4. 心脏生理
实验八 期前收缩与代偿间歇
[目的] 学习在体蛙心收缩曲线的记录方法，通过对期前收缩和代偿间歇的观察，了解心肌兴奋性的变化特点及与其收缩的关系。
[原理]
心肌每发生一次兴奋，其兴奋性都会发生一系列变化。心肌兴奋性的特点是兴奋后有效不应期特别长，约相当于整个收缩期和舒张早期。因此，在心脏收缩期及舒张早期，任何强度的刺激都不能再引起心肌兴奋，在心脏舒张早期之后给予单个阈上刺激，则可引起一次正常节律之外的收缩反应，称期前收缩 (亦称“早搏”)。期前收缩也有不应期，当正常节律性兴奋传到心室时常落在期前收缩的有效不应期内，因而不能引起心室再发生反应，而是停留在舒张状态，须待下一次正常节律性兴奋传来时才能发生收缩反应。这种期前收缩之后出现的一个较长的间歇称为代偿间歇。
[实验动物] 蟾蜍或蛙
[器材及药品] Pclab多媒体实验系统，刺激电极、张力换能器、蛙板、常用手术器械、铁支架、探针、蛙心夹、滴管、线、任氏液。
[方法与步骤]
一、实验步骤
1．取蟾蜍或蛙，捣毁脑、脊髓，背位固定于蛙板上。
2．暴露心脏：提起胸骨后方的皮肤剪一小口，沿此口向左右两侧下颌角方向剪开皮肤．将皮肤掀向头端，再提起胸骨后方的腹肌，在腹肌上剪一口，沿此口照皮肤切口方向剪开胸壁，剪断左、右乌啄骨和锁骨，使创口呈一倒三角形。剪开心包膜，暴露心脏。
3．在心舒期用蛙心夹夹住心尖约l毫米。
4．连接记录装置：将张力换能器及刺激输出线的插头分别接至Pclab系统硬件——放大器面板的对应接口处 (一般张力换能器可接于通道1～4，刺激输出只能接于4通道)，并将张力换能器及电极固定于铁支架上。开机进入Pclab操作界面，设定参数：显示模式：连续记录；输入方式：DC；触发方式：刺激器触发；刺激模式：单刺激 (5.0～10.0
v )；采样间隔：1～5 ms；放大倍数：200倍；将蛙心夹上系线连于张力换能器的金属弹片上，调至系线松紧适度为止。刺激电极一支接于蛙心夹上(可预先接好)，另一支接于蛙体上
(如前、后肢上)。根据图形调节放大倍数及X、Y轴压缩、扩展比，合适后按下“观察”按钮为“写盘”，实验开始。
二、观察项目
1. 描记正常心搏曲线，观察心室收缩和舒张相。
2．分别在心室收缩的早、中、晚期，给予心室一次中等强度刺激，观察心搏曲线有何变化?
3．分别在心室舒张的早、中、晚期给予心室一次同等强度刺激，心搏曲线有何变化?
4．采样“停止”，换名存盘，编辑、打印输出结果。
[注意事项]
1．毁髓要彻底，以免肢体活动干扰记录。
2．刺激电激应保证接触良好，避免短路。
3．实验过程中应常用任氏液润湿心脏。
4．不能连续刺激心脏，心跳恢复正常搏动2～3次后再进行下一次刺激。
[思考题]
1．如何证实心肌有不应期?
2．期前收缩和代偿间歇是怎样产生的?
3．每次心肌兴奋后，其兴奋性变化有何持点，其生理意义是什么?
4．当心率过速或过缓时，期前收缩之后是否会出现代偿间歇? 为什么?
5．蛙心正常起搏点位于哪个部位?
实验九 离体蛙心灌流
[目的] 学习掌握离体蛙心灌流的方法，观察各种理化因素对心脏活动的影响，了解离体器官的研究方法。
[原理]
心脏受植物性神经的双重支配，交感神经兴奋，其末稍释放去甲肾上腺素，使心肌收缩力加强，传导加速，心率加快；而迷走神经兴奋时，其末稍释放乙酰胆碱，使心肌收缩力减弱，心率减慢。心脏的正常节律性活动必须在适宜的理化环境里才能维持，若这种环境改变，会影响其活动。离体心脏在无神经支配的情况下，用理化特性近似其血浆的任氏液灌流，一定时间内，可持续节律性收缩和舒张。通过人工方法改变灌流液成分或加入某些药物来观察其对心脏活动的影响。
[实验动物] 蛙或蟾蜍
[器材及药品]
Pclab多媒体实验系统、张力换能器、铁支架、试管夹、斯氏蛙心套管、蛙心夹、常用手术器械、探针、滴管2支、大烧杯2只、棉线、温度计、恒温水浴(各实验组共用)。任氏液、0.65％
(或2％) NaCl、2%
CaCl2、l％KCl、0.1％肾上腺素溶液，0.01％乙酰胆碱溶液，0.5%HCl溶液，2.5％NaHC03。
[方法与步骤]
一、离体蛙心的制备
取一只蟾蜍或蛙双毁髓后背位固定于蛙板上，剪开胸部皮肤、肌肉、胸骨，完全暴露心脏，剪开心包膜，仔细识别心脏周围的大血管，在左主动脉下方穿一线，距动脉圆锥2～3mm处结扎．再从左、右两主动脉下方穿一线，打一活结备用。左手提左主动脉上的结扎线，右手用眼科剪在动脉圆锥前端沿向心方向剪一斜口，然后将盛有少量任氏液(最好其内加入一滴肝素抗凝)的斯氏蛙心套管由此开口插入主动脉，当套管尖端到达动脉圆锥基部时略向后退，折转使尖端向动脉圆锥背后方及心尖方向推进，于心室收缩时，经主动脉瓣插入心室腔内(如图20所示)，不可插得过深，以免心室壁堵住套管下口；若插管成功进人心室，管内液面会随心脏搏动而上下移动，用滴管吸去套管中血液，更换新鲜任氏液，提起备用线，将左、右主动脉连同插入的套管扎紧（不得漏液），再将结扎线固定在套管侧面的玻璃钩上，以免滑脱。轻轻提起套管和心脏，剪断与心脏相连的动、静脉及所牵连的组织 (切勿伤及静脉窦)，将心脏离体。用任氏液反复冲洗心室内余血，使灌流液中不再有血液，保持灌流液面高度恒定 (1～2
cm)，即可实验。
图20 蛙心套管的插入
甲、
蛙心的纵剖面
1. 颈动脉球
2. 大动脉
3. 肺皮动脉
4. 舌动脉
5. 颈动脉
6. 螺旋瓣
7. 半月瓣
8. 心室
9. 左心房
10. 右心房
11. 三尖瓣
A. 心脏——示主动脉上所剪的破口 B. 斯氏蛙心套管 C. 套管已插人心脏
二、连接装置
1．将张力换能器固定在铁支架上，接头连于Pclab系统放大器面板上的适宜接口
(1～4通道均可)。开机进入Pclab操作界面，设定参数：显示模式：连续记录；输入方式：DC；放大倍数：200倍；采样间隔：1～5
ms。
2．将插好离体蛙心的套管固定在支架上，用蛙心夹夹住心尖 (不可夹得太多，以免漏液)。将蛙心夹上的系线连至张力换能器上的金属弹片上，调节系线张力适宜(如图21所示)。
图21 描记离体蛙心收缩曲线的装置图
3．调整放大倍数及X、Y轴压缩和扩展比直至图形合适，转入“写盘”状态。
三、观察项目(每一项需打标记，请按“标记”按钮，逐一打标记)。
1．描记正常心搏曲线，注意观察曲线的振幅、频率、基线等。曲线幅度代表心脏收缩的强弱；曲线疏密代表心跳频率；曲线规律性代表心跳的节律性；曲线的基线代表心室舒张的程度。
2．离子的影响
(1) 向套管液中加入2％NaCl溶液数滴，并与其中任氏液混匀 (或将套管内全部灌流液吸出，换入0.65％NaCl)，观察心脏活动变化，待变化明显时迅速吸尽管内液体，换入任氏液，并用任氏液反复冲洗2～3次,
待蛙心脏活动恢复正常后再进行下一项。(以下各项目皆同此)。
(2) 向套管内加入1～2滴2％CaCl2溶液观察心脏活动有何变化？
(3) 向套管中加入1～2滴1％KCl溶液，观察心脏活动有何变化?
3．递质的影响
(1) 向套管中加入1～2滴0.1％肾上腺素，观察心脏活动有何变化?
(2) 向套管中加入l滴0.01％乙酰胆碱，观察心脏活动有何变化?
4．温度的影响
(1) 将套管内任氏液吸出，换入
(2) 恢复正常后，再换入
5．酸碱度(pH值)的影响
(1) 向套管内加入1～2滴2.5％NaHCO3溶液，观察心脏活动有何变化?
(2) 向套管内加入1～2滴0.5％HCl溶液，观察心脏活动有何变化?
6．“停止”采样，换名存盘，编辑、打印输出结果。
[注意事项]
1. 观察各项目时，应保持管内液面同等高度。
2. 加试剂时，先宜少加，若作用不明显可再加。
3. 必须待心跳恢复正常后再开始下一项实验，每项实验应有前后对照。
4. 每次加试剂时应作标记，吸试剂的滴管要严格分开，避免互相污染，影响结果。
5. 固定换能器时，头端应稍向下倾斜，以免自心脏滴下的液体流入换能器内。
6. 随时滴加任氏液于心脏表面，使其保持湿润；
[思考题]
1．离体蛙心为什么会有节律性地跳动?
2．总结各项实验结果，并分析其产生机制。
3．以本实验为例说明内环境相对恒定的重要意义。