Experimento de perfusión de corazón de rana

1. Comprender el método experimental de perfusión de corazón de rana aislado.

2. Observar los efectos del sodio, potasio, calcio, epinefrina, acetilcolina y otros factores sobre la actividad cardíaca.

[Principio experimental]

1. La actividad rítmica normal del corazón requiere un ambiente interno adecuado, y los cambios en el ambiente interno afectan directamente la actividad normal del corazón. En este experimento, se agregaron artificialmente algunas sustancias al líquido de perfusión del corazón de rana para cambiar el ambiente interno de la actividad del corazón y observar los cambios en la actividad del corazón.

2. Clasificación de los cardiomiocitos

Contracción autónoma y conducción excitadora

Células no autónomas, miocardio auricular y miocardio ventricular.

Las células autónomas, las células P y las células de Purkinje no tienen nada.

Células de respuesta rápida: miocardio auricular, miocardio ventricular, células de Purkinje: activadas principalmente por canales rápidos de sodio. El rápido ingreso de Na conduce a potenciales de acción y una rápida despolarización.

Células de respuesta lenta: células del nódulo sinoauricular, células del área de unión auriculoventricular: activadas principalmente por canales de calcio lentos, la entrada de Ca desencadena potenciales de acción y la velocidad de despolarización es lenta.

3. Características fisiológicas de los cardiomiocitos: características electrofisiológicas: automaticidad, excitabilidad y conductividad.

Características mecánicas y fisiológicas: contractilidad

Factores electrofisiológicos que afectan a los cardiomiocitos

Factores que afectan a la excitabilidad de los cardiomiocitos

(Miocitos ventriculares) Factores que afectan a los cardiomiocitos autonomía

(Células del nódulo sinoauricular) Factores que afectan la conductividad de los cardiomiocitos

(Células de la zona de unión auriculoventricular)

La diferencia entre el nivel de potencial en reposo y el nivel de potencial umbral El factor de estructura de velocidad de la despolarización automática de 4 fases: diámetro

La diferencia entre el nivel de potencial de repolarización máximo y el nivel de potencial umbral en el estado del canal de sodio, la velocidad y amplitud de la despolarización del potencial de acción de 4 fases.

Excitabilidad de membranas adyacentes

El Ca necesario en el proceso de acoplamiento excitación-contracción de los cardiomiocitos es transportado por el líquido extracelular. Cuando la célula está excitada, el canal de Ca en la membrana celular está abierto, por lo que:

Concentración de Ca en el líquido extracelular = - Entrada de Ca cuando la célula está excitada = - Contractilidad del miocardio =

Viceversa

4,1 KCl: 134 mmol/L (normal: 4 mmol/L).

Potasio ligero, medio y alto:

K extracelular = -K y Ca se inhiben competitivamente en la membrana celular -K inhibe el transporte de Ca por la membrana celular -Ca entra en la membrana celular célula-miocardio El proceso de acoplamiento excitación-contracción se debilita: la contractilidad del miocardio se debilita.

[K]=-El gradiente de concentración de K dentro y fuera de la membrana disminuye-El valor absoluto del potencial de reposo disminuye-Excitabilidad=

[K]=-La permeabilidad de la membrana aumenta la membrana celular a K- inactivación del canal de K V↓-despolarización automática V↓-autonomía↓

[K]=-aumento de la permeabilidad de la membrana celular al K-aumento del flujo de salida de K-potencial de repolarización máximo=-autonomía ↓

↑[k]-Se inhibe la entrada de Ca-se reduce la velocidad y la amplitud de la despolarización de fase 0-se reduce la conductividad

Hiperpotasemia grave:

[ k]=-RP↓-inactivación del canal de sodio-pérdida de excitabilidad

5.2 Cloruro de calcio: 180 mmol/L (normal: 2 mmol/L).

Existe una inhibición competitiva entre el sodio y el calcio extracelular.

Concentración de Ca en líquido extracelular=-Afluencia de Ca durante la excitación celular=-contractilidad miocárdica=

Conjunto de reacción rápida:

Alta afluencia de calcio y sodio Inhibición - Velocidad reducida y amplitud de la despolarización de fase 0 - Conductividad ↓

Células de respuesta lenta:

El Ca-Ca alto ingresa fácilmente a la célula y aumenta la entrada de Ca - Velocidad de la fase 0 Aumento de despolarización - conductividad =

6,0 .65 cloruro de sodio: 111 mmol/L

Calcio extracelular - afluencia de calcio en 2 fases - concentración de calcio citoplasmático - contracción del miocardio

[Ca]↓—La entrada de Ca disminuye—La despolarización de fase 0 se ralentiza—Conductividad ↓

[Ca]—Es menos probable que el Ca entre en las células—Despolarización automática de 4 fases Desaceleración - autonomía ↓

7. Cambios positivos de la epinefrina

La adrenalina se une a los receptores β1 en la membrana celular del miocardio - Ca en las células del miocardio y el retículo sarcoplásmico Permeabilidad ↑—aumento de la concentración de Ca en el líquido sarcoplásmico—contracción del miocardio ↑.

Deje que el canal de K, el canal de Na y el canal de Ca se abran -.

Canal de calcio lento-

8. Cambios negativos en la acetilcolina

La acetilcolina se une al receptor M en la membrana celular del miocardio, el canal de potasio en la célula del miocardio. Permeabilidad de la membrana - Promueve la salida de potasio -

1: Salida de K durante la repolarización de las células del nódulo sinoauricular ↑ - nivel máximo de potencial de repolarización ↑ - autonomía ↓

2. Salida de potasio durante la repolarización ↑ - AP Acortamiento de fase 2,3 - el calcio ingresa a las células - contracción del miocardio

La acetilcolina puede inhibir directamente los canales de calcio - entrada de calcio - contracción del miocardio.

[Tema] Rana o Sapo

[Equipo experimental y medicamentos]

1. Equipo, sistema de adquisición de señales biológicas, transductor mecánico, 1 juego de instrumentos de cirugía de ranas. , cánula de corazón de rana, pinza de corazón de rana, pinza para tubos de ensayo, pinza cóncava doble, soporte universal, gotero, 4 vasos pequeños de 150 ml, solución de Ren.

2. Medicamento O. 65 cloruro sódico, 2 cloruro cálcico, 1 cloruro potásico, 1:10.000 epinefrina, 1, 10.000 acetilcolina, etc.

[Pasos experimentales]

1 Preparación in vitro de corazón de rana

(1) Tome un sapo, destruya el cerebro y la médula espinal y fíjelo una tabla de rana use tijeras quirúrgicas para cortar la piel desde la apófisis xifoides hasta el acromion de ambas clavículas en un triángulo, use tijeras gruesas para cortar la pared torácica, fije las dos extremidades anteriores con chinchetas, levante el pericardio con unas pinzas y córtelo. ábralo con unas tijeras para exponer el corazón.

(2) Pase dos alambres delgados debajo de los dos troncos aórticos (uno para ligar la vena cava y otro para ligar la cánula del corazón de rana y la aorta), uno de los cuales se ata con un nudo corredizo. y dejar a un lado.

(3) Voltee el corazón, identifique la aurícula, el seno venoso y la vena cava, y luego ligue la vena cava.

(4) Levante la ligadura con la mano izquierda y córtela en forma de "V" con las tijeras del ojo derecho a 3 mm de la bifurcación de la aorta izquierda. Inserte la cánula de corazón de rana llena con una pequeña cantidad de solución de Ren (tape la cánula con el pulgar para evitar que la solución de Ren salga de la cánula) desde la abertura en forma de V hasta la parte inferior del bulbo arterial. Saque la cánula más tarde. y luego extrajo el corazón de rana. La punta de la cánula se giró hacia el lado inferior izquierdo de la espalda del sapo y se insertó en la cámara del corazón durante la sístole. Si la cánula ha entrado en el ventrículo, podrá ver cómo el nivel de líquido en el tubo sube y baja con los latidos del corazón. En este momento, el nudo suelto de la línea preestablecida se puede atar firmemente y fijar en el pequeño gancho en la pared de la cánula.

(5) Levante con cuidado la cánula y el corazón, corte las ramas izquierda y derecha de la aorta y corte el corazón junto con el seno venoso.

(6) Aspire la sangre en el tubo y enjuague repetidamente la sangre residual en el ventrículo con la solución de Ren para evitar que la coagulación de la sangre afecte el experimento.

Continuar. El vértice del corazón se sujeta durante la diástole con una pinza en forma de corazón de rana conectada por alambres delgados. (El ápice del corazón es grande y hay menos tejido, por lo que no es fácil dañar el corazón)

2 Dispositivo experimental

La cánula del corazón de rana se fija en el. soporte con una abrazadera para tubo de ensayo, y el cable de conexión de la abrazadera en forma de corazón de rana está conectado a la máquina en el transductor. El cable de salida del sensor está conectado al terminal de "entrada" de la computadora. Encienda la computadora e ingrese a la interfaz "Perfusión de corazón de rana". Ajuste los parámetros experimentales y comience a registrar la curva de contracción cardíaca.

3. Elementos de observación

(1) Registre la curva de contracción del corazón cuando solo se usa la solución de Ren y observe la frecuencia cardíaca y la amplitud de la contracción como controles normales.

(2) Aspire la solución de Ren en el tubo, reemplácela con Nacl 0,65 y observe y registre los cambios en los latidos del corazón.

(3) Reemplazar con una cantidad igual de solución de Ren. Después de que los latidos del corazón vuelvan a la normalidad, agregue 1 o 2 gotas de 2 CaCl, registre y observe los cambios en los latidos del corazón.

(4) Reemplazar con una cantidad igual de solución de Ren. Después de que los latidos del corazón vuelvan a la normalidad, agregue de 1 a 2 gotas de L KCl, registre y observe los cambios en los latidos del corazón.

(5) Reemplazar con una cantidad igual de solución de Ren. Después de que los latidos del corazón vuelvan a la normalidad, agregue de 1 a 2 gotas de epinefrina 1:10.000, registre y observe los cambios en los latidos del corazón.

(6) Reemplazar con una cantidad igual de solución de Ren. Después de que los latidos del corazón vuelvan a la normalidad, agregue de 1 a 2 gotas de L: 10000 acetilcolina, registre y observe los cambios en los latidos del corazón.

4. Procesamiento de los resultados experimentales. La curva de contracción cardíaca normal y los resultados experimentales deben marcarse durante el experimento y luego compilarse y adjuntarse al informe experimental para explicar teóricamente los resultados experimentales.

Amplitud y frecuencia de la contracción

Normal

KCL ↓ ↓

CaCl ↑

NaCl ↓ ↓< / p>

E ↑ ↑

Ach ↓ ↓

[Nota]

1. Se deben utilizar pinzas de corazón de rana para sujetar el ápice del corazón. a la vez, no más de una vez, sujételo una vez para evitar dañar el corazón.

2. La línea de conexión entre el clip del núcleo de la rana y la lengüeta del sensor debe estar inclinada para evitar que la solución gotee dentro del sensor.

3. Cuando los resultados experimentales sean evidentes, la solución de la cánula se debe succionar a tiempo y enjuagar con la solución de Ren al menos 2 o 3 veces. Después de que los latidos del corazón vuelvan a la normalidad, continúe con el siguiente experimento.

4. Los goteros de varias soluciones deben estar separados y no deben mezclarse.

5. Durante el experimento, una vez ajustada la posición de la línea base, la ampliación y la velocidad de escaneo, no se deben cambiar.

6. En todos los experimentos, el nivel de líquido de la solución de perfusión de la cánula de corazón de rana siempre debe ser constante para garantizar una carga fija en el corazón.

7. Para cada experimento, primero se debe registrar la curva de control normal, y luego se debe agregar el fármaco líquido y registrar su efecto.

8. Adrenalina: agregue 2-3 gotas. La acetilcolina se puede usar varias veces: se debe agregar NaCl por última vez: reemplace todos los demás: comience con una gota.

[Preguntas para pensar]

1. ¿Qué pasará si se inyectan rápidamente iones de potasio en el cuerpo humano?

2. ¿Cuál es la carga del perfundido en la cánula de corazón de rana en el corazón?

3. ¿De dónde proceden la adrenalina, la acetilcolina y otras sustancias químicas en el ser humano normal?