11.蛙心兴奋与收缩实验(2013).doc

生理学实验报告蛙心的兴奋与收缩一实验内容1. 蛙心在体心搏过程的描记。2. 蛙类心脏收缩与电兴奋的关系。3. 蛙类心室肌的期外（期前）收缩与代偿间歇。二实验原理1. 蛙心结构与蛙的血液循环两栖动物的心脏没有特殊的心肌传导系统，兴奋和心搏从静脉窦开始，兴奋由一个细胞传到另一个细胞，迅速传遍两个心房。两个心房像一个大细胞一样收缩，然后兴奋通过房室之间的联系传遍心室，心室也像一个大细胞样收缩。表现出”功能合胞体”的特征。 心肌先发生兴奋，然后通过兴奋-收缩耦联，产生收缩。由于心肌结构与功能上的特征，静脉窦、心房和心室各自表现出同步性的兴奋与收缩。兴奋的时程较长，收缩是“全或无”似的。心脏收缩的机械活动，与心脏兴奋的产生、传导和恢复过程中的电活动，是两个不同的生理过程。在描记心搏曲线的同时，用心电图记录心脏的生物电变化，可用于观察心脏的机械收缩与电变化之间的关系。2. 兴奋性的周期变化和心肌收缩的关系 细胞发生兴奋时，其兴奋性发生周期性的变化是所有神经和肌组织共同的特性；但心肌细胞的不应期特别长，时延至机械反应的舒张期开始以后。因此，只有到舒张早期之后，兴奋性变化进入相对不应期，才有可能在受到强刺激作用时产生兴奋和收缩。从收缩开始到舒张早期之间，心肌细胞不会产生第二个兴奋和收缩。这个特点使得心肌不会像骨骼肌那样产生完全强直收缩而始终作收缩和舒张相交替的活动，从而使心脏有血液回心充盈的时间，这样才可能实现其泵血功能。3. 期前收缩和代偿间歇：正常情况下，窦房结产生的每一次兴奋传播到心房肌或心室肌的时间，都是在前一次兴奋的不应期终结之后，因此，整个心脏能够按照窦房结的节律而兴奋。但如果心室在有效不应期之后受到人工的或窦房结之外的病理性异常刺激，则可产生一次期前兴奋，引起期前收缩或额外收缩。期前兴奋也有它自己的有效不应期，当紧接在期前兴奋之后的一次窦房结兴奋传到心室肌时，常常正好落在期前兴奋的有效不应期内，因而不能引起心室兴奋和收缩，形成一次“脱失”，必须等到再下一次窦房结的兴奋传到心室时才能引起心室收缩。这样，在一次期前收缩之后往往出现一段较长的心室舒张期，称为代偿性间歇。随之，才恢复窦性节律。3 实验装置1.材料：青蛙一只2.试剂：任氏液3.器材：张力换能器（双凹夹和肌动器）、支架、玻璃针、镊子、手术剪、普通剪刀、神经剪刀、绳子、蜡盘、培养皿、胶头滴管、铜锌弓、生理信号采集系统、电脑、电极线、露丝电极、刺激电极、大头针、蛙心夹。 蛙类心脏收缩与电兴奋的关系实验装置图 蛙类心室肌的期外收缩与代偿间歇实验装置图四实验操作（一）获得在体心脏标本1.毁脑毁脊髓 2.打开胸腔 3.剪开心包膜、暴露心脏 4.用蛙心夹夹住心尖并与传感器相连。（2） 连接装置和仪器设备1.将电脑和生理信号采集系统打开，并将其连接。将支架和双凹夹及张力换能器连接，用电极线将张力换能器连接。用蛙心夹夹住心房末端，连接绳子与张力换能器，使绳子保持垂直。连接露丝电极，贴在心室肌上，地线接蛙腿。调节好参数后收集蛙心在体心搏过程的描记图像及蛙类心脏收缩与电兴奋的关系图像。2. 卸下露丝电极，连接刺激电极，刺激心脏。调节好适当的参数后，收集蛙类心室肌的期外收缩与代偿间歇图像。5 实验结果及分析（一） 蛙心在体心搏过程的描记。静脉窦波心室波心房波青蛙在体心脏搏动曲线图方式模块强度（V ）波宽（ms）延时（ms）重复次数正电压刺激单刺激1.55011. 青蛙的心脏有两心房和一心室，位于其心房背部膨大的静脉窦是心脏的起搏点，保留了节律性收缩与舒张的功能。静脉窦兴奋与收缩的节律最高，心脏活动的节律主要取决静脉窦的节律。2. 蛙的心率约为45次/分。3. 该心搏曲线上一个大波上有三个小波，最下的波是静脉窦波，中间波为心房波，最上为心室波。4. 从图中可以看出，心脏收缩是有相当高的节律的。（二）蛙类心脏收缩与电兴奋的关系。心室波心房波心电图心搏曲线上图为心脏兴奋电位图，下图为对应的心脏收缩张力图心电200ms/div0.3g直流30HZ 张力200ms/div10ml0.2s30hl1.心肌先发生兴奋，然后通过兴奋-收缩耦联，产生收缩。2.由于心肌结构与功能上的特征，静脉窦、心房和心室各自表现出同步性的兴奋与收缩。兴奋的时程较长，收缩是“全或无”似的。3.心脏收缩的机械活动，与心脏兴奋的产生、传导和恢复过程中的电活动，是两个不同的生理过程。 3. 蛙类心室肌的期外（期前）收缩与代偿间歇。期前收缩收缩间歇蛙类心室肌的期外收缩与代偿间歇实验图上图是刺激在舒张中期，下图是刺激在舒张晚期方式模块强度（V ）波宽（ms）延时（ms）重复次数正电压刺激单刺激35011. 正常情况下，窦房结产生的每一次兴奋传播到心房肌或心室肌的时间，都是在前一次兴奋的不应期终结之后，整个心脏能够按照窦房结的节律而兴奋。2. 如果心室在有效不应期之后受到人工的或窦房结之外的病理性异常刺激，则可产生一次期前兴奋，引起期前收缩或额外收缩。3. 期前兴奋也有它自己的有效不应期，当紧接在期前兴奋之后的一次窦房结兴奋传到心室肌时，常常正好落在期前兴奋的有效不应期内，因而不能引起心室兴奋和收缩，必须等到再下一次窦房结的兴奋传到心室时才能引起心室收缩。在一次期前收缩之后往往出现一段较长的心室舒张期，称为代偿性间歇。随之，才恢复窦性节律。6 实验讨论（一）实验注意点：1.心血管类生理学实验尽量减少动物的出血，避免伤及血管。2.使用蛙心夹，既要夹牢蛙心，防止滑脱，又不能夹伤心室或影响心室的正常收缩。3.在体心脏不象离体的骨骼肌，与传感器之间的连线不要拉太紧。4.刺激电极的两金属丝与蛙心要接触良好。5.实验中注意标本的休息，不时滴加任氏液，保持心脏的活性。（二）讨论当刺激发生在心室收缩的不同时期，会有怎样的反应？原理如何?1.刺激发生在心室收缩期时：心肌的有效不应期（绝对不应期）较长，约相当于整个收缩期和舒张早期，在此期间，任何刺激均不能引起心肌兴奋而收缩。从右图中可以看到刺激发在在收缩期。这时，无论给予多强的刺激，有两种情况发生。1.如果刺激紧靠在动作电位之后，肌膜不会再进一步发生任何程度的去极化。2.稍靠后肌膜发生局部的部分去极化，但并不能引起扩散性兴奋。这是由于这段时间内膜电位绝对值太低，Na通道完全失活（前一阶段），或刚刚开始复活(后一阶段)，但还远远没有恢复到可以被激活的备用状态。2.刺激发生在舒张早期时：刺激在舒张早期，是绝对不应期，因而刺激后心脏没有任何变化，节律也不发生变化。3.刺激发生在舒张中期：舒张中期是心肌的相对不应期，给予一次较强的阈上刺激，则可在正常节律性兴奋达到以前，产生一次提前出现的兴奋和收缩，称之为期前收缩。期前收缩也有不应期，因此，如果下一次正常的窦性节律性兴奋到达时正好落在期前收缩的有效不应期，便不能引起心肌兴奋而收缩，须等静脉窦传来下一次兴奋才能发生收缩反应，这样在期前收缩之后就会出现一个较长的舒