农学联考415动物生理学实验-离体蛙心灌流

农学联考415动物生理学实验：离体蛙心灌流是重点难点。

离体蛙心灌流

【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. 蟾蜍心脏离体后,用理化特性近似于血浆的Ringer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Ringer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.

K+对心脏活动的影响:

总体看来心脏对细胞外K+浓度变化比较敏感;但不同部位心肌的敏感性不同,心房肌最敏感,房室束-浦肯野纤维系统次之,窦房结敏感性较低.

细胞外[K+]↑时,对兴奋性的影响与其浓度升高的程度有关.当[K+]轻度或中度升高时,细胞内外[K+]梯度减小,K+外流力量减小,静息电位(RP)的绝对值减小,和阈电位(TP)的差值减小,细胞的兴奋性升高;当[K+]大幅度升高时, RP的绝对值减小到-55mv时,钠通道的开放效率降低,钠通道逐渐失活,细胞的兴奋性降低或丧失,严重时,可导致心肌停搏于舒张状态.此时,仅由Ca2+来构成动作电位,故上升支小而缓慢,使兴奋传导性降低.

当细胞外[K+]↑时,细胞膜对钾的通透性升高,心室肌细胞复极过程加速,平台期缩短,不应期也缩短.

高钾对心肌收缩功能有抑制作用.因为细胞外的钾和钙在细胞膜上有竞争性抑制,因此当膜外[K+]↑时,平台期内流的Ca2+减少,心肌细胞内的Ca2+浓度难于升高,减小了Ca2+的兴奋-收缩偶联作用,从而减低了心肌的收缩能力.

4期自动除极速度减慢,导致窦房结自律性降低,心律减慢.

0.65%NaCl对心脏活动的影响:

0.65%NaCl对蟾蜍来说使等渗溶液,完全置换任氏液后,细胞外的Ca2+浓度,K+浓度大大降低,使心肌的收缩能力减弱,心率减慢.

Ca2+对心脏活动的影响:

细胞外Ca2+在心肌细胞膜上对Na+的内流有竞争性的抑制作用,称为膜屏障作用.因此,细胞外Ca2+浓度发生变化时,与Na+的内流和Ca2+的内流相关的电活动都将受到影响,而对静息电位则无明显作用.

当细胞外Ca2+浓度↑时,对Na+的屏障作用↑,由于这种抑制作用,触发Na+快速内流产生0期去极化就比较困难,即TP上移,从而与RP的差距增大,兴奋性降低;发生兴奋后,Na+内流的抑制则导致0期去极化速度和幅度降低,传导性下降.

Ca2+内流是慢反应细胞0期去极化和快反应细胞2期的主要离子活动.当细胞外Ca2+浓度↑,使Ca2+内流加快,慢反应细胞0期去极化加快加强,传导性升高.

细胞膜对Ca2+的通透性升高,心室肌细胞平台期Ca2+内流增加,心肌收缩力增强增快;当细胞外Ca2+浓度过高时,心脏将停搏于收缩状态,称为钙僵直.

去甲肾上腺素对心脏活动的影响:

去甲肾上腺素与心肌细胞膜上的β肾上腺素能受体结合,激活腺苷酸环化酶(AC),使细胞内cAMP浓度升高,激活PKA和细胞内的蛋白质磷酸化过程,使心肌细胞膜上的钙通道激活,动作电位平台期Ca2+内流增加,心肌收缩力增强;另外去甲肾上腺素能加强4期的内向电流If,使心率加快.

乙酰胆碱对心脏活动的影响:

乙酰胆碱与心肌细胞膜上的M型胆碱能受体结合,抑制腺苷酸环化酶（AC）,细胞内cAMP浓度降低,肌浆网释放的Ca2+减少,心肌的收缩力量减弱,心率减慢.乙酰胆碱与窦房结细胞膜上的Ikach（K离子）通道结合,促进K+的外流,最大复极电位增大,自律性降低,此外还抑制4期的内向电流If,使心率减慢.

3%乳酸对心脏活动的影响:（反面解释NaHCO3对心脏活动的影响）

乳酸的PH值较低,当加入乳酸后,细胞外H+浓度升高,H+和Ca2+离子竞争性结合肌钙蛋白的结合位点,抑制Ca2+离子与肌钙蛋白结合,心肌收缩力量减弱.当再加入2.5%NaHCO3后,解除了H+对Ca2+离子的竞争性作用,Ca2+离子又可与肌钙蛋白结合,心肌收缩力量恢复。

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