离体蛙心-灌流和影响
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离体蛙心灌流及某些离子、对离体蛙心活动的影响perfusion of frog’s heart 主要内容相关理论知识实验部分实验目的实验对象实验仪器与药品实验步骤结果分析与讨论相关理论知识正常的蛙心能按静脉窦的节律性自动产生兴奋,心脏的自动节律性活动,需要有一个合适的理化环境。
蟾蜍心脏离体后,用任氏液灌流,在一定时间内仍能保持节律性兴奋和收缩活动。
由于心脏的正常活动还有赖于内环境因素的相对稳定,改变灌流液的成分可引起心脏活动的改变。
相关理论知识心肌细胞的生理特性表现为:自动节律性、兴奋性、传导性和收缩性。
心肌细胞外离子浓度的变化和因体内生物活性物质(如激素)引起的细胞膜离子通透性的改变,对心肌细胞的生物电活动和生理特性必然会产生明显的影响。
相关理论知识影响心肌细胞电生理特性的原因 1.心肌的自动节律性(1)最大复极电位与阈电位的差距(2)4期自动除极速度 2.心肌的兴奋性(1)静息电位水平:依赖于细胞外K浓度(2)Na通道的性状相关理论知识影响心肌细胞电生理特性的原因 3.心肌的传导性主要取决于动作电位0期除极速度和幅度 4.心肌的收缩性依赖于细胞外钙离子浓度相关理论知识离子对心脏活动的影响钾离子K参与心肌细胞的复极化和自律细胞的4期自动去极化过程,其改变不仅取决于细胞内外K浓度梯度,还与细胞膜对K通透性有关,因此其影响是多方面的相关理论知识离子对心脏活动的影响钙离子 Ca2对Na内流存在竞争抑制作用,称膜屏障作用,对静息电位无影响。
Ca2o ↑,可使心肌细胞的兴奋性降低,传导减慢,收缩力增强。
相关理论知识迷走神经和乙酰胆碱迷走神经兴奋时,节后纤维释放Ach激动心肌细胞膜上M型胆碱受体,产生负性变力、负性传导、负性变时等效应。
心交感神经与去甲肾上腺素心交感神经节后纤维释放的递质是去甲肾上腺素,激动心肌细胞膜上的受体,产生正性变力、正性传导、正性变时等效应。
实验目的1.本实验的目的是学习离体蛙心的灌流方法。
蛙心灌流及各种理化因素对心脏活动的影响心脏正常的节律性活动必须在适宜的理化环境中进行,一旦适宜的环境被破坏,例如酸碱度及离子浓度的急剧改变等,心脏的活动就会受到影响。
在整体内,心脏的活动受自主神经的双重支配,交感神经兴奋时,其末梢释放去甲肾上腺素,使心肌收缩力量增强,心率加快;而迷走神经兴奋时,其末梢释放乙酰胆碱,使心肌收缩力量减弱,心率减慢。
强心甙类药物能够增强心肌收缩能力,减慢心率。
蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的任氏液灌流,在一定时间内,可保持其比较稳定的节律性收缩和舒张。
改变任氏液的组成成分,如改变Na+﹑K+﹑Ca2+的浓度及酸﹑碱度等,心脏跳动的频率和幅度就会发生相应的改变。
1. K+对心脏活动的影响:总体看来心肌对细胞外K+浓度变化比较敏感;但是不同部位心肌的敏感性有所不同,心房肌最敏感,房室束-浦肯野纤维系统次之,窦房结敏感性较低。
细胞外液钾浓度增高时,对兴奋性的影响与其浓度增高的程度有关。
当K+浓度轻度或者中度升高时,细胞内外K+的浓度梯度减小,K+外流的力量减弱,静息电位(RP)的绝对值减小,和阈电位(TP)差值减小,细胞的兴奋性增高;当K+的浓度大幅度的升高,RP的绝对值减小(膜内-55mv左右)时,钠通道的开放效率降低,钠通道逐渐失活,兴奋性降低或者丧失,严重时,可导致心肌停搏于舒张状态。
此时,仅由Ca2+的内流来构成动作电位,故上升支小而缓慢,使兴奋传导速度减慢,传导性降低。
当细胞外K+的浓度升高时,细胞膜对钾的通透性增高,心室肌细胞复极过程加速,平台期缩短,不应期也缩短。
高钾对心肌收缩功能有抑制作用。
因为细胞外的K+和Ca2+在细胞膜上有竞争性抑制;因此当膜外K+的浓度升高时,平台期内流的Ca2+减少,心肌细胞内的Ca2+浓度难于升高,减小了Ca2+的兴奋-收缩偶联作用,从而减弱了心肌收缩能力。
4期自动除极速度减慢,导致窦房结自律性降低,心率减慢。
2. Ca2+对心脏活动的影响:细胞外Ca2+在心肌细胞膜上对Na+的内流有竞争性抑制作用,称为膜屏障作用。
一、实验目的1. 学习离体器官(蛙心)灌流的方法。
2. 观察理化因素对蛙心活动的影响。
3. 掌握实验操作技巧,提高实验技能。
二、实验原理离体蛙心灌流实验是生理学实验中的一个重要实验,通过人工灌流的方法,使离体蛙心在适宜的生理条件下保持正常节律性收缩和舒张。
实验原理如下:1. 蛙心无营养性血管,离体后采用人工灌流的方法,仍可保持其新陈代谢,心脏仍能有节律的自动收缩、舒张,并维持较长时间。
2. 心肌的营养是通过心脏内膜液体的直接渗透而得。
3. 通过改变灌流液中的离子浓度、pH值等理化因素,可以观察蛙心活动的变化,了解理化因素对心脏活动的影响。
三、实验对象与用品1. 实验对象:蟾蜍2. 实验用品:斯氏蛙心套管、蛙心夹、蛙板、蛙类手术器械、二道仪、任氏液、长滴管、铁支架、生理盐水、KCl溶液、CaCl2溶液、肾上腺素、乙酰胆碱等。
四、实验方法与步骤1. 实验准备:将蟾蜍仰卧固定于蛙板上,用剪刀剪开胸壁,暴露心脏。
用蛙心夹夹住蛙心尖部,固定在蛙板上。
2. 动脉插管:在主动脉分支下预埋一条棉线,结扎主动脉左支,剪一向心斜切口,插入斯氏蛙心套管,送入动脉球。
3. 连接实验装置:将蛙心套管与二道仪相连,记录蛙心活动。
4. 灌流液准备:配制正常灌流液(任氏液)和实验灌流液(分别含有不同离子浓度的生理盐水、KCl溶液、CaCl2溶液、肾上腺素、乙酰胆碱等)。
5. 实验操作:a. 将蛙心置于正常灌流液中,观察蛙心活动,记录心率、收缩幅度等指标。
b. 分别将蛙心置于不同实验灌流液中,观察蛙心活动的变化,记录心率、收缩幅度等指标。
c. 对比分析不同灌流液对蛙心活动的影响。
五、实验结果与分析1. 正常灌流液条件下,蛙心以正常节律收缩和舒张,心率适中,收缩幅度适中。
2. 在0.65%NaCl溶液替换任氏液后,蛙心收缩幅度稍微减小,收缩力稍微减弱。
分析原因:相当于细胞外环境中缺乏Ca2+,动作电位2期Ca2+内流减少,胞浆中Ca2+减少,心肌收缩力降低。
实验五离体蛙心灌流实验一实验目的1、了解蟾蜍离体心脏的灌流的方法。
2、观察细胞外液钾离子、钙离子浓度变化对心脏活动的影响。
二实验原理心脏离体后,如用人工灌流的方法,保持其新陈代谢的顺利进行,则心脏仍能有节律的自动收缩和舒张,并可维持较长的时间。
离体心脏所需的条件应与动物内环境的理化性质基本相近,因此改变灌流液的理化因素,则可引起心脏活动的变化。
1、任氏液:正常对照含有NaCl、CaCl2、KCl、NaH2PO4、 Na2HPO4和蒸馏水,其电解质、晶体渗透压、pH值与蛙的组织液相近。
2、0.65%NaCl灌流:3、2%CaCl2灌流4、 1%KCl灌流5、1:10000 E 灌流6、1:10000 Ach灌流7、心得安β1受体阻断剂,抑制肾上腺素与β1受体结合,使E不能发挥作用。
8.、阿托品M受体阻断剂,抑制Ach减慢心率,加速房室传导,增加心房收缩力。
三实验器材微机生物信号处理系统, physiology系统,学校服务器系统,蟾蜍离体蛙心,任氏液,1%KCl,3%CaCl2,65%NaCl,1/10000 E,心得安+1/10000,1/10000 Ach,阿托品+1/10000 Ach。
四实验步骤1、标本制备(观看视频)2、仪器及标本的连接3、具体软件操作:1)离子试剂:任氏液→0.65%NaCl溶液→任氏液清洗→1%KCl溶液→任溶液→任氏液清洗氏液清洗→2%CaCl22)药物试剂:肾上腺素(E)→任氏液清洗→心得安→任氏液清洗→Ach,任氏液清洗→阿托品→任氏液清洗。
五实验结果图1 离体蛙心灌流表1 离体蛙心灌流数据记录六结果分析此实验说明心脏具有自律性,兴奋性,传导性,收缩性,离体心脏静脉窦还能产生兴奋并传导到心房和心室,引起心脏有节律的兴奋和收缩。
体内细胞所直接生存的环境较为稳定,内环境的稳态是细胞、器官维持正常生存和活动的必要条件,所以改变灌流的溶液,会引起心脏收缩的改变。
一.实验课题名称:蛙类离体心脏灌流及药物影响二.文献综述: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。
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K+对心脏活动的影响心肌对细胞外K+浓度变化比较敏感,其中心房肌最敏感,房室束-浦肯野纤维系统次之,窦房结敏感性较低。
细胞外液钾浓度增高时,对兴奋性的影响与其浓度增高的程度有关。
当K+浓度轻度或者中度升高时,细胞内外K+的浓度梯度减小,K+外流的力量减弱,静息电位(RP)的绝对值减小,和阈电位(TP)差值减小,细胞的兴奋性增高;当K+的浓度大幅度的升高,RP的绝对值减小(膜内-55mv左右)时,钠通道的开放效率降低,钠通道逐渐失活,兴奋性降低或者丧失,严重时,可导致心肌停搏于舒张状态。
此时,仅由Ca2+的内流来构成动作电位,故上升支小而缓慢,使兴奋传导速度减慢,传导性降低。
当细胞外K+的浓度升高时,细胞膜对钾的通透性增高,心室肌细胞复极过程加速,平台期缩短,不应期也缩短。
4期自动除极速度减慢,导致窦房结自律性降低,心率减慢。