Inotrope, chronotrope und dromotrope Wirkungen, die über parasympathische Ganglien im Hundeherz vermittelt werden

Effiziente vagale Nervenfasern steuern das Herz über Ganglienzellen in den Wänden des Herzens. Fast alle parasympathischen Ganglienzellen für die Schrittmacheraktivität des Sinusknotens befinden sich im Fettgewebe über den rechten Lungenvenen (SA-Fettpolster), und die Zellen für die atrioventrikuläre Erregungsleitung (AV) befinden sich im Fettgewebe an der Verbindung zwischen der unteren Hohlvene und dem linken Vorhof (AV-Fettpolster) (1, 7-9, 19,20). Die parasympathischen neuralen Elemente, die die Sinusfrequenz kontrollieren, befinden sich auch im Fettgewebe, das über den rechten Lungenvenen des menschlichen Herzens liegt (3). Allerdings wurden gebündelte parasympathische Ganglienzellen, die die atriale kontraktile Kraft kontrollieren, im Säugetierherz noch nicht identifiziert, obwohl die Stimulation der parasympathischen neuralen Elemente am SA-Fettpolster die spontane Sinuszykluslänge (SCL) erhöht und die atriale kontraktile Kraft im Hundeherz teilweise verringert (9). Kürzlich haben Chiou et al. (4) berichtet, dass es Ganglienzellen im Fettpolster zwischen der medialen Vena cava superior und der Aortenwurzel (SVC-Ao-Fettpolster) gibt und dass die Hochfrequenzkatheterablation des SVC-Ao-Fettpolsters zu einer vollständigen vagalen Denervierung oder einer Abschwächung der vagal induzierten Verkürzung der effektiven Refraktärperiode (ERP) des rechten und linken Vorhofs des Hundes führte. Allerdings verlaufen viele autonome Nervenfasern durch und um das SVC-Ao-Fettpolster des Hundes (17, 21,22). In der vorliegenden Studie untersuchten wir daher, ob die parasympathischen Ganglienzellen im SVC-Ao-Fettpolster selektiv und vollständig die kontraktilen und elektrischen Reaktionen des rechten Vorhofs auf die Aktivierung des Vagusnervs beim narkotisierten Hund kontrollieren. Zu diesem Zweck untersuchten wir die Auswirkungen der topischen Injektion eines ganglionären Nikotinrezeptorblockers, Trimethaphan, und eines Natriumkanalblockers, Lidocain, in das SVC-Ao-Fettpolster auf die erste Ableitung des rechtsatrialen Drucks (RA dP/d t), die SCL und die AV-Leitungszeit (AVCT) als Reaktion auf die Stimulation des Parasympathikus. Wir stimulierten elektrisch beide Seiten der zervikalen Vagusnerven, die mit der Sinusrate zusammenhängenden parasympathischen Nervenelemente im SA-Fettpolster oder die mit der AV-Leitungszeit zusammenhängenden parasympathischen Nervenelemente im AV-Fettpolster separat (8,9).

Vorbereitung.

Unsere Tierversuche wurden vom Tierversuchsausschuss der Shinshu University School of Medicine genehmigt. Einunddreißig Mischlingshunde mit einem Gewicht von 10-23 kg wurden mit Pentobarbital-Natrium (30 mg/kg iv) betäubt, und es wurden zusätzliche Dosen verabreicht, um die Anästhesie stabil zu halten. Eine Trachealkanüle wurde eingeführt, und es wurde eine intermittierende Überdruckbeatmung eingeleitet. Der Brustkorb wurde am vierten Interkostalraum transversal geöffnet. Um die Nervenleitung zu blockieren, wurden beide zervikalen Vagusnerven fest ligiert und am Hals gequetscht, und beide Stellatumganglien wurden mit einer festen Ligatur an ihren Verzweigungen mit der Ansa subclaviae gequetscht. Durch diese Manöver wird fast die gesamte tonische Nervenaktivität des Herzens ausgeschaltet (10).

Um die elektrische Aktivität des rechten Vorhofs und des rechten Ventrikels aufzuzeichnen, wurden zwei bipolare Elektroden an der Basis der epikardialen Oberfläche der rechten Vorhofsanhangsgebilde bzw. an der epikardialen Oberfläche des rechten Ventrikels angebracht. Die spontanen SCL- und AVCT-Werte wurden gemessen und auf einem Thermodruck-Rektigraphen (Modell WT 685T; Nihon Kohden, Tokio, Japan) angezeigt. Der Druck im rechten Vorhof wurde mit einem Katheterspitzen-Druckaufnehmer (Modell TCP2, Nihon Kohden) gemessen, der über die rechte Jugularvene in die Mitte des rechten Vorhofs eingeführt wurde. Der rechte Vorhofdruck und RAdP/d t wurden auf dem Rektigraph aufgezeichnet. Der systemische arterielle Druck wurde ebenfalls über die rechte Oberschenkelarterie gemessen.

Zwei bipolare Silberelektroden mit einem Abstand von 2 mm zwischen den Elektroden wurden verwendet, um die intrakardialen parasympathischen neuralen Elemente zu stimulieren. Eine wurde auf dem Fettgewebe platziert, das auf der rechten Vorhofseite der Einmündung der rechten Pulmonalvenen liegt (8, 19); wir bezeichnen diese elektrische Stimulation der intrakardialen parasympathischen neuralen Elemente zur SA-Knotenregion als SAPS. Eine weitere Elektrode wurde auf dem Fettgewebe an der Kreuzung der inferioren Vena cava und des linken Atriums platziert; wir bezeichnen diese elektrische Stimulation der intrakardialen neuralen Elemente zur AV-Knotenregion als AVPS. Beide Elektroden waren an einen Elektrostimulator (Modell SEN 7103, Nihon Kohden) angeschlossen. Die Stimulation war unterschwellig für die Aktivierung von Schrittmacherzellen und Herzmuskelzellen, wenn eine recht kurze Stimulationspulsdauer (0,01-0,06 ms) für die parasympathische Nervenstimulation verwendet wurde (8). Zur Stimulation extrakardialer parasympathischer efferenter Nerven zum Herzen wurden zwei feine Kupfernadelelektroden in jeden zervikalen Vagusnerv am Hals eingeführt; wir bezeichnen diese elektrische Stimulation als zervikalen vagalen Komplex (CVS). Vor dem Experiment wurden die Impulsdauer und die Frequenz der Stimulation willkürlich festgelegt (SAPS und AVPS, 0,01-0,06 ms und 10-30 Hz; CVS, 0,01-0,04 ms und 5-20 Hz), um die SCL um 300 ms zu erhöhen und die AVCT um 30 ms zu verlängern. Die Spannungsamplitude der Stimulation betrug 10 V.

Protokolle.

Wir führten zwei Serien von Experimenten durch. In der ersten Serie untersuchten wir, um die Rolle der parasympathischen Ganglienzellen im SVC-Ao-Fettpolster auf die kardialen Reaktionen zu bestimmen, die Auswirkungen der topischen Injektion von Trimethaphan (n = 8), einem nikotinischen Ganglienrezeptor-Antagonisten, oder Lidocain (n = 6), einem Natriumkanalblocker, in das SVC-Ao-Fettpolster auf die inotropen, chronotropen und dromotropen Reaktionen auf CVS bei den betäubten Hunden. Trimethaphan wurde in einer Dosis von 0,3 mg in einem Volumen von 0,2 ml Kochsalzlösung injiziert, Lidocain in einer Dosis von 3,0 mg in einem Volumen von 0,2 ml Kochsalzlösung. Die verwendeten Dosen von Trimethaphan oder Lidocain hatten keinen signifikanten Einfluss auf die SCL, die AVCT und die Kontraktilität der Vorhöfe. Die direkten kardialen Wirkungen eines Blockers wurden 3 Minuten nach der Verabreichung des Medikaments bestimmt, und anschließend wurden die Auswirkungen des Medikaments auf die kardialen Reaktionen auf die CVS am Ende einer 30-s-Stimulation ermittelt.

In der zweiten Serie, um die unterschiedlichen Rollen zwischen den parasympathischen Ganglienzellen im SVC-Ao-Fettpolster und denen im SAPS-Locus zu bestimmen, untersuchten wir die Auswirkungen der topischen Injektion von Trimethaphan in einer Dosis von 0.3 mg (n = 8) oder Lidocain in einer Dosis von 3,0 mg (n = 5) in einem Volumen von 0,2 ml Kochsalzlösung in den SAPS-Locus auf die inotropen, chronotropen und dromotropen Reaktionen auf CVS, SAPS oder AVPS. Zusätzlich untersuchten wir bei vier betäubten Tieren die Auswirkungen einer topischen Injektion von Trimethaphan in das SVC-Ao-Fettpolster, gefolgt von einer Injektion von Trimethaphan in den SAPS-Locus auf die inotropen und chronotropen Reaktionen auf CVS oder SAPS. Jede Stimulation wurde durch Intervalle von 1 min oder mehr getrennt, um eine ausreichende Erholungszeit zu ermöglichen.

Medikamente.

Die in den Experimenten verwendeten Medikamente waren Trimethaphan-Camsylat (Nippon Rosch, Tokio, Japan) und Lidocainhydrochlorid (Fujisawa, Osaka, Japan).

Statistische Analyse.

Alle Daten sind Mittelwerte ± SE. ANOVA mit dem Bonferroni-Test wurde für die statistische Analyse von Mehrfachvergleichen der Daten verwendet. Für den Vergleich zwischen den beiden Gruppen wurde der Student’s t-Test für paritätische Daten verwendet. P-Werte unter 0,05 wurden als statistisch signifikant angesehen.

ERGEBNISSE

Wirkungen von Trimethaphan oder Lidocain, die in das SVC-Ao Fettpolster injiziert wurden.

Vor der Behandlung mit Trimethaphan oder Lidocain in das SVC-Ao Fettpolster bestimmten wir die atriale kontraktile Kraft, die spontane SCL und AVCT als Reaktion auf die Stimulation beider Seiten des CVS, Stimulation der frequenzabhängigen parasympathischen neuralen Elemente zum SA-Knotenbereich am SA-Fettpolster (SAPS) oder Stimulation der AV-leitungsverwandten parasympathischen neuralen Elemente zum AV-Knotenbereich am AV-Fettpolster (AVPS), wie in Abb. 1 gezeigt.1. CVS verringerte den rechten Vorhofdruck und RA dP/d t, erhöhte die SCL und verlängerte die AVCT (Abb. 1A). Wir verwendeten den RA dP/d t als Indikator für die kontraktile Kraft des Vorhofs. Andererseits erhöhte SAPS die SCL mit einer Abnahme der atrialen Druckantworten, verlängerte aber nicht die AVCT (Abb. 1B), und AVPS verlängerte die AVCT ohne Veränderungen der SCL und der atrialen Druckantworten (Abb. 1C). Die zusammengefassten Daten sind in Tabelle 1 dargestellt.

Abb. 1: Repräsentative funktionelle Reaktionen auf die Stimulation beider Seiten des zervikalen Vaguskomplexes (CVS) bei einer Frequenz von 20 Hz mit 0,01 ms Pulsdauer und 10 V (A) Stimulation der frequenzbezogenen parasympathischen Nerven zum SA-Knoten (SAPS) bei einer Frequenz von 30 Hz mit 0.03-ms-Pulsdauer und 10 V (B) und Stimulation der atrioventrikulären leitungsbezogenen parasympathischen Nerven zum AV-Knoten (AVPS) bei einer Frequenz von 30 Hz mit 0,05-ms-Pulsdauer und 10 V (C), 30 s nach Beginn der Stimulation in einem autonom dezentralisierten Herzen des anästhesierten Hundes mit offenem Brustkorb. SCL, Sinuszykluslänge; AVCT, atrioventrikuläre Überleitungszeit dP/dt, Druckänderung über die Zeit.

Tabelle 1. Inotrope, chronotrope und dromotrope Reaktionen auf die Stimulation beider Seiten des zervikalen Vagusnervs, die Stimulation von SAPS und die Stimulation von AVPS in betäubten Hundeherzen

n RAP, mmHg RA dP/d t, mmHg/s SCL, ms AVCT, ms
CVS
Kontrolle 12 5.3 ± 0.2 40.7 ± 2.1 451 ± 13 133 ± 6
Stimulation 12 2.8 ± 0.31-160 12.4 ± 1.7*** 778 ± 41*** 176 ± 8***
SAPS
Kontrolle 12 5.3 ± 0,2 40,6 ± 1,7 451 ± 14 133 ± 6
Stimulation 12 4,0 ± 0,3* 24,6 ± 1.81-160 782 ± 50*** 123 ± 6
AVPS
Kontrolle 11 5.1 ± 0,2 38,2 ± 1,3 454 ± 13 133 ± 6
Stimulation 11 5,1 ± 0,2 39.6 ± 1,7 459 ± 12 165 ± 81-160

Daten sind als Mittelwerte ± SE angegeben; n, Anzahl der Herzen. RAP, rechtsatrialer A-Wellen-Druck; RA dP/d t, erste Ableitung des RAP; SCL, Sinuszykluslänge; AVCT, atrioventrikuläre Überleitungszeit; CVS, zervikaler Vaguskomplex; SAPS, parasympathische Nerven zum Sinoatrialknoten; AVPS, parasympathische Nerven zum Atrioventrikularknoten. * P < 0,05,

F1-160P < 0,01, und *** P < 0,001 vs. Kontrolle.

Um festzustellen, wie die parasympathischen Ganglienzellen im SVC-Ao-Fettpolster die kardialen Reaktionen steuern, untersuchten wir anschließend die Auswirkungen von Trimethaphan, das in das SVC-Ao-Fettpolster injiziert wurde, auf die Veränderungen der rechtsatrialen kontraktilen Kraft, der SCL und der AV-Leitung als Reaktion auf CVS. Drei Minuten nach der topischen Injektion von Trimethaphan in das SVC-Ao-Fettpolster veränderten sich die basale Herzfrequenz und der arterielle Blutdruck des anästhesierten Hundes nicht signifikant gegenüber den Kontrollwerten vor der Behandlung.

Die topische Injektion von Trimethaphan in einer Dosis von 0.Die topische Injektion von Trimethaphan in einer Dosis von 0,2 ml Kochsalzlösung in das SVC-Ao-Fettpolster verringerte in acht Experimenten in ähnlicher Weise die Abnahme von RA dP/d t, die Zunahme von SCL und die Verlängerung der AVCT als Reaktion auf CVS um 37,4 ± 4,7 %, 34,3 ± 5,4 % und 33,1 ± 6,5 % gegenüber dem jeweiligen Kontrollwert (100 %) (Abb. 2). Die 0,2 ml Kochsalzlösung, die in das SVC-Ao-Fettpolster injiziert wurde, hatte keinen Einfluss auf die kardialen Reaktionen und den arteriellen Blutdruck.

Abb. 2: Auswirkungen von Trimethaphan in einer Dosis von 0.3 mg, die in das Fettpolster der oberen Hohlvene und der Aortenwurzel (SVC-Ao) injiziert wurde, auf die Abnahme der Ableitung des ersten Drucks im rechten Vorhof (RA dP/d t, A), die Zunahme der SCL (B) und die Verlängerung der AVCT (C) als Reaktion auf die Stimulation beider Seiten der CVS bei 8 betäubten Hunden. Veränderungen des Grundzustandes: Abnahme des RA dP/d t durch CVS von 40,4 ± 2,3 auf 10,6 ± 1,6 mmHg (73,7 %), Zunahme der SCL durch CVS von 459 ± 18 auf 806 ± 64 ms (74,4 %) und Verlängerung der AVCT durch CVS von 122 ± 5 auf 172 ± 9 ms (41,6 %). Offene und ausgefüllte Spalten zeigen die Reaktionen auf CVS vor bzw. nach der Behandlung mit Trimethaphan. * P < 0,001 im Vergleich zur Kontrolle.

Um die Wirkung der Nervenfasern, die durch das SVC-Ao-Fettpolster verlaufen, sowie die über den ganglionären Nikotinrezeptor vermittelte Wirkung zu hemmen, untersuchten wir die Auswirkungen von Lidocain, das in das SVC-Ao-Fettpolster injiziert wurde, auf die kardialen Reaktionen auf CVS. Die topische Injektion von Lidocain in einer Dosis von 3,0 mg verringerte in sechs Experimenten die Abnahme von RA dP/d t, die Zunahme von SCL und die Verlängerung der AVCT als Reaktion auf CVS um 83,1 ± 2,4 %, 89,0 ± 2,2 % und 53,2 ± 13,1 % gegenüber dem jeweiligen Kontrollwert (100 %) (Abb. 3). Drei Minuten nach der Lidocain-Behandlung änderten sich die basale Herzfrequenz und der arterielle Blutdruck nicht signifikant gegenüber den Kontrollwerten vor der Behandlung.

Abb. 3.Auswirkungen von Lidocain in einer Dosis von 3,0 mg, das in das SVC-Ao-Fettpolster injiziert wurde, auf die Abnahme von RA dP/d t (A), die Zunahme von SCL (B) und die Verlängerung der AVCT (C) als Reaktion auf beide Seiten des CVS bei sechs anästhesierten Hunden. Veränderungen des Grundzustands: Abnahme des RAdP/d t durch CVS von 37,0 ± 2,4 auf 9,8 ± 3,1 mmHg (74,5 %), Zunahme der SCL durch CVS von 455 ± 16 auf 773 ± 46 ms (70,3 %) und Verlängerung der AVCT durch CVS von 140 ± 7 auf 192 ± 4 ms (38,9 %). Offene und ausgefüllte Spalten zeigen die Reaktionen auf die einzelnen Stimulationen vor bzw. nach der Behandlung mit Lidocain. * P < 0,001 vs. Kontrolle.

Wirkungen von Trimethaphan oder Lidocain, die in den SAPS-Locus injiziert wurden.

Um die Beziehung zwischen der funktionellen Rolle der parasympathischen Ganglienzellen im SVC-Ao-Fettpolster und denen des SAPS-Locus zu untersuchen, untersuchten wir die Auswirkungen von Trimethaphan, das in den SAPS-Locus injiziert wurde, auf die Veränderungen der rechtsatrialen kontraktilen Kraft, SCL und AVCT als Reaktion auf CVS, SAPS oder AVPS. Die topische Injektion von Trimethaphan in den SAPS-Locus unterdrückte die negativen chronotropen und inotropen Reaktionen auf SAPS um 98,0 ± 1,0% und 95,8 ± 2.3 % vom jeweiligen Kontrollniveau (100 %), und es unterdrückte auch die negative chronotrope Reaktion auf CVS um 86,0 ± 3,5 % (Abb. 4). Trimethaphan, das in den SAPS-Locus injiziert wurde, schwächte jedoch die negative inotrope Reaktion auf CVS teilweise um 42,4 ± 3,5 % ab. Dromotrope Reaktionen auf CVS und AVPS wurden durch Trimethaphan, das in den SAPS-Locus injiziert wurde, nicht beeinträchtigt.

Abb. 4: Auswirkungen von Trimethaphan in einer Dosis von 0.3 mg, injiziert in den SAPS-Locus, auf die Abnahme der RA dP/d t (A), die Zunahme der SCL (B) und die Verlängerung der AVCT (C) als Reaktion auf beide Seiten der CVS, der ratenbezogenen SAPS und der AVPS bei 8 anästhesierten Hunden. Veränderungen des Grundzustandes: Abnahme des RA dP/d t durch CVS und SAPS von 37,0 ± 2,4 auf 11,4 ± 2,0 mmHg (68,5 %) bzw. von 36,5 ± 2,6 auf 20,2 ± 1,7 mmHg (43,5 %); Zunahme der SCL durch CVS und SAPS von 500 ± 24 auf 824 ± 23 ms (66.9%) bzw. von 503 ± 24 auf 824 ± 42 ms (64,4%); und Verlängerungen der AVCT durch CVS und AVPS von 127 ± 8 auf 178 ± 11 ms (42,0%) bzw. von 126 ± 9 auf 166 ± 15 ms (31,1%). Offene und ausgefüllte Spalten zeigen die Reaktionen auf die einzelnen Stimulationen vor bzw. nach der Behandlung mit Trimethaphan. * P < 0,001 vs. Kontrolle.

Wir untersuchten auch die Auswirkungen von Lidocain, das in den SAPS-Locus injiziert wurde, auf die kardialen Reaktionen auf CVS, SAPS oder AVPS (Abb.5). Die topische Injektion von Lidocain in einer Dosis von 3,0 mg in einem Volumen von 0,2 ml Kochsalzlösung in den SAPS-Locus hob die negativen chronotropen Reaktionen auf SAPS und CVS und die negative inotrope Reaktion auf SAPS auf. Lidocain schwächte die negativ inotrope Reaktion auf CVS teilweise um 56,0 ± 6,7 % gegenüber dem entsprechenden Kontrollwert (100 %) ab. Diese Auswirkungen von Lidocain auf die kardialen Reaktionen auf CVS und SAPS waren ähnlich wie die Auswirkungen von Trimethaphan, das in den SAPS-Locus injiziert wurde (Abb. 4 und 5). Lidocain hatte keinen Einfluss auf die dromotropen Reaktionen auf jede parasympathische Stimulation.

Abb. 5: Auswirkungen von Lidocain in einer Dosis von 3,0 mg, das in den SAPS-Locus injiziert wurde, auf die Abnahme von RA dP/d t (A), die Zunahme von SCL (B) und die Verlängerung von AVCT (C) als Reaktion auf beide Seiten von CVS, das ratenbezogene SAPS und AVPS bei 5 anästhesierten Hunden. Veränderungen des Grundzustandes: Abnahme des RA dP/d t durch CVS und SAPS von 38,4 ± 3,0 auf 11,6 ± 2,8 mmHg (69,6 %) bzw. von 37,4 ± 3,2 auf 17,4 ± 3,5 mmHg (54,3 %); Zunahme der SCL durch CVS und SAPS von 494 ± 32 auf 822 ± 79 ms (69.6%) bzw. von 490 ± 29 auf 840 ± 104 ms (69,0%); und Verlängerungen der AVCT durch CVS und AVPS von 130 ± 7 auf 185 ± 9 ms (44,0%) bzw. von 130 ± 9 auf 166 ± 8 ms (29,4%). Offene und ausgefüllte Spalten zeigen die Reaktionen auf die einzelnen Stimulationen vor bzw. nach der Behandlung mit Lidocain. * P < 0,001 vs. Kontrolle.

Zusätzlich untersuchten wir die Auswirkungen von Trimethaphan auf die kardialen Reaktionen auf CVS oder SAPS, wenn Trimethaphan in das SVC-Ao-Fettpolster injiziert wurde, gefolgt von einer Injektion in den SAPS-Locus bei vier betäubten Hunden (Abb. 6). Die topische Injektion von Trimethaphan in das SVC-Ao-Fettpolster schwächte die negativ inotrope (Abb. 6A) und chronotrope (Abb. 6B) Reaktion auf CVS um 29,9 ± 6,4 % bzw. 35,6 ± 9,3 % gegenüber dem Kontrollwert (100 %) ab. Die Injektion von Trimethaphan in den SAPS-Locus im Anschluss an die Trimethaphan-Injektion in das SVC-Ao-Fettpolster führte zu einer weiteren Abschwächung der negativen inotropen Reaktion auf CVS um 49,9 ± 2,4 % gegenüber dem Kontrollniveau vor der Injektion und unterdrückte die restliche negative chronotrope Reaktion auf CVS um 91,8 ± 2,0 %. Die negativen inotropen (Abb. 6C) und chronotropen (Abb. 6D) Reaktionen auf SAPS wurden durch die Injektion von Trimethaphan in das SVC-Ao-Fettpolster leicht, aber nicht signifikant abgeschwächt und durch die folgende Injektion von Trimethaphan in den SAPS-Locus unterdrückt. Die Hemmung der negativen kardialen Reaktionen auf CVS oder SAPS durch Trimethaphan, das in das SVC-Ao-Fettpolster und den SAPS-Locus injiziert wurde, war nicht additiv zu der Hemmung durch die Trimethaphan-Behandlung allein.

Abb. 6.Hemmung der negativ inotropen (RA dP/d t) und chronotropen (SCL) Reaktionen auf die Stimulation beider Seiten der CVS und der geschwindigkeitsabhängigen SAPS bei 4 narkotisierten Hunden durch Trimethaphan, das in das SVC-Ao-Fettpolster und anschließend in den SAPS-Locus injiziert wurde. Veränderungen des Grundzustandes: Abnahme des RAdP/d t durch CVS von 39,8 ± 2,7 auf 10,0 ± 1,2 mmHg (75,0 %); Zunahme der SCL durch CVS von 493 ± 12 auf 938 ± 40 ms (91,0 %); Abnahme des RA dP/d t durch SAPS von 39,6 ± 2,6 auf 23,0 ± 2,8 mmHg (42,4 %); und Zunahme der SCL durch CVS von 492 ± 11 auf 873 ± 42 ms (78,7 %). Offene, schraffierte und ausgefüllte Spalten zeigen die kardialen Reaktionen auf jede Stimulation vor und nach der Behandlung mit Trimethaphan im SVC-Ao-Fettpolster, gefolgt von der Behandlung mit Trimethaphan im SAPS-Locus. * P < 0,001 vs. Kontrolle.

DISKUSSION

Parasympathische Ganglienzellen im SAPS-Locus und AVPS-Locus kontrollieren selektiv die atriale Schrittmacheraktivität bzw. die AV-Leitung im Hundeherz (5, 7). Da der SAPS einen negativen chronotropen und inotropen Effekt verursachte und in dieser Studie durch die Behandlung mit Hexamethomium (7) oder mit Trimethaphan blockiert wurde, wurden die ganglionären Zellen möglicherweise nicht direkt durch den Stimulus aktiviert, sondern eher die präganglionären Fasern. Miyazaki et al. (13) wiesen nach, dass 1) die vagale neuronale Übertragung im Herzen entweder durch Hexamethonium, einen ganglionären Blocker, oder durch Tetrodotoxin, einen axonalen Blocker, leicht gehemmt wurde, und 2) die sympathische Neurotransmission durch Tetrodotoxin, aber nicht durch Hexamethonium blockiert wurde. In der vorliegenden Studie konnten wir zeigen, dass Trimethaphan, ein ganglionärer Blocker, die durch SAPS induzierten negativen chronotropen und inotropen Effekte leicht blockiert, was die von Miyazaki et al. (13) gezeigten Ergebnisse bestätigt. Um die Verkürzung der atrialen Refraktärzeit durch parasympathische Aktivierung zu hemmen, wendeten Chiou et al. (4) eine epikardiale Radiofrequenzkatheterablation am SVC-Ao-Fettpolster im Hundeherz an. Aus ihren Ergebnissen schlossen sie, dass die parasympathischen neuralen Elemente im SVC-Ao-Fettpolster die Kopfstation der vagalen Fasern zu beiden Vorhöfen und zum Sinus- und AV-Knoten beim Hund sind. Sie untersuchten Veränderungen der atrialen Refraktärzeit in den Fettpolstern, aber sie untersuchten keine anderen kardialen Reaktionen, obwohl es parasympathische Ganglienzellen im SVC-Ao Fettpolster des Hundes gibt. 1992 berichteten Mick et al. (12), dass ein weiteres Fettpolster, das die Sinusfunktion steuert, am hinteren Vorhof (PAFP, posterior atrial fat pad) in der Nähe des SVC-Ao-Fettpolsters im Hundeherz existiert. Das PAFP ist jedoch anatomisch nicht mit dem von Chiou et al. (4) berichteten SVC-Ao-Fettpolster identisch, da sich das SVC-Ao-Fettpolster zwischen der medialen SVC und der Aortenwurzel, oberhalb der rechten Lungenarterie, befindet, während das PAFP im hinteren Vorhof liegt. In der vorliegenden Studie konnten wir erstmals nachweisen, dass parasympathische Ganglienzellen im SVC-Ao-Fettpolster die rechtsatriale Kontraktionskraft, die Sinusknotenaktivität und die AV-Leitung im Hundeherz teilweise und nicht selektiv kontrollieren. Diese Ergebnisse legen nahe, dass sich die parasympathischen Ganglienzellen im SVC-Ao-Fettpolster funktionell von denen im SAPS-Locus und AVPS-Locus unterscheiden. Die parasympathischen Ganglienzellen im SAPS-Locus und AVPS-Locus kontrollieren selektiv die chronotrope bzw. dromotrope Aktivität. Andererseits beeinflussen die Zellen im SVC-Ao-Fettpolster bis zu einem gewissen Grad die inotrope, chronotrope bzw. dromotrope Aktivität.

Kontrolle der Schrittmacheraktivität des Sinusknotens.

Die Wirkung der Applikation von Lidocain oder Trimethaphan in den SAPS-Locus oder das SVC-Ao-Fettpolster (Abb. 2-5) deutet darauf hin, dass1) fast alle Zellen im SAPS-Locus oder im SVC-Ao-Fettpolster (Abb. 2-5) die Aktivität des Sinusknotens kontrollieren. 2-5) legt nahe, dass1) fast alle parasympathischen Nervenfasern, die den negativen chronotropen Effekt induzieren, durch das SVC-Ao-Fettpolster verlaufen,2) sie die ganglionäre Neurotransmission an den parasympathischen Ganglienzellen im Hundeherz verändern und 3) einige der zervikalen Nervenfasern die Synapsen im SVC-Ao-Fettpolster und/oder im SAPS-Locus im Hundeherz verändern.

Kontrolle der atrialen Kontraktionskraft.

Wir untersuchten den a-Wellendruck und seine erste Ableitung des rechten Atriums als Indikator für die rechtsatriale Myokardkontraktilität im Hundeherz. Die erste Ableitung des a-Wellendrucks spiegelt die Summe der Kontraktion der rechten Vorhofmuskulatur aus der rechten Vorhofhöhle wider, obwohl der a-Wellendruck vom Zeitpunkt des Schließens der Trikuspidalklappen und anderen Faktoren beeinflusst wird, z.B.,

In der vorliegenden Studie bestätigen wir, dass parasympathische Ganglienzellen im SAPS-Locus auf beiden Seiten des CVS die rechtsatriale Myokardkontraktilität im Hundeherz teilweise kontrollieren (9). Darüber hinaus unterdrückte Lidocain, das in das SVC-Ao-Fettpolster injiziert wurde, die negative inotrope Reaktion auf CVS (Abb. 3), und Trimethaphan, das in das SVC-Ao-Fettpolster allein sowie in das SVC-Ao-Fettpolster und den SAPS-Locus injiziert wurde, dämpfte ebenfalls teilweise die inotrope Reaktion auf CVS (Abb. 2 und 6). Diese Ergebnisse deuten daher darauf hin, dass die Hälfte der parasympathischen Ganglienzellen, die die Kontraktilität des rechten Vorhofs steuern, im SAPS-Locus und im SVC-Ao-Fettpolster vorhanden sind, und dass es möglicherweise keine selektive Ansammlung der intrakardialen parasympathischen Ganglien für die Steuerung der atrialen Kontraktionskraft im Hundeherz gibt. Es gibt viele Cluster der Ganglienzellen im Hundeherz (2, 24), aber AVPS oder die Stimulation der Cluster der Ganglienzellen am AV-Fettpolster hatten keinen Einfluss auf die rechtsatriale Kontraktilität beim betäubten Hund (14). Die kardialen Reaktionen auf die Vagusstimulation werden im Hundeherz auch durch intrakardiale und extrakardiale neurale Regulationen gesteuert (11). Zur Kontrolle der atrialen kontraktilen Kraft durch die parasympathischen Ganglien sind daher weitere Studien erforderlich, um die restlichen parasympathischen Ganglienzellen im Herzen oder an extrakardialen Stellen zu definieren.

In der vorliegenden Studie haben wir uns auf die selektive Kontrolle der parasympathischen Ganglienzellen im SVC-Ao-Fettpolster über die atriale kontraktile Kraft konzentriert. Daher haben wir die Beziehung zwischen den parasympathischen Ganglienzellen im SVC-Ao-Fettpolster und denen im AVPS-Locus nicht genau untersucht. Aufgrund der vorliegenden Ergebnisse und früherer Berichte (7, 18) können wir jedoch spekulieren, dass die Kontrolle der dromotropen Antwort auf parasympathische Nervenaktivierungen sowohl das SVC-Ao-Fettpolster als auch den SAPS-Locus in ähnlicher Weise einbezieht.

Es gibt drei funktionelle parasympathische Gangliengruppen im Hundeherz: parasympathische Ganglienzellen im SA-Fettpolster für die Schrittmacheraktivität und solche im AV-Fettpolster für die AV-Leitung (1, 8, 19) sowie parasympathische Ganglienzellen im SVC-Ao-Fettpolster für die Schrittmacheraktivität, die atriale Kontraktilität und die AV-Leitung, wie in der vorliegenden Studie gezeigt wurde. Die parasympathischen Ganglien im SA-Fettpolster wirken als Kontrolleure der atrialen Rate und die im AV-Fettpolster als Kontrolleure der AV-Leitung. Wir haben untersucht, ob diese parasympathischen Ganglien die jeweiligen Herzfunktionen an der präsynaptischen Stelle oder am Herzen steuern (6-9, 14, 23). Einige der parasympathischen Ganglienzellen im SA-Fettpolster regulieren die atriale Kontraktionskraft und Refraktärperiode nur teilweise (9, 23). Andererseits gingen Chiou et al. (4) davon aus, dass die parasympathischen neuralen Elemente einschließlich der parasympathischen Ganglien im SVC-Ao-Fettpolster die Kopfstation der vagalen Fasern zu beiden Vorhöfen und zu den SA- und AV-Knoten des Hundes sind. In der vorliegenden Studie konnten wir jedoch zeigen, dass die parasympathischen Ganglienzellen im SVC-Ao-Fettpolster möglicherweise nicht die Kopfstation der vagalen Fasern zum rechten Vorhof und zu den Sinus- und AV-Knoten des Hundes sind. Sie könnten als Gesamtmodulator der atrialen Schrittmacheraktivität, der atrialen Kontraktilität und der AV-Überleitung im Hundeherz wirken. Dieser Modulator könnte die Schrittmacheraktivität und die AV-Leitfähigkeit ausbalancieren, um den Herzschlag zu vervollständigen, wie zuvor vorgeschlagen (15).

FUSSNOTIZEN

  • Adresse für Nachdruckanfragen und Korrespondenz: S. Chiba, Department of Pharmacology, Shinshu University School of Medicine, Matsumoto 390-8621, Japan.

  • Die Kosten für die Veröffentlichung dieses Artikels wurden zum Teil durch die Zahlung von Seitengebühren gedeckt. Der Artikel muss daher gemäß 18 U.S.C. Section 1734 als „Anzeige“ gekennzeichnet werden, nur um auf diese Tatsache hinzuweisen.

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