Die Wirkung von Isoproterenol, Adrenalin, Noradrenalin und Adenosin auf die Durchblutung und den O₂-Verbrauch des Herzmuskels vor und nach der Blockierung der β-Receptoren

Summary

The effects on coronary blood flow and myocardial metabolism of intravenous and intracoronary infusions of adrenaline, noradrenaline, isoprenaline and adenosine were studied in anesthetized closed chest dogs before and after β-blockade with pronethalol. Before β-blockade all substances increased coronary blood flow partly by a direct vasodilator action on the vessels and partly by an alteration of myocardial metabolism. Small doses of both isoprenaline (0,04 μg/kg·min intracoronarily or 0.1 μg/kg·min iv.) and adrenaline (0.1 μg/kg·min intracoronarily or 0.4 μg/kg·min iv.) increased both coronary blood flow and coronary venous pO₂. This is interpreted as being a direct vasodilator effect on the coronary vessels. In contrast, noradrenaline (0.1 μg/kg·min intracoronarily or 0.4 μg/kg·min iv.) increased coronary blood flow without increasing coronary venous pO₂ and this is interpreted as meaning that the vasodilator effect is mediated by a change in cardiac metabolism. Infusions of nethalide (4 mg/kg) decreased blood pressure, coronary flow and coronary sinus pO₂ and slightly increased coronary vascular resistance. After β-blockade the effects of the catecholamines on coronary blood flow and oxygen consumption were blocked or markedly reduced. Since there was now decrease in coronary venous pO₂, it is concluded that there is no evidence for the unmasking of a vasoconstrictor effect of the catecholamines in the coronary vascular bed. In contrast to the catecholamines the vasodilator effect of adenosine was unchanged after β-blockade. It is concluded that β-receptors are present in the walls of the coronary vasculature as well as within the myocardium and that there probably exists some degree of sympathetic vasodilator tone. Isoprenaline and adrenaline stimulate β-receptors both in the coronary vasculature and within the myocardium. Noradrenaline on the other hand increases coronary blood flow predominantly by an effect on myocardial metabolism. No evidence was found for the presence of α-adrenergic receptors in the coronary vascular bed. Although in fact there may be some present it is likely that they are few in number compaired with the β-receptors. The metabolic regulation of coronary blood flow has been found to be mediated independently from such sympathetic receptors.

Zusammenfassung

An narkotisierten Hunden wurde die Wirkung von i.v. und intracoronaren Infusionen von Isoprenalin, Adrenalin, Noradrenalin und Adenosin vor und nach der Blockierung der β-Receptoren auf die Coronardurchblutung und den O₂-Verbrauch des Herzmuskels untersucht. Bei geschlossenem Thorax wurden der Coronarsinusausfluß (elektromagnetisch) und die coronarvenöse O₂-Sättigung oder der coronarvenöse O₂-Druck fortlaufend registriert. Der myokardiale O₂-Verbrauch wurde aus der Durchblutung und der arteriovenösen O₂-Differenz berechnet.

Vor der β-Blockierung steigerten alle untersuchten Substanzen sowohl die Coronardurchblutung als auch den O₂-Verbrauch des Herzmuskels. Kleine Isoprenalin-(0,04 μg/kg·min intracoronar, 0,1 μg/kg·min i.v.) und Adrenalindosen (0,1 μg/kg·min intracoronar, 0,4 μg/kg·min i.v.) steigerten den Coronarsinusausfluß und den coronarvenösen O₂-Druck. Das bedeutet, daß die Coronardurchblutung sowohl indirekt durch Erhöhung des O₂-Verbrauches als auch direkt durch Dilatation der Coronargefäße gesteigert wurde. Im Gegensatz dazu steigerte Noradrenalin die Coronardurchblutung, ohne gleichzeitig den coronarvenösen O₂-Druck zu erhöhen. Das wird damit erklärt, daß diese Dilatation vorwiegend durch eine Steigerung des Herzstoffwechsels zustande kommt.

Höhere Catecholamindosen (Isoprenalin 0,3 μg/kg·min, Adrenalin und Noradrenalin 1,2 μg/kg·min i.v.) steigerten die Coronardurchblutung und den myokardialen O₂-Verbrauch erheblich. Dabei fiel der coronarvenöse O₂-Druck ab (Isoprenalin) oder er stieg nur wenig an (Adrenalin und Noradrenalin). Das heißt, daß hohe Catecholamindosen die Coronardurchblutung vorwiegend indirekt durch Erhöhung des myokardialen O₂-Verbrauches steigern.

Die Infusion von Nethalide (4 mg/kg i.v.) führte zu einer Senkung des arteriellen Blutdruckes, der Coronardurchblutung, des coronarvenösen O₂-Druckes und zu einem leichten Anstieg des coronaren Gefäßwiderstandes. Nach der Blockierung der β-Receptoren mit Nethalide waren die Wirkungen der drei Catecholamine auf die Durchblutung und den O₂-Verbrauch des Herzmuskels blockiert oder weitgehend unterdrückt. Da Adrenalin- oder Noradrenalininfusionen den coronarvenösen O₂-Druck nach der β-Blockierung nicht verminderten, ergab sich kein Anhalt für eine constrictorische Wirkung der Catecholamine in den Coronargefäßen. Im Gegensatz zu den Catecholaminen waren die coronardilatatorischen Wirkungen des Adenosins nach der β-Blockierung nicht unterdrückt.

Aus den Ergebnissen wird gefolgert, daß β-Receptoren sowohl im coronaren Gefäßbett wie auch im Myokard vorhanden sind, und daß normalerweise ein leichter sympathischer coronardilatatorischer Tonus besteht. Isoprenalin und Adrenalin stimulieren die β-Receptoren im Herzmuskel und in den Coronargefäßen und haben dadurch neben ihrer stoffwechselsteigernden Wirkung auf die Muskulatur eine direkte dilatierende Wirkung auf die Coronargefäße. Noradrenalin steigert die Coronardurchblutung wahrscheinlich vorwiegend durch Erhöhung des Myokardstoffwechsels. In den vorliegenden Experimenten ergibt sich kein Anhalt dafür, daß auch α-Receptoren in den Coronargefäßen vorkommen. Falls α-Receptoren vorhanden sind, ist ihre Zahl im Vergleich zu der der β-Receptoren sicherlich gering. Die metabolische Regulation der Coronardurchblutung funktioniert sicherlich unabhängig von den sympathischen Receptoren.