Die Wirkung moderater Hypothermie auf Kontraktilität und calciuminduzierte Inotropie von humanem atrialen Myokard

Götzenich, Andreas; Buhre, Wolfgang Friedrich

doi:HT014659088

Die Wirkung moderater Hypothermie auf Kontraktilität und calciuminduzierte Inotropie von humanem atrialen Myokard = The effect of mild hypothermia on contractility and calcium-induced inotropy of human atrial myocardium

Götzenich, Andreas (Author)

2005

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Andreas Goetzenich

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2005

Umfang113 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2005

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Buhre, Wolfgang Friedrich (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2005-12-06

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-13274
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/52086/files/Goetzenich_Andreas.pdf

Einrichtungen

Medizinische Fakultät (510000-1)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Medizin (frei) ; Inotropie (frei) ; Calcium (frei) ; Atrium (frei) ; Hypothermie (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Die vorliegende Arbeit untersucht das Verhalten humanen atrialen Myokards sowie ventrikulären Kaninchenmyokards unter milder Hypothermie in Bezug auf Kontrak-tionskraft, zeitliche Entwicklung der Kontraktion und die Reaktion auf Erhöhung des extrazellulären Calciums bzw. der Zuführung positiver Inotropika (Isoprotere-nol, Milrinon). Untersucht wurden Temperaturen zwischen 37°C und 31°C. Hierzu wurden Muskeltrabekel aus Vorhofgewebe von Patienten, die sich elektiven herz-chirurgischen Eingriffen unterziehen mußten, und aus den rechten Ventrikeln von männlichen Kaninchen präpariert, in Nährlösung gebettet und mit Kraftaufneh-mern verbunden. Die Stimulation erfolgte über die Badlösung mit einer Frequenz von 1 Hz und einer Spannung, die ca. 20% über der Reizschwelle des jew. Muskels lag. Anschließend wurden die Muskeln unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt und nach Erreichen eines steady-states wurden die Dosis-Wirkungs-Beziehungen der o.e. Pharmaka untersucht.Im atrialen Gewebe führte die ausgeübte Hypothermie zu einem negativ inotropen Effekt (bei 31° C Abfall der Kraft auf 57,56 (± 11,37)% des Ausgangswertes bei 37°C), wogegen die Kontraktionskraft im ventrikulären Muskel zunahm (Anstieg auf 214,5 (± 62)% bei 31°C). In beiden Gewebetypen führte Hypothermie zu einer Verlängerung sowohl der Kontraktion als auch der Relaxation. Eine Erhöhung des extrazellulären Calciumgehaltes führte unter normothermen Bedingungen wie er-wartet zu deutlichen Kraftzuwächsen, unter Hypothermie konnten bei beiden Ge-webetypen nur noch zu minimalen positiv inotrope Effekte gefunden werden. Der gefundene negativ inotrope Effekt von Hypothermie auf humanes, atriales Ge-webe widerspricht allen bis dato an atrialem Gewebe anderer Spezies durchge-führten Versuchen. Eine mögliche Ursache hierfür könnte das unterschiedliche Calcium-Handling der Zellen sein, am wahrscheinlichsten handelt es sich aber um ein multimodales System, daß durch den Einfluß mehrerer Faktoren gesteuert wird.

In this study we examined the influence of induced moderate hypothermia on human atrial and rabbit ventricular myocardium. We measured contraction force, time relationship and its reaction to different positive inotropic agents such as calcium, isoproterenol and the phosphodiesterase inhibitor milrinone. Temperatures ranged between 37° C and 31°C. Human atrial muscle stripes were obtained from patients in sinus rhythm undergoing elective open heart surgery after receiving informed consent.Embedded in 2ml bath solution, the tissue stripes were stimulated at 20% above threshold at a temperature of 37°C. After reaching a steady state the temperature was reduced degree by degree until the target temperature was reached. Following the different setups, the muscles were then exposed to the different inotropic agents at a chosen temperature. Dose ot effect- relations were established. Maximum force of contraction (F), time to peak tension (TPT), time to 50% of contraction (Tsys50) and time to 50% relaxation (Tdia50) were continuously measured during this time. In atrial tissue the exerted hypothermia leads to a negative inotropic effect, adversely to the observed positive inotropic effect in ventricular tissue. Both tissue types showed a prolongation in contraction times as well as in relaxation process. Raising the extracellular calcium content, known for a strong positive inotropic effect under normothermia, only exerted a minimal inotropic change under hypothermia in both tissue types. The observed negative inotropic effect of hypothermia on human atrial myocardium differs from results found in previous studies on atrial tissue from other species. Different mechanisms in calcium-handling could provide an explanation, though a multifactorial cause seems to be more realistic.

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