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Basic Research in Cardiology

, Volume 70, Issue 2, pp 186–197 | Cite as

Metabolism and fine structure of the Mg++-procainearrested perfused heart

  • V. Döring
  • H. G. Baumgarten
  • H. Pokar
  • G. Gercken
Original Contributions

Summary

Arrested rabbit hearts were perfused in normothermia for up to two hours by a cardioplegic erythrocyte-containing solution having an increased Mg++-, procaine-, and a reduced NaCl-content. After this time, hearts did not reveal any sign of anoxic or toxic damage in their metabolic pattern, in their ultrastructural picture, and in their functional capacity after reanimation. Despite a small loss in adenine nucleotide content, the ATP/ADP ratio and the PC content were raised. The contents of glycogen and glycolytic intermediates were normal or slightly reduced. After two hours of perfusion mitochondria showed no swelling, their membrane structure was unaltered. The myofibrils were well aggregated. The number of glycogen granules was increased. Hearts were reanimated after two hours of cardioplegia and could be loaded by pressure and volume.

Keywords

Public Health Nucleotide Adenine Fine Structure Functional Capacity 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Abbreviations used

ADP

adenosine 5′-diphosphate

AMP

adenosine 5′-monophosphate

ATP

adenosine 5′-triphosphate

CP

creatine phosphate

FDP

fructose 1,6-diphosphate

F-6-P

fructose 6-phosphate

G-6-P

glucose 6-phosphate

Stoffwechsel und Feinstruktur des Mg++-Procain-stillgestellten, perfundierten Herzens

Zusammenfassung

Stillgestellte Kaninchenherzen wurden in Normothermie mit einer kardioplegischen erythrozytenhaltigen Lösung, die einen erhöhten Mg++-, Procain-und einen verminderten NaCl-Gehalt besaß, perfundiert. Nach 2stündiger Perfusion wiesen die Herzen keine Anzeichen einer anoxischen oder toxischen Schädigung ihres Metabolitgehalts und ihrer Ultrastruktur auf. Bei geringer Verminderung des Adeninnucleotidgehalts waren der ATP/ADP-Quotient und der CP-Gehalt erhöht. Der Gehalt an Glykogen und Metaboliten desEmbden-Meyerhoff-Weges war normal oder leicht erniedrigt. Die Mitochondrien zeigten keine Schwellung, ihre Membranstruktur war nicht verändert. Die Anordnung der Myofibrillen war ungestört und die Zahl der Glykogengranula erhöht. Die Herzen waren nach 2stündiger Perfusion wiederbelebbar und konnten mit Druck-Volumen-Arbeit belastet werden.

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References

  1. 1.
    Arnold, G. andW. Lochner, Die Temperaturabhängigkeit des Sauerstoffverbrauchs stillgestellter, künstlich perfundierter Warmblüterherzen zwischen 34° und 4°C. Pflügers Arch. ges. Physiol.284, 169–175 (1965).CrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    Baumgarten, H. G., A. F. Holstein andE. Rosengren, Arrangement, Ultrastructure, and Adrenergic Innervation of Smooth Musculature of the Ductuli Efferentes, Ductus Epididymidis, and Ductus Deferens of Man. Z. Zellforschg.120, 37–79 (1971).CrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    Bonhoeffer, K., Der Sauerstoffverbrauch des normo- und hypothermen Hundeherzens vor und während verschiedener Formen des induzierten Herzstillstandes. Bibliotheca Cardiologica18, 1–73 (1967).PubMedGoogle Scholar
  4. 4.
    Bretschneider, H. J., Überlebenszeit und Wiederbelebungszeit des Herzens bei Normo- und Hypothermie. Verh. Dtsch. Ges. Kreislaufforschg.30, 11–34 (Darmstadt 1964).Google Scholar
  5. 5.
    Challoner, D. R., Respiration in Myocardium. Nature217, 78–79 (1968).PubMedGoogle Scholar
  6. 6.
    Döring, V. andG. Gercken, Stoffwechsel des stillgestellten ischämischen und stillgestellten perfundierten Kaninchenherzens. Pflügers Arch. ges. Physiol.335, R4 (1972).Google Scholar
  7. 7.
    Dudziak, R. andW. Lochner, Über die Wirkung des Procain und des Ca++-Entzuges auf den Sauerstoffverbrauch und die elektromechanische Koppelung des Warmblüterherzens. Pflügers Arch. ges. Physiol.285, 160–168 (1965).CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    Fleckenstein, A. andA. Hardt, Der Wirkungsmechanismus der Lokalanästhetika—ein Permeabilitätsproblem. Klin. Wschr.27, 360–363 (1949).CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    Gercken, G. andP. Hürter, Stationäre Metabolitkonzentrationen im insuffizienten Säugetierherzen nach Monojodacetat-und Natriumfluoridvergiftung. Pflügers. Arch. ges. Physiol.292, 100–117 (1966).CrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    Hochrein, H. andH. J. Döring, Die energiereichen Phosphate des Myocards bei Variation der Belastungsbedingungen. Pflügers Arch. ges. Physiol.271, 548–563 (1960).CrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    Hölscher, B., Der induzierte Magnesium-Novocamid-Herzstillstand (Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen). Thoarxchirurgie13, 95–102 (1965).Google Scholar
  12. 12.
    Isselhard, W., H. Merguet andJ. Aengenvoort, Vergleich des Herzstoffwechsels bei verschiedenen Methoden des künstlichen Herzstillstandes. Pflügers Arch. ges. Physiol.286, 336–371 (1965).CrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    Jordan, J. andW. Lochner, Über den anaeroben und aeroben Stoffwechsel des stillgestellten, künstlich perfundierten Warmblüterherzens. Pflügers Arch. ges. Physiol.275, 164–172 (1962).CrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    Kako, K., An Increase in Myocardial Phosphorylcreatine during Induced Cardiac Arrest. Canad. J. Physiol. Pharmacol.44, 675–678 (1966).Google Scholar
  15. 15.
    Kirsch, U., Untersuchungen zum Eintritt der Totenstarre an ischaemischen Meerschweinchenherzen in Normothermie. Arzneim.-Forschg. (Drug Res.)20, 1071–1074 (1970).Google Scholar
  16. 16.
    Kirsch, U., G. Rodewald, andP. Kalmár, Induced Ischemic Arrest. Clinical Experience with Cardioplegia in Open Heart Surgery. J. Thorac. Cardiovasc. Surg.63, 121–130 (1972).PubMedGoogle Scholar
  17. 17.
    Lochner, W., G. Arnold andE. R. Müller-Ruchholtz, Metabolism of the Artificially Arrested Heart and of the Gas-Perfused Heart. Amer. J. Cardiol.22, 299–311 (1968).PubMedGoogle Scholar
  18. 18.
    Lochner, W. andR. Dudziak, Stillstandsumsatz und Ruheumsatz des Herzens. Pflügers Arch. ges. Physiol.285, 169–177 (1965).CrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    Meesen, H., Ultrastructure of the Myocardium. Its significance in myocardial disease. Amer. J. Cardiol.22, 319–326 (1968).CrossRefPubMedGoogle Scholar
  20. 20.
    Orellano, L. E., D. Grebe andH. J. Bretschneider, Fortlaufende Messungen der Kalium- und Natriumverluste des Myocards während eines Herzstillstandes durch Coronarperfusion mit natriumarmen, calciumfreien, procainhaltigen, sauerstoffgesättigten kardioplegischen Lösungen. Arch. Kreislaufforschg.53, 264–307 (1967).Google Scholar
  21. 21.
    Paulussen, F., G. Hübner, D. Grebe andH. J. Bretschneider, Die Feinstruktur des Herzmuskels während einer Ischämie mit Senkung des Energiebedarfs durch spezielle Kardioplegie. Klin. Wschr.46, 165–171 (1968).CrossRefPubMedGoogle Scholar
  22. 22.
    Penpargkul, S. andJ. Scheuer, Metabolic comparisons between hearts arrested by calcium deprivation or potassium excess. Amer. J. Physiol.217, 1405–1412 (1969).Google Scholar
  23. 23.
    Poche, R., G. Arnold andH. Nier, Die Ultrastruktur der Muskelzellen und Blutcapillaren des isolierten Rattenherzens nach diffuser Ischämie und Hyperkapnie. Virchows Arch. Abt. A Path. Anat.346, 239–268 (1969).CrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    Schoner, W., C. von Ilberg, R. Kramer andW. Seubert, On the Mechanism of Na+- und K+-Stimulated Hydrolysis of Adenosine Triphosphate. 1. Purification and Properties of a Na+-and K+-Activated ATPase from Ox Brain. Eur. J. Biochem.1, 334–343 (1967).Google Scholar
  25. 25.
    Spieckermann, P. G., Überlebens- und Wiederbelebungszeit des Herzens. Anaesthesiologie und Wiederbelebung66 (Berlin-Heidelberg-New York 1973).Google Scholar

Copyright information

© Dr. Dietrich Steinkopff Verlag 1975

Authors and Affiliations

  • V. Döring
    • 1
  • H. G. Baumgarten
    • 1
  • H. Pokar
    • 1
  • G. Gercken
    • 1
  1. 1.Institut für Organische Chemie und Biochemie der Universität HamburgHamburgGermany

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