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The importance of the perfusion pressure in the coronary arteries for the contractility and the oxygen consumption of the heart

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Pflüger's Archiv für die gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

An isovolumetrisch arbeitenden, an leerschlagenden und an stillgestellten Meerschweinchenherzen wurde der Einfluß eines gesteigerten Perfusionsdruckes in den Coronargefäßen auf die Kontraktionskraft des Herzens und den O2-Verbrauch untersucht. Eine Steigerung des coronaren Perfusionsdruckes von 60 auf 80 cm H2O bewirkte eine Zunahme des systolischen Druckes im linken Ventrikel um 19,4±2,8%, des Coronardurchflusses um 47,7±8,0% sowie des Sauerstoffverbrauches um 32,7±6,2% (N=17).

Eine Steigerung des Coronardurchflusses um 111,8±16,4% (N=19) bei konstantem Perfusionsdruck, hervorgerufen durch eine dosierte Hypoxie, hatte keine Veränderungen der Kontraktionskraft des Herzens oder des Sauerstoffverbrauches zur Folge.

Eine Steigerung des Perfusionsdruckes ohne Änderung des Durchflusses, ermöglicht durch die Verwendung einer viscöseren Perfusionsflüssigkeit, bewirkte einen Anstieg des Druckes im linken Ventrikel um 26,5±4,8% und eine Zunahme des myokardialen Sauerstoffverbrauches um 20,3±3,4% (N=14). In allen Versuchen blieben enddiastolischer Druck und Herzfrequenz unverändert.

Aus diesen Befunden kann geschlossen werden, daß der Druck in den Coronargefäßen — unabhängig von der Größe des Durchflusses — einen positiv-inotropen und dadurch stoffwechselsteigernden Effekt ausübt. Dieses wird über eine vermehrte Faserspannung erklärt, die durch eine als „Gartenschlaucheffekt“ bezeichnete Streckung der Coronargefäße infolge des erhöhten Perfusionsdruckes zustande kommen könnte.

Summary

The influence of increasing perfusion pressure in the coronary arteries on cardiac contractility and oxygen consumption was studied in isovolumetrically working, empty beating, and potassium arrested guinea-pig hearts. Raising the coronary perfusion pressure from 60 to 80 cm H2O increased left ventricular peak systolic pressure by 19.4±2.8%, coronary flow by 47.7±8.0% and oxygen consumption by 32.7±6.2% (N=17).

At a constant perfusion pressure hypoxia increased the coronary flow by 111.8±16.4% (N=19), but did not alter the contractility of the heart or its oxygen consumption.

Increasing pressure without changing flow, raised pressure in the left ventricle by 26.5±4.8% and myocardial oxygen consumption by 20.3±3.4% (N=14). The end-diastolic pressure and the heart rate remained unchanged in all experiments.

From these findings it may be concluded that the pressure in the coronary vessels — independent of the flow rate — exercises a positive inotropic effect, thereby increasing metabolism. This can be explained by increased fibre tension, caused by an extension of the coronary vessels, the so-called “garden-hose-effect”.

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Authors and Affiliations

  1. Physiologisches Institut der Universität Düsseldorf, Germany

    G. Arnold, F. Kosche, E. Miessner, A. Neitzert & W. Lochner

Authors
  1. G. Arnold
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  2. F. Kosche
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  3. E. Miessner
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  4. A. Neitzert
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  5. W. Lochner
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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

Partially delivered during the 31st Meeting of the Deutsche Physiologische Gesellschaft in Würzburg, 1966 [2].

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Arnold, G., Kosche, F., Miessner, E. et al. The importance of the perfusion pressure in the coronary arteries for the contractility and the oxygen consumption of the heart. Pflugers Arch. 299, 339–356 (1968). https://doi.org/10.1007/BF00602910

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