Методика изолированного сердца теплокровного животного
Сердце теплокровного животного при изоляции его из организма может продолжать свою работу только при соблюдении следующих условий:
1.необходима постоянная перфузия коронарных сосудов сердца раствором Рингера-Локка или другим более сложными питающими жидкостями.
2. перфузионная жидкость должна поступать в сердечные сосуды под постоянным давлением, равным не менее 80,0- 100,0 см водного столба.
3. температура пропускаемой питающей жидкости должна быть постоянной и не
ниже +37-38 0С
4) перфузионный раствор надо все время насыщать кислородом (аэрировать).
Изолируют большей частью сердце кролика или кошки, но можно изолировать сердце собаки и других лабораторных животных (крысы)
Подготовка к опыту.
Аэрация перфузионной жидкости.
Аэрация перфузируемой через изолированный орган жидкости заключается в непрерывном пропускании через нее очень мелких пузырьков кислорода или воздуха.
Кислород берут из кислородной бомбы или из подушек с кислородом. При отсутствии источника кислорода аэрацию перфузионной жидкости производят воздухом. Это делается при помощи двух больших бутылей (лучше с тубусом) одинаковой емкости (от 3 до 8 л), которые соединяют между собой резиновыми трубками. Если имеются две бутыли с тубусом, то оба тубуса соединяют друг с другом резиновой трубкой (1,0—1,5 м длины), на которую надевают винтовой зажим, при помощи этого зажима можно регулировать скорость протекания воды. Одну бутыль, наполненную водой, ставят па подставку (0,5—1,0 м), вторую, пустую, затыкают резиновой пробкой с вставленной в нее короткой отводной стеклянной трубкой. Через эту трубку при поступлении в бутыль воды выходит воздух; трубку соединяют с наконечником, через который и аэрируют перфузионную жидкость. Когда из первой бутыли вся вода перетечет во вторую, то бутыли меняют местами, переставляют пробку с отводной трубкой для выхода воздуха. Поэтому нужно подобрать бутылки так, чтобы пробка с отводной трубкой хорошо подходила к горлышку обеих бутылей.
Если бутыли разные, то для каждой следует сделать отдельную пробку с отводной трубкой. При отсутствии бутылей с тубусами две простые бутыли плотно затыкают пробками из мягкой резины, в которые вставлены две стеклянные трубки, согнутые под углом в 45°. Одна из трубок - длинная, доходящая до дна бутылки — играет роль сифона, другая - короткая - служит для отведения воздуха в аэрируемую жидкость или для поступления воздуха в бутыль при оттоке из нее воды. Одну бутыль наполняют водой и ставят на подставку на 0,5—1,0 м выше второй – пустой. Из первой бутыли вода по резиновой трубке поступает во вторую и вытесняет из нее воздух Вытесненный воздух через длинную отводную трубку направляется в наконечник, опущенный в питающую жидкость. Для аэрация очень важно подобрать такой наконечник, который даст возможность получать мелкие пузырьки газа. Чем пузырьки газа мельче, тем лучше жидкость насыщается кислородом, кроме того (как это будет указано ниже), крупные пузыри газа, вызывая сотрясение жидкости, могут отразиться на записи кривой сокращений препарата. Газ пропускают через очень узенькую трубочку (или через капиллярное отверстие оттянутого конца трубки) Если же используют более широкую трубку, то затыкают ее ватой или затягивают ее конец сложенной в 3-4 раза марлей или тонкой замшей. Последний способ дает широкую струю мелких пузырьков газа. Этот способ применяют при работе с препаратом изолированной кишки или какого-либо другого гладкомышечного органа.
Установление постоянного давления в опытах при перфузии органов теплокровных животных. Существенным условием для получения правильных данных при физиологических опытах с перфузией кровеносных сосудов изолированных органов, в данном случае сердца, является постоянство давления, под которым питающая жидкость поступает в кровеносные сосуды органа. Особенно важно, чтобы давление не изменялось при смене одной перфузируемой жидкости на другую, например, раствора Рингера-Локка-этим же раствором, но с добавлением какого-либо фармакологического вещества.
Ввиду того, что в опытах с теплокровными животными приходится перфузионную жидкость аэрировать, необходимо в систему каждого мариоттовского сосуда ввести еще бюретку длинной 60-80 см. В эту бюретку вставляют две длинные узкие стеклянные трубки, доходящие почти до нижнего конца («костылики»). Через одну из этих трубок в бюретку поступает жидкость Рингера-Локка из мариоттовско сосуда; конец этой трубки круто загнут кверху, чтобы жидкость из нее не устремлялась через резиновую трубку к изолированному органу, а успела бы насытиться кислородом (или воздухом), который пропускают через вторую трубку, опущенную до дна бюретки.
Верхний уровень жидкости в бюретке должен находиться на постоянном уровне. Этот уровень может совпадать с концом стеклянной трубки, вставленной в пробку нижнего горлышка мариоттовской бутыли, или быть ниже его, но обязательно все время одинаковым. Регуляция оттока жидкости мариоттовских сосудов в бюретки обеспечивается винтовыми зажимами, надетыми на резиновые трубки, соединяющие мариоттовский сосуд с костыликом бюретки.
Подогревание перфузионной жидкости.
Аэрированная перфузионная жидкость, прежде чем поступить в кровеносную систему изолированного сердца (или другого изолированного органа), должна быть нагрета до температуры тела теплокровного животного, т. е. до 38-39°С. Нагревание раствора Рингера-Локка происходит в стеклянном змеевике, включенном в систему трубок, идущих от каждого мариоттовского сосуда. Все змеевики погружаются в водяную баню, температура которой примерно на 2-3 выше той, до которой должна быть нагрета перфузионная жидкость.
Скорость нагревания жидкости в змеевике зависит от количества оборотов стеклянной трубки и толщины стекла, из которого она сделана.
Так как на стенках змеевика обычно оседают пузырьки газа, то между змеевиком и резиновой трубкой, идущей к канюле, целесообразно включить стеклянную Т-образную трубку. На отводной конец этой трубки надевают резиновую трубку с зажимом и время от времени выпускают из нее жидкость и этим выгоняют пузырьки газа, осевшие на стенках змеевика. Этой же трубкой пользуются для выпускания жидкости из змеевика в тех случаях, если она перегрелась. Надо внимательно следить, чтобы пузырьки газа ни в коем случае не попали в сосуды сердца, так как они могут их закупорить и прекратить перфузию, что вызовет остановку работы сердца.
Надо также очень внимательно наблюдать за температурой перфузионной жидкости, потому что ее постоянство является одним из существенных условий опыта. Для этого помимо термометра, находящегося в водяной ванне со змеевиками, помещают еще один термометр, непосредственно у самого сердца, в токе перфузионной жидкости. Для этого берут специальную Т-образную трубку с одним широким концом, в который вставляют термометр так, чтобы его ртутный шарик омывался жидкость направляющейся в канюлю сердца. Термометр можно закрепить, надев на него колечко из мягкой резиновой трубки, которое вместе со стержнем термометра затыкает плотно, как пробка, широкое ответвление Т-образной трубки.
В случае перегрева перфузионной жидкости выше 40° С следует вынуть термометр и быстро выпустить часть раствора наружу, теперь в сердце будет поступать более холодный раствор, не успевший еще нагреться в змеевике. Температуру в ванне для змеевиков также снижают и устанавливают на нужном уровне по термометру, находящемуся в ней.
Жидкость из змеевиков можно выпустить наружу и через Т-образные трубки, вставленные после них. Этим же способом приходится пользоваться и при смене одного перфузионного раствора другим, так как он в этом случае долго находился без движения змеевике и перегрелся.
Изоляция сердца теплокровного животного.
Операция производится под эфирным наркозом. Кошка или кролик привязываются спиной к операционному столику. Шерсть по средней линии грудной клетки выстригается.
Имеются два способа извлечения сердца из организма, и в зависимости от этого препаровка идет по-разному. При первом способе тело животного предварительно обескровливается и затем промывается раствором Рингера-Локка, и только после этого сердце извлекается и включается в перфузионную систему; при втором способе сердце после вскрытия грудной клетки животного быстро вырезается и устанавливается в аппарат.
Первый способ изоляции сердца.
Для удаления крови из тела животного его организм промывают раствором Рингера-Локка. Животному, находящемуся под легким эфирньим наркозом, ввязывают
две канюли: одну в яремную вену для вливания, промьивающего раствора, другую в сонную артерию для выпускания крови.
Канюля, вставленная в яремную вену, соединяется с мариоттоновским сосудом, наполненным подогретым раствором Рингера-Локка. За температурой этого раствора можно тщательно не следить, однако она должна быть в пределах 35-38°С. Мариоттовская бутыль устанавливается на высоте около 0,5 м., здесь очень быстрое протекание промывающей жидкости невыгодно, так как при этом не будет полного вымывания крови из тканей организма.
Сначала открывают надетую на сонную артерию, и, ритмически сжимая и разжимая ее, выпускают постепенно кровь из тела животного. Некоторое время спустя снимают зажим с резиновой трубки мариоттовского сосуда и одновременно собачку с яремной вены и теперь полностью снимают собачку с сонной артерии; так промывают весь организм животного раствором Рингера-Локка до тех пор, пока из артерии не начнет вытекать почти бесцветная жидкость. Тогда, разрезав кожу по средней линии, быстро вскрывают ножницами грудную клетку животного (поперечным разрезом в области мечевидного отростка и боковыми разрезами по краю реберных хрящей). Находят аорту, подводят под нее в месте отхождения крупных сосудов толстую лигатуру и вскрывают сердечную сорочку. Зажимают резиновую трубку от мариоттовского сосуда с промывающей жидкостью и быстро перевязывают аорту. Затем обрезают все сосуды, идущие от сердца (следить, чтобы не повредить сердца), и вырезанное сердце кладут в плоскую ванночку с теплым раствором Рингера-Локка.
Придерживают сердце за наложенную на аорту лигатуру (так чтобы основание сердца было направлено к себе) и подводят под аорту еще одну лигатуру. На аорте, ближе к сердцу, делают надрез, в который вставляют наполненную раствором Рингера-Локка сердечную канюлю. Эта канюля должна быть широкой и по диаметру подходить к аорте подопытного животного, а также иметь хорошо выраженную шейку, так как во время опыта сердце висит только на этой канюле и ничем больше не фиксируется. Кончик ее, который вводят в аорту, должен быть коротким, чтобы он не закрыл отверстие коронарных сосудов.
Когда канюля вставлена в аорту и крепко к ней привязана, ее присоединяют к резиновой трубочке (надетой на Т-образную трубку с термометром) и начинают пропускать аэрированный питающий раствор. Ток жидкости перфузируемой жидкости захлопывает полулунные клапаны, и питающая жидкость устремляется по коронарным сосудам. Сокращения сердца (если оно уже прекратило работу) возобновляются не всегда сразу, а через 5-10 мин.
Второй способ изоляции сердца.
У животного, находящегося под эфирным наркозом, вскрывают грудную клетку, взяв сердце в левую руку, быстро его вырезают; первой перерезают аорту (в области отхождения от нее крупных сосудов). Сердце немедленно помещают в ванночку с теплым раствором Рингера-Локка и, слегка сжимая его, стараются удалить всю кровь из его полостей. Раствор в ванночке следует сменить 2-3 раза. Затем сердце перекладывают в плоскую чашку с теплым раствором и перевязывают аорту на уровне перерезанного конца и, держа за эту лигатуру, делают надрез аорты и вставляют в нее сердечную канюлю, в дальнейшем поступают так же, как было описано выше.
При первом способе изоляции сердца можно быть всегда уверенным, что в устье коронарных сосудов не образуется тромба, при втором способе, значительно более быстром, иногда может быть осложнение, вызванное наличием сгустка крови в начале аорты.
Проведение опытов.
Прежде чем начать опыт, следует отрегулировать протекание через сердце питающей жидкости и ее температуру.
Изолированное сердце теплокровного животного обычно начинает работать через 5-10 мин, после начала его перфузии, а иногда и сразу. Снаружи сердце смачивать не приходится, так как жидкость, вытекал из коронарных вен в области правого предсердия, хорошо увлажняет его поверхность.
Можно регистрировать не только сокращения желудочков, но и отдельно сокращения предсердий и ушка сердца. Сердечные сокращения передаются к пишущему рычажку с помощью блоков. Обычно записывают сокращения желудочков, зацепив серфином за верхушку сердца.
На изолированном сердце теплокровных животных после записи работы сердца в контрольном периоде изучают:
1) влияние различных физиологических условий,
2) действие некоторых фармацевтических веществ.
Влияние температуры на работу изолированного сердца.
Понижают температуру перфузионной жидкости до 30-35° и регистрируют работу сердца в этих условиях.
Затем снова устанавливают нормальную температуру перфузионной жидкости и, когда работа сердца вернется к норме, повышают температуру до 40С., и выше и опять записывают сокращения сердца.
Влияние количества протекающей жидкости на работу изолированного сердца.
Изменение количества поступающей в изолированное сердце жидкости достигается уменьшением или увеличением высоты столба жидкости; для этого опускают или поднимают мариоттовские сосуды или же, пользуясь винтовым зажимом, суживают или расширяют просвет резиновой трубочки, по которой жидкость поступает в канюлю. Записывают работу сердца при уменьшении и увеличении притока жидкости в изолированное сердце или при полном прекращении ее поступления.
Отмечают изменения в работе сердца и время, через которое сердце перестает сокращаться. Возобновляют нормальную перфузию сердца и регистрируют его сокращения.
Значение аэрации перфузируемой жидкости для работы изолированного сердца.
Временно приостанавливают пропускание кислорода или воздуха через перфузируемую жидкость и отмечают изменение в характере работы сердца. Затем снова начинают аэрировать питающую жидкость и наблюдают за восстановлением правильной работы сердца. Отмечают, какие отделы сердца первыми перестают сокращаться.
Действие некоторых фармакологических веществ на работу изолированного сердца. После того как записана работа сердца при перфузии его раствором Рингера-Локка, этот раствор заменяют (с соблюдением всех условий, описанных выше) тем же раствором, но содержащим то или иное фармакологическое вещество.
Концентрации некоторых фармакологических веществ, применяемых в физиологических опытах при перфузия сердца теплокровных, следующие:
Влияние глюкозы на работу сердца теплокровного можно увидеть, если перфузировать его вместо раствора Рингера-Локка, раствором Рингера. Отмечают, работа, каких отделов сердца нарушается в первую очередь
Рис. 1 (слева). Регистрация сокращений изолированного сердца лягушки: 1 — сердце; 2 — отметчик времени: 3 — кимограф.
Рис. 2 (справа). Установка для регистрации сокращений изолированного сердца теплокровного животного: 1 — мариоттовский сосуд; 2 — бюретка для насыщения раствора Рингера — Локка кислородом; 3 — водяная баня со змеевиком для подогревания жидкости: 4 — алонж для улавливания пузырьков газа и термометр для измерения температуры жидкости, притекающей к сердцу; 5 — изолированное сердце, подвешенное к алонжу и прикрепленное к пишущему рычажку; 6 — кислородный баллон с редуктором; 7 — кимограф.
| 
