影响心功能的因素及实验性.docx
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影响心功能的因素及实验性
影响心功能的因素及实验性
心力衰竭的发生与治疗
海广范
药理学教研室
2006.11.7
实验课教案首页
一题目
影响心功能的因素及实验性心力衰竭的发生与治疗
二对象
本科2004级各专业
三课时目标
与
课时分配
1.理论讲解2学时。
2.学生操作8学时。
四授课重点
影响心功能的因素及心衰的发生与抢救
五授课难点
1．影响心功能的各种因素。
2．心衰的发生机制及抢救。
3．心衰模型的制备、实验项目的观察及记录。
六授课形式
小班实验课
七授课方法
与
课前准备
采用启发式教学；
围绕重点、难点，深入浅出；
注重学生动手操作能力培养
八参考书
《生理学》第六版
《药理学》第六版
《病理生理学》第六版及《病理生理学实验方法》
《生理学实验方法》李东亮主编
《医用机能学实验指导》刘巨源主编
《现代药理实验方法》张均田主编
九思考题
1．评价心功能的指标有哪些？
目前最好的指标是什么？
2．从心脏本身来分析，有哪些因素可以影响心功能？
3．临床上，左、右心衰及全心衰的临床表现各是什么？
其治疗原则是什么？
治疗心衰的药物有哪些？
十科室意见
影响心功能的因素及实验性心力衰竭的发生与治疗
一实验目的
1.学习离体在位心脏恒压灌注方法；
2.观察影响心功能的各种因素；
3.学习制备实验性心力衰竭的动物模型；
4.设计抢救方案并掌握心衰药物作用机制。
二实验原理
㈠评价泵功能的指标
心脏最重要的功能是泵血功能，评价泵功能的指标有心输出量（每分输出量，minutevolume，cardiacoutput）：
一侧心室每分钟射出的血液量；
搏出量（strokevolume）：
一次心搏中由一侧心室射出的血液量；
射血分数（ejectionfraction）：
搏出量/心室舒张末期容积×100％
心指数（cardiacindex）：
单位体表面积计算的心输出量；
每搏功（strokework）：
心脏一次收缩所作的功；
每分功（minutework）：
心室每分钟所作的功。
其中，每搏功、每分功更能反映心脏的泵功能，它们的计算简式为：
每搏功（g.m）＝搏出量×1/1000×（平均动脉压-平均心房压）×13.6
每分功（Kg.m/min）＝每搏功×心率×1/1000
㈡心输出量的调节
由于心输出量等于搏出量乘以心率，这次实验主要从搏出量、心率这方面来观察心输出量的影响因素。
⒈心率对心输出量的影响
在一定范围内，心率的增加可使心输出量相应增加。
当心率超过180次/分或低于40次/分时，由于受到心肌能量供应和心脏舒张期长短的影响，导致心输出量反而下降。
2.搏出量对心输出量的调节
心脏的搏出量取决于前负荷（心肌初长度或心室舒张末期容积或充盈压）、心肌收缩能力以及后负荷的影响。
⑴前负荷对搏出量的调节
前负荷就是心肌初长度或心室舒张末期容积。
Starling机制：
回心血量增加,心脏在舒张期充盈就增加,心肌受牵拉就愈大,则心室的收缩力量增强,搏出到主动脉的血量愈多。
所以,Starling机制主要保持心搏出量和回心血量相平衡。
心功能曲线：
就是反映左室舒张末期容积或充盈压（前负荷）与心室搏功之间关系的曲线,纵坐标表示左室每搏功,横坐标为左室舒张末期压。
心室功能曲线大致可分为三段：
1充盈压12～15mmHg是人体心室最适前负荷,位于其左侧的一段为功能曲线的升支;表明在初长度达到最适前负荷之前,搏功随初长度的增加而增加。
2充盈压在15～20mmHg范围内,曲线渐趋平坦,说明前负荷在上限范围内变动时对泵血功能的影响不大。
3充盈压高于20mmHg后,曲线平坦,或轻度下倾,但并不出现明显的降支,说明正常心室的充盈压即使很高,搏功基本不变或仅轻度减少。
⑵心肌收缩能力对搏出量的调节
心肌收缩能力：
心肌不依赖于前﹑后负荷而能改变其力学活动的一种内在特性。
胞浆内Ca2+的浓度,ATP酶的活性,横桥循环中各步骤的速率,肌凝蛋白横桥与肌纤蛋白联结体的数量等都影响心肌兴奋-收缩耦联,使心肌收缩能力发生改变。
当心肌收缩能力增强时,心输出量增加,心室功能曲线向左上方移位;当心肌收缩能力下降时,心输出量减少,心室功能曲线向右下移位。
⑶后负荷对搏出量的调节
心室肌后负荷是指动脉血压。
在心率﹑心肌初长度和收缩能力不变的情况下,如果动脉血压增高,等容收缩期室内压峰值增高,射血期缩短,同时心室肌缩短的程度和速度均减少,射血速度减慢,以致搏出量暂时减少。
另一方面,由于搏出量的恢复,造成心室内剩余血量增加,通过自身调节机制可使搏出量恢复正常;随着搏出量的恢复,心室舒张末期容积也恢复到原来水平。
㈢药物性心衰的机制
所用到的药物是2×10-6～10-5mol/L的GrSO4；其机制为：
Gr2＋与Ca2＋竞争钙通道，这样，一方面降低工作细胞内Ca2＋浓度，引起心肌收缩力下降；另一方面，也影响到窦房结细胞的自动去极，导致心律失常，使心衰进一步加重。
㈣心衰时心脏的代偿反应及临床表现
心脏的代偿反应：
①加快心率在一定范围内的心率加快可提高心输出量，对维持动脉血压，保证心脑的灌流量。
②心脏扩张在正常情况下，心肌肌小节的初长度未达到最适长度，因此，心室还有进一步扩张的余地，使之达到最适长度，以增强心肌收缩力，增加心输出量。
③心肌肥大肥大的心肌可在两方面发挥代偿作用：
一是可以增加心肌的收缩力，有助于维持心输出量；二是降低室壁张力，降低心肌耗氧量，有助于减轻心脏负担。
临床表现：
当左心衰竭时，可引起不同程度的肺循环充血，主要表现为各种形式的呼吸困难和肺水肿；当心衰发展到全心衰竭或右心衰竭时，主要表现为体循环静脉系统过度充盈，静脉淤血，压力增高，内脏器官充血、水肿。
当心衰失去代偿能力，此时心脏的功能储备将消耗殆尽，心输出量开始明显下降，出现一系列外周血流灌注不足的症状如皮肤苍白或发绀，疲乏无力、失眠、嗜睡，尿量减少；当出现急性、严重心力衰竭时，由于心输出量急剧减少，动脉血压也随之下降，组织的灌流量显著减少，机体还会发生心源性休克。
㈤心衰的治疗
心衰的治疗主要从以三方面着手：
第一，防治基本病因，消除诱因；第二，改善心脏舒缩功能；第三，减轻心脏前、后负荷。
这次实验就根据以上三方面，观察普萘洛尔、异丙肾上腺素及西地兰治疗心衰的机制。
三实验对象牛蛙
原因：
牛蛙属于两栖纲无尾目动物，由于较低等，所以其离体组织器官对外界环境的要求不高，能够长时间地保持较高的生理活性。
四实验器械及药品
恒压灌注装置量筒大烧杯（2个）小烧杯（1个）蛙类手术器械一套（金属探针、粗剪刀、镊子、玻璃分针、蛙板、组织剪、眼科剪）
任氏液硫酸铬任氏液1/万NA1/万Ach普萘洛尔异丙肾上腺素西地兰
五实验步骤
㈠恒压灌流装置准备
贮液瓶与左侧纵管构成连通器，贮液瓶中液面高度由左侧纵管中的液柱读取。
由于与左侧纵管相连的塑料管插入静脉中，纵管的高度代表前负荷的大小。
实验前贮液瓶中注入一半容积以上的任氏液，同时把液柱固定在5cm高度，调节静脉插管中液体流速为20～30滴/分，以后，我们就不要再动止水夹；那么我们就可以通过改变贮液瓶的高度来改变前负荷的大小。
右侧是侧管，与侧管相连的塑料管插入到动脉中，因此，侧管的高度代表不同的后负荷；在实验过程中，通过打开不同高度的止水夹来改变后负荷的大小。
在这里，大家特别需要清楚这一点：
这次实验，我们就是利用恒压灌注装置给心脏营造一个体外循环系统，从而来观察心输出量的影响因素；与纵管相连的塑料管相当于静脉系统，与侧管相连的塑料管相当于动脉系统，任氏液相当于血液。
㈡制备离体在位牛蛙心脏的灌流标本
1.取牛蛙一只，破坏其脑和脊髓。
标志：
下颌呼吸运动消失，各种反射消失，四肢松软，有时会出现尿失禁现象。
2.暴露心脏。
在剪开心包膜的时候，注意分清心包膜与血管壁。
3.分离左、右主动脉，并穿3根线备用。
第1根线穿在左主动脉下方，第2根线穿在右主动脉下方，第3根线穿在主动脉干下方。
4.分离下腔静脉，并在其下穿第4根线，结扎线3。
把蟾蜍心脏翻向头端，仔细辨认静脉窦、下腔静脉及其下的三个肝静脉分支。
接着，分离好下腔静脉，并在其下穿第4根线；将第3根线的一端从下腔静脉下穿出，结扎之，注意结扎位置应靠下，以免结扎静脉窦。
5.分离肝左静脉，做静脉插管，结扎线4。
分离肝左静脉约4～5mm，用眼科剪在肝左静脉上做一小切口，将静脉插管从切口处插入下腔静脉，并用第4根线结扎固定，这样，流回心脏的液体通道只有静脉插管。
6.结扎线2，做动脉插管，结扎线1。
将心脏翻回原来的位置，通过第2根线结扎右主动脉，并在左主动脉上做一小切口；那么，随着心脏的舒缩活动，切口一张一合，并有血液流出；待切口中流出清亮的任氏液时，将动脉插管插入到左主动脉，用第1根线结扎固定。
这样，流出心脏的液体通道只有动脉插管。
㈢实验观察及记录
有几点需要特别注意：
1.每改变一个观测项目时，需先让心脏稳定一段时间后，再进行下一步记录。
2.直接在心脏表面滴加NA或ACh均为5～6滴，停5分钟后再进行观察记录，观测完毕后，必须用大量的任氏液将心脏表面的药物冲洗干净。
3.每搏功＝搏出量×后负荷高度
4.复制心衰模型时，必须用铬任氏液灌注15分钟后，再进行观察记录。
5.进行药物救治时，用正常任氏液灌注。
6.每小组只用一种药物救治，切不可用两种或两种以上的药物救治。
实验项目的观察及操作均按下表进行：
实验项目心率心输出量搏出量每搏功 每分功
5
后 前10
负５负15
荷 荷20
25
5
前 后10
负5负15
荷 荷20
25
NA 5
前 后10
负5负15
荷 荷20
ACh 5
前 后10
负5负15
荷 荷20
25
铬任氏液5
前后10
负5负15
荷荷20
25
任氏液5
前前10
负5负15
荷荷20
25
六实验结果及分析
待实验结束后，结合具体的数据进行具体的分析。
七注意事项
1.保护好蟾蜍的心脏，及时在心脏表面滴加任氏液。
2.实验过程中，一定要保持各管道通畅。
3.切勿损伤静脉窦。
4.
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