Stoffwechselveränderungen im menschlichen Herzen bei künstlichem Herzstillstand

Zusammenfassung

Es wurde Resektionsmaterial von Herzoperationen vor und während ischämischer Belastung und bei Reperfusion auf den Gehalt folgender Metabolite untersucht: Glykogen, Glucose, Glucose-1-phosphat, Glucose-6-phosphat, Fructose-1,6-diphosphat, Dioxyacetonphosphat, alpha-Glycero-phosphat, Milchsäure, anorganisches Phosphat, Phosphokreatin, freies Kreatin, Adenosintriphosphat, Adenosindiphosphat und Adenosinmonophosphat.

„Normale” Werte für den rechten menschlichen Vorhof konnten bestimmt werden, ein Anhalt für „Normalwerte” des rechten menschlichen Ventrikels ergab sich aus den Befunden während der Ischämie.

Während des Herzstillstandes nahmen die Vorräte an energieliefernden Substraten (Glykogen, Glucose) ab. Zwischen- oder Endstufen des Glykolyse-Zyklus (Milchsäure, alpha-Glycerophosphat, Glucose-1-phosphat, Glucose-6-phosphat, Fructose-1,6-diphosphat, Dihydroxyacetonphosphat) wurden gegenüber den Ausgangswerten unterschiedlich stark vermehrt gefunden. Die Energiebereitstellung durch Glykolyse war unter allen Bedingungen („Eisstillstand”, „normotherm” ischämischer Stillstand) nicht ausreichend, so daß es unterschiedlich rasch zur Abnahme von Phosphokreatin und Adenosintriphosphat kam bei Vermehrung von Adenosindiphosphat, Adenosinmonophosphat, freiem Kreatin oder anorganischem Phosphat. Unter anaeroben Bedingungen benutzen auch die menschlichen Herzmuskelzellen zur Gewinnung von DPN in oxydierter Form im wesentlichen die Überführung von Brenztraubensäure in Milchsäure.

Vom Stoffwechsel her gesehen, wurde die Überlegenheit des künstlichen Herzstillstandes in tiefer Hypothermie gegenüber Stillständen in normothermen bis leicht hypothermen Bereichen deutlich.

Die Befunde am menschlichen Herzen über Metabolitgehalt und -veränderungen stimmen mit den Ergebnissen aus künstlich stillgestellten Tierherzen überein.

Summary

Resected pieces of heart muscle obtained during cardiac surgery before and during ischaemic strain and during reperfusion were studied and the contents of the following metabolites were determined: glycogen, glucose, glucose-1-phosphate, glucose-6-phosphate, fructose-1,6-diphosphate, dioxy-acetonephosphate, alpha-glycero-phosphate, lactic acid, anorganic phosphate, phosphocreatine, free creatine, adenosintriphosphate, adenosinediphosphate and adenosinemonophosphate. “Normal” values could be determined for the right atrium, while “normals” for the right ventricle were calculated from the values obtained during ischaemia. During cardiac standstill, the stores of energy supplying substances (glycogen, glucose) decreased. On the other hand, the metabolites of the glycolytic cycla (lactic acid, alpha-glycero-phosphate, glucose-1-phosphate, glucose-6-phosphate, fructose-1,6-diphosphate, dioxyacetonephosphate) were increased, though to a varying degree. The energy supply by glycolysis was insufficient under all conditions (“ice-standstill”, „normothermic” ischaemic standstill) leading to a decrease of phosphocreatine and adenosinetriphosphate and increase of adenosinediphosphate, adenosinemonophosphate, free creatine and anorganic phosphate. Under anaerobic conditions, the human heart muscle uses the transfer of pyruvic into lactic acid for production of oxidized DPN. From a metabolic point of view, cardiac standstill in deep hypothermia is superior to standstill in the normo- or only slightly hypothermic range. These results are in agreement with those obtained in the animal experiment.

Résumé

On a examiné sur le matériel de résection, lors de l'opération du coeur, avant et après ischémie et après reperfusion, le taux des métabolites suivants: Glycogène, Glucose, Glucose-1-Phosphate, Glucose-6-Phosphate, Fructose-1,6-Diphosphate, Dioxyacétone Phosphate, Alpha glycéro phosphate, Acide lactique, Phosphate anorganique, Phosphocréatine, Créatine libre, ATP, ADP et AMP. Les valeurs normales peuvent être déterminées pour l'oreillette humaine droite, on peut envisager les valeurs normales du ventricule humain droit d'après les résultats obtenus en ischémie. Pendant l'arrêt cardiaque, il y a une diminution des réserves en substrates énergétiques (glycogène, glucose). Les phases intermédiaires ou terminales du cycle de la glycolyse (aci lactique, alpha-Glycérophosphate, Glucose-1-Phosphate, Glucose-6-Phosphate, Fructose-1,6-Diphosphate, Dioxyacétone Phosphate), furent retrouvées en quantités particulièrement élevées par rapport aux valeurs de sortie. Dans toutes les conditions (arrêt par congélation, arrêt ischémique normotherm), les sources d'énergie par glycolyse ne suffisaient rapidement plus, de sorte que l'on note une diminution étonnamment rapide des phosphocréasine et ATP, par augmentation des ADP, AMP, créatine libre, phosphates anorganiques. En phase anaerobie, le muscle cardiaque humain utilise pour l'obtention de diphosphonucléotides sous forme oxydée, la transformation d'acide propionique en acide lactique. En considérant les échanges métaboliques, on met en évidence la supériorité de l'arrêt cardiaque artificiel en hypothermie profonde sur celui en hypothermie légère ou à température normale. Les taux des métabolites et ses modifications obtenus sur le coeur humain concordent avec ceux obtenus expérimentalement sur les coeurs d'animaux.