6. A szívműködés vizsgálata
6.2. A szívműködés kémiai szabályozásának vizsgálata Straub szerint izolált békaszíven
A gyakorlat célja:A preparátum lehetőséget nyújt arra, hogy a szívműködésre ható ionális és humorális szabályozást más hatásoktól (pl. vegetatív szabályozás) elkülönülten vizsgálhassuk. Megvizsgáljuk a szívverés frekvenciájának és az összehúzódás erősségének kémiai befolyásolhatóságát a szívet fürdető oldatok ionális és kémiai összetételének valamint a szív utóterhelésének (a kipumpált folyadék nyomásának) megváltozásával.
1883/84-ben Sydney Ringer állapította meg, hogy a békaszív csak bizonyos ionokat bizonyos arányokban tartalmazó fiziológiás sóoldatokban működőképes: a rajta folyamatosan átáramló Ringer-oldat segítségével hosszabb ideig (megfelelő gyakorlattal akár 24 óráig is) működőképes állapotban tartható. Azóta a normális békaszív-működést a Ringer-féle fiziológiás só oldatban vizsgálják. A gyakorlaton az egyes ionok mennyiségét megváltoztatjuk a Ringer-oldatéhoz képest, és azt elemezzük, hogyan hat ez a békaszív verési frekvenciájára, összehúzódásainak erejére.
A vizsgálathoz szükséges anyagok, eszközök: dekapitált és gerincvelő-roncsolt kecskebéka egyedek, békapad, kéziműszer-készlet, fonal, szerafin, elmozdulásérzékelő (transzducer), erősítő, számítógép monitorral, Analyze program; Pasteur-pipetta, Ringer-oldat, Ringer-oldatban acetil-kolin, Ringer-oldatban adrenalin, illetve a gátló szereik (atropin és propranolol), módosított Ringer-oldatok (ionok hiányával és fölöslegével).
A gyakorlat kivitelezése
A dekapitált és gerincvelő-roncsolt békát a bonctálban a hátára fektetjük és a végtagjait leszúrjuk. A bőr és az izomzat felnyitása után a sternumot a kulcscsontok átvágása után eltávolítjuk. A szívburkot felnyitjuk. Fonalat vezetünk a truncusok (a jobb oldali alá egyet, a bal oldali truncus alá pedig kettőt) és asinus venosusalá. A béka jobb oldali truncusát lekötjük. A bal oldalitruncus arteriosusalatti proximális fonalra laza előcsomót kötünk; ez fogja majd a kanült rögzíteni. A bal oldali truncus alatti disztális fonallal tudjuk a truncust felemelni és mozgatni, ezt nem szükséges megkötni. A disztális és a proximális fonal közötti truncus szakaszon fogjuk behelyezni a kanült;
ezért a két fonal között hagyjunk elég nagy távolságot! A Straub-kanült töltsük fel Ringer-oldattal, majd dugóval zárjuk le – az előkészített kanült egy Ringer oldattal félig teli főzőpohárba is óvatosan beleállíthatjuk (vigyázzunk rá, hogy a kanül hegye ne sérüljön!). A bal oldalitruncus arteriosusona két fonal között ejtsünk a kisollóval piciny bemetszést (de ne vágjuk át teljesen), majd a Ringer-oldattal buborékmentesen feltöltött Straub-kanült toljuk a truncusba. Figyeljünk rá, hogy a kanül vége tényleg bejusson az érbe – ha a metszés csak a truncus kötőszövetes burkát sértette meg, a kisollóval vágjuk meg újra az ér falát. A kanül csúcsa közelében egy kis kiöblösödés is található – a sebszélen ezt a szemészeti csipesz segítségével tudjuk átsegíteni. A kanült óvatosan mozgatva próbáljuk meg abulbus cordisspirális billentyűin át a szívkamra aljáig vezetni. Vigyázzunk, nehogy egy türelmetlen erős mozdulattal kiszúrjuk a kamrát vagy a pitvar-kamrai sövényt megsértsük! A bevezetés közben segít, ha a Ringer oldattal megnedvesített ujjunkkal a békaszívet a kamracsúcs körül kicsit „megtámasztjuk”. Ügyeljünk arra is, hogy a kanült ne toljuk túlságosan mélyre a bal truncusba, mert ezzel csak azt érjük el, hogy a kanül hegye abulbus cordisfalát kiszúrja.
6.5. ábra. Kipreparált békaszív. A piros nyíl kezdete a Staub-kanül bevezetésének helyét jelöli, a nyíl pedig az útvonalat.
A szívműködés vizsgálata
kanülről). A truncusokat a lekötésektől disztálisan elvágjuk, majd a szívet a kanüllel együtt megemeljük. Kössük el a vénás rendszert a sinus venosustól disztálisan, de vigyázzunk, hogy a preparátumról nehogy lekössük asinus venosust! A sinus venosus mögötti lekötésen túl a vénás rendszert is elvágjuk, és ezzel a szívet a testből kiemelhetjük.
A kanülből a dugót eltávolítva a kanült a szívvel lefelé fordítjuk, így a kanülben levő folyadék a szívkamrák falára nehezedik (ha csak a pitvarok tágulnak ki, akkor a kanül vége nincs a kamrában). A kanült az állványon levő befogóba helyezzük, majd a szívet Ringer-oldattal többször átmossuk, hogy az esetleges véralvadékot eltávolítsuk.
A kanül bekötésével és a szív kimosásával igyekezni kell, nehogy a vér a kanülbe alvadjon! A szívkamra csúcsára óvatosan rácsíptetjük a szerafint, annak fonalát pedig lefelé, kissé ferdén az elmozdulásérzékelő nyelvéhez csatlakoztatjuk úgy, hogy a fonalon vagy a huzalon lecsurgó Ringer-oldat a szívből ne kerülhessen a transzducerbe.
Ezt elősegíthetjük azzal is, hogy a szerafintól egy másik fonalat a szenzortól távolabb a bonctálba vezetünk. Ezt követően kezdhetjük meg a regisztrálást. Továbbiakban a különböző ionösszetételű oldatok hatásának tanulmányozása esetében a kanülből leszívjuk az oldatot, és a megfelelő vizsgálandó oldattal töltjük fel a kanült.
A hatóanyagok kimosását többszöri Ringer-oldat cserével érjük el. Gondosan ügyeljünk arra, hogy a kanülből soha nem fogyjon ki a Ringer-oldat és a folyadékoszlop magassága is állandó legyen - a szív kontraktilitása ugyanis függ az izomsejtek feszítettségétől, lásd Starling-effektus.
Bekapcsoljuk az erősítőt és a számítógépet, majd bekapcsoljuk az Analyze programot. A „Measure” menüpontot aktiválva fogjuk a regisztrátumot beállítani. Az eljárás megegyezik a 6.1 A BÉKASZÍV MŰKÖDÉSÉNEK VIZSGÁLATA "IN SITU" fejezetben leírtakkal, de a file hosszúságot érdemes legalább 300 sec-ra állítani, hogy a teljes mérés beleférjen.
Minden egyes regisztrátum most is három szakaszból áll: a kontroll, a beavatkozási és a lecsengési szakaszból, a beavatkozás elejét a „Marker on”, a végét a „Marker off” lenyomásával jelöljük. Ha egymás után több anyagot is adagolunk ugyanabba az oldatba (pl. adrenalint, majd utána annak antagonistáját), a marker jelzés rövid megszakításával jelezhetjük a 2. anyag adását.
Mérési feladatok:
1. Figyeljük meg a szívösszehúzódások menetét, azonosítsuk a szívciklus egyes fázisait a regisztrátumon! Állapítsuk meg, hogy a regisztrátumon milyen irányú elmozdulásnak felel meg a kamrai szisztolé, illetve diasztolé!
2. Ismert tömegű súly(ok) felhasználásávalkalibráljuka mérési rendszerünket: az összeállított és megfelelően működő preparátumon indítsunk el egy mérést, majd a kellő hosszúságú alapszakasz felvétele után rövid időre terheljük meg a mechanoszenzor karját a súly(okk)al. Figyeljünk arra, hogy a kalibráláshoz lehetőleg minél kisebb tömegű súlyokat használjunk, hiszen ezek a szív kontrakciójával ellentétes irányba húzzák a mechanoszenzort, így a szívre nehezedő előterhelést is fokozzák.
3. Vizsgáljuk meg aRinger oldat ionösszetételének hatásáta szívverés frekvenciájára, az összehúzódások erejére!
Mindegyik beavatkozás külön regisztrált file-ban legyen, a mérés során a kontroll, a hatás és a kimosási szakaszt egyértelműen jelöljük. A mérések során a kontroll szakasz felvételét követően a kanülben lévő folyadékot teljesen cseréljük le a vizsgálandó oldatokra! Mivel elképzelhető, hogy a beavatkozáskor a hatás csak hosszabb idő múlva jelentkezik, az adott oldatokat kellően hosszú ideig hagyjuk a szívre hatni (ez akár 1-1,5 percet is jelenthet). Elképzelhető, hogy az adott iont többletben tartalmazó Ringer oldat nem elég hatásos, ezért ilyenkor az adott sót tartalmazó, töményebb oldatból is adagolhatunk még 1-2 cseppet a kanülbe. Mindegyik beavatkozás után a kanült alaposan mossuk át normál Ringer-oldattal (kimosási szakasz) – az oldat cseréjét többször meg is ismételhetjük, hogy a normás szívműködés visszaálljon.
A szívműködés vizsgálata
A vizsgálandó oldatok:
• K+-mentes Ringer-oldat (a K+-ot Na+helyettesíti)
• 10x K+iont tartalmazó Ringer-oldat (szükség esetén a további koncentráció-növeléshez 5%-os KCl-oldat is használható)
• Ca2+-mentes Ringer-oldat (a Ca2+-ot Na+helyettesíti)
• 10x Ca2+iont tartalmazó Ringer-oldat (szükség esetén a további koncentráció-növeléshez 5%-os CaCl2-oldat is használható)
• 0,9% NaCl oldat (a Ringer-oldathoz képest hiperozmotikus).
4. Vizsgáljuk meg aszívre ható mediátor anyagok, illetve azok antagonistáinak hatásáta szívverés frekvenciájára, az összehúzódások erejére! A megfelelő kontroll szakasz felvétele után az alkalmazandó oldatból 1-2 cseppet adagoljunk a kanülben található Ringer oldathoz (ne felejtsük el a beavatkozást jelölni), majd várjunk 10-15 másodpercet. Ha a szívműködésben ennyi idő alatt nem tapasztalunk jelentős változást, ismételjük meg az anyagadást! A hatás kialakulását követően ugyanebbe az oldatba adagoljuk a megfelelő antagonistát, szintén cseppenként (a marker rövid megszakításával ezt is jelöljük). Hagyjunk elegendő időt arra is, hogy a normál Ringer oldattal történő kimosás alatti lecsengési szakaszt is rögzíteni tudjuk!
A vizsgálandó oldatok:
• 10-4 g/ml adrenalin Ringer-oldatban, majd ehhez 10-5 g/ml propranolol adása
• 10-5 g/ml propranolol, majd ehhez 10-4 g/ml adrenalin adása
• 10-4 g/ml acetil-kolin Ringer-oldatban, majd ehhez 10-4 g/ml atropin adása
• 10-4 g/ml atropin, majd ehhez 10-4 g/ml acetil-kolin adása Az írásbeli beszámoló elkészítése
A jegyzőkönyvet az 1.5 AZ ÍRÁSBELI ÉRTÉKELÉSEK ELKÉSZÍTÉSE, illetve a 6.1 A BÉKASZÍV MŰKÖDÉSÉNEK VIZSGÁLATA "IN SITU" c. fejezetekben leírtak szerint végezzük. A kalibráló görbe alapján állapítsuk meg, hogy a regisztrátumon megfigyelhető amplitúdó változások mekkora valós súlyerőnek felelnek meg. Határozzuk meg a szisztolé és a diasztolé irányát, így az amplitúdó- és tónusváltozások esetén azt is elemezni tudjuk, hogy a beavatkozás hatására a szívizomszövet kontrakciós képessége vagy elernyedése változott-e meg.
(A „tone” az egyes amplitúdók felének abszolút egységekben mért értékére utal; a kontroll alapvonal abszolút értékéhez képest a tone elmozdulása a szisztolés irányba a kontrakciók fokozódását, a diasztolés irányba pedig a szív gyengülését jelzi.) Ha a kezelés hatására a szív összehúzódása megszűnt, elemezzük, hogy szisztolés vagy diasztolés szívmegállás következett-e be. Minden egyes beavatkozás esetében elemezzük a szívverés frekvenciájára gyakorolt hatásokat is! A mediátorok és antagonistájuk adagolásakor elemezzük, hogy az először adagolt anyag a kontroll szakaszhoz képest milyen változást okozott a szívműködésben, majd azt is, hogy a másodszorra adagolt anyag ezt a hatást hogyan módosította. Hasonlítsuk össze a tapasztaltakat az adagolás sorrendjében is! A változásokat ne felejtsük el számszerűen is megadni és a tapasztalt jelenségeket élettani ismereteink alapján megmagyarázni.
A szívműködés vizsgálata