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华中科技大学生命科学与技术学院生理学实验报告专业班级姓名学号实验一蛙离体心脏灌流一、实验目的及要求1、学习离体蛙心灌流法。2、观察Na+，K+，Ca2+及肾上腺素，乙酰胆碱对离体心脏活动的影响。二、实验原理心脏的正常节律性活动需要一个适宜的内环境（如Na+，K+，Ca2+等的浓度及比例、pH值和温度），而内环境的变化则直接影响到心脏的正常节律性活动。在体心脏还受交感神经和迷走神经的双重支配，交感神经末梢释放去甲肾上腺素，使心肌收缩力加强，传导速度加快，心率加快；迷走神经末梢释放乙酰胆碱，使心肌收缩力减弱，心肌传导速度减慢，心率减慢。将失去神经支配的离体心脏保持于适宜的理化环境中（如任氏液），在一定时间内仍能产生自动节律性兴奋和收缩。离体心脏脱离了机体的神经支配和全身体液因素的直接影响，可以通过改变灌流液的某些成分，观察其对心脏活动的作用。心肌细胞的自律性、兴奋性、传导性及收缩性，都与钠、钾及钙等离子有关。外源性给予去甲肾上腺素或乙酰胆碱可产生类似心交感神经或迷走神经兴奋时对心脏的作用。三、实验对象、器材及药品实验对象：青蛙实验器材：计算机生物信号采集与处理系统、张力换能器、蛙类常用手术器械一套、玻璃分针、蛙板、蛙钉、蛙心插管、蛙心夹、烧杯、细线、滴管等实验药品：任氏液、一定浓度的NaCl、CaCl2、KCl溶液、肾上腺素、乙酰胆碱四、实验方法与步骤1、斯氏蛙心插管法（1）青蛙双毁髓后背位置于蛙板上，打开胸腔，暴露心脏。仔细识别心脏周围的大血管。在主动脉干下方穿双线，一条在左主动脉上端结扎作插管时牵引用；另一根在动脉球上方打一活结备用（用以结扎和固定插管）。左手提起左主动脉上方的结扎线，右手持眼科剪在左主动脉根部（动脉球前端）沿向心方向剪一斜口，将盛有少许任氏液、大小适宜的蛙心插管由此开口处轻轻插入动脉球。当套管尖端到达动脉圆锥基部时，将套管稍稍后退，使尖端向动脉圆锥的背部后下方及心尖方向推进，经主动脉瓣插入心室腔内。（可见套管中血液冲入套管，并使液面随心脏搏动而上下移动，表明操作成功)。用滴管吸去套管中的血液，更换新鲜任氏液。将动脉球上已准备好的松结扎紧，并固定于插管侧面的钩上，以免蛙心插管滑出心室。剪断结扎线上方的血管，轻轻提起插管和心脏，在左右肺静脉和前后腔静脉下引一细线并结扎，于结扎线外侧剪去所有相连的组织则得到离体蛙心。用任氏液反复换洗插管内的任氏液，直到插管中无残留血液为止。（2）将插好离体心脏的套管固定在支架上，用连有细线的蛙心夹夹住少许心尖部肌肉，将细线以适宜的紧张度与张力换能器相连。张力传感器的输出线与计算机生物信号采集处理系统的输入通道相连。2、实验步骤（1）记录心脏在只有任氏液时的收缩曲线，观察心率及收缩幅度，并将其作为正常对照。（2）Na+的作用：用吸管吸出插管中的任氏液后，换以等量的NaCl溶液，记录并观察心跳的变化。有变化出现时，应立即将插管内液体吸出，并以等量任氏液换洗2～3次，至心跳恢复正常。（3）Ca2+的作用：将1～2滴CaCl2溶液加入灌流液中，记录并观察心跳变化。有变化出现时，应立即以等量任氏液换洗数次，至心跳曲线恢复正常。（4）K+的作用：将1～2滴KCl溶液加入灌流液中，记录并观察心跳变化。有变化出现时，应立即以等量任氏液换洗数次，至心跳曲线恢复正常。（5）肾上腺素的作用：将1～2滴肾上腺素加入灌流液中，记录并观察心跳变化。有变化出现时，应立即以等量任氏液换洗数次，至心跳曲线恢复正常。（6）乙酰胆碱的作用：将1～2滴乙酰胆碱加入灌流液中，记录并观察心跳变化。有变化出现时，应立即以等量任氏液换洗数次，至心跳曲线恢复正常。五、实验结果及分析1、正常搏击曲线图2、Na+对蛙类离体心脏活动的影响现象：心搏曲线基线下降，说明Na+对蛙类心脏的收缩性起抑制作用，使心脏的收缩力降低。同时心搏曲线由密变疏，说明心率减慢。解释：心肌细胞的兴奋-收缩偶联在很大程度上依赖于胞外内流的Ca2+，而当Na+浓度升高时，Na+与Ca2+竞争性地与肌钙蛋白结合，使得Ca2+与肌钙蛋白的结合能力降低，从而使钙内流减少，因此心肌收缩力减弱。同时K+浓度大大下降，无法维持胞内高K+的状态，使得静息电位进一步增大，出现超极化，细胞需要更高的时间到达阀值，因此心率下降。3、Ca2+对蛙类离体心脏活动的影响现象：心搏曲线基线上升，说明Ca2+对蛙类心脏的收缩性起促进作用，使心脏的收缩力增强。且心脏跳动频率加快，幅度变大。解释：心肌兴奋-收缩偶联的媒介是Ca2+，正常心率细胞Ca2+在胞外和终末池内浓度较低，加入Ca2+后，胞外Ca2+浓度升高，使得细胞内外浓度差上升，更多的Ca2+进入细胞内，静息电位上升，自动去极化的时间缩短，心率加快，另外更多Ca2+的与肌高蛋白结合，加强了肌肉收缩能力。4、K+对蛙类离体心脏活动的影响现象：加入K+后，心脏停跳解释：细胞外的K+升高时，细胞膜对K+的通透性增强，心室肌细胞复极化过程加快，平台期说缩短，不应期也说缩短。对心肌细胞说所功能有所抑制作用，减弱了心肌收缩能力。5、肾上腺素对蛙类离体心脏活动的影响现象：心搏曲线呈上升趋势，说明肾上腺素对蛙类心脏的收缩性起促进作用，使心脏的收缩力增强。心跳频率加快，幅度变大。解释：肾上腺素是一种儿茶酚胺，能激活心肌蛋白细胞膜上的β受体，cAMP生成增加，从而增加心肌细胞膜对Na+和Ca2+的通透性，降低膜对K+的通透性，从而促进钙通道开放，加速钙内流；并促进肌浆网钙池释放储存的Ca2+；还能促进ATP放能，增加心肌的收缩能力。6、乙酰胆碱对蛙类离体心脏活动的影响现象：心搏曲线的基线呈非常明显的下降趋势，心肌收缩力减弱，心肌传导速度减慢，心率减慢，最终不可逆停跳。解释：乙酰胆碱（ACh）可与心肌细胞膜上的M2胆碱能受体结合，增加了心肌细胞膜对K+通透性，导致钾离子外流，静息电位绝对值升高，需要更多的时间到达阈值电位，因此心率变慢。另外乙酰胆碱可以抑制钙离子的内流，这样胞内钙离子减少，心肌收缩减弱。实验二刺激频率对骨骼肌收缩的影响一、实验目的及要求1、学习蛙类动物双毁髓的方法2、掌握制备坐骨神经—腓肠肌标本的操作技术，为此后有关的神经肌肉实验打下基础。二、实验原理蛙类的一些基本生命活动和生理功能与恒温动物相似，若将蛙的神经-肌肉标本放在任氏液中，其兴奋性在几个小时内可保持不变。若给神经或肌肉一次适宜刺激，可在神经和肌肉上产生一个动作电位，肉眼可看到肌肉收缩和舒张一次，表明神经和肌肉产生了一次兴奋。在机能学实验中常利用蛙的坐骨神经-腓肠肌标本研究神经、肌肉的兴奋、兴奋性，刺激与反应的规律和肌肉收缩的特征等。三、实验对象、器材及药品实验对象：蛙实验药品：任氏液实验器材：普通剪刀、手术剪、眼科镊（或尖头无齿镊）、金属探针（解剖针）、玻璃分针、蛙板（或玻璃板）、蛙钉、细线、培养皿、滴管、电子刺激器。五、实验方法及步骤1、双毁髓：左手握蟾蜍，背部向上。用食指按压其头部前端，拇指压住躯干的背部，使头向前俯；右手持毁髓针，由两眼之间中线向后方划触，触及两耳后腺之间的凹陷处即是枕骨大孔的位置。将毁髓针由凹陷处垂直刺入枕骨大孔，然后针尖向前刺入颅腔，在颅腔内搅动，以毁脑组织。再将毁髓针退至枕骨大孔，针尖转向后方，与脊柱平行刺入椎管，以捣毁脊髓。脊髓彻底捣毁时，可看到蟾蜍后肢突然蹬直，然后瘫软，此时的动物为双毁髓动物。2、剥制后肢标本：左手持手术镊提起两前肢之间背部的皮肤，右手持手术剪横向剪断皮肤，然后往后肢方向撕剥皮肤。剪开腹壁肌肉，用手术镊提起内脏，翻向头部，在看清支配后肢的脊神经发出部位后，于其前方剪断脊柱。3、分离两后肢：将去皮的后肢腹面向上置于解剖盘上，右手持金冠剪纵向剪开脊柱，再剪开耻骨联合，使两后肢完全分离。4、分离坐骨神经：将一侧后肢的脊柱端腹面向上，用玻璃分针沿脊神经向后分离坐骨神经，股部沿腓肠肌正前方的股二头肌和半膜肌之间的裂缝，找出坐骨神经，剪断盖在上方的梨状肌，完全暴露坐骨神经，剪去支配腓肠肌之外的分支，再剪去脊柱及肌肉，只保留坐骨神经发出部位的一小块脊柱骨。5、分离股骨头：沿膝关节剪去股骨周围的肌肉，保留股骨的后2/3，剪断股骨。6、游离腓肠肌：在腓肠肌跟腱下穿线并结扎，提起结扎线，剪断肌腱与胫腓骨的联系，游离腓肠肌，剪去膝关节下部的后肢，保留腓肠肌与股骨的联系，制备出完整的坐骨神经—腓肠肌标本。标本应包括：坐骨神经、腓肠肌、股骨头和一段脊柱骨四部分。7、连接好装置，调节适宜的灵敏度及刺激强度，开动记录仪、分别用1Hz、2Hz、3Hz、4Hz、5Hz等频率去刺激坐骨神经，记录肌肉的收缩曲线。六、实验结果及分析由图可看出，在一定范围的刺激频率内，连续刺激刺激蟾蜍坐骨神经，随着频率的递增，逐渐出现单收缩，不完全强直收缩到完全强直收缩的变化。蟾蜍骨骼肌出现完全强直收缩后，不会随着频率的递增而发生变化。肌肉收缩的形式，不仅与刺激本身有关，而且还与刺激频率有关。当刺激频率较小时，刺激的间隔大于一次肌肉收缩舒张的持续时间，则肌肉收缩表现为一连串的单收缩；增大刺激频率，使刺激的间隔大于一次肌肉收缩的收缩时间、小于一次肌肉收缩舒张的持续时间，则肌肉产生不完全强直收缩；继续增加刺激频率，使刺激的间隔小于一次肌肉收缩的收缩时间，则肌肉产生完全强直收缩。随着刺激间隔的减小，腓肠肌收缩张力逐渐增大，强直收缩产生的张力显著大于单收缩。肌肉单收缩时，胞浆内Ca2+浓度升高的持续时间太短，被激活的收缩蛋白尚未产生最大张力时，胞浆Ca2+浓度即已开始下降，单收缩产生的张力不能达到胞浆内Ca2+浓度相应的最大张力。强直收缩时，肌细胞连续兴奋，引起终池中的钙连续释放胞浆内的Ca2+浓度持续升高，使肌肉未完全舒张或未舒张时进一步收缩，使收缩张力逐渐增大，完全强直收缩时收缩张力达到了一个稳定的最大值。实验三小白鼠脊髓半横切一、实验目的1.学会将哺乳动物的脊髓半横切的手术方法；2.观察脊髓半横切后动物对刺激的反应。二、实验原理神经系统基本的活动形式是反射。简单的反射由脊髓完成，如膝反射，而复杂的反射则涉及到大脑皮层。脊髓把感受器接受到的信息传到大脑；大脑发出的信息又通过脊髓传到相应的效应器。这种传导机能主要由脊髓的白质来完成。白质是由神经元发出的长突起神经纤维组成的。脊髓中的神经纤维按不同的机能顺序排列。一旦脊髓被切断，则可导致切口以下相应部位的感觉或运动功能的丧失。三、实验对象、器材及药品实验对象：小白鼠实验器材：木板、手术缝针、细线、解剖刀、剪刀、柳叶刀、镊子等实验药品：乙醚四、实验步骤1、用乙醚麻醉小白鼠。2、把小白鼠俯卧和固定在木板上，剪去胸腰部背面的毛，在正中处用解剖刀纵切皮肤，画一个1.5cm长的切口。3、紧贴第1—3节腰椎的棘突，用解剖刀切断椎上的肌腱，并分离肌肉，暴露椎骨。4、用镊子夹住第二腰椎，另一手拿剪刀剪去棘突和椎弓，暴露白色的脊髓。5、在脊髓背面正中有一条纵向的血管，以此为标志，用眼科手术刀将一半脊髓从中央向外侧完全切断。6、待其苏醒后观察小白鼠在实验桌上运动状况。五、实验结果：现象：小白鼠在运动时，与脊髓损伤同侧的后肢不能运动，即小白鼠在桌面上做逆时针圆周旋转运动。解释：由大脑发出的运动指令到达脊髓后，通过脊髓白质的神经纤维继续向下传送，脊髓两侧的运动神经纤维大都在本侧里行走（即不交叉到对侧）。在脊髓被损伤的一侧，运动指令无法传到横切以下的部位，该侧后肢得不到运动指令，因而不能随意运动；脊髓未遭横切的一侧，大脑发出的运动指令，可以通过脊髓白质的神经纤维传到后肢肌肉，所以这一侧后肢运动如常。实验四心血管活动的神经、体液调节一、实验目的1、学习直接测定和记录家兔动脉血压的急性实验方法2、观察某些神经、体液因素对心血管活性的影响。二、实验原理在正常生理情况下，心血管活动受神经、体液和自身机制的调节。心脏受交感神经和副交感神经的支配。心交感神经兴奋时，使心率加快、心肌收缩力加强，心内兴奋传导加快，心输出量增加、动脉血压升高。心迷走神经兴奋时，使心率减慢、心房肌收缩力减弱、房室传导减慢，从而使心输出量减少、动脉血压下降。在神经调节中以颈动脉窦-主动脉弓的减压