钙离子对心脏节律性的影响

钙离子对心脏节律性的影响,2012级临床医学五年制七班第三机能实验室 第3小组,报告人,梅培圆,20125610714 李小芳20125610715 林佳佳20125610716 林丽锋20125610718 刘世鸿20125610719 刘 颖20125610720 刘园梦20125610721 梅培圆,专家组成员：,实验大致流程：,实验目的,实验原理,实验对象,实验器材和药品,实验步骤和观察项目,预期结果,结果分析,注意事项,一、实验目的： （1）探究不同钙离子浓度对心脏节律性的影响； （2）学习离体蛙心灌流的方法，了解离体器官的研究方法。,二、实验原理 （1）心脏的正常节律性活动必须在适宜的理化环境下才能维持，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。节律性是指心肌细胞能在没有外来刺激情况下具有自动发生节律性兴奋的能力或特性。自律性的高低是指心肌细胞自动兴奋频率的高低。细胞外Ca2+浓度发生变化时与Ca2+内流与Na+内流相关的生物电活动都将受到影响。当细胞外Ca2+浓度在一定范围内升高，细胞膜对Ca2+通透性升高，心室肌细胞平台期Ca2+内流增加心肌收缩增强增快；当细胞外Ca2+浓度过高时，心脏就会停搏于收缩状态，出现钙僵直。 （2）用理化特性近似于蟾蜍血浆的任试液灌流离体的蟾蜍心脏，在一定时间内可保持其节律性收缩和舒张。改变灌流液的组成成分，心脏跳动的频率和幅度会随之发生改变。,三、实验对象： 蟾蜍,四、实验器材和药品,蛙类手术器械一套，生物信号采集系统，张力换能器，铁支架，双凹架，试管架，蛙心插管，蛙心夹，滴管，细线。任试液，含Ca2+的溶液，1:10000去甲肾上腺。,五、实验步骤和观察项目,（一）、离体蛙心的制备 1、取蟾蜍一只，用探针到会脑和脊髓，将其仰卧固定在蛙板上。用镊子夹起皮肤，然后将胸部剑突软骨下方的皮肤剪出一个“V”字形切口，暴露出剑突。用镊子夹住剑突下端，在肌肉层上剪出“V”形切口。再用粗剪刀沿正中线剪开胸骨，并把左右两侧胸骨完全剪掉，眼科剪仔细剪开心包膜，暴露心脏。,3、结扎血管 在右主动脉下穿一根线并结扎，再在左右主动脉下穿一根线备用。用玻璃分针将心尖向上翻至背面，以备用线将前后腔静脉一起结扎（注意勿结扎住静脉窦）。将心脏回复至原位。,2、仔细识别心房、心室、动脉圆锥、主动脉、静脉窦、前后腔静脉等。,4、蛙心插管 在左主动脉下穿一根线结扎左主动脉远心端，另一线备用。提起左主动脉远端缚线，用眼科剪在做主动脉上圆锥处剪一“V”形切口，将盛有少量任试液的蛙心插管由此口插入主动脉，插至动脉圆锥时，略向后退，在心室收缩时，沿心室后壁方向下插，经主动脉瓣插入心室腔内（不可插入过深，以免心室壁堵住插管下口）。若插管成功进入心室，管内液体会随着心室搏动而上下移动。用左主动脉近心端的备用线结扎插管，并将结扎线固定于插管侧面的小突起上。,5、游离蛙心 提起插管，在结扎线远端分别剪断主动脉左右分支；剪断左右肺动脉和前后腔静脉，将心脏离体。用滴管吸尽插管内的余血，加入新鲜任试液反复冲洗数次，直至液体完全澄清。保持灌流液面高度恒定（12cm），即可进行试验。,6、仪器连接 用试管夹将制备好的离体蛙心固定于支架上，在心脏舒张琪用蛙心夹夹住心尖部，并连接到张力换能器上（勿让心脏受到过度牵拉）。将张力换能器的输出线与生物信号采集系统相连。,（二）、观察项目 1、描记正常心脏收缩曲线并分析： 疏密：代表心跳的频率，可根据显速来计数。 规律：代表心跳的节律性。 幅度：代表心室收缩的强弱。 顶点水平：代表心室收缩的程度。 基线：代表心室舒张的程度。 2、 不同浓度Ca2+对心脏节律性的影响： 吸出插管内全部的任试液，分别换入配置好的（1/4、1/2、1、2、4、8）倍的Ca2+浓度的任试液。每次换入新的试剂前用任试液润洗蟾蜍离体的心脏。,六、预期结果： 当细胞外Ca2+浓度在一定范围内升高（1/4、1/2、1、2、4）倍Ca2+影响下，心跳加速，即心率会适当加快，当细胞外Ca2+浓度较高时8倍Ca2+，心脏会停止跳动，心肌出现钙僵直。,七、结果分析： Ca2+是一种对心脏活动不可或缺的离子。在本次试验中，我们使用不同浓度钙离子任氏液对蛙心进行离体灌流。当肌细胞上有动作电位传来时，肌浆网（即纵管系统）释放Ca2+，引起肌浆中Ca2+浓度升高，作为Ca2+受体的肌钙蛋白结合了足够数量的Ca2+，就引起肌钙蛋白分子构想的某些改变，传递给原肌凝蛋白，是后者的构象也发生改变，结果是原肌凝蛋白的双螺旋结构发生某种扭转，把安静时阻止肌纤蛋白和横桥相互结合的阻碍因素出去，出现两者的结合。,在横桥和肌纤蛋白的结合、扭动、解离等过程中，细肌丝不断向暗带中央移动，使肌肉收缩。因此，当任氏液中钙离子的浓度增高时，也能使肌钙蛋白结合更多的Ca2+，从而增强心肌的收缩作用。细胞外 Ca2+在心肌细胞膜上对 Na+的内流有竞争性的抑制作用，称为膜屏障作用。因此， 细胞外Ca2+浓度发生变化时，与Na+的内流和Ca2+的内流相关的电活动都将受到影响，而对静息电位则无明显作用。,当细胞外 Ca2+浓度时，对 Na+的屏障作用，由于这种抑制作用，触发 Na+快速内流产 生0 期去极化就比较困难，即TP 上移，从而与RP 的差距增大，兴奋性降低;发生兴奋后，Na+内流的抑制则导致0 期去极化速度和幅度降低，传导性下降。 Ca2+内流是慢反应细胞0 期去极化和快反应细胞2 期的主要离子活动。当细胞外Ca2+浓度，使Ca2+内流加快，慢反应细胞0 期去极化加快加强