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Pflügers Archiv

, Volume 308, Issue 4, pp 333–356 | Cite as

Der Einfluß der Temperatur auf die elektrische Aktivität des Nervus phrenicus

Untersuchungen am aufgeschnittenen Regelkreis. I. Hypothermie
  • Klaus Pleschka
Article

Zusammenfassung

Bei neun gelähmten und künstlich beatmeten Hunden wurde der Einfluß erniedrigter Körpertemperatur auf die Atmung bei aufgehobener Kältegegenregulation untersucht. Dabei stand im Vordergrund der Untersuchung die Frage nach der Reaktionsweise des Atemzentrums unter den Bedingungen des aufgeschnittenen Regelkreises. Die Auftrennung des Regelkreises erfolgte zwischen dem Atemzentrum als Regler und der Ventilation als Stellglied durch die pharmakologische Blockierung der motorischen Endplatten. Als aussagekräuftiges Äquivalent für Atemfrequenz, Atemzugsvolumen und Atemminutenvolumen diente das Phrenicogramm. Dabei entsprachen die Zahl der Phrenicussalven der Atemfrequenz und die Integrationswerte der Massenableitung dem Atemzugsvolumen. Das Produkt beider Meßgrößen kennzeichnete das Atemminutenvolumen.

Zur Überprüfung der Reaktivität wurde als Reiz die kurzfristige Erhöhung des arteriellen CO2-Druckes gewählt und die daraus resultierenden Änderungen der Spontanaktivität des N. phrenicus als Reizantwort des Atemzentrums gedeutet.

Danach konnten inHypothermie bei normalen Kreislaufverhältnissen die folgenden charakteristischen Änderungen beobachtet werden:
  1. 1.

    Die Zahl der Phrenicussalven nahm kontinuierlich ab.

     
  2. 2.

    Ein Ausbleiben der elektrischen Aktivität bei noch normalen Blutdrucjwerten wurde erst unterhalb von 24°C Bluttemperatur beobachtet.

     
  3. 3.

    Die Inspirationsdauer nahm annähernd linear, die Exspirationsdauer annähernd exponentiell zu.

     
  4. 4.

    Die dem Atemzugsvolumen entsprechende integrierte elektrische Aktivität ließ im Mittel eine deutliche Zunahme bis in einen Temperaturbereich von 27°C erkennen, danach trat eine Abnahme ein, die den Ausgangswert jedoch nicht wieder erreichte.

     
  5. 5.

    Die das Atemminutenvolumen repräsentierende Größe {ie334-1} blieb im Mittel bis 30°C unverändert, bei Temperaturen unter 30°C field sie jedoch steil ab.

     
  6. 6.

    Die CO2-Reaktivität des Atemzentrums blieb bis 24°C erhalten.

     

Die Analyser der in Hypothermie zu beobachtenden Änderungen führte zu der Annahme, daß die initiale Atemsteigerung des intakten Tieres unter Kältebelastung nicht nur über die Stoffwechselsteigerung, sondern auch durch eine direkte nervale Komponente ausgelöst wird.

Schlüsselwörter

Hypothermie Phrenicusaktivität aufgeschnittener Regelkreis — CO2 

The effect of temperature on phrenic nerve activity

Investigations with the control loop opened. I. hypothermia

Summary

The effect of a decreased body temperature on respiration was investigated in 9 anaesthetized dogs. Shivering was abolished by succinyl choline which also inhibited spontaneous ventilation. The respiratory feedback loop was thereby opened. Information about the activity of the respiratory center was obtained from the discharges of the phrenic nerve, the integrated electric activity serving as equivalent to the tidal volume. Arterial blood gases were adjusted by altering the artificial ventilation. In order to analyse CO2-reactivity, short increases ofPaCO2 were used.

The following results were obtained:
  1. 1.

    The number of discharges per minute decreased with blood temperature.

     
  2. 2.

    Phrenic nerve activity ceased below 24°C blood temperature.

     
  3. 3.

    The duration of inspiratory activity increased linearily with decreasing blood temperature, whereas the duration of the expiratory pauses increased nearly exponentially.

     
  4. 4.

    The integrated electric activity per burst increased until the blood temperature reached 27°C. Below 27°C the integrated electric activity decreased without returning to the initial value at 38°C.

     
  5. 5.

    The product of burst frequency and integrated electric activity, serving as equivalent to the total ventilation, did not change until 30°C blood temperature. Below this temperature it decreased markedly.

     
  6. 6.

    Responses to increased arterial CO2 pressure were observed even at 24°C.

     

It is concluded that during hypothermia the increase in ventilation is not only due to an increase in oxygen consumption, but also due to a directly acting neural factor.

Key-Words

Hypothermia Phrenic Nerve Activity Open Loop System CO2 

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Copyright information

© Springer-Verlag 1969

Authors and Affiliations

  • Klaus Pleschka
    • 1
  1. 1.W. G. Kerckhoff-Institut Bad NauheimBad-Nauheim

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