离体小肠平滑肌的生理特性

离体小肠平滑肌的生理特性 一 实验目的 1、学习离体小肠平滑肌灌流的实验方法; 2、证明小肠平滑肌具有自动节律性和紧张性活动，观察若干刺激对离体小肠运动的影响。 二 实验原理 动物的胃肠道由平滑肌组成，胃肠道平滑肌除具有肌肉的共性，如兴奋性、传导性和收缩性之外，尚有自己的特性，主要表现为紧张性和自动节律性收缩，可以形成多种形式的运动，主要有紧张性收缩，蠕动。此外，胃还有明显的容受性舒张，小肠还有分节运动及摆动。如果将动物的小肠平滑肌离体，放置在各种化学成分、渗透压、pH、温度以及气体供应等因子十分接近机体的内环境的溶液中时，可保持离体小肠段长时间地存活下来，并可以观察到小肠平滑肌的自动节律性、紧张收缩性、伸展性和对机械牵拉、温度刺激、化学刺激十分敏感，而对电刺激和切割刺激不敏感等一系列特性。通常用台式液做灌流液，将小肠的一端固定，另一端连张力换能器，即可通过一定的装置记录下小肠肌的收缩曲线。 三 使用仪器、材料 1、 仪器:细线，注射器，恒温平滑肌槽，计算机生物信号采集处理系统，张力换能器，万 能支架，螺旋夹，双凹夹，温度计，橡胶管，制氧机等。 2、 材料:台氏液，1:5000肾上腺素，1:10000乙酰胆碱，1%CaCl溶液，1mol/LHCl溶液，2 1mol/LNaOH溶液，阿托品等。 四. 实验步骤 1、 开启恒温平滑肌槽电源，使其恒温工作点定在37摄氏度。 2、 猝死兔子，剪取2-3cm长的十二指肠，用台氏液漂洗，置于低温台氏液中备用。 3、 连接各种仪器，将小肠的两端分别与标本固定钩和张力换能器连接，让制氧机正常为台 氏液供氧，进入计算机生物信号采集处理系统。 4、 先后观察、记录37摄氏度台氏液中的肠段节律性收缩曲线，待中央标本槽内的台氏液 温度稳定在37摄氏度后，停氧1min ,记录肠段节律性收缩曲线，恢复供氧，待台氏液中 的小肠稳定后，分别换成22?，45?的台氏液，记录肠段节律性收缩曲线。再灌流37? 台氏液待肠段活动恢复后，依次滴加1mol/LNaOH溶液，1mol/LHCl溶液，1%CaCl溶2 液1:5000肾上腺素，1:10000乙酰胆碱，阿托品观察肠段收缩曲线的改变。每次实验 在观察到明显变化后，都应用预先准备好的37?台氏液冲洗3次。 五 实验结果及 (1)缺氧对离体小肠活动的影响 从图一可以看出，正常情况下，离体家兔肠段收缩频率为17次/min,收缩张力最小值为26.8g，最大值为35g。对浴槽内的离体小肠停氧的瞬间可以看到基线明显上移接着又下降回原来状态，其节律为16次/min, 收缩张力最小值为 23.7g，最大值为34.6g。 张力:g 1 图一 缺氧对离体小肠活动的影响(12.5s/Div) 单位:s 分析:在缺氧情况下，家兔离体肠段收缩频率和强度都略有下降，但在缺氧瞬间上移的基线是小肠对生理需要的适应，故收缩有所加强但时间很短。从实验得到的数据可以说明，氧气也是影响小肠活动的因素，缺氧时对小肠收缩活动有抑制作用。 (2)低温对离体小肠活动的影响 离体小肠在适宜的温度下，其节律为17次/min，小肠收缩张力最小为16g,最大张力为35.4g。用25?的台氏液代替37?的台氏液后，可以看到基线先上移后下降，但下降后的基线仍较原来基线水平高，此时其节律变为12次/min,小肠收缩张力最小为18g,最大为37.3g。 张力:g 图二 低温对离体小肠活动的影响(12.5s/Div) 单位:s 分析:换为25?台氏液后，由于代谢水平的降低，兴奋性减弱，频率变慢，由17/min变为12/min,收缩幅度变小。小肠平滑肌收缩活动明显受抑制，原因是小肠活动对温度 变化刺激敏感，温度降低抑制小肠收缩活动。 (3)高温对离体小肠活动的影响 如图三所示，离体肠段在适宜的温度37?下，正常节律为16次/min,灌流45?的台氏液后，小肠节律性收缩曲线基线先上移后下降回原水平，其节律增加为19次/min，幅度先增加再减小，后恢复到接近原来水平。 张力:g 2 图三 高温对离体小肠活动的影响(12.5s/Div) 单位:s 分析:当台氏液温度为45?时，肠段中酶活性提高，离子通道活性增强，使得基线上移，幅度增加。肠管平滑肌对温度改变极为敏感，也反映出酶对温度的敏感。 (4) NaOH对离体小肠活动的影响 如图四所示，正常情况下，小肠平滑肌收缩的节律为16次/min，收缩张力最小为26.1g,最大为47.1g，滴加入1滴 1mol/mLNaOH后，可以明显的看到基线上移后恢复回原水平，其节律为16次/min,收缩张力最小为20g,最大为60g,其收缩强度增加，幅度增大。 张力:g 单位:s 图四 NaOH对离体小肠活动的影响(12.5s/Div) 分析:在加入NaOH溶液1滴后，可见小肠活动加强，幅度增加，基线上移。加入NaOH后，此时溶液的pH比较适合酶的活性作用，有利于小肠各种酶发挥作用，使小肠活动加强。如果所加入的NaOH量过多，上述现象就不会出现，因为酶的活性受到破坏。 (5)HCl对离体小肠活动的影响 如下图五所示， 正常情况下小肠平滑肌收缩节律为17次/min,小肠收缩张力最小为21.6g，最大为44.5g。在恒温浴槽中加入一滴1M HCl后，基线略有下降，节律减少为16次/min,小肠的收缩幅度减小，小肠收缩最小张力为14.5g，最大为21.8g。 张力:g 3 图五 HCl对离体小肠活动的影响(12.5s/Div) 单位:s 分析:加入1mol/L盐酸溶液1滴后，离体肠管活动减弱，收缩幅度降低，频率变慢。加入盐酸后，H+浓度升高，跨膜电位改变，Ca2+离子通道活性受到抑制，使得Ca2+内流减少。 (6)CaCl对离体小肠活动的影响 如图六所示，正常情况下，小肠收缩节律为16次/min,小肠平滑肌收缩张力最小为25.2g,最大为35g, 在恒温浴槽中加入2滴Cacl后,基线没有明显变化，收缩频率为17次/min，其收缩张力最小为16.7，最大为30g。 张力:g 图六 CaCl对离体小肠活动的影响(12.5s/Div) 单位:s 分析:加入1%氯化钙溶液2滴后，离体肠管活动节律增强，理论上，加入氯化钙后， Ca2+浓度升高，而Ca2+对小肠平滑肌的收缩和紧张都有促进作用。但实验结果并非如此，原因可能是加的Ca2+的量过少使Ca2+浓度变化很微弱，得不到实验结果。 (7)肾上腺素对离体小肠活动的影响 从图七可看出， 正常情况下，离体肠段收缩节律为16次/min,平滑肌收缩最小张力为33.5g,最大张力为46.8g,加入1:5000肾上腺素后，基线明显下降，小肠节律性收缩曲线在12.5s后接近于一条水平线，在大约75s后收缩曲线开始缓慢恢复到原水平。 张力:g 图七 肾上腺素对离体小肠活动的影响(12.5s/Div) 单位:s 4 分析:加入1:5000肾上腺素2滴后，可见离体肠管活动减弱，收缩频率变慢，幅度减小以及基线下移。因为肾上腺素主要终止于壁内神经丛中的胆碱能神经元抑制其释放乙酰胆碱， 引起消化道 运动减弱，腺体分泌抑制和血流量减少 (8)Ach对离体小肠活动的影响 从图八可看出，离体肠段在适宜的温度37?下，正常节律为17次/min，离体小肠收缩张力最小值为28g,最大值为32.8g。加入2滴1:10000Ach后，基线上移，收缩的节律仍为 17次/min维持不变，收缩张力最小值为40g，最大值为60g，其收缩幅度明显增大。 张力:g 图八 Ach对离体小肠活动的影响(12.5s/Div) 单位:s 分析:加入1:10000乙酰胆碱2滴(约0.2ml)后，离体肠管活动增强，曲线幅度增加。出现上述现象，其原因是肠道内神经元副交感节后纤维主要乙酰胆碱能纤维，兴奋时末梢释放乙酰胆碱，能够增加消化道运动和腺体分泌，使平滑肌收缩，肌张力增加。但实验数据显示加入乙酰胆碱后，其收缩频率没有改变，其原因可能与加入乙酰胆碱的量及浓度有关。 品对离体小肠活动的影响 (9)阿托 可从图九看出，在乙酰胆碱之后滴加入阿托品，离体肠段收缩曲线的基线明显下降，且收缩频率减小由17次/min变为16次/min，收缩强度明显减小，说明阿托品对离体小肠活动有抑制作用。 张力:g 图九 阿托品对离体小肠活动的影响(12.5s/Div) 单位:s 分析:阿托品可阻断乙酰胆碱对消化器官的兴奋作用。阿托品(Atro)是M受体阻断药，为竞争性拮抗剂，联合用药可阻断M受体，对抗乙酰胆碱的M样作用---抑制小肠平滑肌运动，使肠管收缩幅度降低。 5 (10)实验数据汇总表 项目 节律变化 振幅变化 基线变化 停氧1min 降低 降低 先上移后下降回原来 状态 22?台氏液 明显降低 略有升高 先上移后下降 45?台氏液 明显升高 先升高再降低 先上移后下降回原水 平 无明显变化 明显增大 先上移后恢复回原水1M NaOH 平 略有下降 降低 略有下降 1M HCl 略有上升 降低 无明显变化 1%CaCl 1:5000肾上腺素 明显降低 明显降低 明显下降 1:10000乙酰胆碱 无明显变化 明显增大 明显上移 Ach+阿托品 降低 明显降低 明显下降 六. 实验讨论 1.注意事项: 1) 每做一个离子或试剂对肠道的影响实验时，都要更换台氏液，并清洗干净保持肠道活性 正常。 2) 所加的试剂的量不要过大，防止肠道受到不可恢复的破坏。 3) 做各种因数对肠道的影响时，都要做对照组。 2. 为什么加入盐酸后一段时间后小肠的活动并没有明显变化呢, 盐酸是由胃粘膜壁细胞分泌的，具有促进小肠的分解的吸收，胰液、胆汁的分泌的作用人正常机体胃液中的盐酸排入小肠使十二指肠内酸度升高，可反射性抑制胃运动，但盐酸对小肠机械性活动的影响无定论。盐酸对十二指肠和空肠上段的自发收缩活动有增强效应，而对回肠下段收缩活动有抑制效应。小肠内酸性环境有助于上段小肠的运动，有利于食物的消化和吸收。 6