，但心肌收缩需要胞外的钙离子进入胞质后触发肌质网膜的钙离子通道打开而使大量的钙离子进入胞质从而产生收缩。
2.2.2图2、图3和图4为滴加不同浓度氯化钠之后的心搏曲线：
滴加1%和2%的氯化钠心脏的收缩和舒张频率不变化，心率不变化，但基线下移。
而用4%的氯化钠溶液对蛙心进行灌流时，心脏收缩和舒张的幅度均减小。
心脏频率基本山不变。
原因是用氯化钠溶液进行灌流，会在短时间内降低细胞外的钙离子浓度，钙离子内流受阻，胞内的钙离子浓度也会相应减小，至少小于正常生理状态的钙离子浓度。
由于钙离子的胞内浓度和肌肉的收缩能力正相关，所以这种降低胞外钙离子浓度的影响因素会降低心肌的收缩能力。
使收缩的幅度减小。
2.2.3图5、图6、图7为滴加不同浓度氯化钾之后的心搏曲线：
滴加加KCl蛙心活动减弱，甚至停在基线处。
并且浓度越大，减弱越快，基线越往上移动，原因是滴加KCl后，细胞外钾离子浓度增加，一方面钾离子对钙离子的内流有竞争性抑制作用，导致内流的钙离子显著减少，因此钙离子的兴奋-收缩偶联作用减弱而使心肌收缩减弱;另一方面，当胞外钾离子浓度增加时，膜对钾离子的通透性增加，膜内外钾离子浓度差减小，静息电位的绝对值减小，接近阈电位，使细胞的兴奋性增加。
但当胞外钾离子很高时，由于静息电位过低，钠离子通道失活，钠离子无法内流而影响膜的去极化使心肌丧失兴奋和收缩的能力而停止于舒张状态。
2.2.4图8、图9和图10为滴加不同浓度氯化钙之后的心搏曲线：
滴加1%的氯化钙之后，蛙心收缩力和舒张出现轻微的增强。
加2%和4%氯化钙蛙心收缩力明显增强，心率明显加快。
且4%的氯化钙比2%的氯化钙变化更为明显。
原因是滴入氯化钙后，细胞外钙离子浓度增加，一方面由于钙离子对钠离子的内流有竞争性抑制作用，因此心肌细胞动作电位0期钠离子内流被抑制，导致0期去极化的速度和幅度都减小。
另一方面由于兴奋过程中内流的钙离子增加，而心肌细胞的兴奋-收缩偶联依赖于胞外内流的钙离子，肌钙蛋白结合了更多的钙离子，所以心肌收缩力增强，但舒张不彻底故曲线的基线上移。
3、实验讨论
由于实验条件所限，我们不能准确做出蛙心舒张期上每一点的刺激域强度，但通过查找有关资料及向老师请教，同一种溶液在不同浓度对心肌的作用下，期待阈刺激强度随时间变化的曲线不相交，因而我们用引起蛙心发生期前收缩所需要的最小刺激强度做比较，则可比较同种溶液不同浓度下舒张期兴奋性的变化。
