The partitioning of altered mechanics in hypertrophied heart muscle between the sarcoplasmic reticulum and the contractile apparatus by means of myothermal measurements

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Abstract
Cardiac hypertrophy in the rabbit, secondary to pulmonary artery stenosis, results in a decrease in unloaded shortening velocity (Vmax) and maximum rate of isometric force development (dP/dtmax), while the peak isometric twitch tension is unchanged and time to peak tension (TPT) is increased. The principle hypothesis used to expalin these results involve 1) slowing of myosin cross bridge movement as reflected in depressed myosin ATPase activity and 2) changes in excitation contraction coupling phenomena resulting in changes in intracellular Ca++ movement. Ca++ and actin activated myosin ATPase from the hypertrophied (H) muscles is depressed by 30%. Total initial heat, tension dependent heat and tension independent heat are depressed in H muscles by 57, 56, and 61% respectively. The rate of tension independent heat production in H preparations is depressed by 66%. From these data it is concluded that 61% of the depression in Vmax could be accounted for by the alteration in myosin with the reminder attributable to changes in EC coupling. Increased TPT can be accounted for by the change in rate of Ca++ flux as indicated by the alterated rate of tension independent heat evolution. Eine Herzhypertrophie beim Kaninchen als Folge einer Pulmonal-Arterienstenose führt zu einer Abnahme der lastfreien Verkürzungsgeschwindigkeit (Vmax) und der maximalen Geschwindigkeit der isometrischen Kraftentwicklung (dP/dtmax), während die isometrische Spitzenspannung unverändert und die Gipfelzeit (TPT) erhöht ist. Die entwickelte Hypothese zur Erklärung dieser Ergebnisse beinhaltet folgende Punkte: 1. verlangsamte Geschwindigkeit der Myosinquerbrückenbewegungen, wie sie in der herabgesetzten Myosin-ATPase-Aktivität zum Ausdruck kommt, und 2. Veränderungen im Bereich der elektromechanischen Kopplung, die zu Änderungen der intrazellulären Ca++-Bewegungen führen. Die Ca++- und Aktin-aktivierte Myosin-ATPase ist bei hypertrophierten Muskeln um 30% reduziert, die gesamte initiale Wärme, die spannungsabhängige Wärme und die spannungsunabhängige Wärme werden bei hypertrophierten Muskeln um 57%, 56% bzw. 61% vermindert. Die Geschwindigkeit der spannungsunabhängigen Wärmeproduktion ist bei hypertrophierten Präparaten um 66% herabgesetzt. Aus diesen Ergebnissen wird geschlossen, daß 61% der Verminderung von Vmax auf die Veränderung des Myosins zu beziehen sind, während der Rest mit Änderungen der elektromechanischen Kopplung in Verbindung gebracht wird. Die gesteigerte mechanische Anstiegszeit kann auf die veränderte Geschwindigkeit des Ca-Fluxes bezogen werden, wie aus der veränderten Geschwindigkeit der spannungsunabhängigen Wärmeentwicklung hervorgeht.