2023年机能学实验报告

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1、实验一、小肠平滑肌生理特性的观察与分析一、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(量程为25g以下)、bl-410生物记录系

2、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、0.01%乙酰胆碱、1mol/l naoh溶液、lmol/l hcl溶液、2%cacl2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，保存于供氧的38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

3、热，恒温工作点定在38。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tdc，高频滤波 f30hz，显速4.00s/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

4、，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%cac12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25台氏液，观察平滑肌收缩有

5、何改变，当效应明显后再换入38台氏液，持续一段时间后，再换入42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)，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

6、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%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+的内流有关。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

7、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，进而激活肌纤蛋白肌凝蛋白atp系统，使平滑肌收缩，肌张力增加。3、在浴槽中加入0.01%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和两中受体，受体又分为抑制型受体和兴奋型受体有关。肾上腺素作用于抑制型受体，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

8、兴奋性降低，肌张力下降。同时，肾上腺素还作用于受体，它的激活引起肠肌细胞膜中的camp合成增多，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；受体激活后还促使k+及ca2+外流增加，加速膜的超极化，促进了肠肌肌张力的减低。4、在浴槽中加入2%氯化钙溶液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ca2+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

9、慢。出现这一现象，目前认为其原因在于：细胞外h+升高时，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，则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3840为宜，低

10、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30以下时，由于代谢水平的降低，兴奋性减弱，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（50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

11、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1. 心脏的

12、正常节律性活动的维持需要一个适宜的理化环境，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要离子成份

13、、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+触发的，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，心肌收缩力降低；（2）动作电位3期k

14、+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+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

15、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，心跳加快。 6. 在任氏液内滴加乳酸，心跳减弱，其原因是h+进入心肌内膜后，可降低ca+与肌钙蛋白的亲和力，促使ca+的解离。 7. 在上述灌流液中加入与乳酸同当量的naoh，心肌的舒缩逐渐恢复。其原因是naoh中和了乳酸，解除了ca+与肌钙蛋白亲和力的抑制8. 任氏液内滴加ach，蛙心收缩减弱，收缩曲线基线下移，心率减慢，最后心跳停止于舒张状态。原因是ach与心肌细胞膜m受体相结合，一方面提高心肌细胞膜k+的通透性，促使k+外流，导致(1) 静脉窦复极时k+外流增多，最大复极电位绝对值增大;ik衰减过程减弱，自动除极速度减慢。导致静脉窦自得律性降低，心律减慢。(2) 复极过程中k+外流增加，动作电位2，3期缩短，ca+进入心肌细胞内减少，使心肌收缩减弱; 另一方面ach可直接抑制ca+通道，减少ca+内流，进而使心肌收缩减弱。