Der Einfluß der spinalen und peripheren Temperatur auf die Reflexspannung „roter” und „blasser” Muskeln

Summary

• 1. The influence of spinal cord and skin temperature on the lengthtension diagrams was tested in 12 lightly anesthetized cats in the following muscles: M. soleus, M. tibialis ant., M. extensor digit. long., and M. gastrocnemius.

• 2. With lowering the spinal cord temperature the reflex tension of the “rd” M. soleus, mainly innervated by tonic fibres, decreased rapidly, and the length-tension curve paralleled that of the denervated muscle. In the “pale” M. tibialis ant., M. extensor digit. long and M. gastrocnemius, which have a high proportion of phasic innervation, the reflex tension increased to a maximum at extra spinal temperatures between 35° C and 30° C. A further reduction in temperature also decreased the reflex tension in these muscles.

• 3. Elevation of the spinal temperature above normal body temperature decreased reflex tension in all muscles.

• 4. In the “pale” muscles, but not in the “red” M. soleus, oscillations of tension became apparent with spinal cord cooling which were synchronous with the cold tremor of the animals. These oscillations were maintained at spinal temperatures at which the reflex tension in the M. soleus was suppressed by the fall in spinal temperature.

• 5. Peripheral cooling resulted in an increase in tension in all muscles, the peak tension of the length-tension diagrams always being higher than during cooling the spinal cord.

• 6. The sequence of activation of motoneurons by peripheral cooling was such that the small γ-units were activated first, followed by α-motoneurons of increasing spike size with increasing length of cooling.

• 7. It is concluded from these experiments that the sensitivity of the spinal motoneurons for a direct thermal stimulation as well as for the indirect thermal stimulus via the thermoreceptors of the skin depends on the size of the cell or some factor correlated with size. The experiments also suggest that the rhythm and the frequency of cold shivering is set by the fast phasic α-motoneurons.

Zusammenfassung

• 1. In 12 Versuchen an Katzen in leichter Barbituratnarkose wurde der Einfluß der Rückenmarks- und Hauttemperatur auf die Spannungs-Dehnungskurven der folgenden Muskeln untersucht: M. soleus, M. tibialis ant., M. extensor digit. long. und M. gastrocnemius.

• 2. Die reflektorische Spannungsentwicklung des „roten”, vorwiegend von tonischen Fasern innervierten M. soleus nahm in allen Fällen relativ rasch mit der Senkung der Rückenmarkstemperatur ab, und die Spannungs-Dehnungskurve glich der des denervierten Muskels. Bei den „blassen”, zu einem großen Teil von phasischen Motoneuronen innervierten M. tibialis ant., M. extensor digit. long. und M. gastrocnemius nahm dagegen die Spannungsentwicklung zunächst bis zu einem Maximum bei Extraduraltemperaturen zwischen 35–30° C zu, bei weiter fortschreitender Temperatursenkung jedoch wieder ab.

• 3. Erhöhung der Rückenmarkstemperatur über die normale Körpertemperatur verminderte die Reflexspannung in allen Muskeln.

• 4. Bei den „blassen” Muskeln traten während der Rückenmarkskühlung tremorsynchrone Spannungsoscillationen auf, nicht jedoch bei dem „roten” M. soleus. Diese Spannungsoscillationen waren auch noch bei Rückenmarkstemperaturen deutlich vorhanden, bei denen die Spannungsentwicklung im M. soleus bereits völlig durch die Temperatursenkung unterdrückt war.

• 5. Bei Antrieb der α-Motoneurone durch einen peripheren Kältereiz nahm die Spannung in allen untersuchten Muskeln gegenüber den Ausgangswerten zu und war immer größer als bei zentraler Kühlung.

• 6. Bei Aktivierung der Motoneurone über die Thermoreceptoren der Haut wurden zuerst die kleinen γ-Motoneurone zu spontaner Aktivität angetrieben und mit zunehmender Kühldauer zunehmend größere α-Einheiten.

• 7. Diese Versuche bestätigen daher, daß die Empfindlichkeit der Rückenmarksneurone sowohl für einen direkten als auch für einen indirekten über die Thermoreceptoren der Haut wirkenden Temperaturreiz von der Größe der Zelle abhängt, bzw. mit einem mit der Größe der Zelle korrelierten Faktor verbunden ist. Die Ergebnisse legen außerdem den Schluß nahe, daß Rhythmus und Frequenz des Kältetremors im wesentlichen von den schnellen phasischen α-Motoneuronen bestimmt

wird.