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。
中央民族大学生命与环境科学学院 生理学实验报告-中央民族大学生命与环境科学学院生理学实验报告蛙类斯氏离体心脏灌流及对其节律性收缩的影响因素2011年10月22日蛙类斯氏离体心脏灌流及对其节律性 收缩的影响因素一、实验目的1.学习蛙斯氏离体心脏灌流法。
2. 了解心肌的生理特性。
3.观察Na+、K+、Ca2+离子及肾上腺素、乙酰胆碱等对离体心脏的影响。
4.观察心脏在收缩活动的不同时期对额外刺激的反应,了解心肌收缩的生理特性。
二、实验原理两栖类动物的心脏为两心房、一心室,心脏的起搏点是静脉窦。
静脉窦的节律最高,心房次之,心室最低。
正常情况下,心脏的活动节律服从静脉窦的节律,其活动顺序为:静脉窦、心房、心室。
这种有节律的活动可以能过张力传感器在生理信号采集系统中记录下来,称为心搏曲线。
心脏收缩的机械活动,与心脏兴奋的产生、传导和恢复过程中的生物电变化,是两个不同的生理过程。
心脏收缩的机械活动可以能过心搏曲线记录下来,而心脏的生物电变化可以能过心电图表现了来。
同时记录心脏的机械活动与电变化,可以清梦地观察到两个生理过程之间对应关系。
心肌的机能特性之一是具有较长的不应期,整个收缩期都处于有效不应期内。
在心室收缩期给以刺激,心室都不发生反应,在心室舒张中后期给以单个阈上刺激,则产生一次正常节律以外的收缩反应,即期前收缩。
当静脉窦传来的节律性兴奋图1.蛙的心脏插管恰好落在期外收缩的收缩期时,心室不再发生反应,须静脉窦传来下一个兴奋才会收缩。
因此在期外收缩之后,就会出现一个较长时间的舒张间歇期,即代偿间歇。
心肌具有自动节律性收缩的特性,其调节受植物性神经的支配及某些体液因素的调节和药物作用的影响。
因此,在灌流液中,滴加肾上腺素、乙酰胆碱及其相应的受体阻断剂心得安和阿托品等药品,可间接观察神经体液因素对心脏活动的影响。
图2.心脏插管及换能装置三、实验材料及试剂蟾蜍,常用手术器械,蛙板,蛙心夹,实验信号采集系统,张力传感器,支架,双凹夹,滑轮,两个针形插入电极,双针形露丝刺激电极,秒表,滴管,培养皿,纱布,橡皮泥,任氏液,蛙心套管,套管夹,0.65%和5%的NaCl溶液,2%的CaCl2溶液,!%的KCl溶液,1:5000肾上腺素溶液,1:10000的乙酰胆碱溶液。
蛙心离体灌流活动的影响因素分析蛙心离体灌流活动是一种非常重要的实验方法,可以用于研究心血管系统的生理和病理机制。
这种方法可以在不同的实验条件下使用,但是不同的条件可能会对实验结果产生不同的影响。
因此,本文将分析蛙心离体灌流活动的影响因素,包括温度、氧气浓度、灌流液成分和灌流流速等。
一、温度温度是蛙心离体灌流活动的重要影响因素之一。
由于心脏是一个温度敏感的器官,其代谢和肌肉收缩都受到温度的影响。
因此,在实验中调整温度可以直接影响蛙心的代谢和心肌收缩力。
一般来说,较高的温度会导致心肌代谢增加、收缩强度增强,但也会增加氧需量和代谢产物的积累,从而加重缺氧和酸中毒等问题。
实验温度应该选择适宜的范围,一般为5-35℃之间,同时需要需要防止温度产生突变。
二、氧气浓度三、灌流液成分灌流液成分是蛙心离体灌流活动的另一个重要影响因素。
灌流液成分包括缓冲溶液和氧气饱和液等。
不同的灌流液成分会影响心肌代谢和收缩力等生理指标。
例如,碳酸氢盐缓冲液可以维持血液的酸碱平衡,氨基酸可以促进心肌的蛋白质合成,糖类可以提供能量等。
因此,在实验中选择适宜的灌流液成分,可以提高实验的敏感性、准确性和稳定性。
四、灌流流速灌流流速是蛙心离体灌流活动中最容易忽略却最重要的影响因素之一。
流速过快时,心肌细胞无法吸收充分的养分和氧气,导致器官代谢的不平衡和心肌的受损;流速过慢时,则会影响灌流液的循环和代谢,降低实验结果的准确性和稳定性。
因此,在实验中要确保灌流流速适宜,一般为2-5ml/min之间。
总之,蛙心离体灌流活动是一种简单易行且实用的实验方法,但实验结果的准确性和稳定性需要在控制好不同影响因素的前提下才能得到保证。
因此,在实验前需要对不同因素进行评估和调整,以确保实验结果的可靠性。
蛙心离体灌流活动的影响因素分析蛙心离体灌流活动的影响因素分析摘要:通过对蛙类离体心脏进行人工灌流实验,学习蛙类心脏暴露与离体的方法、斯氏蛙心插管法与灌流法以及计算机采集系统和张力传感器的使用方法,熟悉心脏的结构,研究心脏活动的规律及特点,并通过记录与观察心搏曲线的变化来了解灌流液成分的改变(即Na+、Ca2+、K+、肾上腺素、乙酰胆碱)对蛙类离体心脏活动的影响。
结果表明:心脏具有自动节律性和收缩性。
当任氏液中加入Ca2+或肾上腺素(Adr)后,心搏曲线的基线上移,即对蛙类离体心脏的收缩机起到了促进作用;而当任氏液中加入Na+、K+或乙酰胆碱(ACh)后,心搏曲线的基线下移,即对蛙类离体心脏的收缩机起到了抑制作用。
关键词:Na+;Ca2+;K+;肾上腺素;乙酰胆碱;心搏节律蛙类,属于两栖纲,无尾目,品种甚多,是脊椎动物由水生向陆生过渡的中间类型。
蛙类虽然较为低等,但在生理学实验中应用非常广泛,其循环系统、神经系统以及肌肉均为生理学常用的实验材料。
诸如离体心脏灌流、下肢血管灌流、微循环的观察、心电图;脊髓休克、脊髓反射、谢切诺夫抑制、反射弧的分析实验以及坐骨神经-缝匠肌、腹直肌等均为生理学的重要实验的标本。
心脏具有自动产生节律性收缩的特性,即自动节律性。
因此,在心脏离体后,,如用人工灌流方法,可保证其新陈代谢的顺利进行,但心脏仍能有节律地自动收缩和舒张,并可维持较长的时间。
离体心脏活动所需的条件应与动物内环境的理化性质保持基本相近,因此改变灌流液的理化因素,则可引起心脏活动的变化。
故可以采用离体心脏灌流的方法来研究心脏活动的规律、特点及影响因素。
1 材料和方法1.1 材料实验材料:活体蛙或蟾蜍(取自水产品市场)。
实验用具:蛙心套管(斯氏套管或八木氏套管)、套管夹、支架、双凹夹、滑轮、烧杯、常用手术器械、蛙板(或蜡盘)、蛙心夹、计算机采集系统、张力传感器、滴管、培养皿(或小烧杯)、污物缸、纱布、棉线、橡皮泥、任氏液、、1% KCl、1:5000肾上腺素、1:10000乙酰胆碱、300U/ml 0.65%NaCl、2% CaCl2肝素。
蛙⼼灌流实验报告实验⼆离体蛙⼼灌流实验专业: 学号: 姓名: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。
⼆、实验原理蛙⼼的灌流:蛙⼼⽆营养性⾎管,离体之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,⼼肌的营养是通过⼼脏内膜液体的直接渗透⽽得。
⼼肌:1任⽒液:正常对照含有NaC k CaC2、KC、NaH2PQ、N&HPQ和蒸馏⽔,其电解质、晶体渗透压、pH值与蛙的组织液相近。
灌流:细胞』液C爼州⼼肌细胞动作电位期间C护+内流H⼼肌细胞胞浆C屛+浓度W⼼肌收缩⼒卄%CaQ灌流:细胞外液C汁浓度显著升髙膜内■外C B孝度梯度增⼤慢反应细胞4期. ⾃动去极速度:=r—~ ==⼯作细胞动為电位期间C』内流怦' ---肌浆C乳浓度料肌浆cf浓度持续升⾼⾃律性'Cn古与肌钙蛋⽩结合数量忖⼼率专⼼肌收缩⼒怦C強与肌钙蛋⽩只结合币解离⼼肌持续收缩%KC灌流:辘楝K理度協牖K帥制層内沆郞?屉糕梯黠⼩Ca纳巔少1 ,觴且位軸值诙⼩1 f'rtv瞅奋7嫦1 1鶉电位与胃电住般作⽤减⼩J灯的电雌减⼩「1 111⼼M瞅葩升⾼细胞膜对通透性4窦房结细胞最⼤复极电位绝对值增⼤.4期K ⼇外流增加动作电位期iWCa^內流只⼼肌收缩⼒井⼼率*7. ⼼得安3受体阻断剂,抑制肾上腺素与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。
细胞外液Q 浓度显著升⾼膜内■外哎浓度梯度减⼩静息电位绝对值减⼩⾄■55inV Na 通道失活⼼肌细胞兴奋性丧失⼼脏停?于舒张状态:10000 E 灌流肾上腺素(E) ⼼肌细胞膜Bj 受体结合6呜肌钙蛋⾃亲细胞膜対C 尹通透性⼻和⼒#肌浆⽹摄C0速度t4期⾃动去极化速度丰复扱期肌浆C 必浓度降低速度聲⼼肌舒张丰:10000 Ach 灌流⾃律性齐浆⽹对A C 产逋透性I IT动作电位期钳t间C 尹内流⼁⼁ Jr⼼肌收缩⼒存⼄酰胆<(Ach) ⼼肌细胞膜M 受体结合TC1抑制钙通道⾃律性*3受体结合,使E 不能发挥作⽤。