生理实验讲义(4)

2019-09-01 13:09

况下整个心脏的活动受自律性最高的部位所控制,此部位称为正常起搏点,由它发出的兴奋依次传到心房和心室,引起心脏跳动。如果正常起搏点的兴奋传导被阻断,则由当时自律性最高的部位担当异位起搏点,它发出兴奋引起心脏以较慢的节律跳动。由于正常起搏点对异位起搏点具有抑制作用,通常在正常起搏点的兴奋传导被阻断后要经过一段时间异位起搏点才能起搏。在哺乳类,窦房结的自律性最高,其次是心房,再次是心室,窦房结是正常起搏点。两栖类的正常起搏点是静脉窦。

实验目的 观察心脏起搏点及心脏各部分自动节律性的高低。 实验对象 蛙或蟾蜍

实验器材和药品 蛙类手术器械、蛙心夹;任氏液。 实验步骤和观察项目

一、毁蟾蜍脑和脊髓,仰卧固定在蛙板上。用镊子夹起胸部皮肤,沿纵向及横向作十字型剪开,纵向上下到颈、腹部,横向到左、右肋部,并将皮肤掀开。用镊子提起胸骨后端,将腹肌沿胸骨剪开,除去胸骨后端,提起胸骨,将普通剪刀紧贴胸壁伸入胸腔内,剪开胸骨及上喙骨(注意将刀尖上挑,以免损伤下面的心脏和血管),然后将断骨拉向两侧,或剪去一部分断骨,可见心包膜下的心脏。用眼科镊小心提起心包膜,并用眼科剪将心包膜沿心轴方向剪开,暴露心脏。 二、识别心脏的各个部位。从心脏的腹面可看到心室、左右心房、动脉圆锥、主动脉干及左、右主动脉分支,房、室之间有一房室沟。用玻璃针将心室翻向头侧,可看到两心房下端相连的静脉窦,及心房和静脉窦之间的窦房沟(半月形白色条纹)。静脉窦与前、后腔静脉相连。观察静脉窦、心房、心室跳动的次序,记录它们跳动的频率。

三、用小镊子在主动脉干下穿一线备用,用玻璃针将心尖翻向头端,暴露心脏背面,然后将主动脉干下的那一条线在窦房沟处绕一结,当线正确地落到半月形白色条纹上时,迅速扎紧,以阻断静脉窦和心房之间的传导,此为斯氏第一结扎。记录结扎时间。此时心房、心室立即停止跳动,而静脉窦仍继续跳动。记录静脉窦的跳动频率。

四、经过一段时间后,如心房和心室又开始跳动,记录恢复跳动时的时间及静脉窦、心房和心室的跳动频率,比较它们的跳动频率是否一致。然后在房室沟做第二结扎,即斯氏第二结扎,记录结扎时间。此时心室立即停止跳动,心房仍继续跳动。记录静脉窦和心房的跳动频率。

跳动频率(次/分)静脉窦正  常斯氏第一结扎斯氏第二结扎心 房心 室恢复跳动时间 ( 分 )表7-1:

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五、如果经过一段时间后心室能恢复跳动,记录恢复跳动时的时间及静脉窦、心房和心室的跳动频率,比较它们的跳动频率是否一致。

六、将所记录的数据填入表7-1,并对所观察的实验现象进行讨论。 注意事项

⒈经常用任氏液湿润心脏,以防干燥。

⒉作斯氏结扎时位置应该准确,否则观察不到应有的实验现象。 思考题

⒈你在作斯氏结扎后心房、心室能否恢复跳动?如果不能恢复跳动,可能的原因是什么? ⒉将你的实验结果与其他同学进行比较,并加以分析。

实验八 心脏的期前收缩和代偿间歇

实验原理 心肌产生一次兴奋收缩后,其兴奋性会出现周期性的变化。首先出现有效不应期,其特征之一就是有效不应期特别长,包括整个收缩期及舒张早期,在此期中任何刺激都不能引起心肌产生动作电位和收缩。接着是相对不应期,在此期给心肌一个较强的刺激能使其产生动作电位和收缩。随后是超常期,给心肌一个较弱的刺激也能引起兴奋。这两期均位于舒张期内。如果在心肌收缩的舒张期(不包括舒张早期)施加一个有效的刺激,可引起心肌发生一次额外的收缩,此次收缩发生在正常起搏点发出的节律性兴奋到来之前,故称为期前收缩或早搏。期前收缩也有有效不应期,因此当正常节律性兴奋到来之时,正好落在期前收缩的有效不应期内,不能引起心肌产生兴奋和收缩,直到下一个节律性兴奋到达时,才恢复正常的节律性收缩。这个在期前收缩后出现的一个较长时间的舒张间歇期,称为代偿间歇。

实验目的 学习蟾蜍(或蛙)在体心搏曲线的描记方法,观察心肌对额外刺激的反应,了解心肌在兴奋过程中兴奋性的变化特点。 实验对象 蛙或蟾蜍

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实验器材和药品 计算机、生理学与神经生物学实验系统、机械换能器、蛙类手术器械、蛙心夹、普通电极、支架、双凹夹;任氏液。 实验步骤和观察项目

一、毁蟾蜍脑和脊髓,仰卧固定于蛙板上。打开胸腔,暴露心脏(方法同实验七)。在心舒期用蛙心夹夹住心室尖约1毫米。

二、 如图8-1连接装置,注意接好地线。

图8-1:记录在体蛙心收缩的实验装置示意图

打开参数详细设置,参数设置分三个部分:

1.刺激器 单脉冲,波宽<0.2ms,频率:几Hz,强度:2V

2.放大器 首先根据实验选择通道,如图2-1信号输入接入3,通道选3,通道只能选择一个;放大倍数几百倍(根据实验要求选择),时间常数DC,滤波1KHz。

3.采集卡 采用连续模式,采样间隔12500us。

三、将蛙心夹上的连线连接到机械换能器的弹簧片上,调整机械换能器的高度使连线保持合适的张力。把普通电极固定于支架上,调整电极的位置以保证在整个心搏过程中电极都能与心室壁相接触。也可用细铜丝与蛙心夹连接作为刺激电极,无关电极置于蟾蜍的腹部或口内。还可选择复刺激方式,在需要刺激时手持电极轻轻接触心室壁(注意不能影响心室的搏动)。 四、按下列步骤进行实验观察: ⒈点击

按钮,开始采样,记录正常的心搏曲线。观察心房波和心室波,确定心室的收缩

期和舒张期。其中,曲线的幅度代表收缩强度,曲线的疏密代表心率,曲线的规律性代表心律,曲线的顶部水平代表收缩程度,曲线的基线代表舒张程度。

⒉点击刺激控制按钮(点击后刺激输出端才有信号输出),在心室舒张的早、中、晚期用刺激电极分别刺激心室,观察心搏曲线有何变化。

⒊在心室收缩期刺激心室,观察心搏曲线有无变化。增大刺激强度,同样在心室收缩期刺激心室,观察心搏曲线有无变化。 五、对所观察的实验现象进行讨论。 注意事项

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⒈经常用任氏液湿润心脏,以防干燥。 ⒉安放于心室壁上的刺激电极应避免短路。

⒊每次刺激后,必须等待心搏恢复正常再给予下一次刺激。 思考题

⒈心脏发生期前收缩和代偿间歇时,心脏的收缩强度有何变化?为什么? ⒉心肌的有效不应期长有什么生理意义?

⒊当心率过速或过缓时,期前收缩后是否会出现代偿间歇?为什么?

实验九 心脏的神经支配

实验原理 心脏的活动受迷走神经和交感神经的双重支配。迷走神经兴奋使心率减慢、收缩力减弱;交感神经兴奋则引起心率加快、收缩力加强。蟾蜍的迷走神经和交感神经混合在同一个神经干内,组成迷走交感干。通常情况下,迷走神经的兴奋性较高,需要的刺激阈值较低,并对心脏的影响占优势,因此电刺激混合神经干时,先出现明显的迷走效应。交感神经兴奋性较低,只有当刺激强度较大时,才出现交感效应,而且往往在刺激停止后才显现出来。因此,在刺激强度较小时主要出现的是迷走效应,当刺激强度较大时出现的是迷走交感混合效应。

支配心脏的两侧交感神经其效应是不同的。右侧心交感神经主要支配窦房结,对心率的作用为主;左侧的心交感神经主要支配房室交界,对心收缩力影响较大。两侧迷走神经对心脏的支配也有不同。右侧的心迷走神经对窦房结的影响占优势,左侧的心迷走神经对房室交界的作用占优势。

心迷走神经末稍释放的递质是乙酰胆碱,属胆碱能神经纤维。心交感神经末稍释放的递质是去甲肾上腺素,属肾上腺素能神经纤维。阿托品能阻断胆碱能神经纤维的作用。如果在静脉窦及心房处滴加阿托品,可以阻断迷走神经对心脏的影响而不会对交感神经的效应产生作用。此时再刺激迷走交感干,迷走效应不会出现,而表现为单纯的交感效应。

实验目的 了解蟾蜍心脏的神经支配,观察刺激迷走交感神经干对蟾蜍心脏活动的影响。 实验对象 蟾蜍或蛙

实验器材和药品 计算机、生理学与神经生物学实验系统、机械换能器、蛙类手术器械、蛙心夹、保护电极、支架、双凹夹;任氏液、1%阿托品。 实验步骤和观察项目

一、毁蟾蜍脑和脊髓,仰卧固定于蛙板上。

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二、在一侧下颌角与前肢之间剪开皮肤,分离下面的结缔组织,可看到一条长形肌肉──提肩胛肌,它起自软骨环后缘,止于肩胛骨前缘凹陷处。剪断此肌,可看到一血管神经束,其中就有迷走交感神经干。用玻璃针沿神经走向分离神经干,穿线备用。同法分离另一侧的迷走交感干,穿线备用。

三、打开胸腔,暴露心脏(方法同实验七)。在心舒期用蛙心夹夹住心室尖约1毫米。 四、如图8-1连接装置,注意接好地线。将蛙心夹上的连线连接到机械换能器的弹簧片上,调整机械换能器的高度使连线保持合适的张力。然后小心将保护电极放在一侧的迷走交感神经干上。

打开参数详细设置,参数设置分三个部分:

1.刺激器 单脉冲,波宽<0.2ms,频率:10~15Hz,强度:0V

2.放大器 首先根据实验选择通道,如图2-1信号输入接入3,通道选3,通道只能选择一个;放大倍数几百倍(根据实验要求选择),时间常数DC,滤波1KHz。

3.采集卡 采用连续模式,采样间隔12500us。 五、按下列步骤进行实验观察: ⒈记录正常的心搏曲线。

⒉然后点击刺激控制按钮,刺激一侧的迷走交感神经干5~8秒,刺激强度由0V逐渐增大,在两次刺激之间应让心脏休息一段时间以恢复正常,并观察停止刺激后的反应(先点击刺激控制按钮停止刺激,而采样继续,观察一段后再停止记录)。记录心搏曲线的变化。

⒊将保护电极小心取下,放于另一侧的迷走交感神经干上。重复步骤2,注意保证左右两侧神经干的刺激参数相同。

⒋于静脉窦和心房部位滴加1%阿托品溶液2~3滴,5分钟后,再用原刺激强度重复步骤2、3,观察并记录心搏曲线的变化。 六、对所观察的实验现象进行讨论。 注意事项

⒈经常用任氏液湿润心脏、神经,以防干燥。

⒉神经周围的组织液必须用棉球吸干,以防短路或电流弥散。 ⒊尽量避免电流弥散刺激周围组织而影响记录。

⒋一次刺激的时间不能过长,每次刺激后,必须等待心搏恢复正常再给予下一次刺激。 思考题

⒈当刺激强度逐渐增大时,如何判断是否出现了交感效应? ⒉结合记录的结果比较两侧迷走效应和交感效应的不同。

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