一实验目的
1、学习制备离体蛙心脏及离体心脏灌流的方法。

2、观察钠离子、钾离子、钙离子3种离子，去甲肾上腺素、乙酰胆碱、温度、酸碱度等
因素对心脏活动的影响。

3、通过实验使学生初步对递质、受体、受体兴奋剂及受体阻断剂的概念有所感知。

二实验原理
心脏正常的节律性活动必须在适宜的理化环境中进行，一旦适宜的环境被破坏，例如酸碱度及离子浓度的急剧改变等，心脏的活动就会受到影响。

在整体内，心脏的活动受自主神经的双重支配，交感神经兴奋时，其末梢释放去甲肾上腺素，使心肌收缩力量增强，心率加快；而迷走神经兴奋时，其末梢释放乙酰胆碱，使心肌收缩力量减弱，心率减慢。

强心甙类药物能够增强心肌收缩能力，减慢心率。

青蛙心脏离体后，用理化特性近似于血浆的任氏液灌流，在一定时间内，可保持其比较稳定的节律性收缩和舒张。

改变任氏液的组成成分，如改变Na+﹑K+﹑Ca2+ 的浓度及酸﹑碱度等，心脏跳动的频率和幅度就会发生相应的改变。

当血钾离子过高时，心肌兴奋性、自律性、传导性和收缩性均降低，表现为收缩力减弱、心动过缓和传导阻滞，严重时心脏可停搏于舒张期。

而血钙离子升高时，心肌收缩力增强，但过高时可使心室停搏于收缩期。

而血钙离子降低时，心肌收缩力减弱。

血钠离子轻微变化对心肌影响不明显，只有发生明显变化时才会影响心肌的生理特性，钠离子剧烈升高时心脏的兴奋性和自律性虽升高，但兴奋的传导性和收缩性却下降，严重时可使心脏停搏于舒张期。

三使用仪器、材料
1、实验仪器：生物信号采集处理系统，张力换能器，小动物手术器械，蛙板，细线，滴
管，烧杯，蛙心夹，蛙心插管，滴管，万能支架等
2、实验材料：0.4%肝素-任氏液插管用，任氏液，0.65%氯化钠，2%氯化钙，1%氯化钾，
1%乳酸，2.5%碳酸氢钠，1：10000肾上腺素，1：10000乙酰胆碱，1：5000阿托品等溶液
四. 实验步骤
1、双毁髓法处死青蛙
2、蛙类离体心脏制备
3、实验装置连接
4、记录不同离子及药物对心脏收缩的影响
先描记正常的蛙心搏动曲线作为对照，注意观察心搏频率、心室的收缩和舒张程度。

然后依次把NaCl溶液、CaCl2溶液、KCl溶液、肾上腺素、乙酰胆碱、NaHCO3溶液、乳酸，阿托品（最后）灌到离体蛙心中，观察心搏曲线变化。

五.实验结果及分析
（1）Na+对蛙类离体心脏活动的影响
如下图所示，曲线的疏密：反映心跳的频率（心率cadiac rhythmicity,CR）；曲线的规律性：反映心跳的节律；曲线的幅度：反映心肌收缩的强弱（心肌收缩能力cardiac contractility,CT）。

(g)
图一 Na +
对蛙类离体心脏活动的影响（2.5s/Div ）
分析：由图一可以看出，当任氏液换为0.65%NaCl 溶液后，蛙的心搏曲线的基线下降，心肌的收缩力减弱，心肌细胞的兴奋-收缩偶联在很大程度上依赖于胞外内流的Ca2+，说明Na +
阻碍Ca 2+的内流，对蛙类心脏的收缩性起抑制作用。

同时Na +内流加速，自动除极速度加快，故自律性增强，心率提高。

（2）Ca 2+对蛙类离体心脏活动的影响
如图二所示，当任氏液中加入Ca2+后，蛙的心搏曲线的基线明显上升，说明Ca2+对蛙类心脏的收缩性起促进作用，使心脏的收缩力增强。

而心搏曲线疏密程度变化不大，说明对心率的影响不大。

加入Ca 2+前后心搏曲线规律性变化不大，说明对心跳的节律影响也不大。

（g ）
图二 Ca 2+
对蛙类离体心脏活动的影响（2.5s/Div ）
分析：当加入CaCl 2后，Ca 2+浓度增加，内流增加，每一个AP 期间进入细胞内的钙增多加快，收缩力增强，幅度变大。

而当流入的Ca 2+浓度过高时，肌钙蛋白与钙离子结合不能够解离，过多的Ca 2+发生钙僵直（舒张不完全），幅度又变小。

（3）K +对蛙类离体心脏活动的影响
如图三所示，当任氏液中加入K+后，蛙的心搏曲线并未呈理论预计一样：呈下降趋势，相反其基线呈上升趋势，同时心搏曲线的疏密程度也不正常，没有明显的由密变疏，但加入K + 前后心搏曲线规律性变化不大，说明对心跳的节律影响不大。

（g ） 图三 K +对蛙类离体心脏活动的影响（2.5s/Div ）
单位：s
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分析：理论上当K+浓度升高时，心肌收缩力减弱，同时心率也略减慢。

这是因为K+与Ca2+相互竞争与肌钙蛋白结合，使得钙内流减少。

但图三并未能得出以上结论，推测其原因在于在于做完Ca2+对心脏活动影响后，用任氏液冲洗心脏不彻底，导致有Ca2+残留，又或许是其他原因，影响实验结果。

(4) 肾上腺素（Adr ）对蛙类离体心脏活动的影响
如图四所示，当任氏液中加入肾上腺素（Adr ）后，蛙的心搏曲线并未呈上升趋势，而是呈下降趋势，加入第一滴肾上腺素溶液时，心搏曲线由疏变密，说明心率变快，但是加入第二滴肾上腺素时心搏曲线基线再次下降，心搏曲线疏密程度与加任氏液时相当。

（g ）
图四 肾上腺素（Adr ）对蛙类离体心脏活动的影响（2.5s/Div ）
分析：，肾上腺素是一种儿茶酚胺，能激活心肌蛋白细胞膜上的β受体，cAMP 生成增加，从而增加心肌细胞膜对Na+和Ca2+ 的通透性，降低膜对K+的通透性，从而促进钙通道开放，加速钙内流；并促进肌浆网钙池释放储存的Ca2+；还能促进ATP 放能，增加心肌的收缩能力。

但实验结果又与理论相去甚远，其原因经过讨论也未曾得出。

（5）乙酰胆碱（ACh ）对蛙类离体心脏活动的影响
如下图五所示，当任氏液中加入乙酰胆碱（ACh ）后，蛙的心搏曲线的基线呈非常明显的下降趋势，且心搏曲线区域一条直线，说明乙酰胆碱（ACh ）对蛙类心脏的收缩性起抑制作用，而且抑制作用较强，使心脏的收缩力明显降低。

同时心搏曲线很明显由密变疏，说明心率减慢程度较大。

（g ）
图五 乙酰胆碱（ACh ）对蛙类离体心脏活动的影响（2.5s/Div ）
单位：s
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分析：加入乙酰胆碱后，心脏收缩力减弱，心率减慢。

但乙酰胆碱浓度过高，标本活性下降，使得心脏完全停跳。

乙酰胆碱能与心肌细胞膜上的M 型的胆碱能受体结合，从而使腺苷酸环化酶抑制，细胞内的cAMP 浓度降低。

乙酰胆碱抑制钙离子通道，Ca2＋内流减少，导致心肌收缩力减弱。

（6）乳酸对蛙类离体心脏活动的影响
如图六所示，在任氏液中加入乳酸后，蛙的心搏曲线的基线呈非常明显的下降趋势，说明酸可对蛙类心脏的收缩起抑制作用，且抑制作用较大。

同时可以看到，蛙的心搏曲线明显的由密变疏，说明H+能使蛙的心率减慢，且程度比较大。

（g ）
图六 乙酰胆碱（ACh ）对蛙类离体心脏活动的影响（2.5s/Div ）
分析：加入酸溶液，H+浓度增加，可竞争性抑制钙离子与肌钙蛋白结合；使肌凝球蛋白ATP 酶活性降低；使钙离子从肌浆膜释放减少，抑制钙离子释放；降低钙离子通道活性，使钙离子内流减少，所以抑制心脏收缩活动，幅度降低，心率减慢，基线下降。

(7) NaHCO 3对蛙类离体心脏活动的影响
从图七可看出，加入碱后，蛙的心搏曲线基线明显上升，说明蛙心收缩能力得到恢复，同时心搏曲线由疏变密，说明蛙心心率加快。

图七 NaHCO3对蛙类离体心脏活动的影响（2.5s/Div ）
分析：从理论上讲，加入碱性溶液，可使细胞内氢离子外逸。

与胞外钾离子进行H+—K+交换，钾离子外流减少，细胞膜电位减小。

另外碱也使细胞液中钙离子浓度减低（如形成Ca （HCO 3）2沉淀），内流的钙离子减少，从而导致心肌收缩力降低。

但图七显示的恰相反，还是因为中间过渡阶段用用任氏液冲洗不干净，这导致加入加入少量碱时刚好中和了酸，并未过量，从而看不到理论结果。

(8) 阿托品对蛙类离体心脏活动的影响
从图八可看出，在任氏液中随着加入阿托品的量的增加，心搏曲线的基线下降越来越明显，说明阿托品对心脏的收缩起抑制作用，又由于心搏曲线由密变疏，说明阿托品对蛙心心率起抑制作用，可减慢其心率。

（g ）
单位：s
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图八 阿托品对蛙类离体心脏活动的影响（2.5s/Div ）
分析: 收缩力增加，心率加快。

阿托品对Ach 有拮抗作用，它可以与M 胆碱受体结合，妨碍乙酰胆碱与其结合，使得心脏功能恢复。

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