Force and Histochemical Changes in Rabbit Pectoral Muscle Induced by Chronic Electrical Stimulation for Use in Cardiac Assistance

M. Takahashi; H. Miyamura; S. Eguchi; S. Homma

doi:10.1055/s-2007-1013887

The Thoracic and Cardiovascular Surgeon, Table of Contents

Thorac Cardiovasc Surg 1993; 41(6): 344-348
DOI: 10.1055/s-2007-1013887

Force and Histochemical Changes in Rabbit Pectoral Muscle Induced by Chronic Electrical Stimulation for Use in Cardiac Assistance

Veränderungen der kontraktilen Kraft und histochemische Befunde des M. pectoralis des Kaninchens durch chronische elektrische Stimulation im Hinblick auf die Anwendung als kardiales UnterstützungssystemM. Takahashi, H. Miyamura, S. Eguchi, S. Homma¹

Department of Thoracic and Cardiovascular Surgery
¹Second Department of Physiology, Niigata University School of Medicine, Niigata, Japan

Abstract

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Summary

Before the application of skeletal muscle in a cardiac-assist de vice, a preconditioning procedure is required in order to over come the easy fatigability of this muscle. We evaluated the ef fect of preconditioning muscles while keeping their collateral blood supply. In 15 male rabbits, a skeletal muscle ventricle (SMV) was constructed from silicone and pectoralis major muscle with minimal dissection. In six rabbits, the muscle was electrically preconditioned. The pressure generated by the SMV was measured under various conditions. Histochemical fiber grouping was performed using myosin ATPase staining. The pressure rose with preconditioning despite an increase in slow-twitch fibers. The cross-sectional area of both slow twitch and fast-twitch fibers increased significantly. The rise in pressure is attributable to muscle hypertrophy. The use of muscles with minimal dissection may avoid or shorten the vascular delay because of a well maintained blood supply and nearly isometric preconditioning.

Zusammenfassung

Die rasche Ermüdbarkeit eines Skelettmuskels, den man als kardiales Unterstützungssystem benutzen will, stellt nach wie vor ein großes Problem dar. Die nachfolgend beschriebenen Experimente sollen einen Beitrag zur Lösung dieses Problems liefern.

An 15 Kaninchen wurde ein Ventrikel aus Silikon und M. pectoralis konstruiert, wobei die vaskuläre Versorgung durch vorsichtige Präparation weitgehend erhalten blieb. Bei 6 Ka ninchen wurde der vom Ventrikel aufgebrachte Druck gemes sen und außerdem wurden die Muskelfasern mittels Aktivi tätsmessung der Myosin-ATPase in 2 Gruppen unterteilt: die schnell und die langsam zuckenden. Durch die elektrische Sti mulation konnte ein Druckanstieg erzielt werden, obwohl die langsam zuckenden Muskelfasern insgesamt zunahmen. Beide Muskelfasern erfuhren durch die Stimulation eine Hypertro phie.

Key words

Rabbit pectoral muscle - Chronic electrical Stimulation - Cardiomyoplasty - Cardiac assistance

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