“实验目的”本实验的目的是观察不同离子、神经递质酸碱度等因素对离体心脏活动的影响,加深理解内环境相对稳定的生理意义;了解离体蛙心的灌流方法。
“实验原理”
作为蛙心正常起搏点的静脉窦能按一定节律自动产生兴奋。因此,动物心脏离体后,用人工方法灌注与其离体前理化因素基本一致的灌流液时,在一定时间内仍能保持有节律性的舒缩活动。改变灌流液的成分,这种节律性的舒缩活动也随之发生改变,说明内环境的理化因素的相对稳定是维持心脏正常节律性活动的必要条件。
“实验对象”蟾蜍或蛙
“实验用品”
BL-420E+生物机能实验系统、张力换能器,蛙类手术器械一套、蛙心插管、细塑料管动脉插管及静脉插管、铁支架、双凹铁夹、试管夹、滑轮、小烧坏、棉线、滴管、纱布,0.65%NaCl,2%CaCl2,1%KCl,0.01%去甲肾上腺素溶液,0.001%乙酰胆碱溶液,3%乳酸溶液,2.5%NaHCO3、林格液(任氏液)。
“实验准备和步骤”
1.蟾蜍心脏标本的制备
(1)破坏脑和脊髓:取蟾蜍1只,破坏蟾蜍脑和脊髓后将其仰卧位固定于蛙板上。
(2)
暴露心脏(同实验21):依次剪开胸前区皮肤,剪去胸骨,开胸暴露心脏。开胸不可太大,以免腹腔内脏翻出。用镊子提起心包膜,再用眼科剪谨慎地剪破,使心脏完全暴露出来。
(3)
Straub法制备离体心脏:在左主动脉弓下穿一细线,打一松结备用。用镊子轻镊左主动脉,以眼科剪朝向心端剪一“V”形切口,右手将盛有林格液的蛙心插管从剪口处插入左主动脉,移动插管使插管长轴与心脏轴一致,当插管进到主动脉球部后,即转向左后方,左手用镊子轻提房室沟周围的组织,右手小指或无名指轻推心室,使插管进入心室,切忌用力过大和插管过深,心脏收缩时可见血液在插管内上下移动。为防止血液凝固,用滴管吸去蛙心套管内的血液,以林格液冲洗1~2次,然后扎紧松结。剪断左主动脉弓,轻轻提起蛙心插管和心脏,在心脏下方绕一线,将右主动脉干、左右肺静脉、前后腔静脉一起结扎,用组织剪在结扎线远心端剪断与心脏相连的组织,结扎时务须注意勿扎及静脉窦,游离心脏。再在心脏背面静脉窦与前后腔静脉之间用线结扎,结扎后剪断血管,使心脏与蛙体分离。
以滴管吸取林格液换去蛙心插管内的血液数次,直到灌流液无色为止。
2.
实验系统连接。用试管夹将蛙心插管固定在铁支架上,用一端带有长线的蛙心夹在心室舒张时夹住心尖约1mm备用,并将蛙心夹的线通过滑轮连至固定于铁支架的张力换能器上,使其相互垂直,松紧适度,注意不要让心脏受到过度牵拉,然后将换能器的另一端连于生物机能实验系统的1通道,通过换能器记录心脏舒缩活动。
3.
实验系统进入和参数设置。双击桌面机能实验图标启动系统软件进入NewCentury系统软件主界面→选择主界面菜单条下的“实验项目”→“循环实验”→“离体蛙心灌流”实验模块。此后,系统将自动设置该实验所需的各项刺激参数,并开始实验。
4.观察项目
(1)
正常蛙心的搏动曲线:待心脏活动稳定,描记一段正常蛙心的搏动曲线,注意观察心跳频率、强度及心室的收缩和舒张程度。曲线的疏密:代表心跳的频率;曲线的规律性:代表心跳的节律性;曲线的幅度:代表心室收缩的强弱;曲线的顶点:代表心室收缩程度;曲线的基线:代表心室舒张的程度。
描记正常心脏活动曲线后,即可加试药液入插管中,记录并依据心搏曲线上心肌收缩幅度和心率的变化情况,分析心脏活动的程度。
(2)离子的影响
1)缺Ca2+,K+:将蛙心插管内的林格液全部更换为0.65%NaCl溶液,观察曲线的变化。待效应明显后,用新鲜林格液反复换洗数次,使心跳基本恢复正常,再进行下面的实验,以下各项实验均同此。
2)Ca2+:加1~2滴2%CaCl2溶液于新换入的林格液中,混匀,观察曲线变化。
3)K+:加1~2滴1%KCl溶液于新换入的林格液中,混匀,观察曲线变化。
(3)递质的影响
① 去甲肾上腺素:加0.01%去甲肾上腺素溶液1~2滴于新换入的林格液中,混匀,观察曲线的变化。
② 乙酰胆碱:加0.001%乙酰胆碱溶液1~2滴于新换入的林格液中,混匀,观察曲线的变化。
(4)酸、碱的影响:加3%乳酸溶液1~2滴于新换入的林格液中,混匀,观察曲线变化。待效应明显后,再加入2.5%NaHCO3溶液1~2滴,混匀,观察心搏曲线的恢复过程。
5.数据保存、打印及系统退出
“结果记录与报告要求”
1.实验目的
2.验结果与结果分析。按要求记录结果,用实验报告纸书写报告。
3.实验结论
“注意事项”
1.在剪开左侧主动脉之前,应先用蛙心插管的细端尖置动脉球处与动脉平行来选择适宜的切口处,这样可避免剪口过高或过低。
2.制备蛙心标本时,切勿伤及静脉窦,各结扎线一定要扎紧以免漏液或插管移出。动脉插管是否进入心室腔可通过观察液面有无波动证明。
3.蛙心插管内液面勿过高或过低,一般在插管的下l/3处做一标记,每次换液时,插管内液面应与标记线相平。
4.各种溶液的吸管不能混用。同时,吸管不能接触蛙心插管壁,以免影响实验结果。
5.上述各实验项目一旦出现作用应立即用新鲜林格液换洗,以免心肌受损,而且必须待心跳恢复正常后方能进行下一步实验;每项实验都应有前后对照;
6.更换药物时,必须及时作标记,以便观察分析。
7.加试剂时,先加1~2滴,用滴管混匀后如作用不明显时再补加,不可一次滴入过多。尤其注意加入KCl、乳酸和乙酰胆碱时,更不可多加。如果加KCl和乙酰胆碱后心跳停止于舒张状态,换液后可用滴管插至蛙心插管底部,将灌流液挤入心室,反复数次。
8.实验装置中,如不用滑轮,换能器头端应向下倾斜,以免液体进入换能器。
“思考题”
1.实验过程中蛙心插管内的液面为什么都要保持相同的高度?液面过高或过低会产生什么影响?
2.在每个实验项目中心搏曲线分别出现什么变化,为什么?
3.如改用哺乳类动物心脏做心脏离体灌流实验,实验应在什么条件下进行?
“附”
斯氏(Straub法)蛙心灌流法。斯氏蛙心灌流法是将斯氏蛙心套管经主动脉直接插入心室,对心室进行灌流。方法简单,适合于观察心室肌收缩力、心跳频率的实验。