钙离子对心脏节律性影响

1、钙离子对心脏节律性的影响实验原理：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。心脏自动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。因心脏具有自动产生节律性收缩的特性，即

2、自动节律性，故在心脏离体后，如用人工灌流方法，可保证其新陈代谢的顺利进行，而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。细胞外Ca2+浓度发生变化时，细胞与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，细胞外Ca2+内流速度增加，引起窦房结P细胞4期自动去极化速度加快，导致P细胞自律性增强，心肌收缩增强增快，心跳加速，即心率加快；当细胞外Ca2+浓度较高时，使得肌浆中

3、的Ca2+浓度不断升高，钙离子与肌钙蛋白结合数量不断增加，甚至达到只结合不解离的程度，于是，心脏会停止在收缩状态，心肌出现钙僵直。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。实验目的：观察不同浓度的Ca2+对离体蟾蜍心脏节律性活动的影响；学习离体蛙心灌流的方法，了解离体器官的研究方法。实验材料：1. 动物：蟾蜍8只。 2. 试 剂 和 药 品 ： 任 氏 液，含Ca2+的溶液3. 装置和器材：蛙类手术器械一套。生物信号采集系统，张力换能器，铁支架，双凹夹，试管夹，蛙心插管，蛙心夹，滴管，细线

4、。实验步骤和观察项目：一、动物分组：1个观察组二、溶液配制方法：以标准任氏液中Ca2+离子浓度为1，分别配制：不含 Ca2+的而其他离子与标准任氏液相同的任氏液，1/8倍，1/4 倍，1/2 倍，1倍，2倍，4倍，8倍Ca2+离子浓度的任氏液(以上配制溶液均保持标准任氏液其它离子浓度不变)。三、离体蛙心与套管方法：（1）、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，

5、暴露心脏。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。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。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。

6、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。（2）观察项目描记正常心脏收缩曲线并分析：曲线的疏密：代表心跳的频率，可根据显速来计数。曲线的规律：代表心跳的节律性。曲线的幅度：代表心

7、室收缩的强弱。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。1、 不同浓度Ca2+对心脏节律性的影响取1只蟾蜍，离体蛙心并套管，在管内注入标准任氏液，观察并记录心脏在仅有任氏液时的心搏曲线变化吸出插管内全部任氏液，用不含Ca2+的而其他离子与标准任氏液相同的任氏液换洗数次，至心跳曲线稳定，吸出插管内全部任氏液，换入配置好的不含 Ca2+的而其他离子与标准任氏液相同的任氏液，观察并记录心搏曲线变化吸出插管内全部任氏液，用标准任氏液换洗数次，至心跳曲线稳定，吸出插管内全部任氏液，换入配置好的1/8倍Ca2+离子浓度的任氏液，观察心搏曲线变化吸出插管内全部任氏液，用标准任氏液换

8、洗数次，至心跳曲线稳定，吸出插管内全部任氏液，换入配置好的1/4倍Ca2+离子浓度的任氏液，观察心搏曲线变化吸出插管内全部任氏液，用标准任氏液换洗数次，至心跳曲线稳定，吸出插管内全部任氏液，换入配置好的1/2倍Ca2+离子浓度的任氏液，观察心搏曲线变化吸出插管内全部任氏液，用标准任氏液换洗数次，至心跳曲线稳定，吸出插管内全部任氏液，换入配置好的1倍Ca2+离子浓度的任氏液，观察心搏曲线变化吸出插管内全部任氏液，用标准任氏液换洗数次，至心跳曲线稳定，吸出插管内全部任氏液，换入配置好的2倍Ca2+离子浓度的任氏液，观察心搏曲线变化吸出插管内全部任氏液，用标准任氏液换洗数次，至心跳曲线稳定，吸出插管

9、内全部任氏液，换入配置好的4倍Ca2+离子浓度的任氏液，观察心搏曲线变化吸出插管内全部任氏液，用标准任氏液换洗数次，至心跳曲线稳定，吸出插管内全部任氏液，换入配置好的8倍Ca2+离子浓度的任氏液，观察心搏曲线变化用其余7只蟾蜍重复上述步骤2、 结果分析 正常心脏收缩图 在不同浓度（无Ca2+、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8）倍Ca2+影响下，心脏收缩图。实验流程图处理蟾蜍，暴露心脏蛙心插管并游离蛙心结扎血管不同浓度Ca2+处理预期结果在无Ca2+的任氏液作用下，心率明显变缓，当细胞外Ca2+浓度在一定范围内升高（1/8、1/4、1/2、1、2、4、）倍Ca2+影响下，心跳加速，即心率会

10、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。注意事项1蛙心夹应一次性夹住心尖，不宜夹多次，以免损伤心脏且注意不要损伤静脉窦。2蛙心夹与换能器簧片的连线应呈一定的倾斜度，以防溶液滴入换能器。3加试剂时，先加12滴，用吸管混匀如果作用不明显可补加，当各项实验效果明显后，应及时将插管内的溶液吸出，至少用任氏液反复冲洗23次，待心跳恢复正常后，再进行下一项实验。4各种溶液的滴管应分开，不要混用，避免通过滴管造成所用药物之间的相互污染而影响结果。5在实验过程中，基线的位置、连接线的松紧度、放大倍数、扫描速度、蛙心套管内液面高度等实验参数一经调好后不要改动。6在各项实

11、验中，注意基线的位置、。每次换任氏液的时候，都应该小心操作，保持蛙心套管不发生移动及蛙心插管内灌流液的液面高度应始终保持一致，以保证心脏固定的负荷。7每一项实验，均应先记录一段正常对照曲线，然后再加入药液并记录其效应。8随时加任氏液于心脏表面，使之保持湿润状态。9.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。参考文献：姚泰.生理学.人民卫生出版社蛙心套管内灌流液是心脏的什么负荷？套管内液面的高度的变化对实验有什么影响？ 必须保持灌流液的压力恒定，否则就不能说明心肌功能变化是因为压力还是因为药物。在实验过程中，蛙心插管内液面高度发生变化，心肌收缩曲线会相对液面的升高、降低发生变化。心肌收缩幅度和速度既受前负荷的影响，也受后负荷的制约。插管液面高度所产生的压力在心室舒张末期是作用于心肌的前负荷，此前负荷决定了心肌在收缩之前的初长度。因此根据starli