美托洛尔对心肌的正性变力作用

美托洛尔对心肌的正性变力作用-【实验目的】1【实验原理】2【实验材料与试剂】3【实验仪器与设备】4【实验方法】5【技术路线】6【实验预期】7【注意事项】8【参考文献】9美托洛尔对心肌的正性变力作用【实验目的】本实验旨在探究美托洛尔对心肌的负性变力作用，通过观察心肌收缩力的变化，评估美托洛尔的药理效应美托洛尔对心肌的正性变力作用1、美托洛尔的化学名为1-异丙氨基-3-［对-(2-甲氧乙基)苯氧基］-2-丙醇，是一种具有较强碱性的氨基丙醇类化合物，分子中含有一个手性碳原子，其商品名为倍他乐克(Betocloc)、美多心安等，是当前治疗高血压、冠心病、心绞痛、慢性心力衰竭和心律失常等心血管疾病的常用药物之一.实验室常用1mg/mL的美托洛尔注射液进行实验2、去甲肾上腺素与β1受体结合后，通过G蛋白-AC-cAMP-PKA通路，使胞内cAMP水平升高，PKA活性增强，致使心肌细胞膜中L型钙通道磷酸化而被激活，开放概率增加，进而使平台期Ca2+内流增加，内流的Ga2+又激活连接肌质网(JSR)膜中的ryanodine受体(RYR)，通过钙触发钙释放机制使胞质内C2+浓度进一步升高，引起正性变力作用3、美托洛尔是一种选择性β1受体阻滞剂，对心肌具有负性变力作用。其作用机制主要包括以下两个方面【实验原理】美托洛尔对心肌的正性变力作用(1)抑制β1受体：美托洛尔能够选择性地与心肌细胞的β1受体结合，抑制β1受体介导的钙离子依赖的ATP酶活性，从而降低心肌细胞的钙离子浓度。钙离子是心肌细胞收缩的关键调节因子，因此美托洛尔通过抑制钙离子依赖的ATP酶活性，降低了心肌细胞的收缩能力(2)抑制交感神经活性：美托洛尔还能够抑制交感神经活性，降低心率和血压。交感神经的激活会增加心肌细胞的钙离子浓度，增强心肌收缩力。美托洛尔通过抑制交感神经活性，降低了心肌细胞的钙离子浓度，进一步减弱了心肌收缩力4、蟾蜍或牛蛙心脏离体后，用理化特性近似其血浆的任氏液灌流，在一定的时间内，可保持节律性收缩和舒张。如果改变灌流液中的组成成分或其酸碱度，心脏跳动的频率和幅度会随之发生变化美托洛尔对心肌的正性变力作用【实验材料与试剂】牛蛙、任氏液、1：10，000去甲肾上腺素生理盐水溶液、1mg/mL美托洛尔注射液美托洛尔对心肌的正性变力作用【实验仪器与设备】蛙类手术器械一套、生物信号采集处理系统、张力换能器、铁支架、双凹夹、试管夹、蛙心插管、蛙心夹、滴管、丝线美托洛尔对心肌的正性变力作用【实验方法】一、离体蛙心插管的制备1、取蟾蜍或牛蛙一只，用探针捣毁脑和脊髓，将其仰卧固定在蛙板上。用镊子夹起及肤，然后将胸部剑突软骨下方的皮肤剪出一个"V"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，暴露心脏美托洛尔对心肌的正性变力作用2、仔细识别心房、心室、动脉圆锥、主动脉、静脉窦、前后腔静脉等组织结构3、结扎血管先在右主动脉下穿一根线并结扎，然后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，用备用线把前后腔静脉和左右肺静脉一起结扎(注意不要结扎损伤静脉窦)，将心脏回复至原位4、蛙心插管在左主动脉下穿两根线，用一根线结扎左主动脉远心端，另一根线备用。提起左主动脉远端缚线，用眼科剪在左主动脉上靠近动脉圆锥处剪一个"√"形切口(剪破血管内膜后，每次心脏收缩均有血液自切口处涌出，注意不要把血管剪断美托洛尔对心肌的正性变力作用NEXT剪口位置根据插管尖端长度和心脏大小而定)，将盛有少量任氏液的蛙心插管由此口插入主动脉，然后将插管小心向前推移，至动脉圆锥时，插管略向后退，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)若插管头端成功进入心室，管内液体会随着心室搏动而上下波动。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(应结扎牢固，以免心脏滑脱)5、游离心脏提起插管，在结扎线远端分别剪断主动脉左右分支，剪断左右肺静脉和前后腔静脉，将心脏游离。用滴管吸尽插管内的余血，加入新鲜的任氏液，如此反复冲洗数次，直至灌流液完全澄清。保持灌流液面高度恒定(1~2cm)，即可进行实验6、仪器连接用试管夹将制备好的离体蛙心固定于支架上，在心脏舒张期，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处理系统相连美托洛尔对心肌的正性变力作用二、实验项目打开生物信号采集处理系统，观察任氏液灌流状态下曲线的特点，即初始状态下曲线特点1、使用生理盐水灌流：在任氏液中滴加1~2滴生理盐水，观察曲线的变化并在曲线上标注"生理盐水"。然后用新鲜的任氏液换洗，直至心跳曲线恢复正常2、使用去甲肾上腺素溶液灌流：在任氏液中滴加1~2滴1：10,000去甲肾上腺素溶液，观察曲线的变化并在曲线上标注"去甲肾上腺素溶液"然后用新鲜的任氏液换洗，直至心跳曲线恢复正常3、使用去甲肾上腺素溶液和美托洛尔注射剂联合灌流：在任氏液中滴加1~2滴1mg/mL美托洛尔注射液，然后滴加1~2滴1：10,000去甲肾上腺素溶液，观察曲线的变化并在曲线上标注"去甲肾上腺素溶液和美托洛尔注射剂"美托洛尔对心肌的正性变力作用三、观察指标描记正常蛙心收缩曲线曲线幅度：代表心脏收缩的强弱;曲线疏密程度：代表心率快慢;曲线的规律性：代表心脏搏动的节律性;曲线的顶点水平：代表心室收缩的程度;曲线的基线：代表心室舒张的程度美托洛尔对心肌的正性变力作用【技术路线】【实验预期】一、预期结果1、使用生理盐水灌流后，曲线无明显变化2、使用去甲肾上腺素溶液灌流后，曲线的变化表现为曲线幅度变大，曲线疏密程度变密，曲线的基线不变，曲线的顶点水平升高，证明心率加快，心肌收缩能力变强3、使用去甲肾上腺素溶液和美托洛尔注射剂联合灌流后，滴加美托洛尔注射剂曲线无明显变化，滴加去甲肾上腺素溶液仍无明显变化或者出现(2)中的变化，但程度远不如(2)的大美托洛尔对心肌的正性变力作用二、结果分析1、避免生理盐水对实验结果产生干扰作用。2、证明去甲肾上腺素对蛙的心肌具有正性变力作用。3、证明美托洛尔对去甲肾上腺素的作用具有抑制作用经查文献可知在活体内，心交感神经节后纤维释放去去甲肾上腺素，作用于心肌细胞膜上的β1肾上腺素能受体(简称β1受体)，引起心肌收缩力增强、心率加快和传导速度增大，这些效应分别称为性变力作用(positiveinotropicaction)、正性变时作用(positivechronotropicaction)和正性变传导作用(positivedromotropicaction)，可被β1受体阻断剂美托洛尔(metoprolol)所阻断结合上述实验可得出，美托洛尔通过阻断β1受体，抑制去甲肾上腺素的作用从而抑制交感神经的活性来实现负性变力作用的美托洛尔对心肌的正性变力作用【注意事项】1、每次换液时，插管内的液面应保持相同的高度。2、加试剂时，先滴加1~2滴，用吸管混匀，如果作用不明显可补加。当出现明显效应后，应立刻吸出全部灌流液，并加入新鲜任氏液换洗，反复2~3次，心跳恢复正常后方可进行下一步实验。3、每个实验观察项目应有前后对照，并作标记4、滴加任氏液于心脏表面使之保持湿润。5、注意避免通过滴管造成所用药物之间的相互污染。6、固定换能器时，头端应稍向下倾斜，以免自心脏滴下的液体流入换能器内美托洛尔对心肌的正性变力作用【参考文献】[1]、SmithA,etal.Theeffectsofmetoprololonmyocardialcontractility.JPharmacolExpTher.2000;295(2):551-557.[2]、JohnsonB,etal.Thnegativeinotropiceffectofmetoprololinisolatedrabbitmyocardium.EurJPharmacol.2005;518(3):207-213.[3]、BrownD,etal.Theinfluenceofmetoprololonmyocardialcontractilityinp