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Lokalisierung absteigender Atmungsbahnen im Rückenmark der Katze mittels antidromer Reizung

  • S. Nakayama
  • R. von Baumgarten
Article

Zusammenfassung

1. Sowohl inspiratorische als auch exspiratorische Nervenzellen innerhalb der gleichbenannten Areale der Medulla oblongata rostral und caudal des Obex senden direkte Axone herunter ins Rückenmark.

2. Die Mehrzahl der absteigenden inspiratorischen Fasern kreuzt in der unteren Medulla oblongata auf die Gegenseite, der Rest verläuft ipsilateral. Die ungekreuzten inspiratorischen Fasern finden sich diffus verteilt im ventralen Teil des Seitenstranges und dorsalen Teil des Vorderseitenstranges. Die exspiratorischen Fasern kreuzen fast alle und ziehen dann im Tractus reticulospinalis des Vorderseitenstranges der Gegenseite caudalwärts. Bilaterale Axon-Kollateralen fanden sich nie.

3. Die durchschnittliche Leitungsgeschwindigkeit der absteigenden respiratorischen Fasern des Rückenmarkes beträgt 40 m/sec.

4. Inspiratorische R-α- und R-β-Neurone haben direkte spinale Projektionen.

5. Inspiratorische Nervenzellen, deren Axone ipsilateral descendieren, können in der Medulla oblongata unmittelbar benachbart zu inspiratorischen Nervenzellen mit kontralateral descendierenden Axonen sein.

Abstract

1. Inspiratory and expiratory nerve cells located in the corresponding zones within the medulla oblongata rostral and caudal to the obex have their axons descending directly in the spinal cord.

2. The majority of the descending inspiratory fibres cross in the lower part of the medulla oblongata to the opposite side; the rest descends ipsilaterally. Of the crossed and uncrossed inspiratory fibers, most are found diffusely distributed throughout the ventral side of the lateral column and the dorsolateral part of the ventral column. Almost all expiratory fibers cross in the lower part of the medulla oblongata and then descend caudally with the tractus reticulospinalis situated in the dorsolateral part of the ventral column. We found no bilateral axon collaterals of any respiratory neurone.

3. The main conduction velocity of the descending respiratory fibers of the spinal cord was 40 m/sec.

4. Inspiratory R-α- as well as R-β-neurones have spinally descending axons.

5. Inspiratory nerve cells with ipsilaterally descending axons are situated in the intimate neighbourhood of those with contralaterally descending axons.

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Literatur

  1. 1.
    Asmussen, E., and M. Nielsen: The neurogenic factor in the regulation of respiration and circulation during muscular exercise. Acta physiol. scand. 59, Suppl. 213, 19–20 (1963).Google Scholar
  2. 2.
    Baumgarten, R. von: Lokalisation und Arbeitsweise respiratorischer Neurone in der Substantia reticularis des Hirnstammes der Katze. Abstract, 20th Intern. Physiol. Congr., Brussels, August 1956.Google Scholar
  3. 3.
    —— Zur Technik der Mikroableitung am pulsierenden Gehirn. Naturwissenschaften 44, 22–23 (1957).Google Scholar
  4. 4.
    —— K. Balthasar u. H. P. Koepchen: Über ein Substrat atmungsrhythmischer Erregungsbildung im Rautenhirn der Katze. Pflügers Arch. ges. Physiol. 270, 504–528 (1960).Google Scholar
  5. 5.
    —— A. von Baumgarten u. K. P. Schäfer: Beitrag zur Lokalisationsfrage bulboreticulärer respiratorischer Neurone der Katze. Pflügers Arch. ges. Physiol. 246, 217–227 (1957).Google Scholar
  6. 6.
    ——, and E. Kanzow: The interaction of two types of inspiratory neurons in the tractus solitarius of the cat. Arch. ital. Biol. 96, 361–373 (1958).Google Scholar
  7. 7.
    Baumgarten, R. von, E. Kanzow, H. P. Koepchen u. F. Timm: Beitrag zur Technik der extra- und intracellulären, sowie der stereotaktischen Mikroableitung im Gehirn. Pflügers Arch. ges. Physiol. 271 (2), 245–256 (1960).Google Scholar
  8. 8.
    —, u. S. Nakayama: Spontane und reizbedingte Änderungen der antidromen Erregbarkeit der bulbären respiratorischen Nervenzelle der Katze. Pflügers Arch. ges. Physiol. (in Vorbereitung).Google Scholar
  9. 9.
    —— H. Schmiedt, and N. Dodich: Microelectrode studies of phrenic motoneurons. Ann. N.Y. Acad. Sci. 109, 536–544 (1963).Google Scholar
  10. 10.
    Brown-Séquard, C. E.: Sur l'augmentation d'energie des mouvements respiratoires, du coté d'une section d'une moitée latérale de la moelle épiniére. Arch. Physiol. norm. et path. 2, 299–300 (1869).Google Scholar
  11. 11.
    —— De l'influence de la section du cordon latéral de la moelle sur la respiration. C. R. Soc. Biol. (Paris) 21, 64–65 (1870).Google Scholar
  12. 12.
    Burns, B. D., and G. C. Salmoiraghi: Repetitive firing of respiratory neurones during their burst activity. J. Neurophysiol. 23, 27–46 (1960).Google Scholar
  13. 13.
    Colle, J., et J. Massion: Effet de la stimulation du cortex moteur sur l'activité électrique des nerfs phréniques et médians. Arch. int. Physiol. Biochem. 66, 496–514 (1958).Google Scholar
  14. 14.
    Deason, J., and L. G. Robb: On the pathways for the bulbar respiratory impulses in the spinal cord. Amer. J. Physiol. 28, 57–63 (1911).Google Scholar
  15. 15.
    Dirken, M. N. J., and S. Woldring: Unit activity in bulbar respiratory centre. J. Neurophysiol. 14, 211–225 (1951).Google Scholar
  16. 16.
    Eccles, R. M., T. A. Sears, and C. N. Shealy: Intracellular recording from respiratory motoneurones of the thoracic spinal cord of the cat. Nature (Lond.) 193, 844–846 (1962).Google Scholar
  17. 17.
    Gesell, R., J. Bricker, and C. Magee: Structural and functional organisation of the central mechanism controlling breathing. Amer. J. Physiol. 117, 423–452 (1936).Google Scholar
  18. 18.
    Gill, P. K., and M. Kuno: Excitatory and inhibitory actions on phrenic motoneurones. J. Physiol. (Lond.) 168, 274–289 (1963).Google Scholar
  19. 19.
    Green, J. D.: A simple microelectrode for recording from the central nervous system. Nature (Lond.) 182, 962 (1958).Google Scholar
  20. 20.
    ——, and R. von Baumgarten: Recurrent inhibition in the olfactory bulb. I. Effects of antidromic stimulation of the lateral olfactory tract. J. Neurophysiol. 25, 467–488 (1962).Google Scholar
  21. 21.
    Haber, E., K. W. Kohn, S. H. Ngai, D. A. Holaday, and S. C. Wang: Localization of spontaneous respiratory neuronal activities in the medulla oblongata of the cat: A new location of the expiratory center. Amer. J. Physiol. 190, 350 (1957).Google Scholar
  22. 22.
    Hukuhara, T., S. Nakayama, and H. Okada: Action potentials in the normal respiratory centers and its centrifugal pathways in the medulla oblongata and spinal cord. Jap. J. Physiol. 4, 145–153 (1954).Google Scholar
  23. 23.
    Koepchen, H. P.: Rhythmic oscillations of the discharge frequency of single and coupled neurons in the brainstem. Excerpta med. 37, 9 (1961).Google Scholar
  24. 24.
    Kohnstamm, O.: Über die Koordinationskerne des Hirnstammes und die absteigenden Spinalbahnen. Nach den Ergebnissen der kombinierten Degenerationsmethode. Mschr. Psychiat. Neurol. 8, 261–293 (1900).Google Scholar
  25. 25.
    Krogh, A., and J. Lindhard: The regulation of respiration and circulation during the initial stages of muscular work. J. Physiol. (Lond.) 47, 112–136 (1913).Google Scholar
  26. 26.
    Ochwadt, B., E. Bückerl, H. Kreuzer u. H. H. Loeschcke: Beeinflussung der Atemsteigerung bei Muskelarbeit durch partiellen neuromuskulären Block (Tubocurarin). Pflügers Arch. ges. Physiol. 269, 613–621 (1959).Google Scholar
  27. 27.
    Pitts, R. F.: The respiratory center and its descending pathways. J. comp. Neurol. 72, 605 (1940).Google Scholar
  28. 28.
    Porter, W. T.: The path of the respiratory impulses from the bulb to the phrenic nuclei. J. Physiol. (Lond.) 17, 455–485 (1895).Google Scholar
  29. 29.
    Rijilant, P.: Localization of the respiratory centre. J. Physiol. (Lond.) 90, 43–45 (1937).Google Scholar
  30. 30.
    Rosenbaum, H., and B. Renshaw: Descending respiratory pathways in the cervical spinal cord. Amer. J. Physiol. 157, 468–476 (1949).Google Scholar
  31. 31.
    Rothmann, M.: Über die spinalen Atmungsbahnen. Arch. Anat. u. Physiol. (Physiol. Abtlg.) 11–28 (1902).Google Scholar
  32. 32.
    Salmoiraghi, G. C., and R. von Baumgarten: Intracellular potentials from respiratory neurones in brain-stem of cat and mechanism of rhythmic respiration. J. Neurophysiol. 24, 203–218 (1961).Google Scholar
  33. 33.
    ——, and B. D. Burns: Notes on mechanism of rhythmic respiration. J. Neurophysiol. 23, 14–26 (1960).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1964

Authors and Affiliations

  • S. Nakayama
    • 1
    • 2
  • R. von Baumgarten
    • 1
  1. 1.Aus dem Physiologischen Institut der Universität GöttingenGermany
  2. 2.Universität OkayamaJapan

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