心输出量的影响因素

实验三　心输出量的影响因素

实验目的

本实验目的在于利用离体蛙心恒压灌流的实验方法，分别观察前负荷、后负荷、心率以及药物对心输出量的影响。

实验原理

作为蛙心起搏点的静脉窦能按一定节律自动产生兴奋。因此，只要将离体失去神经支配的蛙心保存在适宜的环境中，在一定时间内仍能产生节律性兴奋和收缩活动。心输出量是衡量心功能的直接指标，通常指一侧心室每分钟射出的血量，其值等于每搏输出量乘以心率。每搏输出量受前负荷（即心室舒张末期充盈量）、后负荷（心肌收缩后所遇到的阻力即大动脉血压）和心肌收缩能力的影响。心肌收缩能力是决定泵血功能的内在因素，肾上腺素和乙酰胆碱溶液可改变心肌收缩能力，从而影响心输出量。在一定范围内，随着心率增加，心输出量也增加；但心率过快，心舒期缩短，心室充盈量不足，心输出量反而减少。

实验对象

蟾蜍或蛙的离体心脏。

实验器材与药品

XL－1型心输出量影响因素实验装置、蛙类手术器械、刺激器、刺激电极、铁架台、滴管、50mL量筒、心房和动脉插管、任氏液、1∶10 000肾上腺素、1∶100 000乙酰胆碱溶液。

实验步骤

1．离体蛙心制备

（1）取蟾蜍一只，捣毁蟾蜍脑脊髓，将其仰卧位固定于蛙板上，从剑突下将胸部皮肤向上剪开，然后剪掉胸骨，用镊子提起心包膜，仔细用眼科剪将其剪开，暴露心脏。

（2）分离左侧主动脉和右侧主动脉及前腔静脉，结扎右侧主动脉及前腔动脉，于左侧主动脉下穿棉线以备结扎插管之用。

（3）用玻璃分针将心脏倒翻向头部，可见静脉窦及后腔静脉，用镊子将一根用任氏液润湿的棉线穿过静脉窦的下方，以备结扎插管之用。

（4）用镊子提起静脉窦，用眼科剪在靠近静脉端做一切口，随即将事先充满任氏液的动脉插管插入并结扎固定，用新鲜任氏液反复冲洗心脏数次（可边插边冲洗）。

（5）翻转心脏向下，左手提起左侧主动脉，用眼科剪在左侧主动脉根部剪一小斜口，右手将充满任氏液的插管由此剪口处朝心脏方向插入并固定。

（6）在结扎线外侧剪断所有组织，将蛙心游离出来。用新鲜任氏液反复冲洗干净心脏内的血液。此时离体蛙心已制备成功，可供实验使用。立即将静脉插管连于灌流瓶侧管，动脉插管连在液压管侧管。

2．实验装置

实验装置如图4－4所示，A为储液瓶（容积为500mL），内盛任氏液。B为灌流瓶（刻度为0～25cm），灌流瓶液面高低决定灌流压大小，用于反映前负荷。灌流瓶通过橡皮管与储液瓶相连接，依靠储液瓶在支柱上的上下移动来控制灌流压。C为液压管（刻度为0～45cm），有10根侧管（间距5cm），均朝下倾斜，用于反映后负荷。D1、D2为血管插管接头，分别通过橡皮管与灌流瓶和液压管连通。E1、E2为血管插管接头支架，其关节处能自由移动，以调节各血管插管接头与灌流装置之间的相对位置。F为刺激电极支架，也可根据需求变动位置。固定灌流瓶的液压管的背板可左右移动5cm，用以调节与其他灌流装置之间的距离。血管插管接头与灌流瓶之间用金属夹调控，可调节灌流液的流量；液压管侧面上有10个橡皮管，可通过橡皮球控制后负荷。

图4－4　恒压灌流装置

实验观察项目

1．观察前负荷改变时心输出量的变化

固定后负荷于5cmH₂O（即开启第2侧管），设置刺激器控制心率为30次／分、波宽1～3ms、电压4～6V。调节储液瓶在支架上的高度，使灌流瓶内液平面分别高于蛙心2．5cm、5．0cm、7．5cm、10cm、12．5cm和15cm，同时收集并测量每分心输出量，观察有何变化。若心输出量较小，也可数每分钟的滴数。

2．观察后负荷改变时心输出量的变化

固定前负荷于最适前负荷，控制心率设置刺激器同步骤1。分别松开侧管上对应的橡皮管，同时封闭其余各侧管，使液体分别从0cm、5cm、10cm、15cm直至45cm处流出，收集并测量每分心输出量，观察有何变化。

3．观察心率改变时心输出量的变化

固定前负荷于最适前负荷，并将后负荷固定于5cmH₂O，刺激器的波宽、电压设置同步骤2。用刺激器改变心率，观察心率分别为30次／分、40次／分、50次／分、60次／分时的每分心输出量的变化。

4．观察心肌收缩能力改变时心输出量的变化

固定前负荷于最适前负荷，后负荷为5cmH2O，心率为30次／分。

（1）从静脉端橡皮管内注入0．1mL或直接在心脏表面滴加1∶10 000肾上腺素1～2滴后，收集并测量每分心输出量，记录心率。

（2）更换灌流液（如在心脏表面滴加肾上腺素则不需更换），待心脏活动恢复到加药前水平后，加入1∶100 000乙酰胆碱溶液1～2滴，观察心肌收缩能力、心率和心输出量有何变化。

注意事项

（1）制备蛙心标本时，手术要细致，避免漏液或过分牵拉。

（2）心脏表面应经常滴加任氏液，保持湿润。

（3）进行插管和冲洗心脏时避免气泡进入心脏。整个实验过程中，管道不要扭曲。

（4）若心脏自身节律高于30次／分，则应适当提高刺激频率。

思考题

1．在实验中为什么采用固定心率略快于蛙心自身的心率，并固定前负荷为最适前负荷？

2．结合实验结果讨论心率对心输出量有何影响，其机制如何？

（韩　仰）