各种离子及药物对离体蟾蜍 心脏活动的影响

临床背景 心脏的自动节律性活动，需要合适的体 液环境。内环境稳态是维持心脏正常节律 活动的必要条件，一旦细胞外液环境被干 扰或者破坏，例如离子紊乱（ Na + 、 K + 和 Ca 2+ ）、酸碱平衡失调（酸中毒或者碱中 毒）和温度改变，超出稳态的范围，心脏 的活动就会受到影响。

心脏的神经支配包括心交感神经和心迷走神经， 其末梢释放神经递质通过与相应的受体结合，发挥各 自的调节功能。 心交感神经兴奋，节后纤维末梢释放去甲肾上腺 素，与心肌细胞膜上的 β 1 受体结合，起正性变时、变 力、变传导作用。临床上对心律失常、心绞痛和心肌 梗死的患者，使用 β 受体阻断药，阻断肾上腺素能递 质的作用，使患者心率减慢，心收缩力减弱，心肌耗 氧量下降，还能延缓心房和心室的传导。

支配心脏的迷走神经兴奋时，其末梢释放乙 酰胆碱，使心肌收缩力减弱，心率减慢。迷走神 经过度兴奋可引起心率减慢和传导阻滞；阿托品 可阻断 M 胆碱能受体，拮抗迷走神经兴奋，使心 率加快和传导加快。 强心苷是一类从被子植物中提取的药物，选 择性作用于心脏，加强心肌收缩力，临床上主要 用以治疗心功能不全。强心甙类药物中毒时出现 室性心动过速或室颤。利多卡因是 Ib 类钠通道阻 滞药，对于强心甙中毒所致的除极化型心律失常 有较强抑制作用。

1 ．内环境的稳态对维持机体生理功能极为重要，内环境的 理化性质有哪些？ 2 ．心肌的生理特性有哪些？ 3 ．细胞外液中 Na + 、 Ca 2+ 和 K + 离子的变化对心脏的节律性 活动有什么影响？ 4 ． Ca 2+ 水平的高低对心脏的兴奋 - 收缩偶联有什么作用？ 5 ．心交感神经和心迷走神经对心脏活动有哪些作用？ 6 ．肾上腺素能类递质都有哪些？ 7 ．普萘洛尔是哪一类型药物？有何药理作用特点？对心脏 活动的影响有哪些？ 8 ．先给予普萘洛尔后再给予去甲肾上腺素，对心脏的活动 会有哪些影响？为什么？ 分析与思考

9 ．胆碱能神经对心脏活动有哪些调节作用？作用于什么受体？ 10 ．常用的 M 型胆碱能受体阻断剂有哪些？如果先给予阻断剂， 再给予激动剂，对心脏的活动有哪些影响？ 11 ．强心苷类药物对心脏有何影响？作用机制如何？ 12 ．强心苷类药物中毒导致心律失常，临床上一般用利多卡因 进行抢救，其作用机制如何？ 13 ．内环境稳态的改变，如酸碱度和温度的改变，对心脏的节 律性活动有什么影响？ 14 ．如果要观察内环境理化因素改变对离体心脏活动的影响， 选择哪种动物比较好？为什么？ 15 ．设计实验验证上述问题，离体实验和在体实验各有哪些优 缺点？ 16 ．离体蛙心灌流实验具体操作有哪些需要注意的事项？

实验内容 实验动物：蟾蜍 实验设计：根据提出问题和给定的实验对象 和实验用品，制备离体蛙心及离体蛙心灌 流模型，并设计实验观察不同离子、酸碱 度、神经递质和药物等因素对心脏活动的 影响。

实验用品 RM-6240B 生物信号采集处理系统，张力换能器， 万能支架，双凹夹，试管夹，蛙心插管，蛙心夹，蛙 类手术器械，滴管，大烧杯，棉线；任氏液， 0.65%NaCl 溶液， 3%CaCl 2 液， 1%KCl 溶液， 3% 乳 酸溶液， 2.5%NaHCO 3 溶液， 1 ： 去甲肾上腺 素溶液， 0.1% 普萘洛尔溶液， 1 ： 乙酰胆碱溶 液， 5: 阿托品溶液， 0.01% 毒毛花苷 K 溶液， 0.05% 利多卡因等。

参考实验步骤 1 ．制备离体蛙心 （ 1 ）破坏蛙的脑和脊髓，仰卧于蛙板上，从剑突下剪开皮 肤，剪掉胸廓，充分暴露心脏。 （ 2 ）用小镊子提起心包膜，用眼科剪剪开心包膜, 仔细辨认 心房、心室、动脉圆锥、主动脉、静脉窦及前后腔静脉

（ 3 ）在左右主动脉下方穿一棉线备用，用小镊子将左主动 脉提起，用眼科剪在左主动脉表面剪一斜口，将盛有任氏 液的插管插入主动脉，插至动脉圆锥时，稍向后退经主动 脉瓣插入心室内。若插管成功，液面会随心脏的收缩而上 下波动。用动脉下方的备用线结扎插管，并将结扎线固定 于插管侧钩上。 （ 4 ）提起插管，剪断结扎线远端动脉及周围血管，将心脏 离体。用吸管将插管内血液用任氏液换洗直至完全澄清。

2 ．连接仪器 用试管夹将蛙心插管固定于万能架台上，蛙 心夹在心室舒张期夹在蛙心尖部，将蛙心夹上的 线连至张力换能器的弹簧片上（切勿让心脏受到 过度牵拉），将张力换能器连到 RM-6240B 生物 信号采集处理系统。

3 ．观察项目 （ 1 ）描记心脏的正常收缩曲线 （ 2 ）观察不同离子对心脏收缩的影响 ① 吸出插管内全部灌流液，加入 0.65%NaCl 溶液， 观察心脏收缩曲线的变化。效应明显后，吸出灌流液， 用新鲜任氏液冲洗至收缩曲线恢复正常。 ② 加 1 ～ 2 滴 2%CaCl 2 溶液于灌流液中，观察收缩 曲线的改变。效应明显后，用新鲜任氏液冲洗至曲线 恢复正常。 ③ 加 1 ～ 2 滴 KCl 溶液于灌流液中，观察曲线改变。 效应明显后，用任氏液冲洗至曲线恢复正常。

（ 3 ）递质和药物对心脏收缩的影响 ① 加 1 ～ 2 滴 1:10000 去甲肾上腺素溶液于灌流液 中，观察收缩曲线的改变。效应明显后，用新鲜任氏 液冲洗至曲线恢复正常。 ② 加 1 ～ 2 滴 0.1% 普萘洛尔溶液。出现效应后立即 滴入 1 ～ 2 滴去甲肾上腺素溶液，观察收缩曲线的变化 并与①比较，然后换液。 ③ 加 1 ～ 2 滴 1:10000 乙酰胆碱溶液于灌流液中， 观察收缩曲线的改变。效应明显后，用新鲜任氏液冲 洗至曲线恢复正常。 ④ 加 1 ～ 2 滴 5:10000 阿托品溶液。出现效应后立 即滴入 1 ～ 2 滴去乙酰胆碱溶液，观察收缩曲线的变化 并与③比较，然后换液。 ⑤ 将 0.25%/L 毒毛花苷 K 任氏液 1 ～ 2 滴置于灌流液 中，观察收缩曲线的改变，待效应明显后，立即在任 氏液中加 0.05% 利多卡因 1 ～ 2 滴，观察心跳变化。

（ 4 ）温度对心脏收缩的影响 将插管内的任氏液吸出，加入 4 ℃的任氏液， 观察收缩曲线的改变。效应明显后，用室温的任 氏液冲洗至曲线恢复正常。 （ 5 ）酸碱度的影响 ①加 2.5%NaHCO 3 溶液 1 ～ 2 滴至灌流液中， 观察收缩曲线变化。待效应明显后，用新鲜任氏 液冲洗至曲线恢复正常。 ②加 3% 乳酸溶液 1 ～ 2 滴至灌流液中，观察收 缩曲线改变。待效应明显后，再加 1 ～ 2 滴 2.5%NaHCO 3 溶液，观察曲线改变，换液冲洗至 曲线恢复正常。

注意事项 1 ．制备离体蛙心标本时，勿伤及静脉窦。 2 ．上述各实验项目，一旦出现作用应立即用正常任 氏液换洗，以免心肌受损，而且必须待心搏恢复 正常后方能进行下一步实验。 3 ．实验中及时用任氏液冲洗心脏，待曲线恢复平稳 后再进行下一步操作。 4 ．每次更换任氏液都必须保持灌流液液面高度恒定， 以免因灌流量变化而影响结果。 5 ．严格控制药品加入量，先加一滴，效果不明显再 加一滴。 6 ．吸滴瓶中的任氏液和吸蛙心套管内溶液的吸管应 区分专用，不可混淆使用，以免影响实验结果。