Die Bedeutung der zentralnervösen Thermosensitivität für die Temperaturregulation der Taube

Summary

• 1. In unanesthetized pigeons the vertebral canal was selectively cooled or heated with thermodes chronically implanted into the peridural space. Changes of spinal cord temperature induced in this way caused distinct thermoregulatory responses without changes of hypothalamic temperature.

• 2. At neutral ambient temperature (27–30° C) and normal core and skin temperatures, a decrease of spinal cord temperature induced cold shivering. During cooling periods of 20 min, the oxygen consumption was elevated, in the average, for 60% of its resting rate. Core temperature rose for 1.0–1.5° C. The skin temperatures of the trunk also rose. The skin temperature of the feet, however, showed a distinct fall (Fig. 1).

• 3. In the range of thermally indifferent ambient conditions, the threshold temperature of shivering was investigated by slowly lowering vertebral canal temperature (0.1° C per min). As indicated by electromyographical recordings, an average fall of peridural temperature for 1.6° C at 25° C air temperature and for 2.8° C at 30° C air temperature was necessary to evoke shivering (Fig. 5).

• 4. Under cold external conditions (10° C), when the animals were shivering and consequently had increased their heat production, oxygen consumption was increased and decreased respectively by slightly lowering or elevating vertebral canal temperature (±0.5 to 1.0° C). A linear correlation between oxygen consumption and vertebral canal temperature was found in this situation (Fig. 12).

• 5. Selective heating of the spinal cord at neutral ambient temperatures evoked thermal panting and cutaneous vasodilatation in the feet, which resulted in a considerable fall of core temperature. The threshold temperature of panting fell with ambient temperature (Fig. 10).

• 6. Under hot external conditions (36–37° C), when the animals were panting, spinal cord cooling could lower the increased respiratory rate to normal values (Fig. 11).

• 7. The experiments give evidence for the existence of thermosensitive structures in the vertebral canal of pigeons. These structures are most likely localized within the spinal cord. Spinal cord thermosensitivity must be considered as an important factor involved in body temperature regulation of birds.

Zusammenfassung

• 1. An unnarkotisierten Haustauben wurden isolierte Kühlungen und Erwärmungen des Wirbelkanals mit Thermoden, die chronisch in den Periduralraum implantiert waren, durchgeführt. Die auf diese Weise hervorgerufenen Änderungen der Rückenmarktemperatur hatten deutliche thermoregulatorische Reaktionen zur Folge, die denjenigen auf äußere Temperaturreize entsprachen. Die Hypothalamustemperatur wurde dabei nicht direkt beeinflußt.

• 2. Bei neutraler Umgebungstemperatur (27–30° C) und normalen Kern- und Hauttemperaturen konnte durch Temperatursenkung im Wirbelkanal regelmäßig Kältezittern ausgelöst werden. Die durchschnittliche Zunahme des O₂-Verbrauches betrug bei Kühlperioden von 20 min Dauer 60% des Ruhewertes. In diesem Zeitraum stiegen die Kern- und Rumpfhauttemperaturen um 1,0–1,5° C an, während die Hauttemperaturen an den Füßen abfielen.

• 3. In thermoindifferenter Umgebung betrug die zur Auslösung des Muskelzitterns erforderliche Senkung der Wirbelkanaltemperatur durchschnittlich 1,6° C bei 25° C, bzw. 2,8° C bei 30° C Außentemperatur.

• 4. In kalter Umgebung (10° C) wurde das Kältezittern der Tiere durch zusätzliche Kühlungen im Vertebralkanal verstärkt, durch lokale Erwärmungen jedoch vermindert bzw. vollständig unterdrückt. Die dabei auftretenden Änderungen der Wärmeproduktion standen in linearer Beziehung zur Stärke der spinalen Temperaturreize (±0,5–1,0° C).

• 5. Lokale Erwärmungen des Wirbelkanals in thermoindifferenter Umgebung hatten Wärmehecheln und Vasodilatation an den Füßen zur Folge. Die zur Auslösung des Hechelns erforderliche Temperaturschwelle im Rückenmark stieg bei Senkung der Haut- und Umgebungstemperatur signifikant an.

• 6. Unter äußerer Hitzebelastung (36–37° C) bei hyperthermen Körpertemperaturen konnte bestehendes Wärmehecheln durch Senkung der Rückenmarktemperatur auf normotherme Werte unterdrückt werden.

• 7. Die Befunde weisen auf die Existenz thermosensibler Strukturen im Vertebralkanal der Taube hin, die vermutlich im Rückenmark selbst lokalisiert sind. Ihre Aufgabe dürfte die Perzeption der inneren Körpertemperatur sein, die für die Regulation des Wärmehaushaltes von wesentlicher Bedeutung ist.