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摘 要:生理学是一门实践性较强的科学,实验课所占的比例较大。传统的“离体蛙心灌流”实验是观察体液因素对心脏活动影响的主要实验,其操作复杂、成功率低,可以考虑用“体液因素对在体心脏活动影响”实验来代替,或改良传统“离体蛙心灌流”实验来提高起实验的成功率。
关键词:体液因素 心脏活动 蛙心灌流 插管改良
中图分类号:R122.1 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(b)-0227-01
生理学是研究正常机体功能活动规律的科学,是医学知识体系的主干课程,同时还是一门实验性科学。生理实验课在培养学生的综合素质方面有着不可替代的作用,通过实验课教学,能使学生验证和巩固所学的理论知识、培养学生的操作、观察、分析、论证以及对理论知识的理解和灵活运用等能力。传统的“离体蛙心灌流”实验是观察体液因素对离体心脏活动影响的一个主要实验,其操作复杂,要求严格,若实验条件控制不好,则实验难以成功。本人总结了多年的实验教学经验,思考了两种方法,尝试代替传统的实验方法或通过改良传统“离体蛙心灌流”实验以提高起成功率来达到实验验证“体液因素对心脏活动的影响”的目的,仅供同行参考。
1 设计了“体液因素对在体心脏活动影响”的实验来代替离体蛙心灌流实验
1.1 实验材料
2只家兔。注射器,10%KC1,10%CaC12。
1.2 实验方法
在观察完神经-体液因素对胃肠运动的影响后,在兔耳缘静脉注射药物:一只快速注射10%KC1,另一只快速注射10%CaC12,一直注射到家兔死亡,让学生打开胸腔取出停跳心脏进行观察。
1.3 实验结果
注射10%KCl家兔心脏处于舒张状态,心脏体积变大,用手触摸心脏是软的,说明心脏停跳于舒张期,而注射10%CaCl2家兔心脏处于收缩状态,心脏体积变小,用手触摸心脏是硬的,说明心脏停跳于收缩期。为了证明上述实验的可靠性,让学生观察了20只因其他原因死亡的家免,这些家兔心脏停跳后的状态是随机的,有些心脏停跳于收缩期,有些心脏停跳于舒张期,经统计心脏停跳于舒张期的几率大。
1.4 “体液因素对家兔在体心脏活动影响”的实验优点
①本实验简单易行,结果明显可见,学生亲手操作后印象深刻;②本实验在“胃肠运动观察”实验后进行,既节省时间又节约实验动物;③学生亲眼目睹了家兔快速注射高浓度KC1、CaC12的死亡过程,让学生明白了在临床上静脉补钙,补钾时为什么要控制好输注的浓度和速度;④本实验验证和巩固了“K+、Ca2+等体液因素对心脏活动的影响”的理论知识。
1.5 “体液因素对家兔在体心脏活动影响”的实验缺点
①学生不能亲眼目睹心脏离开神经和血管后能产生兴奋和兴奋传播的过程。
②观察体液因素对心脏搏动的作用,比较局限,而传统的离体蛙心灌流实验就能观察得比较全面。
2 对传统“蛙心灌流实验” 插管方法的改良
2.1 离体蛙心灌流实验中离体蛙心制备的关键
离体蛙心灌流实验中离体蛙心制备的关键是蛙心插管,这是一个较难掌握的操作,此操作失败的常见原因有:①插管进入左主动脉后,由于蛙心左右摆动难以将管尖插入心室,若久插不进则蛙心搏动逐渐减弱,导致插管失败;②插管前阻断心脏血液的流动,心脏短时间内突然停止收缩射血,血液聚集于心腔使心脏过分彭大而妨碍蛙心插管及影响心肌的活性;③在腔静脉血管结扎时,误将腔静脉窦一起结扎,致使心脏停止跳动;本实验针对以上几个环节对蛙心插管进行改良,提高了插管的成功率,尽可能保持心肌的活性良好。
2.2 实验方法的改良
2.2.1 动物及器材准备
蟾蜍,主要试剂和器材包括0.4%肝素-任氏液、任氏液、铁支架、微调固定器、蛙心插管、蛙板、蛙钉、蛙类解剖手术器械、滴管、大烧杯、缝线,均由本校中心实验室提供。
2.2.2 实验方法的改进
(1)蛙心插管的操作过程:在左主动脉下穿一根缝线并结扎,在左、右主动脉下穿一根备用缝线,用玻璃分针将蛙心尖向上翻至背面,分离后腔静脉以备用,线经腔静脉下方将前静脉和左、右肺静脉一起结扎,并在后腔静脉、静脉窦以下穿线打活结备用。在右主动脉穿2根缝线,靠近心端打活结备用。提起远心端线,用眼科剪在右主动脉上靠近动脉圆锥处剪一斜口,看到血液从斜口流出,右手即将盛有少量0.4%肝素-任氏液的蛙心插管从此口插入,使尖端向动脉圆锥的背部后方及心尖方向推进,在心室收缩时推入心腔内(有血液喷出)此时,另一个人立刻将后腔静脉的结扎线扎牢,再用靠近动脉圆锥上方的备用线扎紧蛙心管。若该步骤成功。管内液面会随着心室搏动而上下移动。
(2)操作方法的改进之处:①蛙心插管改为从右主脉插入,将插管的部位由传统的左主动脉改为右主动脉;②插管时保持蛙心内血液的正常循环,不结扎右主动脉近心端,将前静脉左及右肺静脉和后腔静脉分成两部分结扎,插管前先将前静脉,左及右肺静脉结扎,并在远离静脉窦的后腔静脉下穿线打活结备用,插管时蛙心血流仍然持续流动。③在任氏液中加入适量肝素;制成0.4%肝素一任氏液,但只用于蛙心插管时加入插管内,要保持蛙心湿润仍用普通任氏液。
(3)经多次实验,反复比较,插管的成功率明显高于传统的蛙心灌流实验。
2.3 讨论
传统蛙心灌流实验插管失败最主要的原因是插管进行到动脉圆锥时,由于管尖直接面对的是动脉圆锥的外侧壁,该处管壁较薄且没有贴附组织,所以导致蛙心向相反方向移动,妨碍插管的进行。改良后根据蛙类的心脏只有一个心室的解剖特点,将传统的蛙心插管部位由左主动脉改为右主动脉,从右主动脉进入后,蛙心前端面对的是动脉圆锥的内侧壁或半月瓣(前者后端贴附于左右心房)蛙心不会出现左右或前后移动情况,有利于插管的进行。实验结果显示,采用此方法的实验,明显缩短插管的时间,并且使插管时间的稳定性提高、使插管方法的重复性得到改善,改进后没有出现插管后结扎后腔静脉误将静脉窦结扎导致蛙心停搏的现象,明显提高了离体蛙心插管的成功率。
传统的蛙心插管方法插管中常滴加任氏液,但如果插管的时间稍长或没有及时置换蛙心插管内的任氏液,容易导致凝血。从而堵塞蛙心插管,进而出现蛙心节律性收缩而插管内液面不随搏动上下波动的现象。改良后在任氏液中加入肝素,制成0.4%肝素-任氏液,结果显示没有出现凝血堵塞蛙心插管的现象,说明0.4%肝素-任氏液在实验中可有效地防止蛙心插管内凝血。但是,0.4%肝素-任氏液是否对蛙心肌活性的维持是否有负面影响,从而影响后续实验,是值得进一步探讨的问题。以上两种实验方法仅供同行参考。
参考文献
[1] 候天德,程昉,杨颜丽.蝎提取物对离体蛙心收缩活动的影响[J].甘肃科学学报.2003,15(3):46-49.
关键词:体液因素 心脏活动 蛙心灌流 插管改良
中图分类号:R122.1 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(b)-0227-01
生理学是研究正常机体功能活动规律的科学,是医学知识体系的主干课程,同时还是一门实验性科学。生理实验课在培养学生的综合素质方面有着不可替代的作用,通过实验课教学,能使学生验证和巩固所学的理论知识、培养学生的操作、观察、分析、论证以及对理论知识的理解和灵活运用等能力。传统的“离体蛙心灌流”实验是观察体液因素对离体心脏活动影响的一个主要实验,其操作复杂,要求严格,若实验条件控制不好,则实验难以成功。本人总结了多年的实验教学经验,思考了两种方法,尝试代替传统的实验方法或通过改良传统“离体蛙心灌流”实验以提高起成功率来达到实验验证“体液因素对心脏活动的影响”的目的,仅供同行参考。
1 设计了“体液因素对在体心脏活动影响”的实验来代替离体蛙心灌流实验
1.1 实验材料
2只家兔。注射器,10%KC1,10%CaC12。
1.2 实验方法
在观察完神经-体液因素对胃肠运动的影响后,在兔耳缘静脉注射药物:一只快速注射10%KC1,另一只快速注射10%CaC12,一直注射到家兔死亡,让学生打开胸腔取出停跳心脏进行观察。
1.3 实验结果
注射10%KCl家兔心脏处于舒张状态,心脏体积变大,用手触摸心脏是软的,说明心脏停跳于舒张期,而注射10%CaCl2家兔心脏处于收缩状态,心脏体积变小,用手触摸心脏是硬的,说明心脏停跳于收缩期。为了证明上述实验的可靠性,让学生观察了20只因其他原因死亡的家免,这些家兔心脏停跳后的状态是随机的,有些心脏停跳于收缩期,有些心脏停跳于舒张期,经统计心脏停跳于舒张期的几率大。
1.4 “体液因素对家兔在体心脏活动影响”的实验优点
①本实验简单易行,结果明显可见,学生亲手操作后印象深刻;②本实验在“胃肠运动观察”实验后进行,既节省时间又节约实验动物;③学生亲眼目睹了家兔快速注射高浓度KC1、CaC12的死亡过程,让学生明白了在临床上静脉补钙,补钾时为什么要控制好输注的浓度和速度;④本实验验证和巩固了“K+、Ca2+等体液因素对心脏活动的影响”的理论知识。
1.5 “体液因素对家兔在体心脏活动影响”的实验缺点
①学生不能亲眼目睹心脏离开神经和血管后能产生兴奋和兴奋传播的过程。
②观察体液因素对心脏搏动的作用,比较局限,而传统的离体蛙心灌流实验就能观察得比较全面。
2 对传统“蛙心灌流实验” 插管方法的改良
2.1 离体蛙心灌流实验中离体蛙心制备的关键
离体蛙心灌流实验中离体蛙心制备的关键是蛙心插管,这是一个较难掌握的操作,此操作失败的常见原因有:①插管进入左主动脉后,由于蛙心左右摆动难以将管尖插入心室,若久插不进则蛙心搏动逐渐减弱,导致插管失败;②插管前阻断心脏血液的流动,心脏短时间内突然停止收缩射血,血液聚集于心腔使心脏过分彭大而妨碍蛙心插管及影响心肌的活性;③在腔静脉血管结扎时,误将腔静脉窦一起结扎,致使心脏停止跳动;本实验针对以上几个环节对蛙心插管进行改良,提高了插管的成功率,尽可能保持心肌的活性良好。
2.2 实验方法的改良
2.2.1 动物及器材准备
蟾蜍,主要试剂和器材包括0.4%肝素-任氏液、任氏液、铁支架、微调固定器、蛙心插管、蛙板、蛙钉、蛙类解剖手术器械、滴管、大烧杯、缝线,均由本校中心实验室提供。
2.2.2 实验方法的改进
(1)蛙心插管的操作过程:在左主动脉下穿一根缝线并结扎,在左、右主动脉下穿一根备用缝线,用玻璃分针将蛙心尖向上翻至背面,分离后腔静脉以备用,线经腔静脉下方将前静脉和左、右肺静脉一起结扎,并在后腔静脉、静脉窦以下穿线打活结备用。在右主动脉穿2根缝线,靠近心端打活结备用。提起远心端线,用眼科剪在右主动脉上靠近动脉圆锥处剪一斜口,看到血液从斜口流出,右手即将盛有少量0.4%肝素-任氏液的蛙心插管从此口插入,使尖端向动脉圆锥的背部后方及心尖方向推进,在心室收缩时推入心腔内(有血液喷出)此时,另一个人立刻将后腔静脉的结扎线扎牢,再用靠近动脉圆锥上方的备用线扎紧蛙心管。若该步骤成功。管内液面会随着心室搏动而上下移动。
(2)操作方法的改进之处:①蛙心插管改为从右主脉插入,将插管的部位由传统的左主动脉改为右主动脉;②插管时保持蛙心内血液的正常循环,不结扎右主动脉近心端,将前静脉左及右肺静脉和后腔静脉分成两部分结扎,插管前先将前静脉,左及右肺静脉结扎,并在远离静脉窦的后腔静脉下穿线打活结备用,插管时蛙心血流仍然持续流动。③在任氏液中加入适量肝素;制成0.4%肝素一任氏液,但只用于蛙心插管时加入插管内,要保持蛙心湿润仍用普通任氏液。
(3)经多次实验,反复比较,插管的成功率明显高于传统的蛙心灌流实验。
2.3 讨论
传统蛙心灌流实验插管失败最主要的原因是插管进行到动脉圆锥时,由于管尖直接面对的是动脉圆锥的外侧壁,该处管壁较薄且没有贴附组织,所以导致蛙心向相反方向移动,妨碍插管的进行。改良后根据蛙类的心脏只有一个心室的解剖特点,将传统的蛙心插管部位由左主动脉改为右主动脉,从右主动脉进入后,蛙心前端面对的是动脉圆锥的内侧壁或半月瓣(前者后端贴附于左右心房)蛙心不会出现左右或前后移动情况,有利于插管的进行。实验结果显示,采用此方法的实验,明显缩短插管的时间,并且使插管时间的稳定性提高、使插管方法的重复性得到改善,改进后没有出现插管后结扎后腔静脉误将静脉窦结扎导致蛙心停搏的现象,明显提高了离体蛙心插管的成功率。
传统的蛙心插管方法插管中常滴加任氏液,但如果插管的时间稍长或没有及时置换蛙心插管内的任氏液,容易导致凝血。从而堵塞蛙心插管,进而出现蛙心节律性收缩而插管内液面不随搏动上下波动的现象。改良后在任氏液中加入肝素,制成0.4%肝素-任氏液,结果显示没有出现凝血堵塞蛙心插管的现象,说明0.4%肝素-任氏液在实验中可有效地防止蛙心插管内凝血。但是,0.4%肝素-任氏液是否对蛙心肌活性的维持是否有负面影响,从而影响后续实验,是值得进一步探讨的问题。以上两种实验方法仅供同行参考。
参考文献
[1] 候天德,程昉,杨颜丽.蝎提取物对离体蛙心收缩活动的影响[J].甘肃科学学报.2003,15(3):46-49.