生理药理学教学中的离体蛙心灌流实验的操作和改进的心得体会

生理药理学教学中的离体蛙心灌流实验的操作和改进的心得体会

王海波

王海波（江苏联合职业技术学院南通分院226600）

【摘要】目的探讨在生理药理学教学中离体蛙心灌流实验的操作步骤、观察分析和改进措施的心得体会。方法对离体蛙心灌流实验中改进操作方法、加强观察、细致分析讨论、并认真总结。结果五组实验全部获得成功，结果无明显差异；让学生们掌握了离体蛙心灌流实验方法、熟悉了心肌生理特征和各种离子药物因素对心脏活动的影响。结论让医学生们勤动手、多动脑，不断改进操作方法、细心观察分析、认真讨论总结，能提高实验的成功率、取得良好的实验结果、加强理论联系实际，巩固和增长知识，值得在生理药理学教学中推广和应用。

【关键词】生理药理学教学蛙心灌流实验心得体会

【中图分类号】R3【文献标识码】B【文章编号】2095-1752（2012）30-0292-02

离体蛙心灌流实验是生理学及药理学教学的一个重要实验，也是一个对操作手法要求很高的实验；心脏的正常节律性活动必须在适宜的理化环境中才能维持，一旦这个环境被干扰，心脏活动就会受到影响[1]。我校生理学和药理学教研室一直非常重视这方面的实践教学，按照教学大纲要求开展了离体蛙心灌流实验，并组织分析和讨论，现报告如下：

1资料与方法

1.1实验目的按照生理学和药理学教学大纲的相关要求，学习和改进离体蛙心灌流实验的操作方法，观察Na+、K+、Ca2+三种离子及肾上腺素、乙酰胆碱等各种因素对心脏活动的影响，掌握内环境理化因素的相对稳定对维持心脏正常节律性活动的重要作用，了解相关药物对心脏活动的调节意义。

1.2实验原理①心脏的正常节律性活动需要一个适宜的内环境，内环境的变化直接影响着心脏的正常活动；②在本实验中，将蟾蜍的离体心脏用类似于其血浆的代体液灌流时，在一定时间内仍可保持有节律的舒缩活动；③心肌细胞分类有心房肌、心室肌、浦肯野细胞等快反应细胞和窦房结细胞、房室交界区细胞等慢反应细胞；④心肌细胞的生理特征有自律性、兴奋性、传导性、收缩性；⑤改变灌流液的理化特性时，心脏的节律舒缩亦随之改变，说明内环境理化因素的相对稳定是维持心脏正常节律性活动的必要条件。

1.3器材用品蟾蜍30只、蛙类解剖手术器械、蛙心插管、蛙心夹、双凹夹、试管夹、铁支架、滴管、棉球、缝线、滤纸、烧杯、玻璃分针、张力传感器、生物信息采集系统，任氏液、1%氯化钠溶液(NaCL)、2%氯化钙溶液(CaCL2)、1%氯化钾溶液(KCL)、1:10000肾上腺素溶液（NA）、1:100000乙酰胆碱溶液(ACh)等。

1.4蛙心制备将学生分为五组，均由实验室老师带教。取蟾蜍一只，用探针破坏其脑脊髓后将其仰卧固定于蛙板上，用外科剪剪开胸前区皮肤、粗剪刀剪除胸壁；用眼科镊提起心包膜，用眼科剪在收缩期时将其剪开，暴露心脏，让学生们识别心脏的各个部分并观察心脏搏动；先在右主动脉下带线预置两根缝线，带线结扎左主动脉，用玻璃分针将蛙心翻向背面，分离后腔静脉，在后腔静脉和静脉窦下带线预置；右主动脉预置线打活结备用，用眼科剪在其靠近动脉圆锥处作一向心楔形切口，将盛装有少量任氏液的蛙心插管插入动脉圆锥，在心室收缩期时推入心室腔内，同时结扎后腔静脉和动脉圆锥上方的预置线，并固定在蛙心管外侧的小钩上；成功的标志为可见插管内液体随心室波动而上下移动，轻轻上提蛙心、剪除左右主动脉，在静脉窦下方将左右肺静脉和前后腔静脉一并结扎切断，游离出蛙心；用任氏液冲洗出管内血液，直至澄清为止，并保持蛙心湿润[2]。

1.5实验操作①连接仪器：用双凹夹将蛙心固定在铁支架上，将张力传感器固定在蛙心插管下方，蛙心夹夹在心尖，通过连接线连接于生物信息采集系统，打开电脑描记正常的蛙心搏动曲线。②药物实验：先向插管内加入1%NaCL溶液1～2滴，混匀后观察和描记曲线变化；用新鲜任氏液换洗待曲线恢复正常后，加入2%CaCL2溶液1～2滴，观察和描记曲线变化；加入1%KCL溶液1滴，混匀后观察和描记曲线变化；加入1:10000NA溶液1～2滴，观察和描记曲线变化，待效应明显后吸出灌流液，加入新鲜任氏液，使心搏恢复正常；加入1:100000ACh溶液1～2滴，观察和描记曲线变化，待效应明显后吸出灌流液，如果心搏停止可将灌流液滴入心室，反复几次洗净心室内的ACh溶液，一般能将心搏复苏。

2实验结果

五个实验小组的蛙心制备均获得成功，加入药物实验的结果基本相同，无明显差异。（见表1）

表1：两组的操作时间、插管和实验成功率情况比较（P＜0.05）

观察项目1%NaCL2%CaCL21%KCL1:10000NA1:100000ACh

心跳频率减慢增快减慢增快减慢

心跳幅度减小增大减小增大减小

3讨论分析

3.1实验背景心脏是人体生命中及其重要的器官之一，心肌组织的生理特征是具有兴奋性、自律性、传导性和收缩性，因其解剖结构和生理机能较为复杂，受各种内环境因素影响特别明显，是基础医学和临床医学研究的重点。医学基础教学中的“离体蛙心灌流实验”生理学、药理学和病理生理学等医学机能实验常用的观察心脏活动的方法，普遍应用于生物学和医学教学及科学研究实验，也是各种生物活性物质及药物的重要的手段之一；离体蛙心灌流实验中离体蛙心制备的关键是蛙心插管，这是一个较难掌握的操作，而插管的成败直接决定了整个实验的成功与否[3]。离体蛙心灌流实验不仅使医学生们进一步加深了多心脏解剖结构认识，掌握了心肌的生理特征，各种离子、药物等内环境变化的因素对其生理机能的影响，提高了学生的基本操作和动手能力，加强他们的观察和分析能力，巩固了理论知识，让他们从条条框框、枯燥无味的书本知识的学习中走出来，为以后的临床理论知识学习和实践操作打下坚实的基础。

3.2理论研究①加入1%NaCL后，细胞外液的Ca2+浓度↓，心肌细胞动作电位期间Ca2+内流↓，心肌细胞包浆内Ca2+↓，导致心肌收缩力↓。②加入2%CaCL2后，细胞外液的Ca2+浓度↑，心肌细胞动作电位期间Ca2+内流↑，肌浆内Ca2+↑，心肌收缩兴奋耦联↑，导致心肌收缩力↑；高浓度的Ca2+使4期除极化速度↑，心肌自律性↑，导致心律↑。③加入1%KCL后，细胞外液的K+浓度↑，K+与Ca2+在细胞膜上竞争性抑制，使进入细胞内的Ca2+↓，导致心肌收缩兴奋耦联↓，心肌收缩力↓。④加入NA后，因为NA与心肌细胞膜上的β1受体结合，激活腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP浓度↑，激活磷酸化过程，心肌细胞和肌浆网膜Ca2+通透性↑，肌浆中Ca2+浓度↑，导致心肌收缩能力↑。⑤加入ACh后，因为ACh与心肌细胞膜上的M受体结合，抑制腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP浓度↓，抑制磷酸化过程，心肌细胞膜K+通道的通透性↑，促使K+外流，最大复极电位水平↑，自律性↓；且ACh可直接抑制Ca2+通道使Ca2+内流↓，心肌收缩能力↓。

3.3心得体会①该实验充分说明心肌具有自律性、兴奋性、传导性、收缩性等生理特性，离体心脏的静脉窦还能自律的产生兴奋传导到心房和心室，引起心脏节律性兴奋和收缩。②各种离子、药物等因素对心肌收缩力的影响主要是通过Ca2+的浓度升高和降低来实现的；Na+、K+和ACh可使心肌收缩力降低，Ca2+和NA可使心肌收缩力增强。③体内细胞赖以生存的内环境的各种理化因素是保持相对稳定的，内环境的稳态是细胞、器官维持正常生存和活动的必要条件；一旦内环境的平衡发生改变，超过自身调节的程度，机体功能就会发生改变和紊乱。

3.4注意事项①实验前要先熟悉相关理论知识和实验操作步骤，预习实验方法，了解实验的目的，做好实验前的各项准备工作；②操作轻柔、解剖细致，制备蛙心时不能损伤静脉窦，蛙心夹应一次性夹住蛙心，以免损伤；③各种溶液和滴管应标注清楚，切勿混淆使用，每次更换或滴加溶液必须做好标记；在各项实验中，插管内灌流液面高度应保持一致，以保证心脏固定的负荷；每项实验开始时，均应先记录一段正常曲线，然后再加入药液并记录其效应；各项实验效果明显后，应立即将插管内的溶液吸出，用新鲜任氏液冲洗2～3次，待心搏恢复正常后，再进行下一项实验；④实验记录要如实完整，按实总结写出详实的实验报告，并互相交流新的体会；辅导老师要积极引导，要善于发现问题、解决问题和总结经验教训。

综上所述，对离体蛙心灌流教学实验中加强理论联系实际、不断改进操作方法、细心观察分析、认真讨论总结，能提高实验的成功率、取得良好的实验结果、巩固和增长知识，提高动手和思维能力，值得在生理药理学教学中推广和应用。

参考文献

[1]王春艳，等.提高蛙心灌流实验中擦管成功率的方法[J].吉林医学院学报.2007,28（4）203-204.

[2]项辉，等.生理学实验指南[M]，北京，人民卫生出版社，2008:21-38.

[3]王小君，等.蛙心灌流实验中擦管方法的改进[J].华北煤炭医学院学报.2010,12（4）457-458.