Stress as an index of metabolic cost in papillary muscle of the cat

Summary

Active stress, stress-time integral (STI) and total heat production of cat right ventricular papillary muscles were recorded during brief trains of isometric twitch contractions at muscle lengths less than or equal to optimal length. Individual muscles were subjected to a 10°C change in temperature, a change of stimulus frequency and the addition of isoprenaline sulphate (10⁻⁷ mol. 1⁻¹). The STI-heat and stress-heat data were subjected respectively to linear and quadratic regression analyses. For both relations, the intercept (stress-independent heat) was unaffected by the frequency change, doubled by the temperature decrease and trebled by the addition of isoprenaline. None of the treatments had a significant effect on the first or second order coefficients of the stress-heat relation. The slope of the STI-heat relation was halved by lowering the temperature, increased 50% by the addition of isoprenaline and unaffected by stimulus frequency. Thus the energetic cost of a given stress increment was constant across conditions while that for a given STI increment was not. Stress is the better mechanical index of myocardial energy cost when the inotropic state is changing.

Zusammenfassung

An Papillarmuskeln vom rechten Ventrikel der Katze wurden die entwickelte Spannung, das Spannungs-Zeit-Integral (STI) und die gesamte Wärmeproduktion während kurzer Serien isometrischer Kontraktionen registriert bei Vordehnungsstufen unterhalb oder bei optimaler Länge. Die einzelnen Muskeln wurden einer Temperaturänderung von 10°C, einer Änderung der Reizfrequenz sowie einer Behandlung mit Isoprenalinsulphat (10⁻⁷ mol. ·1⁻¹) unterworfen. Die Daten wurden einer linearen bzw. quadratischen Regressionsanalyse unterzogen. Durch Frequenzänderungen wurde der Schnittpunkt der Kurve mit der Ordinatenachse (spannungsunabhängige Wärme) für beide Beziehungen nicht beeinflußt, dagegen wurde der Achsenabschnitt durch die Temperaturabnahme verdoppelt und durch Zugabe von Isoprenalin verdreifacht. Keiner der Eingriffe hatte einen eindeutigen Effekt auf die Koeffizienten 1. oder 2. Ordnung der Spannungs-Wärme-Relation. Die Neigung der STI-Wärme-Kurve wurde durch Temperatursenkung vermindert und durch Verabfolgung von Isoprenalin gesteigert, war jedoch von der Reizfrequenz unabhängig. Der Energiebedarf für einen gegebenen Zuwachs an Spannung war also konstant, unabhängig von den Versuchsbedingungen; dagegen war der Energiebedarf für eine bestimmte Zunahme des Spannungs-Zeit-Integrals nicht konstant. Die Spannung ist der bessere mechanische Index für den myokardialen Energlebedarf, wenn der inotrope Status sich ändert.