Advertisement

Pflügers Archiv

, Volume 311, Issue 2, pp 179–194 | Cite as

Die Noradrenalinwirkung am Gefäßmuskel in vivo und in vitro bei Variation des extracellulären Ionenmilieus

  • W. Wende
  • U. Peiper
Article

Zusammenfassung

Am isolierten Gefäßmuskelstreifen und an der Muskulatur der Widerstandsgefäße in der perfundierten Strombahn untersuchten wir den Einfluß der extracellulären Ionenkonzentration auf die Noradrenalinwirkung. Dabei wurde die Kaliumkonzentration in situ durch Arbeit der Skeletmuskulatur verändert.

  1. 1.

    Am isolierten Präparat bestand kein wesentlicher Unterschied im Verlauf der Noradrenalin-Dosis-Wirkungskurven bei isotonischer und isometrischer Registrierung der Kontraktionsamplitude (Abb. 1).

     
  2. 2.

    Eine Erhöhung der extracellulären Kaliumkonzentration bis etwa 20 mval/l besaß keinen wesentlichen Einfluß auf die Form der Dosis-Wirkungskurve von Noradrenalin in vivo und in vitro (Abb. 2. u. 7). Veränderungen der Kontraktionsamplitude (Tabelle) werden mit einer Kaliumwirkung auf den Basaltonus erklärt.

     
  3. 3.

    Da eine Variation der extracellulären Calciumkonzentration die Form der Noradrenalin Dosis-Wirkungskurve fast unverändert ließ (Abb. 4), wird die Beteiligung der fester gebundenen, intracellulären Calciumfraktion an der Auslösung des Kontraktionsprozesses durch Noradrenalin diskutiert.

     
  4. 4.

    Unter starker Muskelarbeit war die durch neurogene Transmitterfreisetzung auslösbare Vasoconstriction in der Skeletmuskelstrombahn bis auf 15% vermindert (Abb. 6). Als lokal wirksame Ursache dafür kommt das Zusammenwirken vonpO2,pCO2, pH und Stoffwechselmetaboliten in Frage.

     
  5. 5.

    Die Ergebnisse der Versuche in vivo und in vitro zeigen, daß eine Kaliumbedingte Contractilitätsminderung der Gefäßmuskelfaser nicht die entscheidende Ursache der arbeitsbedingten Hyperämie sein kann.

     

Schlüsselwörter

Isolierter Gefäßmuskel Kalium Calcium Noradrenalin-Dosis-Wirkungskurve perfundierte Skeletmuskelstrombahn Basaltonus Arbeitshyperämie 

The influence of norepinephrine on vascular smooth muscle in vivo and in vitro under different extracellular ionic concentrations

Summary

We examined the influence of a variation of the extracellular ionic environment on the effect of noradrenaline on isolated aortic strips as well as in the perfused vascular bed. The extracellular potassium concentration of the vascular muscle in situ was changed by skeletal muscle exercise.

  1. 1.

    In the isolated helically strip there was no essential difference in the shape of the noradrenaline-induced dose-response curve at isotinic or isometric registration of contraction (Fig. 1).

     
  2. 2.

    The influence of an increase of the extracellular potassium concentration up to 20 mEq./l on the shape of the dose-response curve in vivo or in vitro was negligible (Fig. 2a. 7, Table). The influence on the amplitude of contraction was explained by the potassium-induced variation of the basic tone.

     
  3. 3.

    The extracellular calcium concentration had no important effect on the doseresponse curve of norepinephrine (Fig. 4). Therefore we discussed the participation of the tightly bound fraction of the intracellular calcium in the adrenergic induced contraction.

     
  4. 4.

    Strong exercise of skeletal muscle reduced the neurogenic vasoconstriction in the vascular bed extremely to 15% (Fig. 6). This was possibly caused by cooperating ofpCO2,pCO2, pH or metabolic factors.

     
  5. 5.

    The results of the experiments in vivo and in situ demonstrated that a potassium-induced failure of contractility of the vascular smooth muscle plays no important role in the hyperemia, induced by exercise, of the vascular bed of the skeletal muscle.

     

Key-Words

Isolated Aortic Strip Potassium Calcium Norepinephrine-Dose-Response-Curve Perfused Vascular Bed Vascular Tone Hyperemia Induced by Exercise 

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Literatur

  1. 1.
    Bauereisen, E., J. Lutz u.U. Peiper: Reflektorische Milzentspeicherung nach adaequater Reizung venöser Receptoren im Mesenterialkreislauf der Katze. Pflügers Arch. ges. Physiol.277, 397–403 (1963).Google Scholar
  2. 2.
    Brecht, K., J. A. Estada u.A. Götz: Zur Beeinflussung der Gefäßmotorik durch Ca++- und K+-Ionen. Ein Beitrag zum Tonusproblem. Pflügers Arch. ges. Physiol.279, 330–340 (1964).Google Scholar
  3. 3.
    Bygdeman, S.: Effect of respiratory acidosis on vasoconstrictor effects of directly and indirectly acting sympathomimetic amines in cats. Acta physiol. scand.66, 444–447 (1966).Google Scholar
  4. 4.
    Carrier, O., J. R. Walker, andA. C. Guyton: Role of oxygen in autoregulation of blood flow in isolated vessels. Amer. J. Physiol.206, 951–954 (1964).Google Scholar
  5. 5.
    Clonninger, G. L., andH. D. Green: Pathways taken by the sympathetic vasomotor nerves from the sympathetic chain to the vasculature of the hind leg muscles of the dog. Amer. J. Physiol.181, 258–262 (1955).Google Scholar
  6. 6.
    Cuthbert, A. W., andM. C. Sutter: The effects of drugs on the relation between the action potential discharge and tension in a mammalian vein. Brit. J. Pharmacol.25, 592–601 (1965).Google Scholar
  7. 7.
    Daniel, E. E.: Active transport of electrolytes in strips of rabbit aorta and uterus. Arch. int. Pharmacodyn.158, 113–130 (1965).Google Scholar
  8. 8.
    Daugherty, R. M., J. B. Scott, J. M. Dabney, andF. J. Haddy: Local effects of O2 and CO2 on limb, renal and coronary vascular resistance. Amer. J. Physiol.213, 1102–1110 (1967).Google Scholar
  9. 9.
    Detar, R., andD. F. Bohr: Oxygen and vascular smooth muscle contraction. Amer. J. Physiol.214, 241–244 (1968).Google Scholar
  10. 10.
    Fleishman, M., J. Scott, andF. J. Haddy: Effect of pH change upon the systemic large and small vessels resistance. Circulat. Res.5, 602–606 (1957).Google Scholar
  11. 11.
    Folkow, B., J. Häggendal, andB. Lisander: Extent of release and elimination of noradrenaline at peripheral adrenergic nerve terminals. Acta physiol. scand.72, Suppl. 307 (1967).Google Scholar
  12. 12.
    J. Langston, B. Öberg, andI. Prerovsky: Reactions of the different series-coupled vascular sections upon stimulation of the hypothalamic sympatho-inhibitory area. Acta physiol. scand.61, 476–483 (1964).Google Scholar
  13. 13.
    Gebert, G., P. Konold u.H. Sebold: Eigenschaften und Beeinflußbarkeit der mechanischen Spontanaktivität isolierter Arterien. Pflügers Arch. ges. Physiol.299, 285–294 (1968).Google Scholar
  14. 14.
    Hinke, J. A. M., M. L. Wilson, andS. C. Burnham: Calcium and the contractility of arterial smooth muscle. Amer. J. Physiol.206, 211–217 (1964).Google Scholar
  15. 15.
    Hiraoka, M., S. Yamagishi, andT. Sano: Role of calcium ions in the contraction of vascular smooth muscle. Amer. J. Physiol.214, 1084–1089 (1968).Google Scholar
  16. 16.
    Hrdina, P., A. Bonaccorsi, andS. Garattini: Pharmacological studies on isolated and perfused rat renal arteries. Europ. J. Pharmacol.1, 99–108 (1967).Google Scholar
  17. 17.
    Jhamandas, K. H., andC. W. Nash: Effects of inorganic anions on the contractility of vascular smooth muscle. Canad. J. Physiol. Pharmacol.45, 675–682 (1967).Google Scholar
  18. 18.
    Johansson, B., O. Jonsson, J. Axelrod, andB. Wahlström: Electrical and mechanical characteristics of vascular smooth muscle response to norepinephrine and isoproterenol. Circulat. Res.21, 619–633 (1967).Google Scholar
  19. 19.
    Jones, R. D., andR. M. Berne: Evidence for a metabolic mechanism in autoregulation of blood flow in skeletal muscle. Circulat. Res.17, 540–554 (1965).Google Scholar
  20. 20.
    Kimoto, Y., andM. Goto: Analysis of the pH dependence of resting and active tensions of some toad blood vessels. Jap. J. Physiol.18, 256–265 (1968).Google Scholar
  21. 21.
    Kjellmer, I.: On the competition between metabolic vasodilatation and neurogenic vasoconstriction in skeletal muscle. Acta physiol. scand.63, 450–459 (1965).Google Scholar
  22. 22.
    —: The potassium ion as a vasodilatator during muscular exercise. Acta physiol. scand.63, 460–468 (1965).Google Scholar
  23. 23.
    Koepchen, H. P., G. Siegel u.H. Warta: Ionengehalt und Fluxe an der glatten Gefäßmuskulatur. Pflügers Arch. ges. Physiol.297, R63 (1967).Google Scholar
  24. 24.
    Konold, P., G. Gebert u.K. Brecht: The effect of potassium on the tone of isolated arteries. Pflügers Arch. ges. Physiol.301, 285–291 (1968).Google Scholar
  25. 25.
    ———: The antagonism of potassium and catecholamines on the vascular tone of isolated arterial segments. Experientia (Basel)24, 692 (1968).Google Scholar
  26. 26.
    Kontos, H. A., H. P. Mauck, andJ. L. Patterson: Mechanism of reactive hyperaemia in limbs of anaesthetized dogs. Amer. J. Physiol.209, 1106–1114 (1965).Google Scholar
  27. 27.
    Lewis, D. H., andS. Mellander: Competitive effects of sympathetic control and tissue metabolites on resistance and capacitance vessels and capillary filtration in skeletal muscle. Acta physiol. scand.56, 162–188 (1962).Google Scholar
  28. 28.
    Ljung, B.: Use of partial alpha-receptor blockade for estimation of transmitter concentration at vasoconstrictor nerve endings. Acta physiol. scand.73, 6A (1968).Google Scholar
  29. 29.
    Peiper, U., u.E. E. Ohnhaus: Das Mechanogramm der Gefäßmuskulatur in situ bei indirekter elektrischer Reizung. Z. Kreisl.-Forsch.54, 760–770 (1965).Google Scholar
  30. 30.
    ——: Der Einfluß zeitlicher und räumlicher Summation auf den Kontraktionsablauf der Gefäßmuskulatur in situ. Pflügers Arch. ges. Physiol.286, 285–296 (1965).Google Scholar
  31. 31.
    —— u.H. Berttschneider: Kontraktionsablauf der Muskulatur der Widerstandsgefäße in situ (Skeletmuskelstrombahn) bei Variation der intravasalen Noradrenalinkonzentration. Pflügers Arch. ges. Physiol.290, 362–375 (1966).Google Scholar
  32. 32.
    —,W. Wende u.H. K. Wullstein: Der Einfluß von Temperatur, Vorspannung und Propranolol auf die Noradrenalinwirkung am isolierten Gefäßstreifen der Rattenaorta. Pflügers Arch.305, 167–176 (1969).Google Scholar
  33. 33.
    Pürschel, S., H. Reichel u.M. Vonderlage: Vergleichende Untersuchungen zur statischen und dynamischen Wanddehnbarkeit von Vena cava und Aorta des Kaninchens. Pflügers Arch.306, 232–246 (1969).Google Scholar
  34. 34.
    Ross, J., G. A. Kaiser, andF. J. Klocke: Observations on the role of diminished oxygen tension in the functional hyperemia of skeletal muscle. Circulat. Res.15, 473–484 (1964).Google Scholar
  35. 35.
    Scott, J. B., R. M. Daugherty, J. M. Dabney, andF. J. Haddy: Role of chemical factors in regulation of flow through kidney, hindlimb and heart. Amer. J. Physiol.208, 813–824 (1965).Google Scholar
  36. 36.
    Skinner, N. S., andW. J. Powell: Action of oxygen and potassium on vascular resistance of dog skeletal muscle. Amer. J. Physiol.212, 533–540 (1967).Google Scholar
  37. 37.
    Smith, D. J., andJ. R. Vane: Effects of oxygen tension on vascular and other smooth muscles. J. Physiol. (Lond.)186, 284–294 (1966).Google Scholar
  38. 38.
    Tobian, L., S. Martin, andW. Eilers: Effect of pH on norepinephrine-induced contractions of isolated arterial smooth muscle. Amer. J. Physiol.196, 998–1002 (1959).Google Scholar
  39. 39.
    Waugh, W. H.: Adrenergic stimulation of depolarized arterial muscle. Circulat. Res.11, 264–276 (1962).Google Scholar
  40. 40.
    Williamsson, A. W., andF. D. Moore: Norepinephrine-sensitivity of isolated rabbit aorta strips in solutions of varying pH and electrolyte content. Amer. J. Physiol.198, 1157–1160 (1960).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1969

Authors and Affiliations

  • W. Wende
    • 1
  • U. Peiper
    • 1
  1. 1.Physiologisches Institut der Universität WürzburgWürzburg

Personalised recommendations