豚鼠高血钾症
【材料与方法】
实验二十四 高钾血症对心电活动的影响
【实验目的】
1．知识目标：能清晰描述高钾血症对心肌电生理特性影响以及高血钾不同阶段对心肌细胞的毒性作用，列举高钾血症的抢救措施。
2．技能目标：能有效制备高钾血症动物模型，熟练掌握在体心电活动的记录与测定方法，观察高血钾时心肌单相动作电位与体表心电图变化的特征。设计对高血钾症的抢救治疗方案。
3．素质目标：能提高学生分析问题、解决问题的能力，锻炼学生团队协作能力。
【实验原理】
高钾血症对心肌生理特性的影响：
1．心肌兴奋性高钾血症时，细胞内外的K+浓度差变小，按Nernst方程，静息膜电位负值变小，与阈电位的差距缩小，兴奋性升高。但当静息膜电位达到—55至—60mv时，快Na+通道失活，兴奋性反下降。
2．传导性由于静息膜电位的绝对值减少，0相去极化的速度降低，传导性下降。且当快Na+通道失活，而由Ca2+内流来完成动作电位的0相去极化时，传导性下降会相当严重。
3．自律性细胞外液K+浓度升高使膜对K+的通透性升高，因此，4相的K+外向电流增大，延缓了4相的净内向电流的自动除极化效应，则自律性下降。
4．收缩性细胞外液K+浓度升高干扰Ca2+内流，Ca2+内流延缓，兴奋-收缩偶联受到一定影响，心肌收缩性下降。
高钾血症对机体的主要危险是重症高钾血症引起的心室纤颤和心跳停止。当血钾浓度急剧增高时，心肌传导性降低可引起传导缓慢同时有效不应期缩短，因而易形成兴奋折返并进而引起包括心室纤颤在内的心律失常。严重高钾血症时可因重度传导阻滞或心肌兴奋性消失而引起心搏骤停。心电图是心脏电活动在体表的表现，同步观察心肌单相动作电位（MAP）与心电图（ECG），有助于理解正常和异常ECG产生的原理。通过实验观察急性高钾血症对心脏的影响，并了解抢救高钾血症的治疗原则。
一、豚鼠高血钾症
【材料与方法】
（一）实验对象 豚鼠
（二）器材、药品 5ml 注射器，BL-420生物信号采集与处理系统，10% 氨基甲酸乙酯溶液，5%氯化钾溶液。
（三）方法与步骤
1．麻醉与固定用10%氨基甲酸乙酯1ml/100g体重，将小儿头皮针从左或右下腹部插入腹腔注射麻醉，并保留头皮针以备注射药用。仰卧固定。
2．仪器连接与调试
（1）将电极分别插入四肢踝部及胸部心前区皮下。导联线连接参见第二章第六节心电图标准导联部分。
（2）BL－420生物信号采集与处理系统连接及软件使用：
1）将全心导联插头连到相应通道的输入插座。
2）单击“实验项目”菜单栏，选择循环实验中的“全导联心电”
3）选择导联：1通道为II导联，2通道为aVF导联，3通道为Ⅰ导联，4通道为V1导联。用头胸导联可描记出比普通导联更为高大清晰的心电图波形。方法是将右前肢电极插在下颌部皮下，左前肢的电极插在胸壁相当于心尖部位的皮下，在第三通道观察头胸导联波形，这样高血钾心电图的异常波形出现早而清楚。
4）在控制参数调节区，调节扫描速度至50ms/div。
5）单击鼠标器右键弹出对话框，选择平滑滤波。
6）在增益、标尺调节区，调节增益使标准电压波到1mv/div。
3．观察指标
P波、R波和T波幅度，P-R间期、QRS波宽、T波波宽、Q-T间期，记录各导联心电图，测取上述指标对照值，各项指标均取5个心动周期算术平均数。
【观察项目】
1．记录各导联心电图。注入5%氯化钾1ml，观察屏幕上的心电波形。
2．从首次推注氯化钾起，每5分钟再注射氯化钾0.5ml，观察心电波形。
3．观察到明显的高血钾症心电图后，同学们可运用理论知识，自行设计抢救治疗方案，以小组为单位根据现有条件试行治疗。观察心电图改变是否恢复正常。
4．注入氯化钾。发生心室纤颤或心跳停止时，立即开胸观察心脏停跳的状态。
实验流程：
【实验结果】
剪辑、打印ECG曲线，绘制三线表填入所测各项指标的数据。
【注意事项】
1．动物对注入氯化钾的耐受性有个体差异。有的动物注入较多的氯化钾才出现异常心电图改变。
2．若记录心电图时出现干扰，在排除仪器本身故障及交流电和肌电干扰，接好地线，检查各导联线有无脱落，并尽量避免导联线纵横交错的现象。动物固定台上要保持干燥。
3．每次使用针形电极时，要用酒精或盐水擦净，并及时清除电极和电线周围的血和水，以保持良好的导电状态。
【思考题】
1．高血钾对心肌有哪些影响？其机理如何？
2．注射氯化钾后，你观察到哪些异常心电图改变？其心电图改变的电生理机制如何？
3．最后出现室颤或心跳停止时，你开胸看到心脏停搏在何种状态？是什么缘故？
4．你设计的是什么抢救治疗方案？理论根据是什么？观察到哪些效果？
二、蟾蜍高钾血症
【材料与方法】
（一）实验动物：蟾蜍（100-130g）。
（二）器材、药品：蛙类手术器械一套。体表心电图引导电极、MAP引导电极、BL-420生物采集与处理系统。任氏液、10%KCl。
（三）方法与步骤：
1．动物准备
破坏蟾蜍的脑和脊髓，仰卧位固定于蛙板上。剪除胸骨，剪开心包，暴露心脏。沿腹白线剪开腹壁，暴露下腔静脉备用。
2．仪器安装调试见实验二十一的图6-6
3．观察指标
ECG指标：心率（HR）、P-R间期、QRS波宽、Q-T间期、T波幅值（mv）及波宽（ms）等；
MAP指标：单相动作电位幅值（MAPP）、时程（MAPD）、有效不应期（ERP）、ERP/MAPD比值等。
【观察项目】
1．KCl对蟾蜍MAP和ECG的影响：颌下淋巴囊注射10%KCl 0.5ml，连续观察MAP和ECG的变化。
2．抢救：当出现ECG明显异常，如T波明显升高、P-R间期延长时，同学们采用课前拟定的抢救方案进行抢救。经下腔静脉注射抢救药物，待效果明显后重复测取上述指标。
3．再次颌下淋巴囊注射10%KCl 0.5ml，连续观察MAP和ECG的变化。直到出现心室纤颤或心跳停止时，观察动物心脏停搏于何种状态。
【实验结果】
打印同步记录的MAP和ECG曲线，绘制三线表填入所测各项指标的数据。
【注意事项】
1．淋巴囊注射时，不能过深或过浅。
2．在实验过程中，要经常用任氏液湿润心脏。
【要求与思考】
1．学生课前应复习高钾血症对心肌电生理特性影响的有关内容，以及抢救措施的有关知识，并拟定抢救方案。
2．注意观察记录各项处理前后MAP和ECG的变化，各项指标均取5个心动周期算术平均数，计算各项指标的变化率。
【作业题】
1．分析蟾蜍心室肌MAP与蟾蜍心电图ECG时相关系，深入说明高钾血症时MAP和ECG改变的电生理基础。
2．室颤或心跳停止时，你观察到心脏停搏在何种状态（收缩相/舒张相）？试述其机理。
3. 你设计的是什么抢救治疗方案？理论根据是什么？
