“藥物對離體心臟的影響”實驗方法的改進

楊東旭，胡小敏，陳 怡

（首都醫科大學，北京 100069）

21世紀國家對醫學人才的培養要求明顯提高。因此，如何培養好具有創新意識和動手能力的醫學人才是擺在高校每位教育工作者面前一項艱巨的任務[1]。醫學機能學實驗教學是高等醫學院校基礎教育的重要組成部分，其是通過對生理學、病理生理學、藥理學3門學科實驗課的整合、重組，形成的一門跨學科、多層次、系統性的綜合性學科[2]。該課程對于學生深入學習理論知識，培養嚴謹的科學態度和工作作風，提高動手、動腦能力及分析、解決問題能力具有重要意義。

“藥物對離體心臟的影響”實驗是醫學機能學實驗室開設的經典實驗項目。該實驗采用蟾蜍離體心臟灌流模型，研究作用于心臟的相關藥物，實驗要求學生自己動手制作離體蟾蜍心臟灌流標本，有一定的技術難度，學生對此很感興趣。以往該實驗所用的藥品為洋地黃毒苷（強心苷類，是臨床用于治療充血性心力衰竭的經典藥品）、異丙腎上腺素（β受體激動劑）、普萘洛爾（β受體阻斷劑）。通過設計不同的加藥順序[3]，以普萘洛爾為工具藥，分析洋地黃毒苷和異丙腎上腺素對心臟的興奮作用及作用機制的不同。因此通過該實驗既培養了學生的動手能力，又鍛煉了學生分析問題能力。

目前洋地黃毒苷臨床已很少應用，所以市面上很難買到。為保留該實驗項目，我們對實驗進行了改進。用維拉帕米（鈣通道阻滯劑，臨床主要用于治療心律失常）[4]作為取代藥，以異丙腎上腺素為工具藥來區分普萘洛爾和維拉帕米對心臟的抑制作用及其作用機制。

1 實驗材料

1.1 動物

蟾蜍。

1.2 藥品

0.001 %異丙腎上腺素注射液（上海禾豐制藥有限公司）；0.002%普萘洛爾片劑（研碎，生理鹽水溶解后過濾；山西云鵬制藥有限公司）；0.003%維拉帕米（上海禾豐制藥有限公司）；林格溶液（自制）。

1.3 主要儀器

八木離體蛙心灌流套管（自制），BL-420F生物信號采集與分析系統（成都泰盟科技有限公司）。

表1 藥物對離體心臟心率的影響（n=10，±s，次/分）

表1 藥物對離體心臟心率的影響（n=10，±s，次/分）

注：與給藥前比：#P ＜0.01；與普萘洛爾組比：*P ＞0.05,**P ＜0.01

抑制率（%） 加異丙腎上腺素后 增加率（%）36.10±4.07 31.00±7.18增加率（%） 給藥后維拉帕米普萘洛爾藥品 正常 加異丙腎上腺素后 沖洗后給藥前27.90±4.86 32.00±5.70 35.80±5.57 42.70±9.01# #28.93±9.65 32.99±8.22*36.30±4.47 40.40±9.90 29.80±3.91 31.30±7.01# #18.31±6.46 22.14±3.64*21.40±4.63-0.87±4.97**

表2 藥物對離體心臟每分輸出量的影響（n=10，±s,滴）

表2 藥物對離體心臟每分輸出量的影響（n=10，±s,滴）

注：與給藥前比：#P ＜0.01；與普萘洛爾組比：*P ＞0.05，**P ＜0.01

藥品抑制率（%） 加異丙腎上腺素后 增加率（%）維拉帕米普萘洛爾正常 增加率（%） 給藥后加異丙腎上腺素后 沖洗后給藥前35.20±19.27 42.80±13.20 55.00±25.92 62.90±15.52# #50.16±29.68 49.77±19.79*44.00±24.40 54.00±16.19 21.50±10.99 31.00±12.40# #45.63±20.22 43.49±10.81*37.60±20.03 31.90±12.71 74.19±33.89 3.21±5.18**

表3 藥物對離體心臟收縮振幅的影響（n=10，±s，mm）

表3 藥物對離體心臟收縮振幅的影響（n=10，±s，mm）

注：與給藥前比：#P ＜0.01；與普萘洛爾組比：*P＞0.05，**P ＜0.01

藥品抑制率(%) 加異丙腎上腺素后 增加率(%)維拉帕米普萘洛爾正常 增加率(%） 給藥后加異丙腎上腺素后 沖洗后給藥前12.55±8.49 9.00±2.91 6.20±2.39 9.60±3.89 18.80±6.83 21.50±7.20# #219.06±110.48 138.10±63.47*13.50±6.15 23.70±8.35 6.40±4.14 8.30±2.58# #56.01±16.76 62.17±12.43*118.81±69.42 8.18±11.33**

2 實驗方法及結果

2.1 八木離體心臟標本的制備

按文獻方法制備[5]2只離體蟾蜍心臟灌流標本。

2.2 正式實驗

將八木離體蟾蜍心臟灌流標本與張力換能器連接，啟動BL-420F生物信號采集與分析系統，選擇張力實驗。描記正常收縮曲線，觀察并記錄心臟收縮振幅、心率、每分鐘搏出量。然后按下列步驟給藥：

一號心臟：（1）用1 ml注射器，向灌流器的漏斗端滴入異丙腎上腺素液2滴，觀察，待作用明顯時開始記錄上述各項指標。（2）用林格溶液沖洗3次，使心臟活動基本恢復至給藥前狀態。（3）加入維拉帕米溶液2～3滴，待作用明顯后，記錄上述各項指標。（4）不沖洗，加入異丙腎上腺素液2滴，觀察并記錄上述各項指標。

實驗結果見表1～3。結果表明，維拉帕米可明顯抑制離體蟾蜍心臟的各項功能（P＜0.01）。在此基礎上給予異丙腎上腺素，可明顯興奮心臟。

二號心臟：（1）用1 ml注射器，向灌流器的漏斗端滴入異丙腎上腺素液2滴，觀察，待作用明顯時開始記錄上述各項指標。（2）用林格溶液沖洗3次，使心臟活動基本恢復至給藥前狀態。（3）加入普萘洛爾溶液1～2滴，待作用明顯后，記錄上述各項指標。（4）不沖洗，加入異丙腎上腺素液2滴，觀察并記錄上述各項指標。

實驗結果見表1～3。結果表明，普萘洛爾可明顯抑制離體蟾蜍心臟的各項功能（P＜0.01）。在此基礎上給予異丙腎上腺素，后者的興奮心臟作用被明顯阻斷。

3 討論

異丙腎上腺素的作用機制是激動心肌細胞β1受體，臨床用于心臟驟停等。普萘洛爾的作用機制是阻斷心肌細胞β1受體，臨床主要用于竇性心動過速等。維拉帕米是臨床常用的抗心律失常藥，其作用機制是抑制心肌細胞鈣離子內流。設計本實驗的目的在于以異丙腎上腺素為工具藥，區分出普萘洛爾和維拉帕米對心臟抑制的不同機制。同時使學生學習利用離體心臟灌流標本分析藥物作用機制的基本方法。

結果顯示，本實驗中所加入的普萘洛爾和維拉帕米濃度要適中，即兩藥對心臟的抑制程度要相似（抑制率P＞0.05），這樣才有可比性。當在心臟被抑制的情況下再次加入異丙腎上腺素后，普萘洛爾組再次興奮的程度遠低于維拉帕米組（增加率P＜0.01）。說明異丙腎上腺素與普萘洛爾兩藥間相互作用更有特異性。因為前者為β受體激動劑，后者為β受體阻斷劑。而異丙腎上腺素和維拉帕米因作用機制的不同，相互作用缺乏特異性。由此說明普萘洛爾和維拉帕米的作用機制是不同的。

本實驗保留了運用工具藥分析兩種作用于心臟藥物的實驗方法，通過選用適宜的藥物濃度使維拉帕米和普萘洛爾對離體心臟的抑制作用程度相近。在此基礎上分別觀察兩藥對異丙腎上腺素作用的影響，并得出兩藥機制不同的結論。該實驗成功率高，可重復性強，適合在學生實驗中進行。