病理生理创新性实验1

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1、低血钾对兔心机能的影响一、实验背景低钾血症是临床上最常见的电解质紊乱之一，大量呕吐、肾功能衰竭、糖尿病以及各种原因所致的心力衰竭都是其诱因，轻度低钾可仅表现为肌无力，重度低钾可出现严重的心脏并发症，室性心动过速和心室颤动等严重心律失常，而致病动物死亡，已经引起了临床高度重视。二、实验目的1、掌握家兔低钾血症模型的复制方法。2、观察家兔低钾血症心肌动作电位的变化特征。3、掌握家兔正常心肌动作电位的生理意义。三、实验原理1、禁食和禁水12h会使家兔由于只排不进使得血钾降低，而静脉滴注10～25%葡萄糖溶液并含有胰岛素时会使得机体大量合成糖原，而合成

2、糖原会使钾离子由胞外进入包内，再注射大剂量速尿则会使钾离子大量从尿中排出，此时即可制造出急性低钾血正。2、低钾血症对心机能的影响　　⑴对兴奋性的影响：按理论推测，细胞外液钾浓度降低时，由于细胞膜内外K+浓度差增大，细胞内K+外流应当增多而使心肌细胞静息电位负值增大而呈超极化状态。但实际上当血清钾浓度降低特别是明显降低（如低于3mmol/L）时，静息电位负值反而减少，这可能是由于细胞外液钾浓度降低时，心肌细胞膜的钾电导降低，从而使细胞内钾外流减少，而基础的内向钠电流使膜部分去极化所致。静息电位负值的减少使静息电位与阈电位的距离减小，因而引起兴奋所

3、需的剌激也较小，所以心肌的兴奋性增高。细胞外液钾浓度降低时对钙内流的抑制作用减小，故钙内流加速而使复极化2期缩短，心肌的有效不应期也随之而缩短。　　⑵对自律性的影响：在心房传导组织、房室束-浦肯野纤维网的快反应自律细胞，当3期复极末达到最大复极电位（-90mV）后，由于膜上Ik通道通透性进行性衰减使细胞内钾的外流逐渐减少，而钠离子又从细胞外缓慢而不断地进入细胞，故进入细胞的正电荷量逐渐超过逸出细胞的正电荷量，膜就逐渐去极化，当到达阈电位时就发生0期去极化。这就是快反应细胞的自动去极化。在低钾血症时钾电导降低，故在到达最大复极电位后，细胞内钾的外

4、流比正常减慢而钠内流相对加速。因而这些快反应自律细胞的自动去极化加速，自律性增高。此时动作电位两个波之间时间应减少。　　⑶对传导性的影响：低钾血症时因心肌静息电位负值变小，去极化时钠内流速度减慢。故0期膜内电位上升的速度减慢，幅度减小，兴奋的扩布因而减慢，心肌传导性降低。0期时间将延长说明心室内传导性降低。　　由上述可见，低钾血症时由于心肌兴奋性增高、超常期延长和异位起搏点自律性增高等原因，容易发生心律失常。传导性降低所致的传导缓慢和单向传导阻滞，加上有效不应期的缩短有助于兴奋折返，因而也可引起包括心室纤维颤动在内的心律失常。（4）对收缩性的影

5、响：如前所述，细胞外液钾浓度降低时对钙内流的抑制作用减小，故在2期复极时钙内流加速，心肌细胞内Ca2+浓度增高，兴奋-收缩偶联过程加强，心肌收缩性增强。然而，低钾血症对心肌收缩性的影响因缺钾的程度和持续时间而异：在早期或轻度低钾血症时，心肌收缩性增强；但在严重的慢性缺钾时，心肌收缩性减弱。与此相应的组织学变化是：在实验动物的心肌中可见横纹的消失、间质细胞浸润、不同程度的心肌坏死和瘢痕形成。由此也可以理解，有些严重慢性缺钾的狗，可因心力衰竭而发生肺水肿。然而在临床上，缺钾很少成为心力衰竭的原因。2、正常心肌动作电位0期：去极化，-90mV～30m

6、V，钠离子内流1期：快速复极初期，+30mV～0mV，钾离子快速外流2期：平台期，稳定在0mV，钾离子外流，钙离子和少量钠离子内流，平台期晚期，钙离子内流渐减，钾离子外流加快，使膜内电位下降3期：快速复极末期，0mV～-90mV，平台期后钙离子通道失活，内向电流停止，钾离子迅速外流使膜电位下降4期：离子泵将细胞内钙离子钠离子排出，钾离子转运回胞内二、动物、药品试剂、仪器设备1：动物健康新西兰大白兔1只，雌雄不拘，个体要小，实验前禁食禁水12h。2、药品试剂25%乌拉坦，5%葡萄糖注射液每2～4g葡萄糖加1单位正规胰岛素，速尿3、仪器设备计算机生

7、理记录仪，张力换能器，铁架台，蛙心夹，小动物手术器械，大烧杯，输液瓶（带输液管输液针），静脉插管，（动脉插管取血测血钾），注射器（注射速尿），（可能的话还需一根导尿管）二、实验方法步骤1、兔的抓取和称重，25%乌拉坦4ml／kg耳缘静脉注射麻醉。2、兔的保定，胸部剖开，剪开心包，蛙心夹夹住心尖，连接张力换能器和生理记录仪，记录正常情况下兔的心肌动作电位。3、分离颈总静脉，做颈总静脉插管，静脉插管连葡萄糖胰岛素混合液输液瓶，排气备用。插入静脉插管，并用线固定。4、当以3ml/min注射混合液时，一旦动作电位有所变化立即静脉注射速尿30mg，观察记

8、录低钾时心肌动作点位的变化。三、预期结果心肌兴奋性升高，自律性升高，收缩性增高（严重低血钾会降低），传导性降低。四、注意事项1、输液速度不能太快，从慢