蟾蜍心搏过程观察以及期外收缩和代偿间歇的观测.doc

蟾蜍心搏过程观察以及期外收缩与代偿间歇的观测
一：实验目的
1、 学习暴露蟾蜍心脏的方法，熟悉心脏的结构；
2、 观察心脏各部分自律性活动的时相和频率特点，掌握在体蛙类心脏活动的描记方法；
3、 观察额外刺激对心脏收缩的影响，了解其产生机理。
二：实验原理
1、 两栖类动物的心脏为两心房、一心室结构，心脏的起搏点位于静脉窦，此处的自动节律性最高，心房次之，心室最低。正常情况下，心脏的活动节律以静脉窦的节律为主，其活动顺序为：静脉窦、心房、心室。这种有节律的活动可以通过张力传感器在生理信号采集系统中记录下来，形成心搏曲线。当来自自动节律性高的细胞的兴奋传播途径被阻断时，自律性第的细胞的节律性将表现出来，引起心脏搏动。
2、 心肌每兴奋一次，其兴奋性就发生一次周期性的变化。心肌属于横纹肌，但因其的有效不应期特别长，几乎占据了整个收缩期和舒张早期，在此期间任何刺激均不能引起心肌的收缩，因此心肌不会产生强直收缩，心脏总是有节律的舒缩。在心室舒张中、后期给以单个阈上刺激，则产生一次正常节律以外的收缩反应，即期前收缩（期外收缩）。当静脉窦传来的节律性兴奋恰好落在期外收缩的收缩期时，心室不再发生反应，需待静脉窦传来下一次兴奋才会收缩。因此在期外收缩之后，就会出现一个较长时间的舒张间歇期，即代偿间歇。
3、 心脏的收缩的机械活动，与心脏兴奋的产生、传导和恢复过程中的生物电的变化，是两个不同的生理过程。心脏收缩的机械活动可以通过心搏曲线记录下来，而心脏的生物电变化可以通过心电图表现出来。同时记录心脏的机械活动与电变化，可以清楚地观察到两个生理过程之间的时间对应关系。
三：实验材料与器械
蟾蜍，常用手术器械，蛙板，蛙心夹，张力传感器，支架，细线，生理信号采集系统，刺激电极，任氏液，滴管
四：实验步骤
1、 暴露心脏 取一只蟾蜍，将其双毁髓（破坏脑及脊髓），背位固定于蛙板上。一手持手术镊提起胸骨后方的皮肤，另一手持手术剪剪开一小口，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，将手术剪紧贴体壁向前伸入（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。一手持眼科镊提起心包膜，另一手用眼科剪剪开心包膜，暴露心脏。
2、 观察心脏的结构 从心脏的腹面看，可见蟾蜍心脏有一个心室，上方有两个心房，房室间有房室沟，心室右上方有一动脉圆锥，是动脉根部的膨大，动脉干向上分成左右两分支。用蛙心夹夹住少许心尖部肌肉，在蛙心夹另一末端系上细绳，轻轻提起蛙心夹，将心脏倒吊在张力传感器上。心脏的背面可看到有节律搏动的静脉窦。在心房与静脉窦之间有一条白色半月形界限，称为窦房沟。
3、 记录心搏曲线 打开生理信号采集系统，接通张力传感器传入通道。蛙心夹的系线与张力传感器的应变梁孔连接，调节系线的拉力，使心脏的收缩活动在显示屏上出现。调整扫描速度，使心搏曲线的幅度与宽度适中。记录心搏曲线，仔细观察曲线各波与心脏各部位活动的关系。
4、 观察心室肌的期外收缩和代偿间歇的产生 将刺激电极轻触在心室外壁，使之既不影响心搏又能同心室紧密接触。刺激电极与刺激输出端相连，等蟾蜍的心搏曲线稳定后记录正常心搏曲线作为对照。选择能引起心室发生期外收缩的刺激强度，在心室舒张期的中晚、期给予单个刺激，观察心搏曲线的变化，重复刺激几次（注意刺激前后要有三四个正常心搏曲线作对照），得到期外收缩和代偿间歇的心搏曲线。
5、 观察静脉窦、心房、心室的自律性
①斯氏第一结扎 在主动脉干下方穿一条线，看准窦房沟，沿窦房沟作一结扎，以阻断静脉窦与心房之间的传导，此为斯氏第一结扎。心房与心室立刻停止跳动，而静脉窦继续搏动，记录此时的心搏曲线。
注意：判断在结扎后心房或心室恢复搏动是由于潜在起搏点表现自律性还是结扎的线松了使得窦性节律兴奋传给了心房和心室，只需看心房和心室跳动的频率是否和静脉窦一致。
② 斯氏第二结扎 在房室沟作第二结扎，心房仍以原节律搏动，心室则停止搏动，经过一段时间后，心室恢复搏动，但节律更慢，观察记录心脏各部分活动的变化，记录心搏曲线。
五：实验结果及分析
1、 蟾蜍心脏正常的心搏曲线：

① 由理论知识知，心肌在没有外来刺激的情况下，仍具有节律搏动的能力，称为心肌的自动节律性。蟾蜍心脏的静脉窦的节律最高，起搏点是静脉窦，通过电信号的传递而引起心房和心室的搏动。
② 从图中可以明显看到心房波和心室波，但是静脉窦波不明显，可能是因为标本的活性不够。
③ 从图中还可以看到，心房波明显小于心室波，这与其生理功能是相适应的。心房储存静脉回血并将血液送到心室，而心室负责将血液射入主动脉进行全身循环。
2、 期外收缩和代偿间歇曲线：

当刺激发生心室舒张期的中、晚期时，可在正常节律性兴奋到达之前产生一次提前的兴奋和收缩，即期外收缩。如下一次正常的窦性节律性兴奋正好落在期外收缩的有效不应期则不能引起心肌的收缩，须等静脉窦传来下一次兴奋才能发生收缩，这样在期外收缩之后就会出现一个较长的舒张期，即代偿间歇。
3、 斯氏第一结扎

①由心搏曲线图可以看到，在斯氏第一结扎心房心室恢复搏动后，心房和心室的搏动频率相同。这是因为阻断了静脉窦传来的兴奋，而心房节律性高于心室，这一潜在起搏点取代静脉窦引发心脏的搏动，心室在心房节律的控制下搏动。
②图中看不到静脉窦的节律性兴奋，可能是因为心脏的生理机能不够强大，因为在正常情况下得到的心搏曲线中静脉窦波也是很不明显。
4、 斯氏第二结扎

①此图为斯氏第二结扎不久后的心搏曲线，图中可以看到心室波和心房波，而且心室波的频率明显小于心房波频率。

②此图为斯氏第二结扎后较长时间后的心搏曲线图。第二结扎后理论上将会出现三级波，静脉窦、心房、心室将各自按自己的节律进行搏动，且节律高低顺序为：静脉窦＞心房＞心室。
但图中看不出静脉窦波，原因分析同3②。
可以看到心室波与心房波的相对位置在发生变化，说明二者的频率不同，大致比例为心房波频率：心室波频率=6:5.
六：注意事项
1、倒三角创口不要太大，尽量不要暴露肺和肝脏，剪胸骨和肌肉时要紧贴胸壁，以免损伤心脏和血管。
2、蛙心夹夹住心尖部不宜过多，以免损伤心室。张力传感器与蛙心夹之间的细线应保持适宜的紧张度，既能清楚记录心搏曲线，又不伤及心室，并保持细线的垂直。
3、在实验过程中经常给心脏滴加任氏液，以保持心脏适宜的环境。
4、。双机刺激电极与心室接触良好的同时，还应尽量不让其阻碍心脏的自发收缩。
5、每次结扎时不宜扎得过紧过死，以能阻断兴奋传导为合适。
七：思考题
1、斯氏第一结扎和第二结扎后，心脏各部分的节律性活动有何变化？过一段时间后，各部分的节律性活动又将如何？
①斯氏第一结扎后心房和心室的搏动马上停止，这是由于心房和心室长期处在静脉窦的节律性支配下，自身的节律性收缩受到明显的抑制，当静脉窦传来的兴奋被截断，心房和心室的自律性难以很快恢复，出现跳动停止的现象。过一段时间后心房的节律性恢复，带动心室按心房的节律搏动。
②斯氏第二结扎后心房传向心室的节律性兴奋被阻断，所以心室先是停止搏动，过一段时间后，心室的节律性恢复，开始自己搏动。此时心室的搏动频率低于第一结扎后的心室频率，因为第一结扎后心房这一潜在起搏点取代静脉窦引发心脏的搏动，心室的搏动频率与心房的搏动频率相同。
所以正常情况下，静脉窦的高节律掩盖心房和心室的节律，成为起搏点，斯氏第一、二结扎将心脏的兴奋传导通路阻断，于是各部分的节律得以表现。
八：实验小结
通过此次实验，我学会了蟾蜍心脏暴露的方法以及斯氏结扎的方法，并且了解了两栖类心脏的结构，观察了心搏曲线，并分析了其组成和规律。通过外来刺激观察心室的期外收缩及代偿间歇曲线，理解了心肌细胞较长的相对不应期使之不能产生强直收缩，这对于心脏正常工作非常重要。通过斯氏结扎深刻理解了蟾蜍心脏静脉窦、心房和心室三者节律性的高低。总体来说本次实验比较成功。