离子及药物对离体蛙心脏活动得影响.doc

动物生理学实验报告开课学院及实验室：XXX 2011年4月8日学院生命科学学院班别XXX姓名XXX学号XXX实验课程名称动物生理学实验组别第四组成绩实验项目名称离子及药物对离体蛙心脏活动得影响指导老师一、 实验目的1、学习制备离体蛙心脏及离体心脏灌流的方法。2、观察钠离子、钾离子、钙离子3种离子，去甲肾上腺素、乙酰胆碱、温度、酸碱度等因素对心脏活动的影响。3、通过实验使学生初步对递质、受体、受体兴奋剂及受体阻断剂的概念有所感知。二、 实验原理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。青蛙心脏离体后，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。当血钾离子过高时，心肌兴奋性、自律性、传导性和收缩性均降低，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。而血钙离子升高时，心肌收缩力增强，但过高时可使心室停搏于收缩期。而血钙离子降低时，心肌收缩力减弱。血钠离子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，钠离子剧烈升高时心脏的兴奋性和自律性虽升高，但兴奋的传导性和收缩性却下降，严重时可使心脏停搏于舒张期。三、 使用仪器、材料1、实验仪器：生物信号采集处理系统，张力换能器，小动物手术器械，蛙板，细线，滴管，烧杯，蛙心夹，滴管，万能支架等2、实验材料：0.4%肝素-任氏液插管用，任氏液，0.65%氯化钠，2%氯化钙，1%氯化钾，3%乳酸，2.5%碳酸氢钠，1：10000肾上腺素，1：10000乙酰胆碱，1：5000阿托品等溶液四、 实验步骤1、双毁髓法处死青蛙2、蛙类离体心脏制备3、实验装置连接4、记录不同离子及药物对心脏收缩的影响 先描记正常的蛙心搏动曲线，注意观察心搏频率、心室的收缩和舒张程度。然后依次把NaCl溶液、KCl溶液l、CaCl2溶液、肾上腺素、乙酰胆碱、阿托品、4C任氏液、NaHCO3溶液、乳酸灌到离体蛙心中，观察心搏曲线变化。五、 实验结果表一：改变灌流液成分对离体蛙心活动的影响实验项目 5NaCl 2CaCl2 1KCl 肾上腺素 乙酰胆碱 阿托品心率变化（） 6.67 0 44.8 0 100 18.2振幅变化（） 73.7 先变大（4） 92.7 56.2 100 24.7后变小（33.7） 基线变化 略微下降 明显上升 略微上升 略微下降 略微上升 变化不明显续表：实验项目 4任式液 NaHCO3 1乳酸 滴加乳酸后直接滴加NaHCO3心率变化（） 8.1 10 6.5 8.7振幅变化（） 11.9 27.3 41.3 54.7基线变化 明显上升 略微上升 略微下降 略微上升注：表中0表示心率变化或振幅变化很小，没有比较意义（正常生理状态下心率也不是固定不变的）；100则表示心脏完全停跳，与心脏活性、药物量等有关。“”表示心率加快或振幅变大；“”表示心率减慢或振幅变小。六、 实验分析1、 结果分析（1）、Na+的影响 收缩力减弱，心率加快。加入NaCl溶液，Na+浓度升高，导致Ca2+与肌钙蛋白的结合能力降低，Ca2+的内流减少，而心肌细胞的兴奋-收缩耦联又在很大程度上依赖于细胞外内流的Ca2+，所以心肌的收缩能力被抑制，收缩力减弱，基线下降。同时Na+内流加速，自动除极速度加快，故自律性增强，心率提高。（2）、Ca2+的影响 收缩力增强，心率没变。Ca2+浓度增加，内流增加，每一个AP期间进入细胞内的钙增多加快，收缩力增强，故幅度变大，又钙离子浓度过大，肌钙蛋白与钙离子结合不能够解离，发生钙僵直（舒张不完全），故之后幅度又变小，且基线上升。理论上钙离浓度增大，使钠离子内流限制，心率减慢，实验中心率并没有减慢，可能是实验材料有个体差异造成。（3）、K+的影响 收缩力下降，心率减小。钾离子和钙离子在心肌细胞膜上有竞争性抑制，故钾离子浓度上升，钙离子内流减少，减弱了兴奋收缩偶联作用，收缩力下降，幅度减小。钾离子浓度上升，使膜内外钾离子浓度梯度减小，静息电位绝对值降低，当静息电位负值持续变小到55至60mv时，使钠离子通透失活，心率减慢。高钾使钾离子通透增加，AP4期钾离子外流增加，延缓了4期的除极化，使自律性下降，心率减慢。（4）、NE的影响 收缩力增强，心率没变。NE与心脏上受体结合： 使钙通道开放数目增加，兴奋偶联增强，收缩力增强。 促使肌钙蛋白对钙离子释放和肌浆网对钙离子的摄取，故能加速心肌舒张。 使自律细胞自动除极速率提高，窦房结自律性提高。使慢反应细胞0期钙离子内流加快，0期AP上升速度加快，房室传导加快。 但实验所得，心率没有加快，分析其原因可能是心脏受损以及活性的改变。（5）、Ach的影响 收缩力减慢，心率降低。（实验中，心脏完全停跳一段时间。）Ach与心肌细胞膜上M受体结合，激活钾离子通道，抑制钙离子通道。窦房结细胞3期复极过程中，钾离子外流升高。最大复极电位绝对值升高；另外，4期钾离子外流升高，使4期自动去极化速度降低，窦房结自律性下降，心率降低。Ach使钾离子外流升高，3期复极加速，平台期缩短，AP期进入细胞内钙离子减少；Ach抑制钙离子通道，使进入细胞钙离子减少，心房肌收缩力下降。但Ach浓度过高，标本活性下降，使得心脏完全停跳。（6）、阿托品的影响 收缩力增加，心率加快。阿托品对Ach有拮抗作用，它可以与M胆碱受体结合，妨碍乙酰胆碱与其结合，使得心脏功能恢复。（7）、温度的影响 收缩力下降，心率减慢。温度降低时，酶活性降低，代谢水平下降，供能减少；各离子通道蛋白活性下降，心肌收缩活动减弱。（8）、碱的影响 收缩力下降，心率加快。加入碱性溶液，可使细胞内氢离子外逸。与胞外钾离子进行H+K+交换，钾离子外流减少，细胞膜电位减小。另外碱也使细胞液中钙离子浓度减低（如形成Ca（HCO3）2沉淀），内流的钙离子减少，心肌收缩力降低。（9）、酸的影响 收缩力减弱，心率降低。加入酸溶液，H+浓度增加，可竞争性抑制钙离子与肌钙蛋白结合；使肌凝球蛋白ATP酶活性降低；使钙离子从肌浆膜释放减少，抑制钙离子释放；降低钙离子通道活性，使钙离子内流减少，所以抑制心脏收缩活动，幅度降低，心率减慢，基线下降。 当再加入碱时，解除了H+对钙离子的竞争作用，心肌收缩活动恢复。2、 操作分析该实验对操作能力要求较高，要分离到活性较高的材料。前两次分离过程中，因为作不熟练，获得材料活性不高，无法满足实验需要。在几次的实践后，得到了较好的材料，开始实验。但由于实验过程中，小组成员不小心碰到的实验仪器，扯动了离体心脏，导致心脏破损无法继续实验。在老师的补救下（结扎破损部位），实验才得以继续。从实验结果来看，结果并非完全符合理论值。我们的实验能力还有一个很大的提升空间，要总结实验不足之处，