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心血管功能活动的调节和急性心力衰竭
XXXXXXX XXXXXX大学 广州（510515）
摘要：目的 以动脉血压、中心静脉压、心率等为指标，观察整体情况下某些神经、体液因素对心血管活动的调节。通过对实验的观察分析，加深对心血管活动神经体液调节的认识。 学习以降低心肌细胞兴奋性、减慢心电传导速度的方法,制备家兔急性心力衰竭的模型，观察急性心衰竭时血流动力学的主要变化。 方法： 通过刺激家兔迷走神经,分别给去甲肾上腺素（NE）、乙酰胆碱（Ach）、肾上腺素（Adr）等神经体液刺激的方法，对比家兔在刺激前后心率、呼吸频率、中心静脉压等生命体征的变化。静脉注射盐酸普罗帕酮制造急性心衰模型并用多巴胺抢救，对比心衰前后以及救治前后家兔生命体征变化。 结果：夹闭双侧颈总动脉使收缩压、舒张压和平均动脉压增大，呼吸频率加快；刺激迷走神经使平均动脉压下降，心率降低；静脉注射NE使收缩压、舒张压和平均动脉压显著升高，心率减慢；静脉注射Ach使平均动脉压下降，心率减慢；静脉注射肾上腺素使收缩压和舒张压均增大，心率加快；静脉注射盐酸普罗帕酮使收缩压和舒张压下降，心率减慢。静脉注射多巴胺后指标回升，救治成功。结论： 神经体液因素对心血管活动的调节作用符合其理论作用机制。
关键词：神经体液 心血管系统 急性心力衰竭 心率 动脉血压 静脉血压 中心静脉压
引言：神经和体液的调节对维持正常心血管系统的功能有着重要的作用。心脏受交感和副交感神经的双重支配，血管则主要受交感神经支配。交感神经兴奋末梢释放去甲肾上腺素，主要与心肌细胞β受体结合引起心率加快、心肌收缩力增强，心输出量增加，血压升高；与血管平滑肌α受体结合使血管收缩，血压升高。迷走神经兴奋末梢释放乙酰胆碱，与心肌细胞M受体结合引起心率减慢、心房肌收缩力减弱，心输出量减少，血压下降。收缩压、舒张压、平均动脉压、心率等指标都为心脏生理活动的间接反映，可以通过对比这些指标的变化间接了解心脏活动的变化。另外，通过注射Na+通道阻断剂（本实验选用盐酸普罗帕酮）降低心肌细胞兴奋性、减慢心传导速度以降低心肌收缩力，导致心衰，用以构建心衰模型。以上述理论为基础，设计本次实验验证神经体液对心脏活动的调节以及构建心衰模型。
1 材料与方法
1.1材料：
1.1.1药品和试剂：20%乌拉坦，38℃生理盐水，0.1%肝素，去甲肾上腺素，肾上腺素，乙酰胆碱，盐酸普罗帕酮，多巴胺，由南方医科大学机能实验室提供。
1.1.2 主要仪器：家兔手术台，注射器和针头，止血钳，粗剪，组织剪，动脉夹，眼科镊，手术线，固定绳，纱布，输尿管插管，PcLab数据采集系统，恒温水浴锅，动静脉插管，三通管，由南方医科大学机能实验室提供。
1.1.3实验动物：家兔一只，体重2.2kg，南方医科大学实验动物中心提供。
1.2方法：
1.2.1动物麻醉固定备皮：挑选家兔，捉拿体重，按照体重计算麻药剂20%乌拉坦量（5ml/kg）。用耳缘静脉注射麻醉，快速推注前1/3，然后减速缓慢推注。待家兔角膜放射消失，肌肉松弛后仰卧固定在手术台上。用粗剪刀剪去家兔颈部兔毛。
1.2.2静脉插管：沿家兔颈部正中线剪开皮肤越6cm，钝性分离右侧的颈静脉并插入预先充好肝素并通过压力换能器与 PcLab数据采集系统相连的静脉插管，根据数据采集系统屏幕上的波形判断是否达到右心房。
1.2.3分离出左颈动脉和迷走神经。在颈动脉插入和PcLab数据采集系统相连接的动脉插管。
1.2.4分离右侧颈部动脉。
1.2.5神经体液调节实验：手术完成后让动物安静 5 分钟，记录收缩压、舒张压、脉压差、平均动脉压、中心静脉压、心率、呼吸频率、呼吸幅度。
1.2.5.1夹闭右侧颈总动脉持续10s，观察并记录夹闭前后各项指标的变化。
1.2.5.2待各项指标恢复正常后（约5min），电极刺激左侧迷走神经5s，观察并记录电击前后各项指标的变化。
1.2.5.3待各项指标恢复正常后（约5min），颈静脉导管注射去甲肾上腺素 0.3ml，观察并记录注射前后各项指标的变化。
1.2.5.4待各项指标恢复正常后（约5min），颈静脉导管注射乙酰胆碱 0.2ml，观察并记录注射前后各项指标的变化。
1.2.5.5待各项指标恢复正常后（约5min），颈静脉导管注射肾上腺素 0.2ml，观察并记录注射前后各项指标的变化。
1.2.6急性右心衰竭实验：神经体液调节实验后让动物安静 5 分钟，记录收缩压、舒张压、脉压差、平均动脉压、中心静脉压、心率、呼吸频率、呼吸幅度。
1.2.6.1颈静脉导管补液（38℃生理盐水）30ml，随后颈静脉导管注射盐酸普罗帕酮2.2ml（1ml/kg），观察并记录注射前后各项指标的变化
1.2.6.2让家兔安静5分钟后，颈静脉导管注射多巴胺2.2ml（1ml/kg），观察并记录各项指标的变化。
2.实验结果（数据来源：第一实验室第七组）
2.1实验数据
2.1.1正常数据：结果如表1所示。
表1 家兔正常各项指标
动脉血压（mmHg）
中心静脉压
（cmH2O）
心 率
（次/分）
呼吸频率
(次/分)
平均收缩压
平均舒张压
脉压差
平均动脉压
133.49
104.79
28.70
114.36
4.95
371
42
2.1.2夹闭颈总动脉10秒：夹闭双侧颈总动脉后，平均收缩压、平均舒张压、平均动脉压和中心静脉压增加，脉压差减小，心率略有减慢，呼吸频率加快。结果如表2所示。
表2 夹闭颈动脉前后指标
操作项目和步骤
动脉血压（mmHg）
中心静脉压
（cmH2O）
心 率
（次/分）
呼吸频率
(次/分)
平均收缩压
平均舒张压
脉压差
平均动脉压
夹闭前
133.49
104.79
28.70
114.36
4.95
371
42
夹闭后
165.22
142.41
22.81
150.01
10.56
353
60
2.1.3刺激迷走神经5秒：刺激迷走神经后平均收缩压、平均舒张压、平均动脉压和中心静脉压下降，脉压差增加，心率减慢，呼吸频率不变。结果如表3所示。
表3 刺激迷走神经前后指标
操作项目和步骤
动脉血压（mmHg）
中心静脉压
（cmH2O）
心 率
（次/分）
呼吸频率
(次/分)
平均收缩压
平均舒张压
脉压差
平均动脉压
刺激前
131.57
107.73
23.84
115.69
8.84
434
54
刺激后
123.49
95.30
28.192
104.69
1.2
396
54
2.1.4颈静脉注射去甲肾上腺素（0.3ml）：颈静脉注射NE后平均收缩压、平均舒张压和平均动脉压升高，脉压差、中心静脉压降低，心率和呼吸频率减慢。结果如表4所示。
表4 颈静脉注射NE前后指标
操作项目和步骤
动脉血压（mmHg）
中心静脉压
（cmH2O）
心 率
（次/分）
呼吸频率
(次/分)
平均收缩压
平均舒张压
脉压差
平均动脉压
注射前
125.43
89.39
36.01
101.39
5.79
316
66
注射后
166.41
130.78
35.63
142.66
2.15
256
60
2.1.5颈静脉注射乙酰胆碱（0.2ml）：颈静脉注射Ach后平均收缩压、平均舒张压、脉压差升高，平均动脉压和中心静脉压降低，心率减慢，呼吸频率加快。结果如表5所示。
表5 颈静脉注射Ach前后指标
操作项目和步骤
动脉血压（mmHg）
中心静脉压
（cmH2O）
心 率
（次/分）
呼吸频率
(次/分)
平均收缩压
平均舒张压
脉压差
平均动脉压
注射前
118.17
92.46
26.11
101.16
3.24
381
54
注射后
135.69
113.85
35.18
82.79
-7.35
307
60
2.1.6颈静脉注射肾上腺素（0.2ml）：颈静脉注射Adr后平均收缩压、平均舒张压和平均动脉压升高，脉压差降低，中心静脉压降低，心率略有升高，呼吸频率降低。结果如表6所示。
表6 颈静脉注射Adr前后指标
操作项目和步骤
动脉血压（mmHg）
中心静脉压
（cmH2O）
心 率
（次/分）
呼吸频率
(次/分)
平均收缩压
平均舒张压
脉压差
平均动脉压
注射前
118.77
92.13
26.64
101.01
-4.96
389
66
注射后
135.69
113.85
21.85
121.13
-7.13
394
54
2.1.7颈静脉注射盐酸普罗帕酮（2.2ml）：颈静脉注射盐酸普罗帕酮后平均收缩压、平均舒张压、脉压差和平均动脉压显著降低，中心静脉压略有升高，心率降低，呼吸频率不变。结果如表7所示。
表7 颈静脉注射盐酸普罗帕酮前后指标
操作项目和步骤
动脉血压（mmHg）
中心静脉压
（cmH2O）
心 率
（次/分）
呼吸频率
(次/分)
平均收缩压
平均舒张压
脉压差
平均动脉压
注射前
142.39
116.71
25.67
125.27
7.21
240
54
注射后
69.49
48.56
20.93
55.54
8.10
180
54
2.1.8颈静脉注射多巴胺（2.2ml）抢救：颈静脉注射多巴胺后平均收缩压、平均舒张压、平均动脉压和中心静脉压升高，脉压差降低，心率显著加快，呼吸频率不变。结果如表8所示。
表8 颈静脉注射多巴胺前后指标
操作项目和步骤
动脉血压（mmHg）
中心静脉压
（cmH2O）
心 率
（次/分）
呼吸频率
(次/分)
平均收缩压
平均舒张压
脉压差
平均动脉压
注射前
69.49
48.56
20.93
55.54
8.10
180
54
注射后
108.49
93.53
14.95
98.52
12.28
350
54
2.2实验结论
2.2.1刺激或注射前后各项指标的变化，结果如表9所示
表9 各项指标变化
刺激或注射前后
动脉血压（mmHg）
中心静脉压
（cmH2O）
心 率
（次/分）
呼吸频率
(次/分)
平均收缩压
平均舒张压
脉压差
平均动脉压
夹闭颈静脉
↑
↑
↓
↑
↑
↓
↑
刺激迷走神经
↓
↓
↑
↓
↓
↓
静注NE
↑↑
↑↑
↓
↑
↓
↓
↓
静注Ach
↑
↑
↑
↓
↓
↓
↑
静注Adr
↑
↑
↓
↑
↓
↑
↓
静注盐酸普罗帕酮
↓
↓
↓
↓
↑
↓
静注多巴胺
↑
↑
↓
↑
↑
↑
2.2.2实验结论：经验证，神经体液因素对心血管活动的调节作用符合其理论作用机制。
3. 结果分析
3.1神经对心脏活动的调节作用
3.1.1夹闭颈总动脉
颈总动脉分叉处含有大量的窦神经末梢，称为窦压力感受器。通过感受血管壁的牵张程度从而可以感受动脉内压的变化。当动脉血压降低使动脉压力感受器传入冲动减少使迷走紧张减弱，心交感紧张加强，于是心率加快心输出量增加，交感缩血管紧张加强，外周血管阻力增高，血压回升至正常水平。当血压升高时则相反，迷走神经兴奋，导致血压下降。【1】
本实验夹闭颈总动脉，颈静脉窦无法感受血压变化而引起的血管壁的牵张改变，其传入冲动减少，从而抑制了迷走神经的兴奋，而使交感神经活动增强 最终使动脉血压升高，数据显示平均收缩压、平均舒张压、平均动脉压升高。
由于迷走神经的兴奋抑制和交感神经的相对活动增强，理论上心率应加快，而本实验数据显示心率略有减慢，对其可能解释有：a.夹闭时间较短，心率指标可能未平稳而读数b.正常值测量与夹闭颈总动脉后数据测量时间间隔过长，夹闭之前可能心率已有下降。c.利用pclab计算数据时选择波形区间不精确。
3.1.2刺激迷走神经
支配心脏的副交感神经节前纤维行走于迷走神经干中。右侧迷走神经对窦房结的影响占优势，左侧迷走神经对房室交界的作用占优势。心迷走神经节后纤维末梢释放的乙酰胆碱作用于心肌细胞的M型胆碱受体，可导致心率减慢，心房肌收缩能力减弱，心房肌不应期缩短，房室传导速度减慢，即具有负性变时、负性变力和负性变传导作用。
本实验刺激左侧迷走神经，出现平均收缩压、平均舒张压、平均动脉压和中心静脉压下降，心率减慢。符合预期推测和理论作用机制。
本实验数据显示各项指标变化并不明显，可能与手术操作过程中反复刺激了迷走神经导致了适应现象有关。另外，由于迷走神经表现出明显的功能不对称性，右侧迷走神经对窦房结的影响占优势，左侧迷走神经对房室交界的作用占优势。故理论上讲刺激左右迷走神经所引起的效应不同，两侧迷走神经兴奋引起的血压下降有显著差异，以右侧迷走神经兴奋引起的血压下降较明显【2】但本次试验并未对此进行验证。
3.2体液因素对心脏活动的调节作用
3.2.1注射NE和Adr
NE 和Adr在化学结构上都属于儿茶酚胺。NE主要与α受体结合，而Adr与β结合的亲和力更强，这点差异造成了功能的差异。
心脏主要分布有β受体，则Adr的主要作用是与β受体结合，产生正性变时作用和正性变力作用，使心输出量增加。虽然血管也平滑肌也分布有β2受体，同样可以与Adr结合导致血管舒张，血压下降，但是Adr作用于心脏β受体的作用更强，则最终效应为加快心率，升高血压。由于Adr对心脏的作用，故在临床上也多用于急性心脏骤停等疾病的抢救用药。
血管以α受体的分布为主，故NE主要作用于血管平滑肌，与其α受体结合，导致血管强烈收缩，血压升高。本实验结果符合预期结果。
3.2.2注射Ach
Ach可与心肌上的M受体结合，而引起心率减慢、心房肌收缩力减弱，心输出量减少，血压降低等负性作用。其作用机制与迷走神经类似。
经分析，本项目实验数据存在错误。舒张压高于了平均动脉压，不符合计算公式。故认为描记错误或者是摘抄出现偏差。
3.3心衰实验
多种原因可导致心衰，如心律失常、心梗、心肌病等。按照部位分类可分为左心衰，右心衰和前心衰。尤以左心衰最常见。左心衰可以导致肺淤血，患者呼吸困难。夜间平卧位导致回心血量升高，再加上夜间迷走神经兴奋使气管管径狭窄，肺通气能力下降，膈肌上抬，挤压胸腔，患者容易出现夜间阵发性呼吸困难。严重者出现粉红色泡沫痰。采取端坐位，给氧，给药吗啡以起到镇静和降低心脏耗氧量作用等措施有效。治疗心衰的药物主要分强心药物（西地兰），利尿药（速尿）和扩血管药物（硝普钠）。
心衰模型构建有多种方法，如可以向新房快速注射生理盐水导致前负荷过重而致心衰。本实验采用给药的方法。
3.3.1注射盐酸普罗帕酮
盐酸普罗帕酮为Ic类治疗心律失常药物，为快Na+通道阻滞剂，使0期去极化的速度和幅度降低，导致心肌收缩力降低，引起心衰。同时具有弱的β受体拮抗作用，能减慢心房、心室和普肯也纤维的传导。【3】注射盐酸普罗帕酮后，从数据上可明显看出心肌收缩能力显著下降心功能明显被抑制。
3.3.2注射多巴胺抢救
该品为体内合成去甲肾上腺素的前体，具有β受体激动作用，促进去甲肾上腺素释放，抑制其摄取，增加外周血管阻力、加强心肌收缩力、增加心输出量；也有一定的α受体激动作用，使血管收缩，增加心脏后负荷【4】。本实验经多巴胺抢救后，血压升高，心率加快。
多巴胺可以激活多巴胺受体，同时可以与α、β受体结合，产生相应的效应。另外，多巴胺还可以促进体内NE的分泌，故抢救效果良好（对比单独使用NE抢救而言）。
参考文献
【1】刘先国. 生理学（第二版）[M]. 北京：科学出版社，2010.98-105.
【2】吕本儒. 比较左右迷走神经对心脏活动的影响 .南充医专学报 1985第一期
【3】杨宝峰. 药理学第7版 北京：人民卫生出版社，2008.215
【4】百度百科. “多巴胺”词条
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