蛙心起搏点观察和心肌收缩特性的观察

动物生理学实验报告

一、实验目的

1.学习蛙类暴露心脏的方法，熟悉其心脏的解剖结构；

2.利用结扎法观察两栖类动物心脏的正常起搏点和心脏不同部位传导系统的自动节律性高低；

3.学习蛙类心脏活动的描记方法；

4.通过在心脏活动的不同时期给予刺激，观察心脏兴奋性周期变化的规律以及心肌收缩的特点。

二、实验原理

心肌的生理特性表现为兴奋性、自律性和传导性。其自律性取决于心脏的特殊传导系统，但心脏各部分的自动节律性高低不同。正常情况下，心脏起搏点窦房结（两栖类动物是静脉窦）的自律性最高，它产生的自动节律性兴奋向外扩布，并以此传到心房、房室交界区、心室，引起整个心脏兴奋和收缩，则静脉窦（窦房结）被称为正常起搏点，而心脏其他部位受窦房结（静脉窦）的控制不表现其自身的自律性，仅起着兴奋传导的作用，故称之为潜在起搏点。在某些病理情况下，窦房结的兴奋因传导阻滞不能控制其他自律组织的活动，或者其他自律组织自律性增高，则心房或心室就会受当时自律性最高的组织发出的兴奋性节律的控制进行活动，这些异常的起搏点部位称为异位起搏点。

在一个心动周期中，兴奋性会经历有效不应期、相对不应期、超常期等一系列周期性变化。其显著特点是有效不应期特别长，相当于整个收缩期和舒张期早期，在此期间施加任何刺激都不能引起心肌的再次兴奋和收缩。但在心肌舒张的早期之后（中晚期之内，相当于相对不应期和超常期），给予刺激可使心肌产生一次比正常节律提前出现的动作电位和收缩，称为期前兴奋和收缩。而期前兴奋和收缩也有自己的有效不应期，所以当下一次正常窦房结的节律性冲动到达时，常常会落在这个有效不应期内，因而不会引起心肌的兴奋和收缩，会出现一个较长的舒张期，称为代偿性间歇。如果窦性心律过慢，当期前兴奋的有效不应期结束时，窦性兴奋才传到心室，则可引起心室的一次新的收缩，而不会出现代偿性间歇。因此心脏不会像骨骼肌那样产生强直收缩，从而实现心脏的泵血机能。

三、使用仪器、材料 1.材料：青蛙、任氏液。

2.仪器：生物信号采集处理系统、10g张力换能器、小动物手术器械、支架、蛙心夹、滴管、烧杯、双极刺激电极、蛙板、蛙钉、玻璃分针、秒表等。

四、实验步骤

1.心肌收缩特性的观察

（1）在体蛙心的暴露：取青蛙，毁髓后固定于蛙板上，上体解剖至充分暴露心脏；

（2）连接实验装置：玻璃分针翻转蛙心，蛙心夹夹住心室尖部，连接好张力换能器及生物信号采集处理系统；

（3）实验项目：描记正常心搏曲线及在一次兴奋的相对不应期结束时给予刺激观察期前收缩与代偿性间歇。

2.蛙心起搏点的观察

（1）在体蛙心暴露：取青蛙，毁髓后固定于蛙板上，上体解剖至充分暴露心脏； （2）从心脏背面观察静脉窦、心房、心室的搏动顺序，记录正常心搏频率；

（3）斯氏第一结扎：在窦房沟处穿线结扎，阻断静脉窦和心房之间的传导；记录心房、心室的复跳时间和蛙心各部分的搏动频率；

（4）斯氏第二结扎：在房室沟处穿线结扎记录心室复跳时间和蛙心各部分的搏动频率。

五、实验结果 1.心肌收缩特性的观察

图1 青蛙心脏的期前收缩和代偿间歇___分别在心脏收缩期和舒张前中后期给予刺激 注：a、b、c、d表示给予一次阈上刺激（其中a表示在舒张中期给予刺激，b表示在收缩期给予刺激，c表示在舒张早期给予刺激，d表示在舒张末期给予刺激），E为期前收缩，P为代偿间歇。

如图所示，在点a、d即心肌舒张的中晚期给予一次有效的单刺激，心肌在E时期产生一次比正常节律提前出现的动作电位和收缩，称为期前收缩，当下一次正常窦房结的节律性冲动到达期前收缩的有效不应期时，出现一个较长的舒张期即P时期，称为代偿间歇。而在b、c处给予阈上刺激则不会产生期前收缩。

2.蛙心起搏点观察

表1：斯式结扎前后蛙心率变化

结扎前对照 斯式第一结扎 斯式第二结扎

静脉窦心率（次/min） 心房心率（次/min） 心室心率（次/min） 复跳时间（s）

44

42 40

42 19 17

42 19 7

—— 心房：3.5s 心室：3.5s 心房—— 心室：15s

正常情况下，静脉窦的搏动频率为44，心房和心室的搏动频率均为42次/min；进行斯氏第一次结扎后，静脉窦搏动频率为42次/min，心房和心室在3.5s后恢复跳动，且搏动频率均为19次/min；进行斯氏第二次结扎后，静脉窦的搏动频率为40次/min，心房的搏动频率为17次/min；心室在15s后回复跳动，且搏动频率为7次/min。

说明心脏起搏点静脉窦节律性最高，产生的自动节律性一次传到心房、房室交界区、心室，因此静脉窦是主导整个心脏兴奋起搏的正常部位，称为正常起搏点。而心脏其他部位自律性不强，仅起兴奋传导作用，称为潜在起搏点。

六、实验分析

1. 心肌收缩特性的观察

处理完实验材料，暴露心脏后，直接将心脏连接到张力换能器，忘记连接双极刺激电极。结果发现无法继续试验，重新梳理实验步骤发现问题，更正后开始实验，获得图1的数据。其原因在于在一个心动周期中，兴奋性会经历有效不应期、相对不应期、超常期等一系列周期性变化。其显著特点是有效不应期特别长，相当于整个收缩期和舒张期早期，在此期间施加任何刺激都不能引起心肌的再次兴奋和收缩。但在心肌舒张的早期之后（中晚期之内，相当于相对不应期和超常期），给予刺激可使心肌产生一次比正常节律提前出现的动作电位和收缩，称为期前兴奋和收缩。而期前兴奋和收缩也有自己的有效不应期，所以当下一次正常窦房结的节律性冲动到达时，常常会落在这个有效不应期内，因而不会引起心肌的兴奋和收缩，会出现一个较长的舒张期，称为代偿性间歇。

2 .蛙心起搏点观察 第一个实验结束后，实验材料活性还很好，就直接进行第二个实验。在做第一次斯式结扎时，发现心室和心房的心率没有发生太大变化，估计原因在于结扎力度不够，加大点力度后心室和心房的心率明显的降低。但之后又发现另一个问题，心室和心房的心率会随时间不断变快，我分析是因为细线系的不够紧，由于心脏跳动使细线松动，才发生这种情况。 综合来说，该实验较简单，故实验比较成功。但也出现一些问题，及时发现、解决这些问题，也使得我们的实验能力能进一步加强。