《陈新-生理科学实验教学资料》心脏灌流讨论

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1、5.讨论5.1心脏的兴奋收缩一耦联机制肌纤维的收缩总是在动作电位发生后一段时间才开始出现，肌膜上的动作电位即兴奋电位通过某种中介环节引起以肌丝滑行为基础的肌肉收缩。正常心肌的电激动和机械收缩的耦联间期约为50ms,即心肌电激动和动作电位开始约50ms后开始机械性收缩，并在动作电位复极到一半时岀现收缩的峰值，而复极完毕时开始舒张。这种心脏的电激动经过转导引起心肌收缩、心肌收缩频率及强度变化的现象称为兴奋与收缩耦联⑴。+在耦联过程中起了关键性作用。动作电位引起心肌细胞膜上L型或T型钙离子通道开放，细胞外c¥+流入细胞内并触发肌浆网爆发性释放大量胞浆

2、内游离钙离子浓度升高并与肌钙蛋白结合导致肌丝滑行使心肌收缩。由细胞外进入胞浆内的心肌细胞内增高的Ca?+—部分被肌浆网重新摄取，另一部分通过N「・Ca2咬换体和钙泵排出细胞外,使胞浆内游离钙离子浓度降低并与肌钙蛋白分离，导致心肌舒张。其中，由肌浆网重新摄取的Ca"约占80%,排出细胞外的Ca"约为20%。5.2低钙对心脏活动的影响由实验结果可知,低钙任氏液灌流蟾蛛离体心脏后，EDT增大，EST减小，HR加快，即低钙导致心肌收缩力减弱，舒张不充分，心率加快。心室肌细胞复极过程屮，+通过L型钙离子通道内流，与的内向离子流和临通道对K*通透性减弱而导

3、致f外流减慢共同作用，形成复极过程中的平台期。心肌细胞膜上L型钙离子通道开放使Ca?+内流，同时触发肌浆网上的Ryanodine受体快速释放Ca?*,两者共同作用使胞浆内钙离子浓度增高，与肌钙蛋白结合引起心肌收缩。细胞外钙减少，使平台期进入胞浆内的Ca2+相应减少，胞浆内游离钙离子浓度与正常相比较低，则导致心肌细胞收缩减弱。心肌收缩完毕后，产生正常舒张的首要因素是C/+浓度要迅速从10'5mol/L降至10-7mol/L,才能与肌钙蛋白脱离⑵。由于细胞外钙和胞内游离钙离子浓度均减少，使Na+-Ca2+交换减弱，内钙相对增多，部分Ca?+仍处于结

4、合状态，故心肌细胞无法充分舒张，EDT增大。另外，心室舒张的势能来自心室的收缩，心室收缩愈好这种势能就愈大，对心室的舒张也越有利⑵。反之，心室收缩减弱则可能会导致舒张不充分°5・3高钙对心脏活动的影响高钙任氏液灌流后，离体心脏EDT减小，EST增大，HR减慢,即高钙导致心肌收缩增强，舒张充分，心率减慢。细胞外高钙使平台期通过L型钙离子通道的Cd?+增多，同时肌浆网释放的C詐也增多，使细胞内游离钙离子浓度较正常时增大，心肌收缩力增强。由于收缩力增强，热能增大，导致心肌舒张更加充分。另外，c¥+在心肌细胞膜上对于N寸内流有竞争性抑制的膜屏障作用⑶，

5、细胞外高钙和钙离子内流增加均导致内流减少，市于细胞外钙离子浓度较高和细胞内外钠离子浓度梯度相对增大，促进了Na+-Ca2+交换，使Ca?+外排更充分，胞内与肌钙蛋白充分解离，心肌舒张更充分，EDT减小。5.4高钾对心脏活动的影响高钾任氏液灌流后，心脏EDT增大，EST减小，说明心肌收缩减弱，舒张不充分。其机制为：细胞外钾离子浓度增高，心肌细胞的静息电位变小而接近阈电位，这将通过对通透性效率的抑制作用，使0期除极速度和幅度下降，也使复极K+外流通道的通透性提高⑶。导致平台期IC外流加快，Ca"内流时间缩短，细胞内游离钙离子浓度相对降低，心肌收缩力

6、减弱。由于收缩减弱，势能较小，导致舒张不充分，EDT增大。5.5乙酰胆碱和阿托品对心脏活动的影响乙酰胆碱可使心脏EDT增大，EST减小，即使心肌收缩减弱，舒张不充分。在加入阿托品后，EDT减小，EST增大，说明阿托品阻断了乙酰胆碱的作用。乙酰胆碱可与心肌细胞的M胆碱受体结合，抑制CAMP的形成，而通过激活鸟昔酸坏化酶(GC)使cGMP增加，抑制L型钙通道⑷，使Ca?+内流减少，收缩力下降。另外，乙酰胆•碱能提高膜上F通道的通透性，促使“外流增加，复极加速，使Ca"内流减少⑶，也使心肌收缩力下降。阿托品可与乙酰胆碱竞争性结合M胆碱受体，同吋自身不

7、具备生物活性，故可以阻断乙酰胆碱的作用。舒张、心率？而乙酰胆碱的负性频率作用，使窦房结舒张期自动除极延缓，复极化电流加大，延长动作电流到达到阈值的时间，导致心率减慢阿托品可竞争性拮抗M胆碱受体，且儿乎无内在活性，其与M胆碱受体结合后，一般EST变大，EDT变小，说明阿托平阻断了乙酰胆碱的作用，使其无法变现岀负性变时变力变传导的作用。5.6肾上腺素对心脏活动的影响肾上腺素可使心脏EDT减小，EST增加，即心肌收缩力增强，舒张充分。肾上腺素可激活心肌细胞的卩-肾上腺素受体，通过相耦联的G蛋白激活细胞内腺昔酸环化酶(AC)而使CAMP水平升高，CAM

8、P激活磷酸激酶A(PKA)通路使L型钙通道磷酸化而改变通道构型和门控，通道开放增强⑷，+内流增加，使心肌收缩力增强。舒张、心率？5.7普蔡洛尔对心脏活