Dose-response relationship for a positive inotropic effect of insulin on isolated papillary muscle

Zusammenfassung

Therapeutische Wirkungen von Glukose und Insulin am Myokard sind umstritten. — Wir untersuchten den Einfluß von Insulin auf die maximale isometrische Kontraktionskraft rechtsventrikulärer Papillarmuskel von Meerschweinchen. Die Muskel waren vertikal in einer modifizierten Krebs- Henseleit-Lösung aufgehängt (31,5° C), äquilibriert mit 95% O₂, 5% CO₂, 5,5 mM Glukose) und wurden mit einer Frequenz von 1/s gereizt. Ein konzentrationsabhängiger positiv inotroper Effekt wurde bei 5×10⁻⁴ IE/ml Insulin (Schwelle der Wirkung), halb maximal (52% über der Ausgangskraft) gemessen bei 8×10⁻³ IE/ml und maximal bei 10⁻¹ IE/ml. Das Maximum war nach 4,7±0,6 min erreicht. Danach ergab sich in 14,6±1,3 min ein Absinken auf ein steady state Niveau, das bei 109,8±8,5% der Ausgangskraft lag (p<0,05). Eine Erhöhung der Glukosekonzentration auf 16,5 mM verschob den halb maximalen positiv inotropen Effekt zu einer Konzentration 5,5×10⁻³ IE/ml (n.s.). Wurde die Glykolyse unter dem Einfluß von Hypoxie oder Jodacetat (5×10⁻⁵ M) inhibiert, so war dennoch ein positiv inotroper Effekt von Insulin festzustellen, solange 75% der Ausgangskraft erhalten war. Eine Blockierung des Glukosetransports mit Phlorizin (5×10⁻³ M) oder Phloritin (5×10⁻⁴ M) verhinderten eine positiv inotrope Wirkung von Insulin völlig. Wir schließen daraus, daß die positiv inotrope Wirkung von Insulin am isolierten Papillarmuskel durch eine Steigerung des Glukosetransports bedingt ist.

Summary

Beneficial effect of glucose and insulin on the myocardium are still a matter of discussion. The influence of insulin on isometric force of contraction of right ventricular papillary muscles of guinea pigs war studied. The papillary muscles were mounted vertically in a 95% O₂, 5% CO₂ modified Krebs-Hensuleit solution (31.5° C, 5.5 mM glucose) and stimulated 1/s. A positive inotropic effect of insulin was dedectable at a concentration of 5×10⁻⁴ IU/ml insulin, was half maximal (52% above controle force of contraction) at 8×10⁻³ IU/ml and maximal at 10⁻¹ IU/ml. The maximal positive inotropic effect was observed 4.7±0.6 min after addition of insulin. After the maximum there was a decrease to a steady state level of 109.8±8.5% of control (p<0.05) in 14.6±1.3 min. Higher glucose (16.5 mM) only shifted the half maximal positive inotropic effect to 5.5×10⁻³ IU/ml insulin (n.s.). Inhibition of glycolysis with hypoxia or jodoacetate (5×10⁻⁵ M) did not prevent the positive inotropic effect as known as 75% of control force was retained. When glucose transport was blocked with phlorizin (5×10⁻³ M) or phloritin (5×10⁻⁴ M) no positive inotropic action of insulin was observed. Therefore we conclude that the positive inotropic effect of insulin in isolated papillary muscles is mediated by inhanced glucose transport.