J. Schmier

Effects of coronary stenosis and mean aortic pressure on coronary blood flow, poststenotic coronary pressure, and reactive hyperemia

Six dogs were subjected to an acute stenosis of the left anterior descending coronary artery. The mean aortic pressure was fixed with a windkessel and an occluder on four different levels. A significant decrease of coronary blood flow and poststenotic coronary pressure was closely related to the level of mean aortic pressure. With lower aortic pressure the decrease occurred earlier than with higher aortic pressure. A 50% stenosis did not significantly influence coronary flow and poststenotic coronary pressure. A 90% stenosis resulted in decrease below 10% of control. In a range of aortic pressure between 60 and 140 mm Hg reactive hyperemia was significantly diminished at a 60% stenosis. Reactive hyperemia was completely abolished when coronary stenosis was 90%.SummarySix dogs were subjected to an acute stenosis of the left anterior descending coronary artery. The mean aortic pressure was fixed with a windkessel and an occluder on four different levels.A significant decrease of coronary blood flow and poststenotic coronary pressure was closely related to the level of mean aortic pressure. With lower aortic pressure the decrease occurred earlier than with higher aortic pressure. A 50% stenosis did not significantly influence coronary flow and poststenotic coronary pressure. A 90% stenosis resulted in decrease below 10% of control.In a range of aortic pressure between 60 and 140 mm Hg reactive hyperemia was significantly diminished at a 60% stenosis. Reactive hyperemia was completely abolished when coronary stenosis was 90%.ZusammenfassungBei 6 Hunden wurde eine akute Stenosierung des Ramus descendens der linken Koronararterie vorgenommen und der mittlere Aortendruck mit einem Windkessel und einem Occluder auf vier unterschiedliche Druckstufen eingestellt.Die signifikante Abnahme der Koronardurchblutung und des poststenotischen Koronardrucks zeigte eine deutliche Relation zur Höhe des mittleren Aortendrucks. Dabei trat die signifikante Senkung bei um so geringerer Stenose ein, je niedriger der Aortendruck war. Bei 50% Stenose wurden unabhängig vom Aortendruck Koronarfluß und poststenotischer Koronardruck nicht wesentlich beeinflußt, bei 90% Stenose im Mittel unter 10% des Kontrollwertes vermindert.Die reaktive Hyperämie war in den Druckbereichen 60 und 140 mm Hg bei 60% Stenose signifikant erniedrigt. Bei 90% Lumendrosselung ließ sich keine reaktive Hyperämie mehr auslösen.

Kreislaufdynamische Untersuchungen bei Schädigungen des ganzen Herzens

ZusammenfassungEs wurden an Hunden in Morphium-Pernokton-Narkose bei Registrierung der arteriellen und venösen Drucke im großen und kleinen Kreislauf das Verhalten der beiden Herzhälften bei akuter Chloroformschädigung und schwerer Hypoxämie untersucht mit folgenden Ergebnissen:Die akute Schädigung des Herzens durch intravenöse Chloroformzufuhr führt zu einem sofortigen und gleichzeitigen Versagen beider Herzhälften, wobei das Ausmaß der Schädigung des linken Herzens wahrscheinlich größer ist.Bei akuter, fortschreitender, schwerer Hypoxämie lassen sich drei Stadien des Verhaltens von Herz und Kreislauf erkennen:1.Stadium der Regulationen bei intaktem Herzen.2.Steigende Kompensationen bei beginnender Contractilitätsschädigung des Herzens.3.Zeitlich unterschiedliches Versagen beider Herzhälften. Die Vorhofdrucksteigerung im zweiten Stadium wird hauptsächlich als Ausdruck einer bereits eingetretenen Contractilitätsschädigung des Herzens gewertet.Es wird wahrscheinlich gemacht, daß das rechte Herz unter physiologischen Bedingungen über eine größere Leistungsreserve und damit über eine entsprechend größere Coronarreserve als das linke verfügt. — Das frühzeitigere und stärkere Versagen des linken Herzens im O2-Mangel wird hiermit zurückgeführt auf eine vorzeitige Erschöpfung seiner Coronarreserve, wenn die Mehrdurchblutungen in den Coronarien mit der Abnahme der O2-Spannung nicht mehr Schritt halten können.

Auswirkungen einer elektrischen Milznervenreizung auf die Coronardurchblutung

ZusammenfassungIn Weiterführung der Untersuchungen Reins über die Bedeutung der Leber für den oxydativen Gewebestoffwechsel wurden an 37 narkotisierten Hunden die Auswirkungen einer elektrischen Reizung der Milznerven als akute Auslösung des sogenannten „Milz-Leber-Mechanismus“ besonders auf die Coronardurchblutung verfolgt. Bei gestiegenem arteriellen Druck und vermehrter Durchblutung eines Lungenlappens, die als repräsentativ für eine gleichsinnige Änderung des H.Z.V., d. h. aber erhöhter Herzarbeit angesehen wurde, vermindert sich im „Milz-Leber-Mechanismus“ noch während hypoxämischer Herzbelastung gleichzeitig erheblich der Coronardurchfluß. Diese Minderdurchblutung bleibt über längere Zeit bestehen; am Herzen treten dabei keine Symptome eines Durchblutungsmangels auf.Die von Rein gefundene Besserung der hyoxämischen Herzinsuffizienz durch den „Milz-Leber-Mechanismus“ wird bestätigt.Auch am nicht geschädigten Herzen lassen sich die gleichen Erscheinungen beobachten: Bei erhöhtem arteriellen Druck Konstriktion in den Herzkranzgefäßen.Es wird dargelegt, daß in diesen Reaktionen charakteristische Auswirkungen des „Milz-Leber-Mechanismus“ zu sehen sind.

Hemorrhagic shock with fixed hypotension and with spontaneous recovery of blood pressure. A comparison of two shock models

SummaryIn 26 dogs anesthetized with a barbiturate peripheral blood flow, O2 consumption and acid-base balance have been studied in two kinds of hemorrhagic shock:1.Hemorrhagic shock with fixed hypotension (hypotensive shock, n=12)2.Hemorrhagic shock with spontaneously recovering arterial blood pressure (normotensive shock, n=14). In both groups the same amount of blood is withdrawn and stored in a reservoir (31–32 ml/kg) to reduce arterial pressure to 40 mm Hg. In hypotensive shock there is a continuous outflow of blood into the reservoir in order to maintain an arterial pressure of 40 mm Hg. After 1 1/2 hours this shift of blood reverses itself spontaneously. In normotensive shock the arterial pressure is allowed to increase after the initial withdrawal of blood. 1 1/2 hours later it reaches a peak of 93 mm Hg after which it starts declining again. The duration of oligemia which the animals control themselves is nearly identical in both groups (4 hours).Both kinds of hemorrhagic shock have a mortality rate of 80%. The survival time is shorter (p<0.01) in hypotensive (3 hours) than in normotensive shock (7 1/2 hours).In both kinds of shock heart rate increases to more than 200 beats/min. However, in hypotensive shock it decreases in the late stage of hypovolemia, whereas the increase is continuous in normotensive shock.Cardiac ouput is significantly higher in the normotensive animals nearly throughout the entire hypovolemic phase although the initial decrease is the same in both groups (71%). Also a greater increase in total peripheral resistance occurs in these animals. The increased arterial pressure in normotensive shock is, therefore, due to increased cardiac output and total peripheral resistance. A “centralization” of the circulation is also observed in this kind of shock as is made evident by the changes in the relationship between cardiac output and carotid blood flow.Hyperventilation occurs in both kinds of shock. In hypotensive shock respiratory rate decreases at the end of the oligemic phase possibly due to a smaller cerebral blood flow.ZusammenfassungBei 26 Hunden wird das Verhalten der peripheren Durchblutung, der O2-Aufnahme und des Säure-Basen-Haushaltes im hämorrhagischen Schock mit fixierter Hypotonie (hypotoner Schock, n=12) und der gleichen Schockform, aber mit spontaner Blutdruckreparation (normotensiver Schock, n=14) in Barbituratnarkose verglichen. Bis der arterielle Blutdruck auf 40 mm Hg gefallen ist, wird in beiden Gruppen mit 32 ml/kg (hypotoner Schock) und 31 ml/kg (normotoner Schock) gleich viel Blut entzogen. Bei fixierter Hypotonie geben die Tiere im Mittel 1 1/2 Stunden lang weiter Blut in ein Vorratsgefäß ab und nehmen dann spontan Blut in den Kreislauf zurück. Analog zum extrakorporalen Blutvolumen verhält sich der Blutdruck beim normotonen Schock bei 10 Tieren. Er steigt nach dem initialen Blutentzug spontan wieder an, erreicht ebenfalls nach 1 1/2 Stunden ein Maximum (93 mm Hg) und fällt dann langsam wieder ab. Die von den Tieren selbstbestimmte Oligämiedauer ist in beiden Gruppen mit etwa 4 Stunden gleich lang.Auch die Mortalität ist in den beiden Gruppen mit 80% gleich. Die Überlebenszeit ist jedoch beim hypotonen Schock mit 3 Stunden gegenüber 7 1/2 Stunden beim normotonen Schock kürzer (p<0,01).Die Herzfrequenz steigt bei beiden Formen des hämorrhagischen Schocks auf über 200 Schl./min an, fällt aber beim hypotonen Schock in der späten oligämischen Phase wieder ab. Dagegen steigt sie beim normotonen Schock bis zur Reinfusion an.Das Herz-Zeit-Volumen fällt initial in beiden Gruppen auf etwa 29% des Kontrollwertes ab, liegt aber nach 1 1/2 Stunden im normotonen Schock signifikant höher. Bei diesen Tieren nimmt auch der periphere Widerstand während der Oligämie stärker zu. Der Anstieg des arteriellen Blutdrucks im normotonen hämorrhagischen Schock ist somit durch Zunahme des HZV und des gesamten peripheren Widerstandes bedingt. Wie Flußmessungen an der Art. carotis ergeben, tritt auch bei dieser Schockform eine Kreislaufzentralisation ein.Die Tiere hyperventilieren in beiden Schockformen. Die Atemfrequenz mindert sich im hypotonen Schock jedoch wieder im Verlauf der Oligämiephase. Dies wird auf die vergleichsweise schlechtere zerebrale Durchblutung zurückgeführt.Im normotonen Schock gehen die Tiere ein erhebliches O2-Defizit ein, wie es bereits früher für den hypotonen hämorrhagischen Schock beschrieben ist.Die Veränderungen des Säure-Basen-Haushaltes sind beim normotonen Schock weniger stark ausgeprägt als bei der hypotonen Vergleichsgruppe.

Durchblutungsänderungen im Einstromgebiet der Leber bei hypoxämischen Myokardinsuffizienzen

ZusammenfassungAn 19 narkotisierten Hunden werden bei eröffnetem Thorax unter Pumpenbeatmung durch Drosselung der rechten Kranzarterie hypoxische Myokardinsuffizienzen erzeugt. Die darauf folgende Reaktion der Durchblutung der Arteria hepatica, einer Vena mesenterica oder Vena femoralis werden mit der Diathermie-Thermostromuhr registriert. Bei Blutdruckabfall und sich verringerndem H.Z.V. erfolgt bis auf wenige Ausnahmen eine Widerstandsabnahme im Stromgebiet der Leberarterie, die sogar so stark sein kann, daß die Durchblutung noch über den Ausgangswert zunimmt. Sind keine Anzeichen der Widerstandsabnahme festzustellen, bleibt der Zustand von Herz und Kreislauf auch nach Lösen der Coronardrosselung wesentlich verschlechtert. In der Regel tritt der Exitus ein.Die möglichen Ursachen für dieses Verhalten der Durchblutung in der Arteria hepatica werden besprochen. In engem Zusammenhang hiermit und bedeutsam für die Leber im Verlauf hypoxämischer Myokardinsuffizienzen scheint die gleichzeitige Einschränkung des Pfortaderdurchflusses zu sein. — Es wird dargelegt, daß das Stromgebiet der Leberarterie nicht zu den Gefäßgebieten gehört, die zur reflektorischen Regulierung des Kreislaufs, insbesondere des Blutdrucks, herangezogen werden.

Reaktionen der peripheren Durchblutung nach Entnervung

ZusammenfassungAn den Hinterextremitäten von 17 narkotisierten Hunden wurde mit Hilfe der Reinschen Diathermie-Thermostromuhr der venöse Rückstrom mit und ohne Beeinflussung der vegetativen Nerven gemessen:1.Nach einseitiger, lumbaler Grenzstrangresektion konnte durch Carotidenabklemmung eine Vasokonstriktion erzielt werden, die bei Durschströmung der betreffenden Extremität mit Fremdblut von einem Spendertier ausfiel.2.Ein peripherer „Gefäßtonus“, getestet durch das Auftreten einer „reaktiven Hyperämie“, war in allen Stadien der Entnervung, selbst nach Amputation bis auf Knochen und Gefäßrücke vorhanden.3.Auch bei Durchströmung mit Fremdblut war ein Gefäßtonus erhalten. Er ist also unabhängig von den Stoffen des Gesamtorganismus.4.Durch intraartielle Atropininfusion wird der effektorische Anteil des Fleischschen Axonreflexes blockiert und dadurch eine reaktive Hyperämie verhindert. Im Gegensatz zu der Fleischschen Novocainisierung kann durch Nervenreizung keine Gefäßdilatation mehr ausgelöst werden. Auch Acetylcholin kann keine Mehrdurchblutung mehr verursachen.

Effects of moderate coronary stenosis on myocardial flow reserve in man and in the dog

SummaryThe influence of coronary stenosis on resting blood flow (201Tl-uptake) and myocardial flow reserve (bicycle regometry) is studied in 18 patients with coronary disease. Severe coronary stenosis of 75–90% caused a reduced201T-u[pake both at rest and peak exercise. In contrast to this group patients with a 50–60% stenosis have a normal scintigram at rest but focal defects of201Tl-uptake at peak exercise.Results are compared with experimental data obtained after acute coronary constriction and simultaneous coronary dilatation (myocardial flow reserve, MFR) in 12 dogs. 60% coronary constriction causes a 37% decrease of poststenotic MFR measured with tracer microspheres. Changes of transmural flow distribution (endo/epi ratio) are minor in the left ventricular free wall but significant in the poststenotic septum (endo/epi=.84).It is concluded that even a moderate coronary stenosis of 60% not affecting resting blood flow becomes “critical” under conditions of high flow velocities.ZusammenfassungBei 18 Koronarpatienten wird der Einfluß unterschiedlich schwerer Koronarstenosen auf die myokardiale Ruhedurchblutung (201Tl-Szintigraphie) und die myokardiale Durchströmungsreserve (MFR) unter Arbeitsbelastung auf dem Fahrrad-Ergometer geprüft. Koronarstenosen von 75–90% vermindern die myokardiale201Tl-Aufnahme sowohl in Ruhe als auch unter Belastung. Dagegen ist das Szintigramm bei 50–60% iger Stenose in Ruhe normal, bei Belaastung aber pathologisch.Die Ergebnisse werden mit dem Befund bei akuter experimenteller Koronarstenose bei 12 Hunden verglichen. Bei 60%iger Koronarstenose und Koronardilatation fällt die MFR im abhängigen Bereich um 37%. Das Verhältnis von Innenschichtzur Außenschichtdurchblutung ändert sich in der freien Wand des linken Ventrikels wenig, fällt aber im drosselabhängigen Bereich des Septums auf 0,84.Die klinischen und experimentellen Befunde zeigen, daß eine nur mittelgradige Koronarstenose von 60% in Ruhe die myokardiale Durchblutungsverteilung nicht beeinflußt, bei hoher Strömungsgeschwindigkeit unter Belastung dagegen zur “kritischen” Stenose wird.

[Intramyocardial pressure at various depths, during aortic constriction and myocardial ischemia in the dog (author's transl)].

SummarySystolic intramyocardial pressure (IMP) is measured with a modification of the “closed perfusion technic” in 3 different layers of the myocardium in 8 anesthetized mongrel dogs. In the subendocardium IMP exceeds left ventricular pressure (LVP) by about 30% whereas it is 30% lower than LVP in the subepicardium. Under resting conditions the level of isobaric balance of IMP and LVP is at a distance of 57% from the epicardium. During thoracic aortic constriction the ratio of IMP/LVP increases in the subepicardium but decreases in the subendocardium. Occlusion of the left circumflex coronary artery for 30 seconds results in a decrease of IMP and IMP/LVP in the ischemic region. In 25% of all cases, however, an increase of these parameters is found.ZusammenfassungMit einer Modifikation der sogenannten geschlossenen Perfusionsmethode wird an 8 gemischtrassigen narkotisierten Hunden der systolische intramyokardiale Druck (IMP) in drei verschiedenen Myokardtiefen bestimmt.In Ruheunterschreitet der intramyokardiale Druck epikardnah den gerade herrschenden Druck im linken Ventrikel (LVP) um etwa ein Drittel, endokardnahüberschreitet er ihn um etwa ein Drittel. IMP und LVP sind gleich groß in einem Abstand von 57% der Wandstärke vom Epikard aus.Bei Drosselung der Aorta steigt der auf den Ventrikeldruck bezogene IMP epikardnah an, endokardnah dagegen fällt er ab. Ein 30 sec dauernder Verschluß des R. circumflexus der linken Kranzarterie bewirkt in der Mehrzahl der Fälle eine Verminderung des absoluten und relativen intramyokardialen Druckes (IMP/LVP) im Ischämiebezirk, in etwa einem Viertel der Beobachtungen jedoch einen Anstieg.

Über die arteriovenöse O2-Differenz bei verschiedenen neural und humoral bedingten Mehrdurchblutungen

ZusammenfassungEs wurde die Veränderung der O2-Sättigung im Venenblut der Muskulatur der hinteren Extremität von Hunden unter verschiedenen neural oder humoral ausgelösten Mehrdurchblutungen verfolgt. Zur Anwendung kam die Reinsche Diathermiethermostromuhr und das Kramersche Oxymeter in einer etwas modifizierten Anordnung zur Vermeidung von strömungsbedingten Fehlern. Unsere Experimente, die an 16 Hunden in Morphin-Pernocton-Narkose durchgeführt wurden, brachten folgende Ergebnisse:1.Die Durchblutungszunahme auf elektrische Reizung des lumbalen Grenzstranges geht mit einer Vergrößerung der arterio-venösen Sauerstoffdifferenz einher.2.Durch lokale arterielle Acetylcholin-Infusionen hervorgerufene Mehrdurchblutung läßt die arterio-venöse Sauerstoffdifferenz stark absinken.3.Durch Histamin ebenso verursachte Erhöhung der Durchblutung ergibt Vermehrung des Sauerstoffgehaltes im venösen Blut.4.Applikation kleiner vasodilatierender Adrenalindosen auf gleiche Weise führt während der Durchblutungssteigerung zur Vermehrung der Utilisation des Sauerstoffs. Eine gewisse Übereinstimmung mit unseren früher beschriebenen Befunden über die Veränderung der „Drosselungstoleranz“ am ruhenden Muskel scheint evident. Die Acetylcholin- und Histamin-Mehrdurchblutungen schienen dort „wirkliche Hyperämien“, also Überschußdurchblutungen zu sein, während Mehrdurchblutungen durch Grenzstrangreiz oder kleine Adrenalingaben „angepaßte Mehrdurchblutungen“ darstellen.

[Injection methods for the demonstration of the coronary arterial vasculature (author's transl)].

Four different methods for the demonstration of the coronary arterial vasculature are examined. Among the techniques studied corrosion casts (epoxid- and acrylic resin) permit the best qualitative and quantitative evaluation of superficial and deep arteries and arterioles. Down to the smallest infusible vessels of 15-25 mum there is practically no shrinkage. X-ray arteriography with an aqueous solution of barium sulphate is less suitable because X-rays allow no satisfactory stereoscopic view. The demonstration of arterioles and collaterals is limited to vessels larger than 50 mum because of the low resolution of the X-ray tube. Silicone rubber does not only fill the arteries, but also the capillary bed and the venous system. Therefore deeper parts of the vasculature can only be studied after slicing the heart. The substantial shrinkage of the material makes quantitative measurements difficult.SummaryFour different methods for the demonstration of the coronary arterial vasculature are examined. Among the techniques studiedcorrosion casts (epoxid- and acrylic resin) permit the best qualitative and quantitative evaluation of superficial and deep arteries and arterioles. Down to the smallest infusible vessels of 15–25 μm there is practically no shrinkage. X-rayarteriography with an aqueous solution of barium sulphate is less suitable because X-rays allow no satisfactory stereoscopic view. The demonstration of arterioles and collaterals is limited to vessels larger than 50 μm because of the low resolution of the X-ray tube.Silicone rubber does not only fill the arteries, but also the capillary bed and the venous system. Therefore deeper parts of the vasculature can only be studied after slicing the heart. The substantial shrinkage of the material makes quantitative measurements difficult.ZusammenfassungEs werden 4 verschiedene Methoden untersucht, mit denen das arterielle Koronargefäßsystem dargestellt werden kann. DieKorrosionstechnik (Acrylatharz und Epoxidharz) erlaubt die beste Übersicht auf arterielle Gefäße an der Oberfläche und in der Tiefe. Auch bei den kleinsten darstellbaren Gefäßen von 15–20 μm Größe wird praktisch keine Schrumpfung beobachtet. DieRöntgenkontrastdarstellung der Koronargefäße mit Bariumsulfat erscheint weniger geeignet, weil die Röntgenaufnahmen kein räumliches Bild ergeben. Die Darstellung kleiner Arteriolen und Kollateralen ist durch das Auflösungsvermögen der Röntgenröhre begrenzt.Silikon-Kautschuk-Präparate sind wenig übersichtlich, weil auch das Kapillarbett und das venöse System gefüllt werden. Wegen der erheblichen Schrumpfung sind quantitative Aussagen nur beschränkt möglich.