Experimental Ischemia: Total Ischemia of the Heart (Metabolic Recovery from Complete Anaerobiosis)

  • W. Isselhard


Ischemia — complete ischemia — of the whole heart is a well defined experimental model to investigate the effects of anaerobiosis on function, metabolism, and morphology of the heart. Ischemia is the most severe anaerobic situation, because all functions of blood circulation are interrupted. Ischemia must be distinguished from asphyxia, anoxia and hypoxia, respectively, although all anaerobic situations have characteristic findings in common. Except for iatrogenicly induced situations of cardiovascular surgery without coronary perfusion, the clinician usually is confronted with problems of “regional myocardial ischemia”. But regional complete ischemia hardly occurs in cardiac infarction, where even the center of expanded lesions and especially borderline areas show a remarkable residual blood flow, resulting in anoxia and hypoxia of varying degrees. As the alterations in the myocardium during ischemia have been described extensively, this brief report is mainly concerned with selected aspects of the recovery of myocardial metabolism after experimental events of acute and complete oxygen deprivation. With respect to therapeutic measures it is important to know the myocardial capacity for recovery per se as a function of duration and circumstances of anaerobiosis.


Depression Ischemia Lactate Respiration Adenosine 


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  1. 1.
    ATKINSON, D.E.: The energy charge of the adenylate pool as a regulatory parameter. Interaction with feedback modifiers. Biochemistry 7, 4030 (1968).PubMedCrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    BERGHOFF, W.: Die Bedeutung eines unterschiedlichen Gehaltes an Glykogen und ATP für den anaeroben Stoffwechsel des künstlich stillgestellten Herzens. Dissertationsschrift, Köln, 1966.Google Scholar
  3. 3.
    BING, O.H.L., BROOKS, W.W., MESSER, G.V.: Heart muscle viability following hypoxia: protective effect of acidosis Science 180, 1297–1298 (1973).Google Scholar
  4. 4.
    BRETSCHNEIDER, H.J.: Überlebenszeit und Wiederbelebungszeit des Herzens bei Normo- und Hypothermie. Verh. dtsch. Ges. Kreisl. Forsch. 30, 11–34 (1964).Google Scholar
  5. 5.
    DEUTICKE, B., GERLACH, E., DIERKESMANN, R.: Abbau freier Nucleotide in Herz, Skeletmuskel, Gehirn und Leber der Ratte bei Sauerstoffmangel. Pflügers Arch, ges. Physiol. 292, 239 (1966).CrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    DÖRING, H.J., KAMMERMEIER, H.: Das Verhalten der energiereichen Phosphorverbindungen des Myocards bei unterschiedlichen Belastungsformen sowie bei verschiedenen Arten experimenteller Insuffizienz am Herz-Lungen-Präparat. Verh. dtsch. Ges. Kreisl. Forsch. 27, 227 (1961).Google Scholar
  7. 7.
    GERLACH, E., DEUTICKE, B.: Bildung und Bedeutung von Adenosin in dem durch Sauerstoffmangel geschädigten Herzmuskel unter dem Einfluß von 2,6-Bis(diaethanolamino)-4,8-dipiperidino-pyrimido- (5,4-d)pyrimidin. Arzneimittel-Forsch. 13, 48–50 (1963).Google Scholar
  8. 8.
    GERLACH, E., DEUTICKE, B., DREISBACH, R.H.: Der Nucleotid-Abbau im Herzmuskel bei Sauerstoffmangel und seine mögliche Bedeutung für die Coronardurchblutung. Naturwissenschaften 50, 228 (1963).CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    HOCHREIN, H., DÖRING, H.J.: Die energiereichen Phosphate des Myocards bei Variation der Belastungsbedingungen. Versuche am Herz-Lungen-Präparat des Meerschweinchens. Pflügers Arch. ges. Physiol. 271, 548–563 (1960).CrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    ISSELHARD, W.: Acute anoxia and resuscitation. German Med, Monthly 10, 194–203 (1965).Google Scholar
  11. 11.
    ISSELHARD, W.: Maßnahmen zur Verbesserung der Erholung des Herzens nach Anaerobiose. Langenbecks Arch. Klin. Chir. 319, 665–688 (1967).CrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    ISSELHARD, W.: Metabolism and function of the heart during acute asphyxia and in postasphyxiai recovery. Acta anaesth. scandinav., Suppl. XXIX, 203 (1968),CrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    ISSELHARD, W.: Effect of Prenylamine on the Metabolic State in Various Organs and Cardiac Function. Biochem. appl. 14, Suppl. 1, 345–365 (1968).Google Scholar
  14. 14.
    ISSELHARD, W., EITENMÜLLER, J., MAURER, W., HINZEN, D., WELTER, H., REINERE, H., MEISSNER, O., DE FREESE, A.: Changes in the myocardial metabolic status and in cardiovascular functions of rabbits induced by infusion of adenosin in vivo. Google Scholar
  15. 15.
    ISSELHARD, W., EITENMÜLLER, J., MAURER, W., WELTER, H., REINERE, H.: Myocardial Adenine nucleotides after infusion of adenosine. 8th International Meeting of the International Study Group for Research in Cardiac Metabolism, Tokyo, 26th-29th May, 1976Google Scholar
  16. 16.
    ISSELHARD, W., HINZEN, D., GEPPERT, E., MAURER, W.: Beeinflussung des post-asphyktischen Wiederaufbaues der Adenin-nucleotide im Kaninchenherzen in vivo durch Substratangebot. Pflügers Arch. ges. Physiol. 320, 195–209 (1970).CrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    ISSELHARD, W., LAUTERJUNG, K.L., WITTE, J., BAN, T., HÜBNER, G., GIERSBERG, O., HEUGEL, E., HIRT, J.H.; Metabolic and structural recovery of left ventricular canine myocardium from regional complete ischemia. Europ. Surg, Res. 7, 136–155 (1975).CrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    ISSELHARD, W., MAURER, W., STREMMEL, W., KREBS, J., SCHMITZ, H., NEUHOF, H., ESSER, A.: Stoffwechsel des Kaninchenherzens in situ während Asphyxie und in der post-asphyktischen Erholung. Pflügers Arch. ges. Physiol. 316, 164–193 (1970).CrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    ISSELHARD, W., MERGUET, H., AENGENVOORT, J., SCHMERBAUCH, D., BERGHOFF, W.: Vergleich des Herzstoffwechsels bei verschiedenen Methoden des künstlichen Herzstillstandes. Pflügers Arch. ges. Physiol. 286, 336–370 (1965).CrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    ISSELHARD, W., POHL, W., BERGHOFF, W., SCHMERBAUCH, D., SCHÜLER, H.W.: Versuche zur Verbesserung der Energiebereitstellung im künstlich stillgestellten Herzen und in der Erholung bei Reperfusion. Verh. dtsch. Ges. Kreisl, Forsch. 30, 216–221 (1964).Google Scholar
  21. 21.
    KATZ, A.M.: Effects of ischemia on the contractile processes of heart muscle. Amer. J. Cardio. 32, 456–460 (1973).CrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    KÜBLER, W.: Tierexperimentelle Untersuchungen zum Myokard-stoffwechsel im Angina-pectoris-Anfall und beim Herzinfarkt. Bibliotheca Cardiologica, No. 22. Basel-New York: Karger 1969.Google Scholar
  23. 23.
    LOCHNER, W., ARNOLD, G., MÜLLER-RUCHHOLTZ, E.: Metabolism of the Artificially Arrested Heart and of the Gas-Perfused Heart. Amer. J. Cardio. 22, 299–311 (1968).CrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    MAURER, W., ISSELHARD, W., HINZEN, D., MEISSNER, O., DE FREESE, A.: Energiereiche Phosphate im Kaninchenherzen während und nach Adenosininfusion in vivo. Pflügers Arch. ges. Physiol. 307, 22 (1969).CrossRefGoogle Scholar
  25. 25.
    MÜLLER, U., ISSELHARD, W., HINZEN, D.H., GEPPERT, E.: Regionaler Energiestoffwechsel im Kaninchengehirn während kompletter Ischämie in Normothermie. Pflügers Arch. ges. Physio. 320, 168–180 (1970).CrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    ROVETTO, M.J., WHITMER, J.T., NEELY, J.R.: Comparison of the effects of anoxia and whole heart ischemia on carbohydrate utilization in isolated working rat hearts. Circulat. Res. 32, 699–711 (1973).PubMedGoogle Scholar
  27. 27.
    SPIECKERMANN, P.G.: Überlebens- und Wiederbelebungszeiten des Herzens. In: Anaesthesiology and Resuscitation. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1973.Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1977

Authors and Affiliations

  • W. Isselhard

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