Методика

Материалы и оборудование:

· стандартный набор хирургических инструментов;

· микроскальпель;

· 1-2 хирургические иглы;

· препаровальный столик;

· серфин;

· перфузионная канюля;

· вата, нитки;

· механо-электрический преобразователь;

· самописец;

· универсальный штатив;

· рычажок Эльмана.

Используемые растворы:

· нормальный раствор Рингера (NaCl — 110 мМ; КСl -2 мМ; СаСl — 1,2 мМ; NaНСО3 — 2 мМ);

· раствор с увеличенной в 4 раза концентрацией К+ (NaCl — 104 мМ; КСl -8 мМ; СаСl — 1,2 мМ; NaНСО3 — 2 мМ);

· раствор с увеличенной в 4 раза концентрацией Са2+ (NaCl — 105 мМ; КСl -2 мМ; СаСl — 4,8 мМ; NaНСО3 — 2 мМ);

· раствор Рингера без Са2+ (NaCl — 111,2 мМ; КСl – 2 мМ; NаНСО3 — 2 мМ);

· адреналин (10-5 — 10-7 г/мл);

· ацетилхолин (10-7 — 10-8 г/мл).

Препарат («изолированное сердце»).

Лягушку обездвиживают и фиксируют на препаровальном столике. Разрезают плечевой пояс по средней линии, снимают перикард с сердца и захватывают верхушку желудочка серфином. Приподнимая сердце за нить серфина, осторожно перерезают уздечку.

Подводят лигатуру в пространство под дугами аорты и завязывают ее как можно дальше от сердца. Вводят перфузионную канюлю в луковицу аорты, обрезают все ткани и сосуды, связывающие сердце с организмом. После изоляции сердце тщательно промывают раствором Рингера.

Схема установки.

Ход работы и результаты.

Исходная механограмма имеет следующий вид.

А~14,8 мм, ЧСС = 40 уд/мин.

После записи исходной активности сердце перфузируют раствором Рингера без Са 2+.

Наблюдается падение амплитуды сокращений и уменьшение ЧСС: А~5,1мм, ЧСС = 24 уд/мин. Иными словами, отсутствие ионов Са2+ в перфузионном растворе вызывает ярко выраженное отрицательное ино- и хронотропное действие. Отрицательный инотропный эффект объясняется уменьшением длительности фазы плато желудочкового ПД вследствие низкой концентрации Са2+ вне клеток миокарда и, соответственно, уменьшения входа этих ионов в клетку (который, по сути, и обуславливает наличие фазы плато). Отрицательный хронотропный эффект является результатом замедления скорости нарастания медленной диастолической деполяризации в пейсмекерных клетках вследствие уменьшения Са2+ тока в клетку, что вызывает снижение частоты генерации возбуждений.

Не промывая сердце нормальным раствором Рингера, заменяют бескальциевый раствор на раствор с повышенным содержанием Са 2+. Наблюдается плавное, но быстрое увеличение амплитуды сокращений (положительный инотропный эффект), вызванное увеличением тока Са2+ в клетки, удлинением фазы плато и, как следствие, увеличением амплитуды сокращений миокарда (Аmax~31,3 мм). Увеличение ЧСС при этом не происходит.

После замены раствора с повышенной концентрацией Са 2+ на нормальный раствор Рингера наблюдается повышение ЧСС до 33 уд/мин, с последующим снижением до 28 уд/мин, амплитуда сокращений повышается незначительно (до ~32 мм), затем уменьшается (до ~26 мм). Снижение амплитуды и частоты сокращений вызвано уменьшением концентрации Са2+ в растворе и, соответственно, уменьшением Са2+ тока.

При добавлении в перфузионный раствор адреналина через некоторое время наблюдается увеличение частоты и амплитуды сокращений: ЧСС увеличивается до 36-38 уд /мин, амплитуда увеличивается до ~32 мм. Плавное нарастание ЧСС и амплитуды сокращений можно, вероятно, объяснить тем, что адреналин активирует β-адренорецепторы, в результате чего запускается каскад реакций аденилатциклазной системы, которая является более медленной по сравнению с другими путями передачи сигнала.

Ацетилхолин не относится к гуморальным агентам, т. к. быстро разрушается холинэстеразой. Однако при активации парасимпатической системы в сердце могут выделяться относительно большие количества ацетилхолина, который в силу специфики строения миокардиального синапса может действовать не только строго локально. При введении АЦХ в перфузат наблюдается снижение амплитуды сердечных сокращений, т. к. он, являясь медиатором парасимпатического отдела нервной системы, оказывает соответствующее «успокаивающее» действие. На механограмме начальная амплитуда ~27 мм, к концу блока записи ~21 мм; после замены раствора на нормальный раствор Рингера А~28 мм.

Если в перфузат предварительно ввести атропин, блокирующий М-холинорецепторы сердца, изменение амплитуды наблюдаться не будет.

Выводы.

1. Отсутствие Са2+ в перфузионной среде вызывает падение сократительной активности сердца, тогда как повышенная концентрация этого иона в растворе оказывает стимулирующее действие.

2. Адреналин стимулирует деятельность сердечной мышцы, вызывая увеличение ЧСС и амплитуды сокращений.

3. Ацетилхолин может действовать не только как медиатор, но и как гуморальный агент, при этом наблюдается его отрицательное инотропное действие.