Contractile Behaviour of Skinned Papillary Muscle in Mitral Valve Disease

 

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Summary

The contractile behaviour of Triton-X 100 skinned left ventricular papillary muscle from 19 patients undergoing cardiac surgery for mitral valve Stenosis: n = 6, mitral valve incompetence: n = 7, or combined mitral valve disease: n = 6 was analyzed. At supramaximal activation the “vibration induced force clamping technique” was used for isometric analysis of time course and extent of isometric postvibration force recovery. Afterloaded contractions were applied for extrapolation of the maximum shortening velocity at zero load (Vmax). The Calcium sensitivity was analysed by Variation of the free EGTA-buffered Calcium concentration at a passive resting force of 2 mN at 26 °C. In different types of mitral valve disease the characteristics of isometric force development were unaltered in terms of maximum force development, force per square mm, Calcium sensitivity and the time course of isometric contraction after force clamping. However the capability to shorten as expressed by Vmax was reduced in mitral valve incompetence (3.87 ± 0.37 ML/s) as compared with mitral valve stenosis (5.29 ± 0.35 ML/s) or combined mitral valve disease (4.83 ± 0.51 ML/s). The ratio between the inverse value of Vmax and the time constant of isometric force devolopment after force clamping was significantly different in mitral valve incompetence as compared with other types of mitral valve disease (p < 0.0001). These data argue for the presence of different resistances against shortening in various types of mitral valve disease, due to altered cross-bridge cycling characteristics or to morphological factors.

Zusammenfassung

Das Kontraktionsverhalten Triton-X 100 gehäuteter Papillarmuskeln von 19 wegen eines Mitralklappenvitiums operierten Patienten wurde untersucht (Stenosen: n = 6, Insuffizienzen: n = 7, kombinierte Vitien: n = 6). Die vibrationsinduzierte “forceclamping”-Technik wurde zur Analyse von Kraft und Geschwindigkeitsparametern unter isometrischen Bedingungen verwendet. Am gleichen Präparat wurde durch Analyse nachbelasteter Kontraktionen Vmax (maximale lastfreie Verkürzungsgeschwindigkeit) ermittelt. Die Empfindlichkeit der kontraktilen Proteine für Kalzium wurde bei einer Vordehnung von 2 mN und 26 °C Badtemperatur bestimmt. Bei Mitralklappenvitien fanden sich unter isometrischen Bedingungen keine Unterschiede hinsichtlich des Ausmaßes der Kraftentwicklung, der Geschwindigkeit der Kraftentwicklung und der Kalziumsensitivität. Nur die Verkürzungsfähigkeit variierte in Abhängigkeit von der Art des Vitiums (Insuffizienz: 3.87 ± 0.37 ML/s, Stenose: 5.29 ± 0.35 ML/s und kombiniertes Mitralvitium: 4.83 ± 0.51 ML/s). Die Ergebnisse sprechen für das Vorliegen eines variablen Widerstandes gegen Verkürzung bei unterschiedlichen Typen von Mitralvitien. Dieser kann ursächlich auf der Ebene des Querbrückenverhaltens angesiedelt oder durch morphologische Veränderungen bedingt sein.