小肠平滑肌生理特性的观察与分析

实验一 小肠平滑肌生理特性的观察与分析一,实验目的 1. 学习哺乳动物离体肠标本制备及灌流方法。 2. 观察消化道平滑肌的一般生理特性及某些因素对舒缩活动的影响。 二、实验原理 消化道平滑肌和骨骼肌、心肌一样，也具有兴奋性、传导性和收缩性，有些也具有自律性。相比之下消化道平滑肌的兴奋性低，收缩慢，伸展性大，具有紧张性收缩，对化学物质、温度变化及牵张刺激较敏感等特性。小肠离体后，置于适宜的溶液中，观察其收缩活动及环境变化的影响，观察分析上述生理特性。三、实验材料 1、实验动物：家兔 2、器械、药品：电热恒温水浴锅、浴槽、张力换能器(量程为25g以下)、BL-410生物记录系统、L型通气管、道氏袋、注射器、培养皿、温度计、烧杯、螺丝夹、三维调节器、台氏液、0.01%去甲肾上腺素、0.01%乙酰胆碱、1mol/L NaOH溶液、lmol/L HCl溶液、2%CaCl2溶液。四、实验方法和步骤 1、标本制备流程 2、仪器安装及调试3、观察项目现象及解释1、标本制备流程： 击昏家兔剖开腹腔快速取出肠管制作离体肠标本 击昏家兔： 用木槌猛击兔头枕部，使其昏迷。 剖开腹腔快速取出肠管： 立即剖开腹腔，找出胃幽门与十二指肠交界处，快速取长2030cm的肠管，先将与该肠管相连的肠系膜沿肠缘剪去，置于供氧台氏液中轻轻漂洗，把肠内容物基本洗净。 制作离体肠标本： 将肠管分成数段，每段长2-3cm，两端各系一条线，保存于供氧的38左右的台氏液中2、仪器安装与调试 实验安装（如图）：恒温水浴锅控制加热，恒温工作点定在38。将充满氧气的道氏袋与通气钩相连接，将肠段一端系在通气管钩上，另一端与张力换能器相连。控制通气量，使氧气从通气管前端呈单个而不是成串逸出。 仪器调试：BL-410系统的使用，选择“实验项目”中的“消化实验”选中“消化道平滑肌生理特性”。相关参数设置的参考值：时间常数tDC，高频滤波F30Hz，显速4.00s/div，增益100g。用鼠标左键单击工具条上的“开始”按钮，调节参数至波形幅度、密度适当，待收缩曲线稳定后，单击记录按钮。观察项目现象及解释 1待标本稳定后，记录小肠平滑肌收缩的对照曲线。 2乙酰胆碱的作用 用滴管吸入0.01%乙酰胆碱向灌流浴槽内滴12滴。观察到明显效应后，立即从排水管放出浴槽内含乙酰胆碱的台氏液，加入新鲜温台氏液，由此反复3次，以洗涤或稀释残留的乙酰胆碱，使之达到无效浓度，待小肠运动恢复后进行下一项。 3肾上腺素的作用 按上述方法将0.01%肾上腺素加入浴槽内12滴，观察小肠运动的反应。当效果明显后，立即更换台氏液。 4氯化钙的作用 加2%CaC12溶液23滴入灌流浴槽内，观察其反应，效果明显后迅速冲洗。5盐酸的作用 加12滴1mol/L HCl溶液入浴槽内，观察其反应。 6氢氧化钠的作用 在(5)基础上加等容量的1mol/L NaOH溶液入浴槽内，观察其反应。按上述方法更换台氏液，反复冲洗。 7温度的影响 将浴槽内台氏液放出，注入25台氏液，观察平滑肌收缩有何改变，当效应明显后再换入38台氏液，持续一段时间后，再换入42台氏液，观察收缩活动的变化（亦可根据室温的具体情况选做其中的一项）。五、注意事项 1. 实验过程中必须保证标本的供氧(通气)及浴槽内台氏液的恒温(38)，以维持标本活性。 2. 灌流浴槽内的液面高度应保持恒定。 3. 放大器零点调好后不要再移动旋钮，以免影响基线。 4. 上述各药液加入的量系参考数据，效果不明显者可以添加。 5. 每次实验效果明显后立即放掉含药液的台氏液，并冲洗多次，以免平滑肌出现不可逆反应。 6各项处理必须有处理标记。六、相关知识 家兔小肠平滑肌以胃幽门与十二指肠交界处的肠管活动最好，对生物化学因素也较敏感，所以选取用此处肠管作标本。七、作业 1从记录曲线中观察比较小肠平滑肌与心肌、骨骼肌的收缩特性有何不同?说明其原理。 2通过观察分析记录曲线变化，阐明各项处理引起的收缩频率、收缩强度和张力变化的机理。 3结合本章的实验内容，谈谈观察与思维在实验研究中作用与体会。八、实验讨论： 1、正常情况下，我们观察到离体小肠平滑肌在台氏液中可以自动地、缓慢地收缩，但其节律性很不规则。小肠平滑肌自律性产生的离子基础尚未完全清楚，目前认为，它的产生可能与细胞膜上生电性钠泵的活动具有波动性有关，当钠泵的活动暂时受抑制时，膜便发生去极化；当钠泵活动恢复时，膜的极化加强，膜电位便又回到原来的水平。 2、在浴槽中加入0.01%乙酰胆碱（Ach ）2滴（约0.2ml）后，可见离体肠管活动增强，描记曲线出现收缩频率变快，幅度增加。出现上述现象的机理，目前认为与消化道平滑肌细胞产生动作电位的离子基础是Ca2+的内流有关。乙酰胆碱可与肌膜上的M受体结合，使得两类通道开放：一类为电位敏感性Ca2+专用通道，另一类为特异性受体活化Ca2+专用通道。前一类通道对Ach敏感，小剂量Ach即引起开放；后一类通道对Ach相对不敏感，只有大剂量Ach才会引起开放。这两类通道开放都使得肌浆中Ca2+增高，进而激活肌纤蛋白肌凝蛋白ATP系统，使平滑肌收缩，肌张力增加。3、在浴槽中加入0.01%肾上腺素2滴（约0.2ml）后，可见离体肠管活动减弱，描记曲线出现收缩频率变慢，幅度减小以及基线下移。出现上述现象的机理，目前认为与肠肌细胞膜上存在和两中受体，受体又分为抑制型受体和兴奋型受体有关。肾上腺素作用于抑制型受体，引起肠肌膜上一种特异性受体活化，使K+外流增多，细胞膜发生超极化，肠肌兴奋性降低，肌张力下降。同时，肾上腺素还作用于受体，它的激活引起肠肌细胞膜中的cAMP合成增多，cAMP激活肠肌膜及肌浆网上Ca2+泵活动，使肌浆中Ca2+浓度降低，亦使肌张力降低； 受体激活后还促使K+及Ca2+外流增加，加速膜的超极化，促进了肠肌肌张力的减低。 4、在浴槽中加入2%氯化钙溶液2滴后，离体肠管活动增强，描记曲线出现收缩幅度增加。这是因为加入氯化钙后，细胞外液Ca2+浓度升高，则Ca2+内流增加，使得细胞内液中Ca2+浓度升高，Ca2+与钙调蛋白结合增加，促进了横桥的激活。因而收缩力增加。5、在浴槽中加入1mol/L盐酸溶液2滴后，离体肠管活动减弱，描记曲线出现收缩幅度降低，频率变慢。出现这一现象，目前认为其原因在于：细胞外H+升高时，Ca2+通道的活性受到抑制，使得Ca2+内流减少。 H+升高能干扰肌肉的代谢和肌丝滑行的生化过程： H+能与Ca2+竞争钙调蛋白的结合位点而使肌球蛋白ATP酶活性降低（近期有理论认为是直接抑制作用而非竞争作用）；使肌原纤维对Ca2+的敏感性和Ca2+从肌质网的释放量减少。 6、在加盐酸使平滑肌收缩减弱的基础上，再加2滴NaOH于浴槽中，则肠管活动出现相反的情况，即肠管活动增强。原因在于NaOH可以中和H+，改变了细胞外液的PH值，PH过高、过低，收缩幅度及张力都会降低，最适PH时收缩效果最好。7、浸浴小肠肠管的台氏液温度以3840为宜，低于或高于这个温度，都会影响结果。因为肠管平滑肌对温度改变极为敏感，当温度降到30以下时，由于代谢水平的降低，兴奋性减弱，可出现收缩曲线基线下移，频率变慢，收缩幅度变小。有时可能会见到基线先上移后下降的现象。这是因为降温本身对肠管是一种刺激，也可短暂地加强代谢活动，所以肌张力升高。当温度高于40时，由于酶活性提高，各离子通道活性增加，使得基线上移，收缩频率增高，幅度增加。当然，如果台氏液温度过高（50以上），可因蛋白变性，使肠管收缩功能消失。结论： 1、消化道平滑肌具有自律性，但其收缩缓慢，节律性不规则。 2、消化道平滑肌具有一定的紧张性。 3、消化道平滑肌的活动易受温度、PH值及其它化学因素、药物因素的影响。