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Convertible respiratory and fusimotor reactions to peripheral somatic stimuli in different functional states of the reticular formation in the cat

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Summary

  1. 1.

    In cats either decerebrated and/or anesthetized by various doses of pentobarbital, the action of pinna stimulation (PS) and other natural somatic or electrical nerve stimuli upon respiration was investigated. For an indication of the state of excitability of the reticular formation the lumbar extensor fusimotor PS-responses were obseve simultaneously.

  2. 2.

    The results showed a wide congruence between the responses of respiratory rate and extensor fusimotor activity to PS. Both were enhanced in decerebrated or very lightly anesthetized nondecerebrated cats, but were converted to diminution by administration of pentobarbital.

  3. 3.

    In acceleratory respiratory responses to PS both inspiration and expiration where shortened; in deceleratory ones, mainly expiration was prolonged, while inspiration often was shortened.

  4. 4.

    Other natural somatic stimuli (face skin stimulation, pressure to cubital region, compression of forepaws) also produced respiratory and fusimotor excitation in decerebrated or lightly anesthetized cats. However, after administration of pentobarbital the effects were less consistent.

  5. 5.

    Electrical stimulation of skin-, muscle-, or mixed hind limb nerves caused almost in variantly an augmentation of respiratory rate and fusimotor activity, which was only reduced but not converted to diminution by administration of pentobarbital.

  6. 6.

    The alterations of the responses to PS are attributed to an anesthetic-induced shift of predominant activity from excitatory to inhibitory reticular structures. Consequently their influences on the respiratory centers and on reticulospinal neurons descending to the fusimotoneurons are changed.

Zusammenfassung

  1. 1.

    An decerebrierten und verschieden tief narkotisierten (Pentobarbital) Katzen wurde die Wirkung der Pinna-Reizung (PS) und anderer natürlich-somatischer oder elektrisch-nervöser Reize auf die Atemaktivität untersucht. Zur Erfassung des funktionellen Erregungszustandes der Formatio reticularis wurden die lumbalen extensorfusimotorischen PS-Reaktionen jeweils mitverfolgt.

  2. 2.

    Die Ergebnisse zeigten eine weitgehende Übereinstimmung zwischen den PS-Reaktionen der Atemfrequenz und der extensorfusimotorischen Aktivität. Beide wurden an decerebrierten oder sehr flach narkotisierten, nicht decerebrierten Katzen gefördert. Durch Gabe von Pentobarbital wurden sie in Hemmeffekte umgewandelt.

  3. 3.

    Bei Steigerung der Atemaktivität durch PS waren sowohl Inspiration als auch Exspiration verkürzt; bei Hemmung der Atemaktivität war vorherrschend die Exspiration verlängert, die Inspiration jedoch häufig verkürzt.

  4. 4.

    Andere natürlich-somatische Reize (Gesichtshautreizung, Druck in die Ellenbeuge, Kompression der Vorderpfoten) bewirkten an decerebrierten und flach narkotisierten Katzen ebenfalls sowohl respiratorische als auch fusimotorische Förderungen. Nach Gabe von Pentobarbital waren die Effekte uneinhheitlich und häufig wechselnd.

  5. 5.

    Elektrische Reizung von Haut-, Muskel-oder gemischten Nerven der Hinterextremität ergab regelmäßig eine Steigerung der Atemfrequenz und der fusimotorischen Aktivität. Diese Effekte wurden durch Pentobarbital-Gaben lediglich vermindert, aber nicht in Hemmung umgewandelt.

  6. 6.

    Die verschiedenen PS-Effekte werden dahingehend erklärt, daß die Narkose zu einer Verschiebung der Aktivität von den fördernden zu den hemmenden retikulären Strukturen führt. Entsprechend verändern sich die PS-induzierten retikulären Einwirkungen sowohl auf die Atemzentren als auch auf die zu den Fusimotoneuronen absteigenden reticulospinalen Neurone.

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Schomburg, E.D., Schiemann, B. Convertible respiratory and fusimotor reactions to peripheral somatic stimuli in different functional states of the reticular formation in the cat. Pflugers Arch. 327, 261–273 (1971). https://doi.org/10.1007/BF00586862

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Key-Words

  • Central Respiratory Activity
  • Fusimotor Activity
  • Decerebration
  • Pentobarbital Anesthesia
  • Reticular Formation

Schlüsselwörter

  • Zentrale Atemaktivität
  • Fusimotorische Aktivität
  • Decerebrierung
  • Pentobarbitalnarkose
  • Formatio reticularis