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Wirkung einer Unterbindung der Arteria cerebri media auf Durchblutung, Sauerstoffdruck und Säure-Basen-Haushalt in deren Versorgungsgebiet

  • L. Neumann
  • E. Betz
  • H. Benzing
Article

Zusammenfassung Bei narkotisierten Katzen und Schweinen wurde die Arteria cerebri media einer Hemisphäre für verschieden lange Zeiten unterbunden. Sowohl im corticalen Versorgungsbereich der unterbundenen Arterie als auch in normalen, corticalen Bereichen wurden gleichzeitig Sauerstoffdruck, lokale corticale Durchblutung, Kohlendioxyddruck und Wasserstoffionenkonzentration registriert. Der arterielle Blutdruck wurde in der thorakalen Aorta gemessen.

Die Änderungen der Sauerstoffdruckwerte auf der Gehirnrinde ermöglichten bei Unterbindung der Arteria cerebri media die Abgrenzung der corticalen, minderversorgten Felder. Die Durchblutung sank in diesen Bereichen unterschiedlich stark ab. Im Zentrum der Versorgungsbezirke erreichte die Durchblutung den Nullwert. Die CO2-Drucke stiegen stark an, das corticale pH wurde im minderdurchbluteten Bereich erheblich erniedrigt. Der arterielle Blutdruck reagierte bei der Unterbindung nicht signifikant.

Nach kurzdauernder Ligatur und Wiedereröffnung des Gefäßes kam es zu reaktiven Hyperämien, die jedoch nach längerer Unterbindung von über 30 min Dauer nicht mehr nachzuweisen waren. Mit der reaktiven Hyperämie war ein Sauerstoffdruckanstieg über den Ausgangswert verbunden. Das corticale pH stieg jedoch in der Regel nicht mehr über den Ausgangswert an.

Intravenöse Injektionen von Noradrenalin oder Papaverin zeigten im Zentrum des Ischämiebezirks keine Reaktionen, in den Randbereichen waren im Vergleich zu normalen Gehirnanteilen die Durchblutungsänderungen und die damit verbundenen Verschiebungen der übrigen Meßwerte geringer. Nach länger dauernder Unterbindung und Wiedereröffnung des Gefäßes kam es in dessen Versorgungsbereich zu erheblichen qualitativen und quantitativen Abweichungen der Reaktionen im Vergleich zum gesunden Gewebe.

Schlüsselwörter

Lokale Gehirndurchblutung Säure-Basen-Haushalt Verschluß der Arteria cerebri media Lokaler Sauerstoffdruck Steal-Phänomen Vasoaktive Substanzen 

Effect of middle cerebral artery occlusion upon local cortical blood flow, cortical tissue oxygen pressure and acid base equilibrium in the disturbed cortical regions

Summary

In 15 cats and 12 pigs anesthetized with Nembutal, the middle cerebral artery (m. c. a.) was transiently ligated. The ligations were extended between 5 and 40 min. In the disturbed and in normal cortical regions the following values were simultaneously recorded: local cerebral blood flow with heat clearance, local cortical oxygen pressure, carbon dioxide pressure and local cortical pH. Arterial blood pressure was recorded in the thoracic aorta.

The pattern of the cortical PO2-values during occlusion of the m. c. a. was an indicator for the size of the disturbed region. It could be seen that the areas supplied by the m. c. a. were different in the two species and additionally showed interindividual variations. During occlusion of the artery the local cortical Pco2 increased to maximal values of more than 300 mm Hg, the extracellular pH decreased down to 6.35 in cats and 6.7 in pigs when recorded within the centre of disturbed areas. In the normal hemisphere PCO2 and pH remained unchanged during the open-skull experiments. Arterial blood pressure remained nearly unchanged during occlusion. When the ligation was released, the blood pressure decreased in cats (in the mean: 4 mm Hg) but remained constant in pigs. After release of the ligation a reactive hyperemia in the disturbed region was observed if the occlusion lasted a few min. After long lasting ligation the reactive hyperemia was missed. The PO2, however, increased above the initial values in both cases and cortical pH remained more acid after short and long lasting ligations.

The actions of intravenously injected nor-epinephrine and papaverine were different in the various parts of the disturbed hemisphere. In the surrounding of the disturbed region flow, pH, Po2 and Pco2 changed in the same direction as in normal brain tissue. In the centre of the infarcted area no reaction was observed. Intravenous injection of papaverine after release of long lasting m. c. a.-occlusions caused the local cortical cerebral blood flow to decrease in the centre of the disturbed regions when papaverin was applied but flow increased in the normal undisturbed tissue.

Key-Words

Local Cerebral Blood Flow Acid-Base Equilibrium Middle Cerebral Artery Occlusion Local O2 Pressure Steal Phenomenon Vaso-active Substances 

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Literatur

  1. Agnoli, A.: Adaption of CBF during induced chronic normo-oxic respiratory acidosis. Scand. J. clin. Lab. Invest. Suppl.102, VIII D (1968).Google Scholar
  2. Arndt, H., Brink, H., Lübbers, D. W., Maas, A. H. J.: Untersuchungen zur Stabilität, Empfindlichkeit und Linearität der pCO2-Elektrode. Pflügers Arch. ges. Physiol.288, 282–292 (1966).Google Scholar
  3. Betz, E., Hensel, H.: Fortlaufende Registrierung der lokalen Durchblutung im Inneren des Gehirns bei wachen, frei beweglichen Tieren. Pflügers Arch. ges. Physiol.274, 608–614 (1962).Google Scholar
  4. —, Heuser, D.: Cerebral cortical blood flow during changes of acid-base equilibrium of the brain. J. appl. Physiol.23, 726–733 (1967).Google Scholar
  5. —, Ingvar, D. H., Lassen, N. A., Schmahl, F. W.: Regional blood flow in the cerebral cortex, measured simultaneously by heat and inert gas clearance. Acta physiol. scand.67, 1–9 (1966).Google Scholar
  6. —, Schmahl, F. W.: Durchblutung und Sauerstoffdruck in der Gehirnrinde bei Carotisdrosselung und ihre Beeinflussung durch Pharmaka. Pflügers Arch. ges. Physiol.287, 368–384 (1966).Google Scholar
  7. —, Wüllenweber, R.: Fortlaufende Registrierung der lokalen Gehirndurchblutung mit Wärmeleitsonden am Menschen. Klin. Wschr.40, 1056–1058 (1962).Google Scholar
  8. Bienmüller, H., Betz, E.: Die Regulation der lokalen, corticalen Gehirndurchblutung bei Injektion von Noradrenalin, Pentobarbital und Adrenolitico. Ärztl. Forsch.24, 97–111 (1970).Google Scholar
  9. Brock, M., Hadjidimos, A. A., Schürmann, K.: Possible Adverse Effects of Hyperventilation on r CBF during the Acute Phase of Total Proximal Occlusion of a Main Cerebral Artery. In: Brock, Fieschi, Ingvar, Lassen, Schürmann (Eds.), Cerebral Blood Flow, pp. 254–258. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1969.Google Scholar
  10. Clark, L. C., Jr., Wolf, R., Granger, D., Taylor, Z.: Continuous recording of blood oxygen tensions by polarography. J. appl. Physiol.6, 189–193 (1953).Google Scholar
  11. Fieschi, C.: Fisiologia délla circolazione cerebrale. Atti del XXVIII Congresso della Società Italiana die Cardiologia1, 63–94 (1967).Google Scholar
  12. - Battistini, N., Nardini, M.: Experimental cerebral infarction: Focal or perifocal reactive hyperemia and its relationship with the red softening. 4. Internat. Symposium of the research group on cerebral circulation — Salzburg, Sept. (1968) p. 25–29.Google Scholar
  13. —, Bozzao, L., Agnoli, A., Nardini, M., Bartolini, A.: The hydrogen method of measuring local blood flow in subcortical structures of the brain: Including a comparative study with the 14C Antipyrine method. Exp. Brain Res.7, 111- 119 (1969).Google Scholar
  14. Grunewald, W.: Theoretical analysis of the oxygen supply in tissue. In: D.W. Lübbers, U. C. Luft, G. Thews, E. Witzleb (Eds.), Oxygen transport in blood and tissue, pp. 100–114. Stuttgart: Thieme 1969.Google Scholar
  15. Hensel, H.: Meßkopf zur Durchblutungsregistrierung an Oberflächen. Pflügers Arch. ges. Physiol.268, 604–606 (1958/59).Google Scholar
  16. Gibbs, F. A.: A thermoelectric blood flow recorder in the form of a needle. Proc. Soc. exp. Biol. (N.Y.)31, 141–146 (1933).Google Scholar
  17. Ingvar, D. H.: Correlation between Cerebral Function and Cerebral Blood Flow and its Disappearance Following Anoxia. In: E. Betz u. Wüllenweber (Hrsg.): Pharmakologie der lokalen Gehirndurchblutung, S. 66–70. München: Banaschewski 1969.Google Scholar
  18. —, Lübbers, D. W., Siesjö, B.: Measurement of oxygen tension on the surface of the cerebral cortex of the cat during hyperoxia and hypoxia. Acta physiol. scand.48, 273–381 (1960).Google Scholar
  19. Lassen, N. A.: Cerebral blood flow and oxygen consumption in man. Physiol. Rev.39, 183–238 (1959).Google Scholar
  20. —, Ingvar, D. H.: Neuere Erkenntnisse über die zerebrale Blutzirkulation (Pathophysiologie). Münch. med. Wschr.110, 1491–1493 (1968).Google Scholar
  21. Lübbers, D. W.: The oxygen pressure field of the brain and its significance for the normal and critical oxygen supply of the brain. In: D.W. Lübbers, U.C. Luft, G. Thews u. E. Witzleb (Eds.), Oxygen transport in blood and tissue, pp. 124–139. Stuttgart: Thieme 1969.Google Scholar
  22. Meyer, J. S., Denny-Brown, D.: The cerebral collateral circulation. I. Factors influencing collateral blood flow. Neurology (Minneap.)7, 447–458 (1957).Google Scholar
  23. Paulson, 0. B.: Regional cerebral blood flow in middle cerebral artery occlusion. Scand. J. Lab. clin. Invest. Suppl.102, XVI C (1968).Google Scholar
  24. SkinhØj, E.: Extracellular pH of the brain and its relation to cerebral blood flow and respiration. In J. S. Meyer, H. Lechner, O. Eichhorn (Eds.): Research on the cerebral circulation, pp. 108–114. Springfield (Ill.): Thomas 1969.Google Scholar
  25. Stow, R. W., Randall, B. F.: Electrical measurement of the CO2 of blood. Amer. J. Physiol.179, 678 (1954).Google Scholar
  26. Sundt, T. M., Jr., Waltz, A. G.: Experimental cerebral infarction: retro-orbital extradural approach for occluding the middle cerebral artery. Proc. Mayo Clin.41, 159–168 (1966).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1970

Authors and Affiliations

  • L. Neumann
    • 1
  • E. Betz
    • 1
  • H. Benzing
    • 1
  1. 1.Physiologisches Institut (I) der Universität TübingenDeutschland

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