Änderungen der Substrataufnahme des Herzmuskels bei induzierten Änderungen der arteriellen Substratkonzentration

Abstract

Bei narkotisierten Hunden wurde die Extraktion von Glucose, Milchsäure und freien Fettsäuren (FFS) durch den Herzmuskel bei gesteigerter Glucosekonzentration (durch Glucoseinfusionen), nach Insulingabe (i.v. und intracoronar) und bei gesteigerter FFS-Konzentration (durch 1-Noradrenalininfusionen) gemessen. Sowohl für die Glucose als auch für die FFS fand sich eine signifikante Korrelation zwischen der arteriellen Konzentration und der Substrataufnahme. Bei einer Steigerung der Glucosekonzentration von im Mittel 87 auf 306 mg/100 ml stieg ihr Anteil am oxydativen Energieumsatz des Herzens von im Mittel 27 auf 75% an, bei einer Steigerung der FFS-Konzentration von im Mittel 0,49 auf 1,86 mval/l Plasma stieg deren Anteil von im Mittel 44% auf 97% an. Bei vermehrtem Angebot können sehr wahrscheinlich beide Substrate im Herzmuskel gespeichert werden. Außer dem Befund, daß die Substrataufnahme in Abhängigkeit vom arteriellen Angebot erfolgte, ergab sich, daß ein gesteigertes Glucoseangebot die FFS-Aufnahme unterdrückte und daß umgekehrt ein gesteigertes FFS-Angebot sehr wahrscheinlich die Glucoseaufnahme verminderte. Selbst wenn die Glucosekonzentration auf unphysiologisch hohe Werte (mehr als 700 mg/100 ml) gesteigert wurde, unterschritt die FFS-Aufnahme in keinem Experiment einen Wert von 20% des oxydativen Herzstoffwechsels. Ebenso wurde die Glucoseaufnahme durch eine Steigerung der FFS-Konzentration niemals vollständig unterdrückt. Die Milchsäureaufnahme wurde weder bei vermehrtem Glucose- noch bei vermehrten FFS-Angebot gehemmt. Vermehrte Insulinzufuhr senkte die Glucoseschwelle des Herzmuskels, so daß die Glucoseaufnahme bei induzierten und reaktiven Hypoglykämien gleich blieb. Es wird diskutiert, inwieweit die durch die zum Teil excessiven Änderungen der arteriellen Konzentrationen hervorgerufenen Änderungen der Anteile der untersuchten Substrate am Herzstoffwechsel von physiologischer Bedeutung sind. In anesthetized dogs myocardial lactete, glucose and free fatty acid (FFA) extractions were determined during increased glucose concentration (by glucose infusions), after insulin administration (intravenously and intracoronar) and during enhanced FFA concentration (by 1-norepinephrine infusions). A significant correlation between artial concentration and uptake of substrates was found for glucose as well as for FFA. If glucose concentration was augmented from 87 to 306 mg/100 ml the oxygen extraction ratio increased from 27 to 75%, increase of FFA concentration from 0.49 to 1.86 mval/l plasma was correlated with an increase of the oxygen extraction ratio from 44 to 97%. If arterial concentrations are increased both of the substrates probably can be stored by the myocardium. In addition to the fact that substrate uptake was related to its arterial concentration, it was found that an increased arterial concentration of glucose suppressed the uptake of FFA and vice versa an increased concentration of FFA very probably was able to lower the uptake of glucose. Even if the arterial glucose concentration was enhanced up to unphysiological high values (more than 700 mg/100ml) the FFA oxygen extraction ratio never became less than 20%. Also glucose extraction in no case was completely suppressed by an augmentation of FFA concentration. The uptake of lactic acid was impeded neither by an increased concentration of glucose nor by an increased concentration of FFA. Administration of insulin decreased the myocardial threshold for glucose so that glucose uptake remained constant in spite of a decreased arterial concentration of glucose (induced and reactive hypoglycemia). It is discussed, to what extent the variations of substrate uptake seen in this experiments as a result of somentimes excessive variations of arterial concentrations are of physiological importance.

DOI: 10.1007/BF00362557

Cite this paper

@article{Hirche2004nderungenDS, title={{\"Anderungen der Substrataufnahme des Herzmuskels bei induzierten {\"Anderungen der arteriellen Substratkonzentration}, author={Hj. Hirche and Gerhard R{\"{o}hner}, journal={Pfl{\"{u}ger's Archiv f{\"{u}r die gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere}, year={2004}, volume={278}, pages={408-422} }