Über Beziehungen zwischen Tonus und elektrischer Aktivität der glatten Gefäßmuskulatur

Summary

The simultaneous recording of tension and mass electrical activity at both ends of helical strips of the rat aorta was used to investigate the influence of pacemaker frequency and propagation of excitation on vascular tone.

• 1. Rhythmic contractions as well as a tonic like increase in tension induced by addition of norepinephrine (>0,1 μg/l) or K⁺ (>10–15 mM/l) are accompanied by potential changes at both ends of the preparation.

• 2. Changes in amplitude of the potentials are correlated with changes in tension in the same direction.

• 3. Stepwise increase in noradrenaline or [K⁺]_o leads to a smooth tetanus by increasing the frequency of spontaneous excitations.

• 4. Moderate increase in [Ca⁺⁺]_o induces a decrease in pacemaker frequency, synchronization of electrical activity, and an enhancement of the amplitudes of rhythmical contractions.

• 5. Excitation of the smooth muscle of rat aorta is followed by a relative refractory period, which causes a reduction of conduction velocity and decremental conduction.

• 6. Electrical activity ceases after washout of the vasoactive substances, after a large increase in [Ca⁺⁺]_o, and sometimes spontaneously. In each case relaxation of the preparation is observed.

It is concluded that under these experimental conditions an increase in tension is due to synchronized spontaneous excitations which are propagated over large parts of the preparation. The resulting tone mainly depends on the frequency of pacemaker excitations and on the efficiency of conduction.

Zusammenfassung

Mit der gleichzeitigen Registrierung der mechanischen Spannung und der elektrischen Massenaktivität von beiden Enden eines Rattenaortenstreifens wurde die Beziehung zwischen Gefäßtonus einerseits und Erregungsfrequenzen und-ausbreitung andererseits untersucht:

• 1. Sowohl bei rhythmischen Kontraktionen als auch scheinbar tonischen Spannungsanstiegen nach Zugabe von Noradrenalin (>0,1 μg/l) oder K⁺ (>10–15 mM/l) können stets Potentialänderungen an beiden Enden des Präparates abgeleitet werden.

• 2. Änderungen der Potentialamplituden sind mit gleichgerichteten Spannungsänderungen streng korreliert.

• 3. Schrittweise Erhöhung der Noradrenalin- oder K⁺-Konzentration führen schließlich zu einem glatten Tetanus durch Steigerung der Erregungsfrequenz.

• 4. Mäßige Erhöhung der Ca⁺⁺-Konzentration bewirkt neben einer Abnahme der Erregungsfrequenz eine Verbesserung der Synchronisation der elektrischen Aktivität und eine Amplitudenzunahme der rhythmischen Kontraktionen.

• 5. Jede Erregung der glatten Muskulatur der Rattenaorta ist von einer relativen Refraktärphase gefolgt, die anhand einer Abnahme der Ausbreitungsgeschwindigkeit und dem Auftreten einer Dekrementleitung nachgewiesen wird.

• 6. Sistieren der elektrischen Aktivität tritt an Rattenaortenstreifen nach Auswaschen der vasoaktiven Substanzen, nach starker Erhöhung der Ca⁺⁺-Konzentration und gelegentlich spontan auf und ist stets von Relaxation des Präparates gefolgt.

Aus den Ergebnissen wird geschlossen, daß unter den dargelegten experimentellen Bedingungen jegliche Spannungszunahme der glatten Muskulatur der Rattenaorta auf synchronisierte, das ganze Präparat oder größere Abschnitte desselben erfassende, sich myogen fortleitende Erregungen zurückzuführen ist, wobei die Höhe des sich einstellenden „Tonus” im wesentlichen von der Frequenz des oder der Schrittmacherzentren und der Effektivität der Erregungsausbreitung abhängt.