Die Regulation des koronaren Blutflusses wird durch viele Faktoren und Mechanismen bestimmt. Eingeschlossen sind hier metabolische und myogene Faktoren, endotheliale und humorale Mechanismen sowie die Modifikation des Gefäßtonus durch perivaskuläre Nervenfasern. Die Bedeutung dieser neuronalen Steuerung ist organspezifisch und korreliert mit der Innervationsdichte. Quantitative Untersuchungen zur perivaskulären Innervationsdichte liegen nur für wenige Organe vor und fehlen für die koronare Strombahn.
Daher wurden in der vorliegenden Studie die cholinerge Innervation (VAChT-immunreaktiv), die noradrenerge sympathische Innervation (TH-immunreaktiv), die viszerosensible Innervation (CGRP-immunreaktiv) und die Innervation durch NO-produzierende Axone der Koronararterien der Ratte immunhistochemisch dargestellt. Das Herz wurde hierbei in drei Abschnitte unterteilt: A) Vorhof, B) vorhofnaher Ventrikel; C) Herzspitze. Jeweils die Gefäße von zwei Querschnitten, welche einen Abstand von 200 µm zueinander hatten, wurden für den einzelnen Herzabschnitt ausgewertet. Die Arterien wurden erfasst, mit Hilfe der an das Mikroskop angeschlossenen Digitalkamera als Bilddatei im Computer gespeichert und die Innervation wurde quantitativ auf den inneren Gefäßdurchmesser bezogen ermittelt. Als Maß für die Innervationsdichte wurde der Innervationsindex eingeführt. Er umfasst denjenigen Anteil in Prozent vom Gesamtumfang eines Gefäßes, welcher von immunreaktiven Nervenfasern umgeben ist.
Die vorliegende Studie zeigt, dass mit Ausnahme der NO-produzierenden Axone alle hier untersuchen Nervenfasertypen in allen Herzabschnitten arterielle Gefäße innervieren. NO-produzierende Axone konnten nur in Gefäßen des Vorhofs dargestellt werden. Es zeigten sich signifikante Unterschiede zwischen den Innervationsindices der cholinergen und der noradrenergen sympathischen Nervenfasern auf der einen Seite und der viszerosensiblen Nervenfasern auf der anderen Seite. Während für die Größe des Innervationsindex für CGRP in allen Abschnitten des Herzens kein signifikanter Unterschied gezeigt werden konnte und auch keine Korrelation zur Gefäßgröße zu sehen war, waren die Innervationsindices für VAChT und TH in den Vorhöfen signifikant größer als in den Ventrikeln. Weiterhin konnte in jeweils zwei von drei Herzabschnitten eine negative Korrelation zwischen der Gefäßgröße und dem Innervationsindex für VAChT und TH gezeigt werden. Noradrenerge sympathische perivaskuläre Nervenfasern sind im Ventrikel signifikant stärker vertreten als cholinerge und viszerosensible Nervenfasern. Nur im Vorhof ist der Innervationsindex für VAChT signifikant größer als der für CGRP. In den Ventrikeln zeigt sich diesbezüglich kein signifikanter Unterschied.
Die Ergebnisse der vorliegenden Studie implizieren, dass die Regulation des Blutflusses auf der Vorhofebene stärker neuronal gesteuert wird als in den Ventrikeln. Weiterhin konnte im Gegensatz zu Untersuchungen an der Lunge und der Zunge gezeigt werden, dass die kleinen Gefäße des Herzens stärker perivaskulär autonom innerviert werden als die größeren Gefäße. Daraus lässt sich schließen, dass hier über eine Regulation des Tonus insbesondere der Widerstandsgefäße der koronare Blutfluss entscheidend mitreguliert wird. Die nur geringe perivaskuläre Innervation durch NO-enthaltende Axone lässt den Schluss zu, dass im Gegensatz zur großen Bedeutung von endothelial gebildetem NO das perivaskuläre freigesetzte NO in der koronaren Strombahn eine eher untergeordnete Rolle spielt. Die vorliegende Studie zeigt eine homogene Verteilung von CGRP-enthaltenden perivaskulären viszerosensiblen Nervenfasern. Diese gewährleistet in allen Herzregionen gleichmäßig die Nozizeption und durch die lokale Effektorfunktion eine Einleitung der hypoxischen Präkonditionierung. Zusammenfassend zeigt die vorliegende Studie, dass die koronare Strombahn in allen Herzabschnitten, besonders aber im Vorhof, eine erhebliche perivaskuläre Innervation aufweist und impliziert damit eine große Bedeutung bei der Regulation des koronaren Blutflusses.
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