蛙心离体灌流活动的影响因素分析

蛙心离体灌流活动的影响因素分析摘要：通过对蛙类离体心脏进行人工灌流实验，学习蛙类心脏暴露与离体的方法、斯氏蛙心插管法与灌流法以及计算机采集系统和张力传感器的使用方法，熟悉心脏的结构，研究心脏活动的规律及特点，并通过记录与观察心搏曲线的变化来了解灌流液成分的改变（即Na+、Ca2+、K+、肾上腺素、乙酰胆碱）对蛙类离体心脏活动的影响。结果表明：心脏具有自动节律性和收缩性。当任氏液中加入Ca2+或肾上腺素（Adr）后，心搏曲线的基线上移，即对蛙类离体心脏的收缩机起到了促进作用；而当任氏液中加入Na+、K+或乙酰胆碱（ACh）后，心搏曲线的基线下移，即对蛙类离体心脏的收缩机起到了抑制作用。关键词：Na+；Ca2+；K+；肾上腺素；乙酰胆碱；心搏节律蛙类，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。心脏具有自动产生节律性收缩的特性，即自动节律性。因此，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，但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。1材料和方法1.1材料实验材料：活体蛙或蟾蜍（取自水产品市场）。实验用具：蛙心套管（斯氏套管或八木氏套管）、套管夹、支架、双凹夹、滑轮、烧杯、常用手术器械、蛙板（或蜡盘）、蛙心夹、计算机采集系统、张力传感器、滴管、培养皿（或小烧杯）、污物缸、纱布、棉线、橡皮泥、任氏液、0.65%NaCl、2%CaCl2、1%KCl、1：5000肾上腺素、1：10000乙酰胆碱、300U/ml肝素。1.2方法1.2.1仪器的准备打开计算机采集系统、接通张力传感器输入通道。从显示器的“设置”菜单，弹出“设计实验标记”对话框，选择“蛙心灌流”后，再从“实验项目”的“循环实验”中，选定“蛙心灌流”实验（用以标记实验）。所用仪器若无此设置，可以用通用标记作实验标记。1.2.2离体蛙心的制备蛙心的暴露：取一只蛙或蟾蜍，双毁髓后背部置于蛙板中，一手持手术镊提起胸骨后方的皮肤，另一只手持金冠剪剪开一个小口，然后将剪刀由开口处伸入皮下，向左、右两侧下颌角方向剪开皮肤。将皮肤掀向头端，再用手术镊提起胸骨后方的腹肌，在腹肌上剪一口，将金冠剪紧贴体壁向前伸入（注意勿伤及心脏和血管），并沿皮肤切口方向剪开体壁，剪断左右乌喙骨和锁骨，使创口呈一倒三角形。然后，一手持眼科镊，提起心包膜，另一只手用眼科剪剪开心包膜，暴露心脏。斯氏蛙心插管法：如下图所示，仔细识别心脏周围的大血管，在左主动脉下方穿一线，于动脉圆锥处结扎（动物个体小时，结扎位置可靠上些），再从左右两主动脉下方穿一线，并打一活结备用。左手提起主动脉上的结扎线，右手用眼科剪在结扎线下方、沿向心方向将动脉上壁剪一斜口，选择大小适宜的蛙心套管，然后将盛有少量（套管内2~3cm高度）任氏液（内加入一滴肝素溶液）的斯氏蛙心套管，由开口处插入动脉圆锥内。当套管尖端到达动脉圆锥基部时，应将套管稍稍后退，使尖端向动脉圆锥的背部后下方及心尖方向推进，经主动脉瓣插入心室腔内（于心室收缩时插入，但不可插得过深，以免心室壁堵住套管下口）。此时可见套管中血液冲出套管，并使液面随心脏搏动而上下移动，表明操作成功（否则需退回并重新插入）。用滴管吸去套管中的血液，更换新鲜的任氏液。稳定住套管后，轻轻提起备用线，将左、右主动脉连同插入的套管用双结扎紧（不得漏液），再将结线固定在套管的小玻璃钩上，然后剪断结扎线上方的血管。轻轻提起套管和心脏，看清静脉窦的位置，于静脉窦下方剪断有牵连的组织，仅保留静脉窦与心脏的联系，使心脏离体（切勿损伤静脉窦）。用任氏液反复冲洗心室内余血，使套管内灌流液不再有残留血液。保持套管内液面高度一致，即可进行实验。图示：蛙心插管法1.2.3离体蛙心与张力传感器的连接将插好离体心脏的套管固定在支架上，用蛙心夹夹住少许心尖肌肉（不可夹得过多，以免因夹破心室而漏液）。再将蛙心夹上的系线绕过一个滑轮与张力传感器相连。注意：勿使灌流液滴到传感器上。调节显示器上心脏收缩曲线的幅度适中。1.2.4改变灌流液成分对蛙类离体心脏活动影响的记录1.2.4.1记录正常心搏曲线1.2.4.2记录改用0.65%NaCl溶液的心搏曲线改用0.65%NaCl溶液灌流，并作好加药标记，观察心搏变化。待曲线出现明显变化时，立即吸取套管中的灌流液，同时作好冲洗标记，并用新鲜任氏液清洗2~3次，待心搏恢复正常。注意：换液时切勿碰套管，以免影响描记曲线的基线，同时保持灌流液面一致。（以下同）实验结果表明：Ca2+、肾上腺素（Adr）对蛙类离体心脏的收缩机能起促进作用，而Na+、K+、乙酰胆碱（ACh）对蛙类离体心脏的收缩机能起抑制作用。通过对蛙类离体心脏进行人工灌流的实验，使学生掌握了蛙类心脏暴露及离体的方法，并学会了斯氏蛙心插管法及计算机采集系统、张力传感器的使用方法。通过对改变灌流液成分对蛙类离体心脏心搏曲线变化的观察，使学生更加深刻地理解并掌握了Na+、Ca2+、K+、肾上腺素（Adr