способ регистрации механической работы изолированного сердца лягушки

Формула изобретения

Способ регистрации механической работы изолированного сердца лягушки путем записи кривой, отличающийся тем, что изолированное сердце располагают в растворе Рингера для холоднокровных животных, а запись осуществляют с помощью реографической установки «Реоспектр» биполярно, для чего один электрод помещают на изучаемую область сердца, а второй - в раствор Рингера, окружающий сердце.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области экспериментальной физиологии и фармакологии. Способ может быть применен для изучения динамики изменения механической работы изолированного нефиксированного сердца лягушки в условиях воздействия на него различных физических и химических раздражителей, в том числе фармакологических веществ.

Известен способ регистрации механической работы изолированного сердца лягушки по методу Штрауба, использующийся для изучения влияний различных биологически активных веществ и фармакологических препаратов на сократительную активность миокарда в физиологических и фармакологических опытах.

Согласно методу Штрауба лягушку с разрушенной центральной нервной системой прикалывают к пробковой доске спиной книзу и обнажают у нее сердце. Подводят 3 тонкие лигатуры: 1 - под аорту до ее разветвления, 2 - под венозный синус и 3 - под корни обоих легких. Лигатуры 2 и 3 завязывают сразу. Делают надрез дуги аорты. В разрез против тока крови вводят кончик канюли подходящего размера, частично наполненной раствором Рингера для холоднокровных животных так, чтобы кончик проник через полулунные клапаны в полость желудочка, а ее шейка оказалась под лигатурой 1. Введение кончика канюли в желудочек сопровождается появлением в ней крови, окрашивающей раствор Рингера. После этого лигатуру 1 затягивают вокруг шейки канюли. Если канюля вставлена правильно, то жидкость из нее во время диастолы поступает в желудочек сердца, растягивает его, и оно начинает усиленно работать. Затем сердце вырезают из грудобрюшной полости. Для этого на уровне венозного синуса обрезают полые вены, перерезают обе дуги аорты, оба корня легких и другие ткани. На этом этапе подготовительные действия завершаются.

Процедура регистрации сократительной активности миокарда начинается с подсоединения к верхушке сердца записывающего устройства с помощью серфина (прищепки). Запись осуществляется на вращающемся барабане кимографа. Регистрируемая кривая, механокардиограмма (МКГ), характеризует механическую работу сердца (Большой практикум по физиологии человека и животных // Под общей редакцией Л.Л.Васильева и И.А.Ветюкова. - М.: Государственное издательство «Советская наука», 1954. - С.104-106).

Недостатками описанного метода являются его трудоемкость, наличие технических сложностей в ходе выполнения оперативных вмешательств, часто приводящих к повреждению препарата, необходимость фиксации сердца на канюле, механическая кимографическая регистрация, представляющая собой устаревший способ записи.

Задачей настоящего изобретения является упрощение и облегчение в ходе опыта процесса регистрации механической работы изолированного нефиксированного сердца лягушки в целом, а также его различных отделов без риска повреждения миокарда с возможностью записи процесса на компьютере.

Сущность предложенного способа регистрации механической работы изолированного сердца лягушки путем записи кривой состоит в том, что изолированное сердце располагают в растворе Рингера для холоднокровных животных, а запись осуществляют с помощью реографической установки «Реоспектр» биполярно, для чего один электрод помещают на изучаемую область сердца, а второй - в раствор Рингера, окружающий сердце.

Использование в эксперименте раствора Рингера для холоднокровных животных является предпочтительным в сравнении с другими физиологическими растворами, т.к. его химический состав обеспечивает оптимальные условия для жизнедеятельности изолированных органов холоднокровных животных, включая и миокард лягушки (C.L.Prosser, F.A.Brown. Comparative animal physiology. 2-d edition // W.B. Sauners company, Philadelphia London, 1962. - 458 p.).

Основное назначение реографической установки «Реоспектр» («Нейрософт», Россия, г.Иваново) - регистрация реограмм, кривых, отражающих динамику кровенаполнения доступных для исследования органов и тканей. Принцип действия установки «Реоспектр» основан на измерении импеданса - полного сопротивления исследуемых структур при пропускании через них высокочастотного низкоамплитудного электрического тока.

В наших опытах параметризацию механической работы изолированного сердца проводили на основе оценки характеристик импеданскардиограммы (ИКГ) - кривой, отражающей колебание переменной составляющей импеданса системы «миокард - раствор Рингера в полостях сердца - раствор Рингера, окружающий сердце». При этом переменная составляющая системы преимущественно связана с фазами контрактильной активности миокарда (систола - диастола).

Установка «Реоспектр» позволяет одновременно с измерением импеданса осуществлять регистрацию электрокардиограммы (ЭКГ), что существенно расширяет возможности в проведении анализа сократительной активности сердечной мышцы с выведением процессов на монитор компьютера и записью всех полученных данных на его жесткий диск.

Сущность способа поясняется фиг.1, где 1 - сердце; 2 - раствор Рингера для холоднокровных животных в стеклянной емкости; 3 и 5 - электроды реографа; 4 - реографическая установка «Реоспектр»; 6 - импеданскардиограмма (ИКГ); 7 - монитор компьютера; 8 - электрокардиограмма (ЭКГ); 9 и 10 - электроды для регистрации электрокардиограммы.

Способ осуществляют следующим образом. После разрушения центральной нервной системы у лягушки вскрывают грудобрюшную полость. Сердце 1 вырезают без каких-либо дополнительных процедур и переносят в стеклянную емкость, например, в чашку Петри, содержащую раствор Рингера 2 для холоднокровных животных. Для оценки механической работы сердца 1 один электрод 3 установки «Реоспектр» 4 располагают на поверхности сердца 1. С учетом объекта исследования в качестве электрода 3 используют гибкую металлическую проволоку диаметром 0,1 мм и длиной 50 мм, с припаянной на конце контактной пластинкой размером 2×2 мм. Второй электрод 5 установки «Реоспектр» 4 размещают в растворе Рингера 2. В итоге установка «Реоспектр» 4 практически фиксирует динамику импеданса сердца 1 в зависимости от смены фаз кардиоцикла, что отображается в виде кривой характерной формы - импеданскардиграммы 6 на мониторе компьютера 7.

Форма регистрируемой кривой (ИКГ), как видно из фиг.2, идентична механокардиограмме (МКГ), где А - механокардиограмма (C.L.Prosser, F.A.Brown. Comparative animal physiology. 2-d edition // W.B.Sauners company, Philadelphia London, 1962. - 458 p.); Б - оригинальная импеданскардиограмма.

В случае необходимости одновременной регистрации ИКГ 6, отражающей механическую активность сердца 1, и ЭКГ 8, отражающей электрическую активность сердца 1, как, например, в наших опытах, в непосредственной близости от сердца 1 в растворе Рингера 2 располагают электроды 9 и 10 для отведения ЭКГ 8.

Пример:

У лягушки разрушали центральную нервную систему, вскрывали грудобрюшную полость, изолировали сердце и помещали его в раствор Рингера. Устанавливали электроды для регистрации ИКГ и ЭКГ, после чего на протяжении некоторого отрезка времени осуществляли запись фоновой механической и электрической активности миокарда. По истечении 5 минут на сердце апплицировали 2 капли 0,1% раствора адреналина гидрохлорида, который вызывал положительные изменения в работе сердца по показателям силы сокращений (ИКГ), частоты следования кардиоциклов (ИКГ, ЭКГ), скорости проведения возбуждения по миокарду (ЭКГ).

На фиг.3 представлены изменения ИКГ (верхний канал) предсердно-желудочковой области и ЭКГ (нижний канал) после аппликации 2-х капель 0,1% раствора адреналина гидрохлорида, где 1 - фоновая активность работы изолированного нефиксированного сердца; 2 - активность сердца через 15 мин после аппликации адреналина гидрохлорида; 3 - остановка сердца через 40 мин после аппликации адреналина гидрохлорида.

В зависимости от расположения на поверхности сердца электрода реографа можно получать данные о механической работе различных функциональных областей миокарда - область желудочка, предсердно-желудочковая область, область предсердий. Так, на фиг.4 представлены ИКГ (верхний канал), зарегистрированные от желудочка сердца лягушки (А) и от левого предсердия (Б).

Всего выполнено 28 опытов, в которых осуществляли изучение характеристик механической работы изолированного нефиксированного сердца при регистрации ИКГ от предсердно-желудочковой области сердечной мышцы (n=9), от желудочка (n=11), от предсердия (n=8).

Предлагаемый способ регистрации позволяет проводить на одном препарате изолированного нефиксированного сердца лягушки длительные эксперименты.

Таким образом, техническим результатом предлагаемого способа является возможность просто и легко, без риска повреждения миокарда получать данные о механической работе различных отделов изолированного нефиксированного сердца лягушки при воздействии на него фармакологических препаратов в условиях непрерывной продолжительной компьютерной регистрации импеданскардиограммы и электрокардиограммы с сохранением результатов на цифровых носителях.