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Das Release-Recovery-Phänomen am Herzmuskel des Frosches bei variierten Ca++-Konzentrationen und Temperaturen

The release-recovery phenomenon at the heart muscle of the frog and its dependence on Ca++-concentration and temperature

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Summary

Using frog heart strips at various Ca++-concentrations and temperatures dynamic stiffness and the release-recovery-phenomenon were studied by means of the quick-release technique.

  1. 1.

    Dynamic stiffness depends only to a very small extend on Ca++-concentration and is practically independent of temperature. It depends mainly on muscle tension.

  2. 2.

    However, the recovery tension following the rapid drop of tension during quick release increases if the [Ca++]/[Na+]2 quotient exceeds 5.5×10−4. Below this threshold, recovery force is independent of Ca++ and temperature.

  3. 3.

    The Ca++-induced recovery tension rises with temperature (Q10 about 2).

From these findings it is concluded that the recovery force contains two components: one passive (viscous-elastic) and one active component, which is dependent on and induced by Ca++. The amplitude of the recovery-phenomenon is the arithmetical sum of both components.

Zusammenfassung

Mit Hilfe schneller Entdehnungen werden am Herzmuskelstreifen des Frosches die dynamische Steifheit und die elastische Nachspannung bei verschiedenen Ca++-Konzentrationen und Temperaturen gemessen.

  1. 1.

    Die dynamische Steifheit wird von der Ca++-Konzentration nur sehr wenig beeinflußt und ist unabhängig von der Temperatur.

  2. 2.

    Die dem raschen Spannungsabfall während der schnellen Entdehnung folgende elastische Nachspannung ist von der Ca++-Konzentration und der Temperatur unabhängig, wenn der Quotient [Ca++]/[Na+]2 kleiner als 5,5·10−4 ist. Oberhalb dieses Wertes wird die Nachspannung durch Ca++ vergrößert.

  3. 3.

    Die von Ca++ ausgelöste zusätzliche Nachspannung steigt mit zunehmender Temperatur an.

Aus diesen Ergebnissen wird gefolgert, daß die Recoverykraft aus zwei Komponenten besteht: Einer passiven, viscös-elastischen und einer aktiven Komponente, die Ca++-abhängig ist. Beim aktiven Muskel ist die gesamte Recoverykraft die arithmetische Summe dieser beiden Komponenten.

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Literatur

  • Bleichert, A., u.H. Reichel: Die Hemmung der Erschlaffung beim Herzmuskel des Warm- und Kaltblüters. Pflügers Arch. ges. Physiol.276, 242 (1962).

    Google Scholar 

  • Bommert, C.: Mechanische Eigenschaften des Herzmuskels im Zustand der Kontraktur. Z. Biol.113, 58 (1961).

    Google Scholar 

  • Edman, K. A. P., D. W. Grieve, andE. Nilsson: Studies of the excitation-contraction mechanism in the skeletal muscle and the myocardium. Pflügers Arch. ges. Physiol.290, 320 (1966).

    Google Scholar 

  • —, andE. Nilsson: The mechanical parameters of myocardial contraction studied at the constant length of the contractile element. Acta physiol. scand.72, 205 (1968).

    Google Scholar 

  • Gasser, H. S., undA. V. Hill: Thermodynamics of muscular contraction. Proc. roy. Soc. B96, 398 (1924).

    Google Scholar 

  • Gebert, G.: Die mechanische Reaktion des Froschskeletmuskels auf Ca++ und andere divalente Kationen in der Außenlösung. Pflügers Arch. ges. Physiol.296, 222 (1967).

    Google Scholar 

  • Gibbs, C. L., W. F. H. Mommaerts, andN. V. Ricchiutti: Energetics of cardiac contractions. J. Physiol. (Lond.)191, 25 (1967).

    Google Scholar 

  • Heilbrunn, L. V., andF. J. Wiercinski: The action of various cations on muscle protoplasma. J. cell. comp. Physiol.29, 15 (1947).

    Google Scholar 

  • Huxley, F. E.: Sliding filament structure. In: Muscle, pp. 3–28. Ed. byW. M. Paul, E. E. Daniel, C. M. Kay, andG. Monckton. Oxford: Pergamon Press 1965.

    Google Scholar 

  • Jewell, R. R., andD. R. Wilkie: An analysis of the mechanical components in frog's skeletal muscle. J. Physiol. (Lond.)143, 515 (1958).

    Google Scholar 

  • ——: The mechanical properties of relaxing muscle. J. Physiol. (Lond.)152, 30 (1960).

    Google Scholar 

  • Lee, K. S.: The relationship of the oxygen consumption to the contraction of the cat papillary muscle. J. Physiol. (Lond.)151, 186 (1960).

    Google Scholar 

  • Levin, A., andJ. Wyman: The viscous-elastic properties of muscle. Proc. roy. Soc. B101, 218 (1927).

    Google Scholar 

  • Lundin, G.: Mechanical properties of cardiac muscle. Acta physiol. scand.7, Supplement XX (1944).

  • Lüttgau, H. C., andR. Niedergerke: The antagonism between Ca and Na ions on the frog's heart. J. Physiol. (Lond.)143, 486 (1958).

    Google Scholar 

  • Niedergerke, R.: Local muscular shortening by intracellularly applied calcium. J. Physiol. (Lond.)128, 12 P (1955).

    Google Scholar 

  • —: The potassium chloride contracture of the heart and its modification by calcium. J. Physiol. (Lond.)134, 584 (1956).

    Google Scholar 

  • —: The rate of action of calcium ions on the contraction of the heart. J. Physiol. (Lond.)138, 506 (1957).

    Google Scholar 

  • Pieper, H., H. Reichel u.E. Wetterer: Das Verhalten des ruhenden Skeletmuskels unter dem Einfluß aufgezwungener sinusförmiger Längenveränderungen. Z. Biol.104, 469 (1951).

    Google Scholar 

  • Portzehl, H., P. C. Caldwell, andJ. C. Rüegg: The dependence of contraction and relaxation on muscle fibres from the crab maia squinado on the internal concentration of free calcium ions. Biochim. biophys. Acta (Amst.)79, 581 (1964).

    Google Scholar 

  • Reichel, H.: Quantitative Beziehungen zwischen Ruhe- und Reizzustand des Skeletmuskels. Z. Biol.97, 429 (1936).

    Google Scholar 

  • —: Muskelelastizität. Ergebn. Physiol.47, 469 (1952).

    Google Scholar 

  • —: Muskelphysiologie. In: Lehrbuch der Physiologie. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1960.

    Google Scholar 

  • —, u.A. Bleichert: Hemmung der Erschlaffung beim Muskel. Pflügers Arch. ges. Physiol.275, 526 (1962).

    Google Scholar 

  • —,F. Zimmer u.A. Bleichert: Die elastischen Eigenschaften des Skelet- und Herzmuskels in verschiedenen Phasen der Einzelzuckung. Z. Biol.108, 188 (1956).

    Google Scholar 

  • Reiter, M.: Der Einfluß der Natriumionen auf die Beziehung zwischen Frequenz und Kraft der Kontraktion des isolierten Meerschweinchenmyokards. Naunyn-Schmiedebergs Arch. Pharmak. exp. Path.254, 261 (1966).

    Google Scholar 

  • Ritchie, J. M., andD. R. Wilkie: The effect of previous stimulation on the active state of muscle. J. Physiol. (Lond.)130, 488 (1955).

    Google Scholar 

  • Sonnenblick, E. H.: Active state in heart muscle-its delayed onset and modification by inotropic agents. J. gen. Physiol.50, 661 (1967).

    Google Scholar 

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Authors and Affiliations

  1. Physiologisches Institut der Universität Hamburg, Hamburg, Deutschland

    E. Rumberger & B. Schwartz

Authors
  1. E. Rumberger
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  2. B. Schwartz
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Rumberger, E., Schwartz, B. Das Release-Recovery-Phänomen am Herzmuskel des Frosches bei variierten Ca++-Konzentrationen und Temperaturen. Pflugers Arch. 312, 149–160 (1969). https://doi.org/10.1007/BF00586926

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