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1、机能学实验报告实验一、小肠平滑肌生理特性的观察与分析、实验目的1. 观察温度、乙酰胆碱、肾上腺素等药物对离 体 家兔小肠平滑肌的作用；2. 观察消化道平滑肌的一般生理特性及分析理 化 环境改变对其舒缩活动的影响。二、实验原理 消化道平滑肌和骨骼肌、心肌一样，也具有兴奋 性、传导性和收缩性，有些也具有自律性。相比 之 下消化道平滑肌的兴奋性低，收缩慢，伸展性 大， 具有紧张性收缩， 对化学物质、温度变化 及牵张刺激较敏感等特性。小肠离体后，置于适宜 的溶液中，观察其收缩活动及环境变化的影响，观 察分析上述生理特性。三、实验材料-1、实验动物：家兔2、器械、药品：电热恒温水浴锅、浴槽、张力换 能器
2、（量程为25g以下）、BL-410生物记录系 统、 L型通气管、道氏袋、注射器、培养皿、温 度计、 烧杯、螺丝夹、三维调节器、台氏液、0.01%去甲 肾上腺素、001%乙酰胆碱、lmol/L NaOH溶液、 lmol/L HCl 溶液、2%CaCI2 溶液。四、实验方法和步骤1、 标本制备流程： 击昏家兔： 用木槌猛击兔头枕部，使其昏迷。 剖开腹腔快速取出肠管： 立即剖开腹腔，找出胃幽门与十二指肠交界处，快 速取长2030cm的肠管，先将与该肠管相连的肠系 膜沿肠缘剪去，置于供氧台氏液中轻轻漂洗，把肠 内容物基本洗净。 制作离体肠标本：将肠管分成数段，每段长2-3cm，两端各系一条线，保存于供
3、氧的38C左右的台氏液中2、 仪器安装与调试实验安装（如图）： 恒温水浴锅控制加热，恒温工作点定在 38C。 将充满氧气的道氏袋与通气钩相连接，将肠段一 端 系在通气管钩上，另一端与张力换能器相连。 控制 通气量，使氧气从通气管前端呈单个而不是 成串逸 出。仪 器调试：BL-410系统的使用，选择“实验项 目”中的“消化实验”选中“消化道平滑肌生理 特 性”。相关参数设置的参考值：时间常数 t -DC高频滤波F 30Hz,显速一4OOs/div，增益100g。用鼠标左键单击工具条上的“开始”按 钮，调节参数至波形幅度、密度适当，待收缩 曲线 稳定后，单击记录按钮。观察项目现象及解释1 .待标本
4、稳定后，记录小肠平滑肌收缩的对照 曲 线。2乙酰胆碱的作用 用滴管吸入0.01%乙酰胆碱 向灌 流浴槽内滴12滴。观察到明显效应后，立 即从排 水管放出浴槽内含乙酰胆碱的台氏液，加 入新鲜温 台氏液，由此反复3次，以洗涤或稀释 残留的乙酰 胆碱，使之达到无效浓度，待小肠运 动恢复后进行 下一项。3. 肾上腺素的作用按上述方法将0.01%肾上腺素 加入浴槽内12滴，观察小肠运动的反应。当效果 明显后，立即更换台氏液。4氯化钙的作用 加2%CaC 1溶液23滴入灌流 浴槽 内，观察其反应，效果明显后迅速冲洗。5.盐酸的作用加12滴1mol/L HCl溶液入浴槽 内，观察其反应。6 氢氧化钠的作用
5、在(5)基础上加等容量的1mol/L NaOH溶液入浴槽内，观察其反应。按上 述 方法更换台氏液，反复冲洗。7.温度的影响 将浴槽内台氏液放出，注入25C台氏 液，观察平滑肌收缩有何改变，当效应明显后再换 入38C台氏液，持续一段时间后，再换 入42 C台 氏液，观察收缩活动的变化(亦可根据室温的具体情 况选做其中的一项)。五、注意事项1. 实验过程中必须保证标本的供氧(通气)及浴槽内台氏液的恒温(38 C),以维持标本活性。2. 灌流浴槽内的液面高度应保持恒定。3. 放大器零点调好后不要再移动旋钮，以免影响 基线。4. 上述各药液加入的量系参考数据，效果不明 显 者可以添加。5. 每次实验效
6、果明显后立即放掉含药液的台氏 液，并冲洗多次，以免平滑肌出现不可逆反应。6 .各项处理必须有处理标记。六、相关知识 家兔小肠平滑肌以胃幽门与十二指肠交界处的 肠管 活动最好，对生物化学因素也较敏感，所以 选取用 此处肠管作标本。七、实验讨论：1、正常情况下，我们观察到离体小肠平滑肌在 台氏液中可以自动地、缓慢地收缩，但其节律性 很 不规则。小肠平滑肌自律性产生的离子基础尚 未完 全清楚，目前认为， 它的产生可能与细胞 膜上生电性钠泵的活动具有波动性有关， 当钠泵 的 活动暂时受抑制时，膜便发生去极化；当钠泵 活动 恢复时，膜的极化加强，膜电位便又回到原 来的水 平。2、在浴槽中加入 0.01%
7、乙酰胆碱 （Ach）2 滴 （约0.2ml ）后，可见离体肠管活动增强，描记 曲线出现收缩频率变快，幅度增加。出现上述现 象 的机理，目前认为与消化道平滑肌细胞产生动 作电 位的 离子基础是Ca2啲内流有关。乙酰胆 碱可与肌 膜上的M受体结合，使得两类通道开 放：一类为电 位敏感性Ca2+专用通道，另一类 为特异性受体活化 Ca2+专用通道。前一类通道 对Ach敏感，小剂量 Ach即引起开放；后一类通 道对Ach相对不敏感， 只有大剂量Ach才会引起 开放。这两类通道开放都 使得肌浆中Ca2+增高，进而激活肌纤蛋白一肌凝蛋 白一 ATP系统，使平滑肌收缩，肌张力增加。3、在浴槽中加入0.01%
8、肾上腺素2滴（约0. 2ml） 后，可见离体肠管活动减弱，描记曲线出现收缩 频 率变慢，幅度减小以及基线下移。出现上述现 象的 机理，目前认为与肠肌细胞膜上存在 a 和 B 两中受 体， a 受体又分为 a 抑制型受体和 a 兴 奋型受体有 关。肾上腺素作用于 a 抑制型受体， 引起肠肌膜上 一种特异性受体活化，使K+外流增多，细胞膜发生 超极化，肠肌兴奋性降低，肌 张力下降。同时，肾 上腺素还作用于B受体，它的激活引起肠肌细胞 膜中的CAM哈成增多，CAMP激活肠肌膜及肌浆网上 Ca2+泵活动，使肌 浆中Ca2+浓度降低，亦使肌张力 降低；B受体激活后还促使K+及Ca2+外流增 加，加速膜的
9、 超极化，促进了肠肌肌张力的减低。4、在浴槽中加入2痢化钙溶液2滴后，离体肠管 活动增强，描记曲线出现收缩幅度增加。这是 因为 加入氯化钙后，细胞外液Ca2+浓度升高，则Ca2+ 内流增加，使得细胞内液中Ca24浓度升 高，Ca2+ 与钙调蛋白结合增加，促进了横桥的激 活。因而收 缩力增加。5、在浴槽中加入 1mol/L 盐酸溶液 2 滴后，离 体 肠管活动减弱，描记曲线出现收缩幅度降低， 频率 变慢。出现这一现象，目前认为其原因在于： 细 胞外H硏高 时,Ca2+通道的活性受到抑制，使得 Ca2+内流减少。H+升高能干扰肌肉的代 谢和肌丝 滑行的生化过程：H+能与Ca2+竞争钙 调蛋白的结合
10、 位点而使肌球蛋白 ATP 酶活性降 低（近期有理论认 为是直接抑制作用而非竞争作 用）；使肌原纤维对 Ca2+的敏感性和Ca2+从肌 质网的释放量减少。6、在加盐酸使平滑肌收缩减弱的基础上，再加 2 滴 NaOH 于浴槽中，贝 M 肠管活动出现相反的情 况，即 肠管活动增强。原因在于NaOH可以中和H+,改变了 细胞外液的PH值，PH过高、过低，收缩幅度及张 力都会降低，最适 PH 时收缩效果 最好。7、浸浴小肠肠管的台氏液温度以 38C 40C 为 宜，低于或高于这个温度，都会影响结果。因为 肠 管平滑肌对温度改变极为敏感，当温度降到 30C 以 下时，由于代 谢水平的降低，兴奋性减 弱，
11、可出现 收缩曲线基线下移，频率变慢，收缩 幅度变小。有 时可能会见到基线先上移后下降的 现象。这是因为 降温本身对肠管是一种刺 激， 也可短暂地加强代谢活动，所以肌张力升高。当 温 度高于 40 C 时，由于酶活性提高，各离子通 道活 性增加，使得基线上移，收缩频率增高，幅 度增 加。当然，如果台氏液温度过高（50C以上），可 因蛋白变性，使肠管收缩功能消失。八、结论：1、消化道平滑肌具有自律性，但其收缩缓慢， 节 律性不规则。2、消化道平滑肌具有一定的紧张性。3、消化道平滑肌的活动易受温度、PH值及其它 化 学因素、药物因素的影响。【基本原理】哺乳动物的胃肠平滑肌具有自动节律性收 缩、 伸展
12、性、紧张性和对理化刺激较敏感等生理 特性。 这些特性对维持消化管一定压力，保持胃 肠等一定的形态和位置，适合于消化管内容物的 理化变化具 有生理意义。在整体内受中枢神经系 统和体液因素 的调节。本实验观察及记录哺乳动 物等离体肠段的 一般特性及在一些药物作用下引起的各种效应 实验二、化学因素对心脏活动的影 响 一、实验目的1. 理解K+, Ca2+及肾上腺素、乙酰胆碱、阿托 品对心脏活动的影响。2. 掌握离体心脏标本的制备方法。3. 记录信号同时打标记的方法。4. 观察内环境理化因素的相对恒定对维持心脏 正 常节律活动的重要作用。二、实验原理一一1心脏的正常节律性活动的维持需要一个适宜 的理化
13、环境，如钾、钠、钙浓度比例，适宜的酸 碱度和 温度。在体内心脏还受植物神经双重支 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 加强，传导加速，心率加快；而迷 走神经兴奋时， 其末梢释放乙酰胆碱，使心房肌 收缩力减弱，心率 和传导减慢。2. 蟾蜍心脏离体后，用理化特性近似于血浆的 任氏 液灌流，在一定时间内，可保持节律性收缩 和舒 张。改变任氏液的组成成分，心脏的活动就 会受到 影响。三、实验讨论- 由实验所记录的曲线结果可以看出，改变蟾蜍离 体 心脏的灌流液成份，可影响其心脏的舒缩节律 和幅 度。1.用任氏液灌流心脏， 可以保持较长 时间的节 律性舒缩活动。这是因为任氏液的主
14、要 离子成份、 渗透压、PH值和蟾蜍Cell外液相近，为蛙心提供 了一个适宜的理化环境。 2 、用 065%NaCl 溶液灌流心脏， 其心跳减弱。 心肌 的收缩活动是由Ca+虫发的，由于心肌细胞的 肌浆 网不发达，故心肌收缩的强弱与细胞外Ca+浓度呈正比。用065%NaCL溶液灌蛙心，灌注 液中缺乏Ca+,以致心肌动作电位2期内流Ca+减 少，心肌收缩活动也随之减弱。3. 用高钾任氏液灌注心脏时，心跳明显减弱，甚至出现心脏停到舒张状态。因为细胞外K+浓度增高时，导致（1）、K+与Ca+有竞争性拮抗作 用，K+可抑制细胞膜对Ca+的转运，使进入细胞内 Ca+,减少，心肌的兴奋收缩耦 联过程减弱，
15、心肌收缩力降低；（2）动作电位3期K+外流增加，平台期缩短，使平台期Ca+内流 减少，收缩力减弱。当细胞外K+浓度显著增高时，膜内外的钾离子浓度梯度减小， 静息 电位的绝对值过度减小（膜内达一 55mv 左右时， Na+通道失活）心肌的兴奋性完全丧失，心肌不能兴奋和收缩，停止于舒张状态。长时间用， 心 脏最终会停止收缩。4. 用高Ca+任氏液灌流蛙心时，心收缩力增强， 舒张不完全， 以致收缩基线上移。 在 Ca+, 浓度高的情况下， 会停止在收缩状态， 这种现 象 称之为”钙僵”。心肌的舒缩与心肌肌浆网 中 Ca+H 浓度高低有关。当钙离子浓度升高到一 定水平（10-5M）时，作为钙受体的肌钙蛋白结 合了足够的 Ca+,就引起了肌钙蛋白分子构型的改变，从而触发 了肌丝滑行，肌纤维收缩。 当钙离子浓度降低至 10-5M 时，钙离子与肌钙蛋白解离，心肌随之舒张，如果钙离子浓度持 续升 高，钙离子与肌钙蛋白结数量不断增加， 甚至达到 只结合不解离的程度，致使心肌持续收缩（钙僵）。5.向蛙心插管中加去甲肾上腺素后，可见蛙心收缩增强，心脏舒张完全，描记的心搏曲线幅 度明 显增大、心跳加快、曲线密度明显变大。 其 原因是 去甲肾上腺素与心肌细胞膜上的3 受体相结合，从而激活肌浆网释放的Ca+也增多。同时 静脉窦 4 期去极化速度加快， 故心肌舒缩 增强，心 跳加
