Zusammenfassung
Vorliegende Versuche zeigen die zeitlichen Veränderungen von linksventrikulärem enddiastolischem Druck und Herzquerdurchmesser bei akuter Druckbelastung unter hypothermen Arbeitsbedingungen.
An insgesamt 62 Meerschweinchen (Gewicht 240–290 g wurden im Herz-Lungen-Präparat der arterielle Systemdruck, der linksventrikuläre systolische und derlinksventrikuläre enddiastolische Druck, der Herzquerdurchmesser, die Wiedereinstellzeit von Herzquerdurchmesser und linksventrikulärem enddiastolischem Druck wurden außerdem noch nach Erreichen des steady-state ermittelt.
Dieselben belastungsabhängigen Werte wurden unter hypothermen Versuchsbedingungen errechnet.
Folgende Befunde konnten erhoben werden:
-
1.
Im abnehmenden Schenkel des autoregulativen Adaptationsvorganges bleibt die linksventrikuläre Druckanstiegsgeschwindigkeit konstant.
-
2.
Gegenüber Normothermie ist die hypotherme Adaptationszeit wesentlich verlängert.
-
3.
Der Herzquerdurchmesser zeigt keine wesentliche Vergrößerung gegenüber normothermen Versuchen.
-
4.
In allen Phasen des hypothermen Adaptationsvorganges ergeben sich höhere enddiastolische Druckwerte als unter normothermen Arbeitsbedingungen.
Nach den vorliegenden Befunden sind die zeitlichen Veränderungen Ausdruck einer relativen Dehnbarkeitsänderung und werden durch eine relative Kontraktilitätssteigerung ausgelöst, die in Zusammenhang mit dem Suffizienz- bzw. Schädigungsgrad des Herzens steht. Ein Q19-Wert von größtenteils über 3,6 für den enddiastolischen Adaptationsvorgang spricht für eine Temperaturempfindlichkeit und entspricht demjenigen der isometrischen Verkürzungsgeschwindigkeit, die unter anderen Versuchsbedingungen in der Literatur gefunden wurde.
Summary
Experiments to hand indicate the temporary changes of left ventricular enddiastolic pressure and transverse diameter of the heart with acute pressure load under hypothermical working conditions.
Readings were taken on a total of 62 guinea-pigs (wieght 240–290 grams), on heartlung preparation, of the arterial system pressure, the left ventricular systolic and enddiastolic pressure the transverse diameter of the heart and the time of regulation of the heartdiameter and of left ventricular dp/dt before and after pressure load. The values of transverse diameter of the heart and of left ventricular enddiastolic pressure were ascertained after the reaching of the „steady state”.
The same load-conditioned values, were calculated under hyperthermial experimental conditions.
The following was indicated:
-
1.
The speed of increase of pressure remains constant in the diminishing presentation of the auto-regulative adaptation process.
-
2.
As opposed to normothermics the hypothermial adaptation time is increased considerably.
-
3.
The transverse heart diameter indicates no considerable enlargement as opposed to normothermic experiments.
-
4.
In all phases of hypothermial adaptation process, higher enddiastolic pressure values result than under normothermic working conditions.
According to the results to hand, the temporary changes express a relative elasticy change and are brought on by means of a relative increase in contractility, which is connected with the degree of sufficiency or failure to the heart. A value of Q19 of mainly more than 3,6 for the enddiastolic adaptations process speaks for a sensitivity to temperature and corresponds to that of the isometric shortening speed, which was found in the literature among other experimental conditions.
Abbreviations
- n:
-
Versuchsanzahl
- AP1 :
-
arterieller Druck vor Rechteckdruckbelastung (mmHg)
- AP2 :
-
arterieller Druck nach Rechteckdruckbelastung (mmHg)
- LVP1 :
-
linksventrikulärer systolischer Ausgangsdruck (mmHg)
- LVP2 :
-
linksventrikulärer systolischer Druck nach Belastung (mmHg)
- LEDP1 :
-
linksventrikulärer enddiastolischer Ausgangsdruck (mm H2O)
- LEDPmax :
-
linksventrikulärer enddiastolischer Amplitudendruck (mm H2O)
- LEDP2 :
-
linksventrikulärer enddiastolischer „steady state”-Druck (mm H2O)
- HQ1 :
-
Ausgangs-Herzquerdurchmesser (mm)
- HQmax :
-
größter Herzdurchmesser (mm)
- HQ2 :
-
Herzquerdurchmesser bei „steady state” (mm)
- ΔtHQ:
-
Wiedereinstellzeit des Herzquerdurchmessers (sec)
- ΔtLEDP:
-
Wiedereinstellzeit des linksventrikulären enddiastolischen Druckes (sec)
- dp/dt1 :
-
Differentialquotient des Druckes p nach der Zeit t vor Belastung (mm/sec)
- dp/dt2 :
-
Differentialquotient des Druckes p nach der Zeit t nach Belastung (mm/sec)
- Flow:
-
Aortenstromvolumen (ml/min)
Literatur
Anrep, G. von, On the part by the suprarenals in the normal vascular reactions of the body. J. Physiol. (London)45, 307 (1912).
Bauereisen, E., R. Jacob, N. U. Kleinheisterkamp, U. Peiper, K. H. Weigand, Enddiastolische Dehnbarkeit des linken Ventrikels in situ bei akuten Änderungen des arteriellen Systemdruckes. Pflügers Arch. ges. Physiol.285, 335 (1965).
Bauereisen, E., Gesetze der Herzarbeit und ihre Gültigkeit im natürlichen Kreislauf. Klin. Wschr.35, 369 (1957).
Braunwald, E., J. Ross, Applicability of Starling's Law of the heart of man. Circul. Res.14 and15. Suppl. II (1964).
Braunwald, E., J. Ross, E. H. Sonnenblick, Mechanismus of the contraction of the normal and failing heart. New. Eng. J. Med.277, 853–863 (1967).
Close, R., J. F. Hoh, Influence of temperature on isometric contractions of rat skeletal muscles. Nature (London)217, 1179–1180 (1968).
Dudel, J., R. Rüdel, Temperature dependence of elektromechanical coupling in crayfish muscle fibers. Pflügers Arch. ges. Physiol.301, 16–30 (1968).
Frank, O., Zur Dynamik des Herzmuskels. Z. Biol.32, 370 (1895).
Gabel, L., P. C. Carson, E. Vance, Active state of muscle and the second and third derivatives of twitch tension. Amer. J. Physiol.214, 1025–1030 (1968).
Gebhardt, W., Die Druck-Volumen-Beziehungen des Warmblüterherzens. Arch. Kreislaufforschg.34, 201 (1961).
Gleason, W., E. Braunwald, Studies on Starling's Law of the heart. Circulation25, 841 (1962).
Gorlin, R., E. H. Sonnenblick, Regulation of the performance of the heart. Amer. J. Cardiol.22, 16–23 (1968).
Hennersdorf, G., H. Hochrein, H.-P. Helwing, Kardiale Belastungsadaption als Maß des kontraktilen Status. Pflügers Arch. ges. Physiol.30, (1969).
Hennersdorf, G., H. Hochrein, H.-P. Helwing, Herzinsuffizienz als Störung der homöometrischen Autoregulation des Myokards. Verh. Dtsch. Ges. Kreislaufforschg.34, 167 (Darmstad 1968).
Hill, A. V., Heat of shortening and the dynamic constants of muscle. Proc. Roy. Soc. (Biol)126, 136 (1938).
Hill, A. V., Thermodynamics of muscles. Nature (London)167, 377–380 (1951).
Hill, A. V., Influence of temperature on tension developed in isometric twitch. Proc. Roy. Soc., London,138, 349–354 (1951).
Hochrein, H., Herzinsuffizienz und Myocardstoffwechsel. (Aulendorf 1965).
Hochrein, H., Änderungen der Enzymaktivitäten im Myokard im Zusammenhang mit Störungen des Substrat- und Elektrolytstoffwechsels bei Belastung und Insuffizienz des Herzens. Intern. Sympos. Hinterzarten 1967.
Hochrein, H., G. Hennersdorf, Herzvolumen und Druckbelastung. Klin. Wschr.46, 387 (1968).
Huxley, H. E., J. Hanson, The molecular basis of contraction in cross-striated muscles. (London und New York 1960).
Jacob, R., G. Kissling, E. E. Ohnhaus, U. Peiper, J. Segara-Domenech, Steigerungsfähigkeit von Kontraktionsgeschwindigkeit und Schlagvolumen durch inotrope Mechanismen beim intakten Herzen in situ. Arch. Kreislaufforschg.54, 192 (1967).
Jacob, R., Weigand, Die endsystolischen Druck-Volumen-Beziehungen als Grundlage einer Beurteilung der Kontraktilität des linken Ventrikels in situ. Pflügers Arch. ges. Physiol.289, 37–49 (1966).
Katz, L. N., The performance of the heart. Circulation21, 483 (1960).
Kohlhardt, M., K. Wirth, J. Dudeck et al., Ca-, Hypothermie- und pH-Effekt auf den mechanischen Systolenbeginn des isolierten Herzen. Natur53, 585–586 (1966).
Kohlhardt, M., K. Wirth, J. Dudek, Untersuchungen über die Druckanstiegsgesschwindigkeit der Druckkurve des linken Ventrikels (dp/dt). Z. Kreislaufforschg.57, 516–528 (1968).
Kohlhardt, M., K. Wirth, J. Dudeck, Ausmaß und Einfluß von Nachkontraktionen auf Dynamik und Kontraktilität des Myocards bei unterschiedlichen Ca++-Konzentrationen und Reizfrequenzen. Pflügers Arch. ges. Physiol.28 (1969).
Lochner, W., G. Arnold, C. Morgenstern, Autoregulation der Herzarbeit durch den coronaren Perfusionsdruck. Pflügers Arch. ges. Physiol.20 (1969).
Podolsky, R. J., The mechanics of muscular contraction. Amer. J. Med.30, 708 (1961).
Ross, J., J. W. Covell, E. H. Sonnenblick, E. Braunwald, Contractile state of the heart characterized by force-velocity-relations in variably afterloaded and isometric beats. Circul. Res.18, 149 (1966).
Sarnoff, S. J., J. H. Mitchell, The regulation of the performance of the heart. Amer. J. Med.30, 747 (1961).
Schaper, W. K., P. Lewi, A. H. Jagenau, The determinats of the change of the left ventricular pressure (dp/dt). Arch. Kreislaufforschg.46, 27–41 (1965).
Siegel, J. H., E. H. Sonnenblick, Isometris time-tension relationship as an index of myocardial contractility. Circul. Res.12, 597 (1963).
Sonnenblick, E. H., Z. T. McCallum, Active state, forcevelocity relationship, and inotropic mechanismus im mammalian papillary muscle. Fed. Proc.20, 126 (1961).
Sonnenblick, E. H., Force-velocity relations in mammalian heart muscle. Amer. J. Physiol202, 931 (1962).
Sonnenblick, E. H., Series elastic and contractile elements in heart muscle: Changes in muscle lenght. Amer. J. Physiol.207, 133 (1964).
Sonnenblick, E. H., J. Ross, J. W. Covell et al., Velocity of contraction as a determinant of myocardial oxygen consumption. Amer. J. Physiol.209, 919–927 (1965).
Sonnenblick, E. H., J. Ross, E. Braunwald, Oxygen consumption of the heart, Newer concepts of its multifactoral determination. Amer. J. Cardiol.22, 328–336 (1968).
Spencer, M., C. R. Worthington, A hypothesis of contraction in striated muscle. Nature187, 388 (1960).
Starling, E. H., Das Gesetz der Herzarbeit. (Bern und Leipzig 1920).
Straub, H., Dynamik des Säugetierherzens. Dtsch. Arch. klin. Med.115, 531 (1914).
Ulbrecht, G., M. Ulbrecht, Die Verkürzungsgeschwindigkeit und der Nutzeffekt der ATP-Spaltung während der Kontraktion des Fasermodells. Biochin. Biophys. Acta11, 138 (1953).
Wezler, K., Diastolischer Tonus und Kontraktilität des Herzens. Verh. Dtsch. Ges. Inn. Med.70, 14 (München 1964).
Wiggers, C. J., Dynamics of ventricular contractions under abnormal conditions. Circulation5 (1952).
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Freundl, H., Hennersdorf, G. & Hochrein, H. Adaptationsvorgänge unter Hypothermie bei Druckbelastung des Herzens. Archiv für Kreislaufforschung 65, 14–28 (1971). https://doi.org/10.1007/BF02123259
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF02123259