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3，心房肌收缩力减弱：

即负性变力作用。

Ach有直接抑制钙离子通道的作用使心房肌收缩力减弱

4，心房肌不应期缩短：

Ach可加强心房肌细胞复极钾离子外流，使心房肌动作电位平台期缩短，因而是心房肌不应期缩短。

胞外钾或血钾浓度升高时对心肌电生理有如下影响：

（1）自律性降低：

细胞外钾浓度升高时，心肌细胞膜对钾的通透性增高，钾外流加快。

从而对快反应细胞（包括心房，心室肌细胞，结间束及蒲金野氏纤维）的自律性影响显著，其自动去极化速度减慢，使其自律性明显降低。

（2）对兴奋性影响：

高钾对心肌细胞兴奋性具有双重性作用。

如细胞外钾或血钾浓度升高（约5～7毫当量/升）时，可使膜内外的钾浓度差减少，即膜发生了部分去极化，较接近于阈电位，故可使心肌兴奋性升高。

当血钾浓度大量增高（大于7～9毫当量/升），膜去极化到达更低数值。

由于静息电位小，钠通道不被激活，所以心肌细胞兴奋性降低，甚至消失。

因此，在血钾升高的过程中，心脏的兴奋性可出现迅速升高，则兴奋性随即降低或消失。

　（3）传导性降低：

高钾由于使静息电位减小，导致动作电位的极化幅度和速度降低，兴奋的扩布减慢，因而传导性降低。

因此，在高血钾时，心房内或房室间或心室内均可发生传导延缓或阻滞。

高钾是细胞内外两侧钾浓度差减小，从细胞内出到细胞外钾离子减少，兴奋性增强。

（一）钾离子

1．高钾的影响

细胞外K＋浓度（[K＋]o）的变化主要通过两个方面对心肌生理特性发生影响。

（1）影响K＋的电－化学平衡电位：

[K＋]o变化时，静息电位依Nernst公式发生变化，高钾引起除极；

（2）影响内向整流钾通道IK1通道的通透性：

高钾时IK1通道对K＋的通透性增加，低钾时对K＋的通透性降低，细胞外无K＋时，IK1通道对K＋的通透性丧失。

对兴奋性的影响：

高血钾时快反应心肌细胞静息电位（或最大舒张电位）除极。

轻度除极，由于和阈电位之间的电位差距变小，兴奋性升高；

明显除极，会引起细胞膜上的INa通道失活，兴奋性反而下降。

另一方面，高血钾时IK1通道对K＋的通透性增加，动作电位复极速度因为K＋外流加速而加快，动作电位时程缩短，有效不应期也相应缩短。

心室肌动作电位缩短和复极加速反映在心电图上表现为Q-T间期缩短，T波高尖。

1）对传导性的影响：

高血钾时静息电位（最大舒张电位）除极，细胞膜内负电位减少，同时INa通道失活，兴奋性Na＋内流量减少减慢，动作电位0期去极化幅值减少，最大去极化速率减慢，传导速度减慢。

心肌缺血时，由于细胞内能源物质ATP减少，细胞膜上IK－ATP通道开放，细胞内K＋循之外流，造成局部细胞外高钾，可以高达正常值10倍以上，静息电位严重除极，INa通道失活，发生传导阻滞。

2）对自律性的影响：

高血钾时室内自律细胞浦肯野细胞的最大舒张电位除极，使因超极化而激活的If激活程度减少；

另方面，高钾引起IK1通道对K＋的通透性升高，K＋易于外流，也对抗了If内流引起的舒张除极，所以，高血钾抑制快反应心肌细胞的自律性。

高钾对窦房结P细胞的自律活动影响不明显。

3）对收缩性的影响：

高血钾时由于动作电位平台期和总时程都缩短，每个动作电位中Ca2＋内流量减少，使心肌收缩力减弱。

（二）低钾的影响

低钾时虽然推动K＋从细胞内向外流动的动力增大，但是由于IK1通道对K＋的通透性降低，所以快反应细胞静息电位除极，动作电位时程延长（K＋外流减慢，复极时间延长），尤其是动作电位终末复极部分延长，反映在心电图上表现为Q-T间期延长，T波低平。

1．兴奋性的影响：

低血钾引起静息电位（最大舒张电位）除极，兴奋性升高。

动作电位时程的延长使不应期也相应延长。

2．对传导性的影响：

由于INa减小，动作电位0期去极化幅值和最大去极化速率降低，传导速度减慢。

3．对自律性的影响：

Ik1电流的减小使If电流引起舒张除极的作用增大，浦肯野细胞自律性增高，易于出现异位节律。

窦房结P细胞对低钾不敏感。

4．对收缩性的影响：

低钾时心肌收缩力轻度增加。

可能由于钠－钾泵轻度受抑，也可能由于Ca2＋内流受细胞外K＋抑制作用减少，使细胞内Ca2＋轻度增加所致。

（三）钙离子

细胞外Ca2+浓度（[Ca2+]o）的变化对静息电位没有太大的影响。

[Ca2+]o的主要作用是对INa通道的膜屏障作用，高钙使INa通道的激活、失活曲线向去极化方向移位，需要更强的去极化才能使INa通道激活，低钙的作用相反。

1．高钙的影响

高钙时膜屏障作用加强，阈电位上移，兴奋性下降。

动作电位2期（平台期）因ICa－L内流增加而抬高，同时由于Ca2+内流增加，激活了钙依赖性钾流（IK－Ca），使K＋外流加速，造成平台期缩短，动作电位时程缩短，有效不应期也相应缩短。

高钙时快反应细胞由于INa内流减少，动作电位0期去极化速率减慢，同时阈电位上移，所以传导速度减慢。

慢反应细胞则相反，高钙使其动作电位0期去极化速率和幅值都增加，传导速度加快。

对心肌收缩有增强作用，这是由于高钙时钙内流量增加，肌浆网钙释放量也增加之故。

2．低钙的影响

低钙的生理效应基本上和高钙相反，表现为阈电位降低，兴奋性升高，平台期延长，不应期也相应延长。

快反应细胞的传导性因动作电位0期去极化速率和幅值增加，阈电位下移，所以传导速度加快。

低钙使心肌收缩力减弱。

实验条件下的严重低钙可以导致在静息膜电位INa通道已有部分失活，因而兴奋性降低。

5．2％CaCl2：

即180mmol/L（正常：

2mmol／L）

细胞膜外Na与Ca有竞争性抑制

细胞外液Ca浓度↑――细胞兴奋时内流Ca↑――心肌收缩力↑

快反应细胞：

高Ca――Na内流抑制――0期去极化速度及幅度下降――传导性↓

慢反应细胞：

高Ca――Ca易进入细胞，Ca内流增加――0期去极化速度增加――传导性↑

（四）钠离子

Na+是细胞外液中的主要正离子，但心肌细胞对[Na+]o的变化不敏感，只有显著变化时才会产生效应。

例如显著高钠时可使快反应细胞0期去极化速率和幅值增加，传导速度有所加快等。

细

离体蛙心灌流

[实验目的]

1．学习离体蛙心灌流的实验方法。

2．观察Na、K、Ca三种离子及肾上腺素、乙酰胆碱等因素对心脏活动的影响。

[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。

本实验在蛙心的灌流液内人为地加入一些物质而改变心脏活动的内环境，观察心脏活动有何变化。

2．心肌细胞分类

收缩性兴奋性传导性自律性

非自律细胞，心房肌，心室肌细胞有有有无

自律细胞，p细胞，浦肯野细胞无有有有

心房肌，心室肌，浦肯野细胞：

主要由快钠通道被激活，Na快速内流引发动作电位，去极速度快

窦房结细胞，房室交界区细胞：

主要由慢钙通道被激活，Ca内流引发动作电位，去极速度慢

3．心肌细胞的生理特征：

电生理特征：

自律性，兴奋性，传导性

机械生理特征：

收缩性

影响心肌细胞电生理因素

影响心肌细胞兴奋性因素

（心室肌细胞）影响心肌细胞自律性因素

（窦房结细胞）影响心肌细胞传导性因素

（房室交界区细胞）

静息电位水平与阈电位水平之间的差距4期自动除极的速度结构因素：

直径

钠通道状态最大复极电位水平与阈电位水平之间差距动作电位0期去极速度和幅度

邻近部位膜的兴奋性

心肌细胞兴奋－收缩耦联过程所需的Ca要从细胞外液转运，细胞兴奋时，膜上Ca通道开放，因此：

反之亦然

4．1％KCl：

即134mmol/L（正常：

4mmol／L）

轻，中度高钾：

细胞外K↑――K与Ca在细胞膜上有竞争性抑制――K抑制细胞膜对Ca转运――进入细胞内Ca↓――心肌的兴奋收缩联过程减弱――心肌收缩力↓

[K]↑――膜内外k浓度梯度减小――静息电位绝对值减小――兴奋性↑

[K]↑――细胞膜对k通透性增加――K通道失活V↓――自动去极化V↓――自律性↓

[K]↑――细胞膜对k通透性增加――K外流增加――最大复极电位↑――自律性↓

[K]↑――Ca内流受抑制――0期去极速度和幅度降低――传导性降低

重度高钾：

[K]↑↑――RP↓――Na通道失活――兴奋性丧失

6．O.65％NaCl：

111mmol／L

细胞外Ca↓――2期内流Ca↓――胞浆Ca浓度↓――心肌收缩↓

[Ca]↓――Ca内流减少――0期去极化速度减慢――传导性↓

[Ca]↓――Ca不易进入细胞――4期自动除极的速度减慢――自律性↓

7：

肾上腺素正性变化

肾上腺素与心肌细胞膜上的β1受体结合――心肌细胞和肌浆网膜Ca通透性↑――肌浆中Ca浓度增加――心肌收缩↑

使K通道，Na通道，Ca通道都开放，------

慢Ca通道-----

8：

乙酰胆碱负性变化

乙酰胆碱与心肌细胞膜上的M受体结合――心肌细胞膜K通道的通透性↑――促k外流――

1：

窦房结细胞复极时K外流↑――最大复极电位水平↑――自律性↓

2：

复极时K外流↑――AP2,3期缩短――Ca进入细胞内↓――心肌收缩↓

乙酰胆碱可直接抑制Ca通道――Ca内流↓――心肌收缩↓

[实验对象]青蛙或蟾蜍

[实验器材和药品]

1．器材生物信号采集系统、机械换能器、蛙类手术器械1套、蛙心插管、蛙心夹、试管夹、双凹夹、万能支架、滴管、150ml小烧杯4个、任氏液。

2．药品O.65％氯化钠、2％氯化钙、1％氯化钾、1：

10000肾上腺素、1，10000乙酰胆碱等。

[实验步骤]

1离体蛙心的制备

（1）取1只蟾蜍，破坏脑和脊髓，仰卧固定于蛙板上，用外科剪由剑突处向两锁骨肩峰端呈三角形剪开皮肤，用粗剪刀剪开胸壁，用图钉固定两前肢，用镊子提起心包膜，用眼科剪将其剪开，暴露心脏。

（2）在两个主动脉干下各穿两根细线（一根用来结扎腔静脉，另一根用来结扎蛙心插管和主动脉），并将其中一根打一活结备用。

（3）将心脏上翻，辨认心房，静脉窦，腔静脉，然后结扎腔静脉。

（4）用左手提起结扎线，右手用眼科剪在左侧主动脉距分叉部3mm处剪一“v”型口。

将盛有少量任氏液的蛙心套管（用拇指将套管堵住，以防套管中的任氏液流出）从“v”型口插入动脉球底部，然后稍后撤套管，再将蛙心管尖端转向蟾蜍的背侧及左下方，于心缩期插入心室内。

插管如已进入心室，可见管中液面随着心搏而升降，此时即可将预置线的活结扎紧，并固定于插管壁的小钩上。

（5）小心提起套管和心脏，剪断主动脉左右分支；

将心脏连同静脉窦一起剪下。

（6）吸去管内的血液，并用任氏液反复冲洗心室内的余血，以防血液凝固而影响实验的

进行。

用连有细线的蛙心夹在心舒期夹住心尖部。

（心尖大，夹组织少，不易损伤心脏）

2．实验装置

将蛙心插管用试管夹固定于支架上，蛙心夹的连线连接在机械换能器上。

换能器的输出线与计算机的“输入”端相连。

打开计算机，进入“蛙心灌流”界面。

调节实验参数，开始记录心脏收缩曲线。

3．观察项目

（1）记录心脏在仅有任氏液时的收缩曲线，观察心率及收缩幅度，作为正常对照。

（2）吸去管内的任氏液，换以等量0.65％Nacl，观察并记录心跳的变化。

（3）等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入2％Cacl1—2滴，记录观察心跳的变化。

（4）等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入l％Kcl1～2滴，记录观察心跳的变化。

（5）等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入1：

l0000肾上腺素1～2滴，记录并观察心跳的变化。

（6）等量任氏液换洗，待心跳恢复正常后，加入l：

10000乙酰胆碱1～2滴，记录并观察心跳的变化。

4．实验结果的处理对正常心脏收缩曲线和各项实验所得结果均应在实验时进行标记，然后整理并附在实验报告单上，对实验结果进行理论上的解释。

收缩幅度收缩频率

正常

KCL↓↓

CaCl↑↑

NaCl↓↓

E↑↑

Ach↓↓

[注意事项]

1．蛙心夹应一次性夹住心尖，不宜夹多次，以免损伤心脏。

2．蛙心夹与换能器簧片的连线应呈一定的倾斜度，以防溶液滴入换能器。

3．当各项实验效果明显后，应及时将插管内的溶液吸出，至少用任氏液反复冲洗2～3次，待心跳恢复正常后，再进行下一项实验。

4．各种溶液的滴管应分开，不要混用。

5．在实验过程中，基线的位置、放大倍数、扫描速度一经调好后不要再变动。

6．在各项实验中，蛙心插管内灌流液的液面高度应始终保持一致，以保证心脏固定的负荷。

7．每一项实验，均应先记录一段正常对照曲线，然后再加入药液并记录其效应。

8．肾上腺素：

加2-3滴，可多次使用乙腺胆碱：

必须最后一次滴加NaCl：

全换其余：

从一滴加起

1.夹闭一侧颈总动脉15s后，观察到兔动脉血压升高的现象：

这是由于颈动脉窦管壁的外膜下分布有丰富的感觉神经末梢，是动脉张力感受器。

这个感受器位于兔颈总动脉的远心端，颈内动脉与颈外动脉的分叉交界处。

夹闭颈动脉后，远心端的颈动脉窦张力感受器感受到血压下降，传出神经冲动的频率减慢。

信息沿窦神经上传至延髓孤束核心血管中枢。

使心迷走紧张减弱，心交感和心缩血管紧张加强，作用于心脏，使心率加快，心输出量增加，血管收缩，血管外周阻力增加。

从而血压恢复性升高。

若血压下降过大，交感缩血管紧张还会扩展到静脉系统，是静脉收缩，促进血液回心，使每博输出量增加。

2.刺激完整减压神经及其中枢端均可引起血压下降，而刺激该神经外周端基本不变：

兔减压神经是传入神经，其作用是将主动脉弓感受器发出的冲动传入延髓心血管中枢，反射性引起血压降低。

因此，刺激完整的减压神经或其中枢端，使传入中枢的冲动增加，致血压明显下降，而刺激其外周端虽又冲动传向外周，但不会引起血压变化。

3.刺激迷走神经后观察到，刺激迷走神经和迷走神经外周端都能引起明显的减压反应，而刺激迷走中枢端则没有减压反应，只是稍有轻微抬升变化：

迷走神经中含从延髓下行的传出纤维，通向心脏。

节前纤维末端释放Ach,节后纤维末端释放Ach,属于副交感神经纤维，能使cAMP浓度降低，心率减慢，心房收缩力减弱，传导性减弱。

从而使心输出量变小，平均动脉压降低。

此外，还有主动脉体化学感受器的上行纤维在迷走神经中并行，化学感受器受刺激的效应是血压升高。

所以，刺激迷走中枢不能引起减压反应，却可以使血压轻微抬高。

此外，若切断两侧迷走神经，迷走紧张消失，迷走吸气兴奋反射通路也断了，动物的吸气变深，周期变长，二级曲线周期性变得不明显。

4.加入0.2ml0.01%去甲肾上腺素后，观察到平均动脉压抬高。

这是由于去甲肾上腺素与血管平滑肌上的α和β2甲肾上腺素能受体结合，使血管收缩，管径变小，外周阻力增加，从而使平均动脉压升高。

此外，去甲肾上腺素还可以使心率增加，心收缩力变大。

只是缩血管效应更明显。

5.加入0.2ml0.01%乙酰胆碱后，观察到一级曲线周期变慢，平均动脉压下降。

Ach能使cAMP浓度降低，心率减慢，心房收缩力减弱，传导性减弱。

心率变慢则流向外周的血量变多，舒张压更低。

心房收缩力减弱则收缩压也有下降。

平均动脉压降低。

但是因为血回心时间变长，因此，回心血量较多，脉压增加。

而大多数血管没有Ach受体，Ach对外周阻力影响不大。