实验22 离子与药物对离体蟾蜍心脏活动的影响

生理科学实验报告—实验22蛙心灌流李丹阳2006.11.09PAGEPAGE7实验22离子与药物对离体蟾蜍心脏活动的影响【摘要】目的观察低钙、高钙、高钾、肾上腺素、乙酰胆碱以及普萘洛尔等因素对心脏活动的影响。方法制备蟾蜍离体心脏标本,分别灌流CaCl2、KCl、肾上腺素+普奈洛尔及乙酰胆碱,用张力换能器与RM6240生物信号采集处理系统描记心搏曲线并记录心搏变化。结果使用无钙任氏液灌流后，发展张力显著减小（p<0.01），心脏的舒张末期张力和心率无显著差异。滴加30g/LCaCl2溶液1～2滴后，心脏的舒张末期张力显著增加（p<0.05），发展张力无明显差异，心率无显著差异。在任氏液中滴加10g/LKCl溶液1～2滴后，心脏的舒张末期张力显著增加（p<0.01），发展张力显著减小（p<0.01），心率无显著差异。在任氏液中滴加0.1g/L肾上腺素溶液1～2滴后，心脏的舒张末期张力显著减少（p<0.01），发展张力显著增加（p<0.01），心率无显著差异。待心搏曲线稳定后，向灌流液中加10g/L普奈洛尔溶液1～2滴；再待心搏曲线稳定后，再向灌流液中加0.1g/L肾上腺素溶液1～2滴，与肾上腺素处理前相比，可见心脏的舒张末期张力显著减小（p<0.05），发展张力显著增加（p<0.05），心率无显著差异。在任氏液中加10-2g/L乙酰胆碱溶液1～2滴后，心脏发展张力显著减小（p<0.01），舒张末期张力显著增大（p<0.01）。结论心肌细胞外高Ca2+时心肌收缩性增强；高钾时心肌收缩性减弱；肾上腺素使心输出量增加,心肌收缩性增强，而普奈洛尔可不可逆地抑制肾上腺素的作用；乙酰胆碱可以使心肌收缩性降低。关键词：乙酰胆碱肾上腺素普奈洛尔离体心脏灌流[Abstract]Objectivestudyfillsflowsthetoadtothebodyheartmethod,observesK,factorandsoonCa,lowcalcium,adrenalin,acetylcholintothecardiacactivityinfluence.Methodspreparationtoadleavesthebodyheartspecimen,FillsseparatelyflowsCaCl2,KCl,theadrenalin+propranololandtheacetylcholin,WrestlesthecurveandtherecordheartwiththetensitytransducerandthePCLabbiologysignalgatheringprocessingsystemdescriptionheartwrestlesthechange.Resultsitwillinsertatubenomatterwhatthefluidreplacescompletelyafterdoesnothavethecalciumnomatterwhatthefluid,theheartdiastoletimetensitydoesnothavetheobviouschange,thecontractiontimetensityreduces,heartrateincrease;Addsbydrops30g/AfterLtheCaCl2solution1~2drops,thecontractiontime,thediastoletimetensityincreases,theheartrateremarkablyreduces;Innomatterwhatthefluidaddsbydrops10g/AfterLtheKClsolution1~2drops,theheartcontractiontimetensityremarkablyreduces,thediastoletimetensityincreases,theheartrateextremelyremarkablyreduces;Innomatterwhatthefluidaddsbydrops0.1g/AftertheLadrenalinsolution1~2drops,theheartcontractiontimetensityincreases,thediastoletimetensity,theheartratebasicareinvariable;Innomatterwhatthefluidaddsbydrops0.1g/AftertheLadrenalinsolution1~2drops,theheartdiastoletimetensitybasicisinvariable,contractiontimetensityremarkableincrease,heartratemildincrease;Afterwaitsthehearttowrestlethecurvetobestable,tofillsflowsinthefluidtoadd10g/Lpropranololsolution1~2drops,obviouslyheartdiastoletimetensitybasicinvariable,thecontractiontimetensityhasslightlyreduces,theheartratebasicisinvariable.Afterwaitsthehearttowrestlethecurvetobestable,againtofillsflowsinthefluidtoadd0.1g/TheLadrenalinsolution1~2drops,theheartwrestlesthecurvenottohavetheobviouschange;Innomatterwhatthefluidadds10-2g/AftertheLacetylcholinsolution1~2drops,theheartdiastoletimetensityincreases,thecontractiontimetensityremarkablyreduces,theheartratethenhasextremelyremarkablyreduces.ConclusioncardicmuscleextracellularhighCa2+cardicmusclecontractionenhancement;GaoJiashithecardicmusclecontractionweakens;Theadrenalincausesthecardiacoutputincrease,Cardicmusclecontractionenhancement,butthepropranololreversiblethetransferringsuppressionadrenalinthefunction;Theacetylcholinmaycausethecardicmusclecontractiontoreduce.1.材料和方法1.1实验材料1.1.1实验动物：蟾蜍1.1.2实验仪器：微机生物信号采集处理系统，张力换能器1.1.3实验药品：任氏液，30g/LCaCl2溶液，10g/LKCl溶液，0.1g/L肾上腺素溶液，10-2g/L乙酰胆碱溶液，10g/L普萘洛尔溶液1.2仪器连接和参数设置使用RM6240系统选择“蛙心灌流”项目，进入实验信号记录状态。仪器参数：通道时间常数为直流，滤波频率10Hz，灵敏度3g，采样频率400Hz，扫描速度1s/div。1.3离体蛙心制备1.3.1暴露蛙心：破坏蟾蜍脑和脊髓后，剪开胸骨，打开心包，暴露心脏，分离左、右主动脉。靠头端结扎左主动脉，在主动脉干下方穿线系一松结备用。1.3.2蛙心插管：用眼科剪在松结上方左主动脉根部剪一小斜口，将盛有少许任氏液的蛙心插管由此插入动脉圆锥，在心室收缩期时将插管插入心室，吸去插管内血液，更换新鲜任氏液，用线固定。1.3.3蛙心离体：剪断主动脉左、右分支，抬高心脏，自静脉窦以下结扎其余血管，分离周围组织。1.3.4蛙心固定：将蛙心插管固定在铁支架上，用蛙心夹在心室舒张期夹住心尖，调节张力至1g。2.观察项目2.1记录正常的蛙心搏动曲线，观察心率、舒张末张力、发展张力。2.2完全更换蛙心插管内的任氏液为0.65％NaCl溶液，观察心搏变化。2.3把0.65％NaCl溶液吸出，用新鲜任氏液反复换洗数次，待曲线恢复正常时，再在任氏液内滴加3％CaCl2溶液50ml，观察心搏变化。2.4将含有CaCl2的任氏液吸出，用新鲜的任氏液反复换洗，待曲线恢复正常后，在任氏液中加1％KCl溶液50ml，观察心搏变化。2.5将含有KCl的任氏液吸出，用新鲜的任氏液反复换洗，待曲线恢复正常后，再在任氏液中加1：10000的肾上腺素溶液50ml，观察心搏变化。待心搏稳定后，向灌流液中加1%普萘洛尔溶液50ml，观察心搏变化，再在任氏液中加1：10000的肾上腺素溶液50ml，观察心搏变化。2.6用新鲜的任氏液反复换洗，待曲线恢复正常后，再在任氏液中加1:100000的乙酰胆碱溶液50ml，观察心搏变化。3.结果3.1在各种药物作用下蟾蜍离体心脏的原始心搏曲线，见图1。3.2低钙溶液处理前舒张末期张力为0.68±0.22（g），处理后为0.79±0.22；处理前发展张力为4.76±1.44（g），处理后为1.50±0.90（g）较处理前显著减小；处理前的心率为36.11±8.48(bpm)，与处理后的36.56±8.16(bpm)无显著性差异。见表1。表1低钙溶液处理样本心率（bpm）舒张末期张力（g）发展张力（g）加药前加药后加药前加药后加药前加药后138360.6780.663.790.843233351.1911.1172.931.85348460.6410.4955.611.52439370.4760.446.893.66542480.5310.9532.690.989640400.6050.8794.121.117728320.7510.8985.510.678838350.7450.8875.231.646919200.470.806.031.15X±S36.11±8.4836.56±8.160.68±0.220.79±0.224.76±1.441.50±0.90**P<0.01，与加药前发展张力相比，有高度显著性差异。3.33%CaCl2处理前舒张末期张力为0.63±0.24（g），处理后为2.32±2.36（g）较处理前显著增大；处理前发展张力为4.95±1.71（g），处理后为5.45±2.30（g）；处理前心率为36.22±8.03(bpm)，处理后为41.22±11.90(bpm)。见表2。表23%CaCl2处理样本心率（bpm）舒张末期张力（g）发展张力（g）加药前加药后加药前加药后加药前加药后137690.6960.9533.945.06233331.1723,963.721.685345470.6782.915.505.42439370.3481.5577.495.66542420.660.552.233.98642430.5860.6235.2610.2732310.5861.6494.656.52838390.5721.6034.326.30918300.367.387.424.25X±S36.22±8.0341.22±11.900.63±0.242.32±2.36*4.95±1.715.45±2.30*P<0.05，与加药前舒张末期张力相比，有显著性差异。3.41%KCl处理前舒张末期张力为0.53±0.26（g），高度显著小于处理后的0.74±0.16（g）；处理前发展张力为5.75±2.86（g），高度显著大于处理后的1.55±1.59（g）；处理前的心率为37.89±5.11(bpm)，与处理后的25.89±20.31(bpm)无显著性差异。见表3。表31%KCl处理样本心率（bpm）舒张末期张力（g）发展张力（g）加药前加药后加药前加药后加药前加药后138500.8240.6782.491.227248451.0440.9531.3564.5133600.1280.4958.880.165436390.440.5136.983.7254200.4760.8614.160.733640300.4760.91610.350.421734360.4760.7515.790.47683700.4250.7125.480.45930330.460.796.242.23X±S37.89±5.1125.89±20.310.53±0.260.74±0.16*5.75±2.861.55±1.59***P<0.01，与加药前舒张末张力相比，有高度显著性差异。**P<0.01，与加药前发展张力相比，有高度的显著性差异。3.5①肾上腺素处理处理前舒张末期张力为0.51±0.24（g），处理后为0.45±0.22（g）较处理前显著减小；处理前发展张力为4.21±2.23（g），处理后为9.33±3.70（g）较处理前显著增大；处理前的心率为37.11±2.89(bpm)，处理后为38.00±6.32(bpm)。见表4。表4肾上腺素处理样本心率（bpm）舒张末期张力（g）发展张力（g）加药前加药后加药前加药后加药前加药后137400.7690.7142.475.79239420.8980.7883.703.81337390.0550.0378.1014.09435340.3850.2936.129.82542480.3850.3663.084.47640400.5310.5684.8911.47734350.550.4214.7612.04837390.5230.3964.4911.88933250.480.430.2410.61X±S37.11±2.8938.00±6.320.51±0.240.45±0.22*4.21±2.239.33±3.70***P<0.01，与加药前舒张末张力相比，有高度显著性差异。**P<0.01，与加药前发展张力相比，有高度的显著性差异。②普萘洛尔+AD处理前舒张末期张力为0.46±0.25（g），处理后为0.39±0.31（g）较处理前显著减小；处理前发展张力为3.44±1.31（g），处理后为5.35±3.04（g）较处理前显著增大；处理前的心率为38.67±4.30(bpm)，处理后为38.11±3.76(bpm)。见表5。表5普洛萘尔+肾上腺素处理样本心率（bpm）舒张末期张力（g）发展张力（g）加药前加药后加药前加药后加药前加药后138410.7330.6962.383.04248440.8240.8241.4841.00338360-0.2025.849.73437370.330.2024.627.97542420.3850.3482.934.29639400.660.663.1323.63735350.4580.3112.888.99838350.420.4363.322.64933330.310.274.366.60X±S38.67±4.3038.11±3.760.46±0.250.39±0.31*3.44±1.315.35±3.04***P<0.05，与加药前舒张末张力相比，有显著性差异。**P<0.05，与加药前发展张力相比，有显著性差异。3.6Ach处理处理前舒张末期张力为0.50±0.25（g），处理后为0.63±0.31（g）；处理前发展张力为2.97±1.25（g），处理后为1.80±1.04（g）较处理前显著减小；处理前的心率为38.44±4.61(bpm)，处理后为37.56±4.77(bpm)较处理前显著减小。见表6。表6Ach处理样本心率（bpm）舒张末期张力（g）发展张力（g）加药前加药后加药前加药后加药前加药后137350.660.7692.440.824248470.8611.231.002.80336360.0180.1655.263.28439370.3480.3664.012.55542420.4030.8062.640.696640400.6960.6963.081.649735340.5860.6232.310.623837360.5540.6022.101.07932310.350.383.872.71X±S38.44±4.6137.56±4.770.50±0.250.63±0.31*2.97±1.251.80±1.04**P<0.01，与加药前相比有显著性差异。表7离子与药物对蟾蜍离体心脏活动的影响（总表）实验项目心率（bpm）发展张力（g）舒张末期张力（g）处理前处理前处理前处理后处理前处理后无钙36.11±8.4836.11±8.484.76±1.441.49±0.90**0.68±0.220.79±0.22高钙36.22±8.0336.22±8.034.95±1.716.25±2.140.63±0.242.32±2.36*高钾37.89±5.1137.89±5.115.75±2.861.55±1.59**0.53±0.260.74±0.16**肾上腺素37.11±2.8937.11±2.894.21±2.239.33±3.70**0.51±0.240.46±0.22**普萘洛尔+肾上腺素38.67±4.3038.67±4.303.44±1.315.35±3.04*0.46±0.250.39±0.31*乙酰胆碱38.44±4.6138.44±4.612.97±1.251.80±1.04**0.50±0.250.63±0.31*注:*p＜0.05**p＜0.01vs处理前n=93.7不同药物对蟾蜍离体心脏舒张末期张力、发展张力及心率影响柱状图分别见图1、图2和图3。4.讨论4.1心肌细胞的兴奋性、自律性、传导性和收缩性，都与钠、钾及钙等离子有关。KCl、普奈洛尔及乙酰胆碱对心脏起抑制作用,CaCl2与肾上腺素对心脏起兴奋作用。高钠、高钙、高钾、肾上腺素及乙酰胆碱对心肌细胞的作用机制是由于心肌细胞膜外离子浓度改变对心肌细胞的生理电活动和生理特性必然会产生明显的影响。4.2Ca2+在心肌细胞膜上对Na+内流有竞争性抑制的膜屏障作用,而对静态电位则无明显作用。触发Na+快速内流产生0期去极就比较困难,即出现阈电位上移,造成静息电位的差距增大,兴奋性降低,作为Ca2+内流是慢反应细胞0期除极和快反应细胞动作电位2期复极等过程中促使膜内外离子浓度梯度增大,将加快Ca2+内流,从而使其传导性增高,快反应细胞动作电位平台期由于