Klinische Wochenschrift

, Volume 47, Issue 15, pp 814–824 | Cite as

Der Stoffwechsel des menschlichen Herzens unter dem Einfluß von Insulin

II. Untersuchungen über die myokardiale Aufnahme von Glucose, Lactat und Pyruvat
  • W. Rudolph
  • G. Hauer
  • G. Dietze
Originalien

Zusammenfassung

Der Einfluß von Insulin bzw. Insulin und Glucose auf den Kohlenhydratstoffwechsel des menschlichen Herzens wurde an insgesamt 34 Patienten mit angeborenen und erworbenen Herzfehlern im Rahmen diagnostischer Herzkatheterisationen untersucht.

Nach isolierter Insulinverabreichung (0,2 E/kg) lassen sich eine Abnahme der Glucosekonzentration sowie eine Steigerung des Lactat- und Pyruvatgehaltes im arteriallen Blut beobachten. Die arteriocoronarvenösen Differenzen, prozentualen Extraktionen und myokardialen Utilisationen dieser Substrate sowie deren Beteiligung am O2-Verbrauch finden sich gegenüber dem Ausgangswert deutlich erhöht.

Unter dem Einfluß von Insulin (0,1 E/kg) und Glucose (1 g/min) steigt der Blutzuckergehalt auf das Doppelte des Ausgangswertes an. Die arteriellen Konzentrationen von Lactat und Pyruvat zeigen ein ähnliches Verhalten wie nach isolierter Insulinverabreichung. Sowohl 20 als auch 30 min nach Infusionsbeginn sind Aufnahme, Verbrauch und O2-Extraktionsquotient aller Kohlenhydrate deutlicher erhöht als nach alleiniger Insulingabe.

Der Anteil aller Kohlenhydrate am myokardialen O2-Verbrauch, der normalerweise bei etwa 35% liegt, erfährt nach isolierter Insulinverabreichung eine Steigerung auf mehr als das Doppelte und bei kombinierter Insulin-Glucoseeinwirkung auf annähernd das Vierfache.

Somit führt Insulin nicht nur in der Peripherie, sondern auch am Herzen zu einer bedeutenden Zunahme der Kohlenhydrataufnahme und -verwertung. Dabei werden Lactat und Pyruvat weitgehend in Relation zum arteriellen Angebot extrahiert, während dieses für Glucose keine Bedeutung hat. Der Herzmuskel stellt sich aber nicht auf reine Kohlenhydratverwertung um, wie der respiratorische Quotient unter 1 beweist. Da der Anteil der Kohlenhydrate am O2-Verbrauch stärker zunimmt, als es dem respiratorischen Quotienten entspricht, und der Gesamtsauerstoffextraktionsquotient über 100% anwächst, müssen im Herzmuskel unter dem Einfluß von Insulin Speicherungsvorgänge stattfinden. Diese werden ebenso wie der oxydative Abbau der Kohlenhydrate noch intensiviert, wenn mit Insulin gleichzeitig Glucose gegeben wird, da die Insulinwirkung bei erhöhtem Blutzucker keine Beeinträchtigung durch reaktiv ausgeschüttetes Adrenalin erfährt.

Summary

The effects of insulin and of insulin combined with glucose on the carbohydrate metabolism were determined during diagnostic heart catheterisations in a total of 34 patients with congenital and acquired heart diseases.

Following isolated insulin administration (0.2 U/kg) a diminution of glucose concentration and a rise in lactate and pyruvate content of the arterial blood are observed. The arterio-coronaryvenous difference, the percentual extraction, the myocardial utilisation and the O2-extraction ratios of the substrates show a marked elevation from initial levels.

Under the influence of insulin (0.1 U/kg) and glucose (1 g/min) the blood sugar rises to double levels. The arterial concentrations of lactate and pyruvate show reactions similar to those found following isolated insulin administration. Twenty and thirty minutes after the infusions have started the uptake, utilisation and oxygen extraction ratio of all carbohydrates are more distinctly increased than after insulin application alone.

The myocardial oxygen extraction ratio of all carbohydrates which is normally about 35 per cent more than doubles after isolated insulin administration and rises to nearly four times the initial levels under combined insulin-glucose influence.

Insulin thus causes a marked rise of carbohydrate uptake and utilisation not only in the periphery but also in the myocardium. The myocardial lactate and pyruvate extraction depends mainly on the arterial concentration whereas the glucose uptake is not relative to the arterial blood sugar content. The heart muscle, however, does not adjust to sole carbohydrate usage, as reflected by a respiratory quotient below one. The disproportionately high oxygen extraction ratio of carbohydrates in relation to the respiratory quotient and an oxygen extraction ratio of all substrates over 100 per cent indicate that storage of substrates must take place in the myocardium under the influence of insulin. This storage and the oxydative degradation of carbohydrates are further intensified when glucose and insulin are administered simultaneously because due to the raised blood sugar the action of insulin is not inhibited by reactive adrenalin secretion.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1969

Authors and Affiliations

  • W. Rudolph
    • 1
  • G. Hauer
    • 1
  • G. Dietze
    • 1
  1. 1.Kardiologische Abteilung der II. Medizinischen Klinik der Universität MünchenGermany

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