Summary
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1.
The morphology of the incurrent ostia, of the dorsal vessel and also of the circulatory organs of the head are described. The aorta opens into a ‘frontal sack’.
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2.
The blood pressure was measured in the dorsal vessel at 3 points: in the aorta at the region of the neck (Ao), in the heart at the beginning (Ha) and end (He) of the abdomen. The diastolic pressure in the aorta has a mean value of +3.2 cm H2O, the pressure amplitude 5.4 cm and the systolic pressure +8.6 cm H2O (heart frequency at 22.9° C: 79.5 beats/min). At Ha the diastolic pressure was in general about zero (deviations generally not greater than ±1 cm H2O), the mean pressure amplitude and the systolic pressure were 9.4 cm H2O (heart frequency at 23.1° C: 79.4 beats/min). At He zero pressure generally coincided with the systolic pressure. Often, however, the mean or the diastolic pressure was zero. The mean pressure amplitude at He was 8.5 cm H2O (heart frequency at 24.5° C: 85.9 beats/min). The difference in the pressure amplitudes at Ha and He is not significant.
The relationship between heart beat frequency and temperature is described (Fig. 12).
In the abdominal heart there is a positive correlation between heart frequency and pressure amplitude, in the aorta there is no such relation between these quantities.
There occur in the pressure curves for the aorta periods without amplitudes. Body movements produced in the dorsal vessel extreme pressures of +13.0 (Ha) and -3.9 (He) cm H2O.
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3.
The blood pressure in the hemocoel was measured in several different places close under the integument (cf. Fig. 20 and Table 2). In the pericardial and perineural sinuses of the resting animal were found negative pressure levels (-2.4 and -3.6 cm H2O respectively in the prone position; the difference is not significant). Positive pressures only occur intermittently during respiratory and other body movements.
The lowest pressure in the hemocoel was found in the space under the metascutellum (dorsal ampullae; circulation in the wings) where a pressure of -15.2 cm H2O was measured, the minimum in the remaining hemocoel was -8.6 cm H2O (in the perineural sinus, animal supine) and the maximum +11.3 cm H2O (v. Thorax).
In the head where the tip of the canula was surrounded by air-sacs the pressure level was effectively zero and no significant variations were observed. A similar result was found in the anterior mesobasisternum.
The pressures in the dorsal and ventral spaces of the femur of the hind leg are described in detail; their range of variation is smaller than, for example, in the abdominal sinuses.
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4.
Respiratory movements caused a variation with a frequency of 20 min-1 and an amplitude of about 4 cm H2O in the blood pressure in the dorsal vessel and in the hemocoel.
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5.
In the aorta and at the beginning of the abdominal heart (Ha) the ‘minute volumes’ transferred in the direction of the head were determined as a function of the static back pressure and the streaming resistance (v. Tables 3, 4, 5). The cardiac output (g. cm/min) was calculated for the minute volume pumped through the aorta in the direction of the head and the total intensity of the circulation is discussed.
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6.
The blood volume accounted for at least 18.1% of the body weight (at a mean age of 37 hours after the imaginal ecdysis).
Rhythmic movements of the dorsal diaphragm independent of the heart beat were observed in ‘intact’ animals and in ventral preparations and are described in detail. The frequency of the alary muscle contractions was at a mean experimental temperature of 23.3° C 2.7 min-1 in the anterior abdominal segments. One contraction cycle of the dorsal diaphragm occupied about 25 heart beats. — The activity of the ventral diaphragm was briefly investigated.
Zusammenfassung
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1.
Die Morphologie der Einstromostien des Rückengefäßes sowie der Zirkulationsorgane des Kopfes wird dargestellt. Die Aorta mündet in einen „Frontalsack“.
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2.
Der Blutdruck wurde im Rückengefäß an 3 Stellen gemessen: in der Aorta der Halsregion (Ao), im Herzen am Anfang (Ha) und Ende (He) des Abdomens. Der diastolische Druck der Aorta maß im Mittel +3,2 cm H2O, die Druckamplitude 5,4 cm, der systolische Druck somit 8,6 cm H2O (Herzfrequenz bei 22,9° C: 79,5 Schläge/min). Bei Ha lag der diastolische Druck in der Regel bei 0 (Abweichungen gewöhnlich nicht größer als ±1 cm), die mittlere Druckamplitude, und damit auch der systolische Druck, betrug 9,4 cm H2O (Herzfrequenz bei 23,1° C: 79,4 Schläge/min). Bei He hingegen gab das Nullniveau überwiegend den systolischen Druck wieder, öfters jedoch auch den mittleren oder selbst den diastolischen Druck. Die Druckamplituden von He betrugen im Durchschnitt 8,5 cm H2O (Herzfrequenz bei 24,5° C: 85,9 Schläge/min). Der Unterschied in der Größe der Druckamplituden von Ha und He ist nicht signifikant.
Die Beziehung zwischen Herzfrequenz und Versuchstemperatur wurde dargestellt.
Im abdominalen Herzen besteht eine positive Korrelation zwischen Herzfrequenz und Druckamplitude, in der Aorta zeigte sich keine gegenseitige Abhängigkeit dieser Größen.
In den Druckkuven der Aorta treten periodische Schlagpausen auf. Körperbewegungen erzeugten im Rückengefäß extreme Drucke von +13 (Ha) und -3,9 (He) cm H2O.
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3.
Der Blutdruck in der Leibeshöhle wurde an verschiedenen Körperstellen knapp unter dem Integument gemessen (vgl. Abb. 20 und Tabelle 2). Beim „ruhigen“ Tier herrschten im Perikardial- und Perineuralsinus stets negative Druckniveaus (-2,4 bzw. -3,6 cm H2O bei Ventrallage, die Differenz ist zweifelhaft). Positive Drucke traten hier nur kurzfristig während Atembewegungen und Körperanstrengungen auf.
Der niedrigste Druck der Leibeshöhle wurde in dem Raum unter dem Metascutellum (Dorsalampullen; Flügelzirkulation!) mit -15,2 cm H2O gemessen, das Minimum im übrigen Hämocöl erreichte -8,6 cm (Perineuralismus, Dorsallage), das Maximum +11,3 cm H2O (s. Thorax).
Im Kopf, wo die Kanülenspitze von Luftsäcken umgeben war, konnten weder nennenswert von Null abweichende Druckniveaus noch Druckschwankungen erhalten werden, — ähnlich im vorderen Mesobasisternum.
Auf die Drucke in den dorsalen und ventralen Räumen des Hinterfemurs wurde ausführlich eingegangen; ihre Variationsbreite ist geringer als beispielsweise in den abdominalen Sinus.
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4.
Die im Rückengefäß und in der Leibeshöhle registrierten Atembewegungen besitzen im Mittel eine Frequenz von 20 (min−1), die Amplituden der durch sie bewirkten Druckschwankungen betrugen ungefähr 4 cm H2O.
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5.
An der Aorta und am Anfang des abdominalen Herzens (Ha) wurden die kranialwärts geförderten „Minutenvolumina“ unter Änderung des statischen Gegendruckes und des Strömungswiderstandes bestimmt (s. Tabelle 3, 4, 5). Die Leistung des Herzens wurde für den über die Aorta kopfwärts geförderten Minutenvolumenanteil berechnet, die Gesamtintensität des Kreislaufes diskutiert.
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6.
Das Blutvolumen beträgt mindestens 18,1% des Körpergewichtes (mittleres Alter: 37 Std nach der Imaginalhäutung).
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7.
Rhythmische, vom Herzschlag unabhängige Bewegungen des dorsalen Diaphragmas wurden nach der Beobachtung am „intakten“ und am von ventral präparierten Tier ausführlich beschrieben. Die Frequenz der Flügelmuskelkontraktionen betrug bei einer mittleren Versuchstemperatur von 23,3° C in den vorderen Abdominalsegmenten 2,7 (min-1), auf eine Bewegung des dorsalen Diaphragmas entfielen etwa 25 Herzschläge. — Auf die Tätigkeit des ventralen Diaphragmas wird kurz eingegangen.
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Dissertation der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität München. Die Arbeit wurde durch Mittel unterstützt, die Herrn Prof. Renner durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft zur Verfügung standen.
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Bayer, R. Untersuchungen am Kreislaufsystem der Wanderheuschrecke (Locusta migratoria migratorioides R. et F., Orthopteroidea) mit besonderer Berücksichtigung des Blutdruckes. Z. Vergl. Physiol. 58, 76–135 (1968). https://doi.org/10.1007/BF00302436
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