探究不同浓度的钾离子对心电图的影响实验设计报告（第一组）小组分工、成员：报告整合： 资料整理：材料搜集： PPT制作：PPT演讲：时间：不同浓度的钾离子对心电图的影响【目的和原理】正常机体的电解质主要分布在细胞內液和细胞外液（血浆和组织液）中。钾离子作为细胞内主要的阳离子，在细胞内酶活性、糖代谢、以及细胞内渗透压及酸碱平衡维持方面有重要作用。心肌的收缩与血液中钾离子浓度关系较为密切。随着血液中钾离子浓度降低，心肌的兴奋性、自律性和收缩性都升高，传导性降低；随着血液中钾离子浓度升高，心肌的自律性、传导性和收缩性都降低，兴奋性先增高后降低。心电图反映心脏兴奋的产生、传导和恢复的生物电变化，因此血液中钾离子浓度的改变，心脏的运动也会发生改变，实验测得的心电图曲线也会发生相应的改变。正常的心电图由一组波形构成，首先出现一个振幅不高，波形圆钝的P波，它代表左右两心房的除极（去极化）过程。两心房复极过程表现为Ta波，往往隐藏在P-R段中不易被发现。继P波之后出现一个狭窄但振幅较高的波群，往往由23个波组合而成，称为QRS波群，它代表左右两心室及室间隔的除极过程。QRS波群之后，是一缓慢而波幅较低的向上的波，称为T波，它代表两心室的复极过程。T波后有一很不明显的向上的波，称为U波，来源说法不一。人正常血钾浓度一般为3.55.5mmoL/L，当血钾浓度低于3.5mmol/L时为低血钾，随着血钾浓度的降低，心电图上呈现进行性的ST段下降甚至倒置，T波振幅减小和U波增大，PR延长，P波增大等现象。当血钾高于5.5mmol/L时为高血钾，随着血钾浓度的上升，心电图上呈现进行性的T波高尖，ST段下移，PR段延长，P波增宽低平直至消失，QRS增宽与T波融合。本实验的目的在于改变血液中的钾离子浓度，观察家兔的心电图曲线的变化，进而得出不同的血钾浓度对心脏运动的影响。【实验对象】6只家兔，3只长期喂养不含钾的食物（处理组），3只正常喂养（正常组）。【实验器材与试剂】 哺乳动物手术器械一套，生物机能实验系统，心电记录与转换设备，电解质测量仪，兔手术台，抗凝试管，静脉输液装置，20ml注射器，2% KCL的生理盐水，0.5%的肝素溶液，20%氨基甲酸乙酯，生理盐水等。 【实验方法与步骤】1、 麻醉固定 将家兔称重后，从耳缘静脉缓慢注射20%氨基甲酸乙酯（5ml/kg）。注射同时观察动物体征变化（心跳、呼吸等），判断麻醉效果。动物达到麻醉时肢体肌肉松弛，呼吸节律呈现深而慢的改变，角膜反射迟钝或消失，对疼痛刺激（如夹尾）的反应不明显，躯体自然倒下，此时为最佳麻醉效果。待家兔麻醉后，仰卧固定在兔手术台上。2、 心电描记 开启生物机能实验系统，连接心电导联：选用导联，左下肢接正极，右上肢接负极。观察家兔的心电图，并记录。3、 血钾测量 用抗凝试管通过耳缘静脉取血l ml，用电解质测量仪测量动物的血浆钾浓度。4、 实验观察1. 低血钾 对处理组的3只家兔分别进行麻醉固定后，往耳缘静脉注射0.5%的肝素溶液2ml，接着连上心电导联装置进行心电描记，观察并记录心电图曲线。用抗凝试管通过耳缘静脉取血l ml，用电解质测量仪测量动物的血浆钾浓度。2. 正常血钾 对正常组3只家兔分别进行麻醉和心电描记，观察并记录心电图曲线。用抗凝试管通过耳缘静脉取血l ml，用电解质测量仪测量家兔的血浆钾浓度。3. 高血钾 通过耳缘静脉和输液装置，缓慢滴注2%的氯化钾生理盐水溶液，同时密切观察和记录心电图变化。当心电图曲线出现T波变得高耸，QT间期变短时马上停止输液，等心电图稳定后用抗凝试管通过耳缘静脉取血l ml，用电解质测量仪测量动物的血浆钾浓度。4. 高血钾 继续缓慢滴注2%的氯化钾生理盐水溶液，同时密切观察和记录心电图变化。当心电图曲线出现T波高耸的同时QRS时限增宽时马上停止输液，等心电图稳定后用抗凝试管通过耳缘静脉取血l ml，用电解质测量仪测量动物的血浆钾浓度。5. 高血钾 继续缓慢滴注2%的氯化钾生理盐水溶液，同时密切观察和记录心电图变化。当心电图曲线出现PR延长，P波增宽增平时马上停止输液，等心电图稳定后用抗凝试管通过耳缘静脉取血l ml，用电解质测量仪测量动物的血浆钾浓度。6. 高血钾 继续缓慢滴注2%的氯化钾生理盐水溶液，同时密切观察和记录心电图变化。当心电图曲线出现P波消失时马上停止输液，等心电图稳定后用抗凝试管通过耳缘静脉取血l ml，用电解质测量仪测量动物的血浆钾浓度。 7. 高血钾 继续缓慢滴注2%的氯化钾生理盐水溶液，同时密切观察和记录心电图变化。当心电图曲线出现QRS增宽，与T波融合时马上停止输液，等心电图稳定后用抗凝试管通过耳缘静脉取血l ml，用电解质测量仪测量动物的血浆钾浓度。 【预期结果】1. 低血钾心电图曲线观察到T波较低，P波变宽，PR间期延长。此时三只家兔的血钾浓度：2.03.5mmol/L2. 正常血钾心电图曲线观察到有明显的P波，QRS波群以及T波，但U波不明显。此时三只家兔的血钾浓度：3.55.5mmol/L3. 高血钾心电图曲线观察到T波高耸，QT间期稍变短。此时三只家兔的血钾浓度：5.56.5mmol/L4. 高血钾心电图曲线观察到QRS时限增宽。此时三只家兔的血钾浓度：6.57.0mmol/L5. 高血钾心电图曲线观察到PR段延长，P波增宽低平。此时三只家兔的血钾浓度：7.08.5mmol/L6. 高血钾心电图曲线观察到P波消失。此时三只家兔的血钾浓度：8.510.0mmol/L7. 高血钾心电图曲线观察到更宽大的QRS波甚至QRS波与T波融合。此时三只家兔的血钾浓度：10.012.0mmol/L【分析】1.正常血钾浓度的心电图 未处理组得到的是正常的心电图曲线，能观察到有明显的P波，QRS波群，T波，未发现明显的U波。说明未处理组的家兔在未对其进行处理时的心电图曲线正常，因此可以此作为对照，观察并比较血钾升高或降低时心电图的变化。2.低钾血症对心电图的影响血钾浓度降低时，细胞内、外K+浓度梯度加大，静息膜电位负值增大，但由于细胞膜对K+的通透性降低。结果动作电位3期的K+外逸减慢，从而3期的动作电位阶段平缓、延长，因此T波降低；4期K+外流减少，起搏细胞自动去极化速度增大，自律性增强，P波变宽变高；膜电位降低，0期去极化时Na+内流速度降低，传导性降低，PR间期延长。3.高钾血症对心电图的影响 血钾浓度增高对心肌细胞的动作电位产生以下两方面的影响：一、细胞膜对钾离子通透性增加，复极3期时间缩短，坡度陡峻；二、静息膜电位升高，这是由于细胞内外钾的浓度差减少所致。正常心脏细胞外钾浓度低于细胞内钾浓度。然而，血清钾浓度的微小变化，即可改变细胞内外钾浓度梯度。（1）当细胞外钾浓度升高时，首先是复极期心肌细胞对钾离子的通透性增加，因而复极3期时间缩短，坡度陡峻，整个动作电位时程也缩短，此时心电图表现T波高耸、QT间期缩短。当血钾浓度超过5.5mmol/L时即可出现这种改变，所以T波高耸是血钾增高最早期的心电图表现。 （2） 随着血钾浓度的继续增高，心肌细胞静息膜电位（负值）减少，0期阶段上升速度减慢，心室内传导减慢，此时心电图表现除T波高耸外，QRS时限增宽，有时出现左束支阻滞。由于QRS时限显著增宽，QT间期也可以相应延长。当血钾浓度超过6.5mmol/L时即可出现这种改变。（3） 当血钾浓度升高超过7.0mmol/L时，静息膜电位更高（负值更小），可从-90mV升至-80mV甚至-70mV，部分Na+通道还没完全开放就已失活关闭，0期去极化速度减慢 ，室内传导速度变慢，此时心房肌的激动传导受到抑制，P波振幅降低，时间延长，由于房室传导减慢，故PR间期也常延长。 （4）血钾浓度超过8mmol/L时，对心肌的抑制更加明显，心电图表现PR间期延长，R波降低，QRS波群增宽。此时最特异的改变是P波消失，形成窦室传导心律（或交界性心律）。心房肌对血钾浓度的变化特别敏感，当血钾浓度升高时，在窦房结、结间束与房室结尚未受抑制之前心房肌先受抑制，使之电活动静止（心房静止），窦房结发出的冲动不能激动心房，但仍循结间束传至房室交界处，从而激动心室，即为窦室传导，实为窦房结至房室交界区传导。（5）血钾浓度进一步升高达10mmol/L以上时，即膜电位与阈电位越来越近，使得0期Na+内流更加困难，因此出现缓慢、越来越宽大的QRS波群，最后动物死于心脏停搏或室颤。高浓度的血钾使静息膜电位负值减少程度有时极为明显，甚至接近阈电位值，使心肌应激性增加，此时只要有极微弱的刺激即可使心肌应激，出现各种室性心律失常，如室性期前收缩、室性心动过速等。此时心室去极化与复极化并存，因此QRS波群与T波越来越近，甚至融合。【结论】血清浓度高低与心电图改变在多数情况下呈一定规律：1)血钾浓度低于3.5mmol/L时起搏细胞舒张期坡度增大，P波升高，使其自律性增高，可出现室性期前收缩及心律失常；2）血钾浓度5.5mmol/L时，K+通道通透性增加，T波高耸是血钾浓度升高的心电图早期表现；3）血钾超过6.5mmol/L时心肌伸缩力降低，传导速率显著降低，可出现QRS波群增宽，随后发生心动过缓；4）血钾浓度在6.5-8.0mmol/L时P波振幅降低、P波时限、QRS时限、PR间期及QT间期延长；5）血钾浓度超过8.0mmol/L时P波消失，出现缓慢的窦室性心律（心率40次/min），即出现窦室传导；6）血钾浓度超过10-12mmol/L时心脏停搏，发生死亡。【参考文献】1MattuA,BradyWJ,RobinsonDA.Electrocardiographicmanifestationsofhyperkalemia.AmJEmergMed,2002,18:721氨氧化催化剂往往亦可用作醛类氧化催化剂,其原因是由于这两类反应通过类似的历程,形成相同的氧化中间物之故。上列反应中以丙烯氨氧化合成丙烯腈最为重要,下面即以此反应为例进行讨论。