H. P. Koepchen

ber den Einflu von Wasserstoffionenkonzentration und CO2-Druck im Liquor cerebrospinalis auf die Atmung

Bei Versuchen mit Durchströmnng der Gehirnventrikel des Hundes mit ]~icarbonatpuffern hat LE~rSEHg, l° gesehen, daß gleichzeitige und gleiehsinnige Änderungen von C02-Drnek und Wasserstoffionenkonzentration einen Einfluß auf die Atmung haben, indem diese mit zunehmender Wasserstoffionenkonzentration anstieg. Erhöhung des C02-Druckes bei unverändertem PH durch gleichzeitige proportionale Steigerung des CO,-Druckes und der Biearbonatkonzentration blieb dagegen ohne Wirkung oder ftihrte, wenn man von einer vorübergehenden Atmungssteigerung absieht, zu einer leichten Depression der Atmung 11. L]~~rsEsT 11 schloß daraus, daß es für die Beeinflussung der Atmung vom Liquor her auf das Verhältnis H2COs/BItCO S ankomme. Dieses Verhältnis bestimmt aber die Wasserstoffionenkonzentration. Die pH-Änderung selbst als Ursache der Atmungswixkung anzusprechen, scheute sich LEUSESr 11, weil Versuche mit Änderung der Wasserstoffionenkonzentration bei Verwendung von Boratpuffern Ergebnisse hatten, die nicht so einfach zu erklären waren. WINTEBSTEr~ 2° baute den Einfluß der Wasserstoffionenkonzentration im IAquor in die neue Formulierung seiner Reaktionstheorie ein. Sowohl Lmrs~N als auch WINTEBST~IX waren der Meinung, daß die Wasserstoffionen die Atmungszentren selbst erreichen. Dagegen ist einzuwenden, daß Wasserstoffionen Membranen oder Gewebeschichten nur äußerst langsam durchdringen (JAcoBsT, s, MEVES U. NE~TEBI~). Im ersten Teil dieser Arbeit soll versucht werden, eine quantitative Untersuchung des Einflusses der Wasserstoffionenkonzentration im Liquor eerebrospinalis auf die Atmung zu geben, ferner die Whkung von pH und CQ-Drnek zu differenzieren. Im zweiten Teil soll versucht werden zu klären, ob die Wasserstoffionen des Liquors die Atemzentren erreichen, oder ob sie an anderer Stelle wirken.

berdie Zusammenhnge zwischen zentraler Erregbarkeit, reflektorischem Tonus und Atemrhythmus bei der nervsen Steuerung der Herzfrequenz

Untersuchungen fiber die nervSse Kreislattfsteuerung oder ihre Teilsysteme pflegea yon einem der beiden folgende~ Gesichtspunkte ~uszugehen : 1. Betrachtung der Kreislaufeigenreflexe, in deren Mittelpunkt die Untersuchung der Funktion der Pressoreceptoren steht. Dieser Ansatz ffihrte zur Betrachtung des Systems als homoiostatischem Mechanismus, unter den Begriffcn der ,,reflektorischen Selbststeuerung (Koc~ ~) oder, uuter Benutzung einer der Technik entlehaten Nomenklatur, dem der ,,selbstt~tigen Regelung (WA~]~e~). 2. Untersuchung der rhythmischen Erscheinungen im Kreisl~uf, Feststellung ihrer Eigengesetzlichkeiten und ihrer Zuordnung zu l~hythmen in anderen Systemen, meist der Atmung (Lit. bei ~a). Die zweite Richtung befaBte sich bisher vor Mlem mit der Kennzeichnung der formMen Ab1£ufe n~ch Amplitude und Frequenz, der Beschreibung der Koordinationsformen verschiedener l~hy~hmen untereinandcr und der Frage nach den beteiligten Sys~emen. Beide I~ichtungen beginnen mit Untersuchungen LuDwI~ss, el. Der Versuch einer Verbindung zwischen Rhythmusund i~eflexbetrachtung wurde schoI~ bald. danach unternommen in Gesgalt der Deu~ung rhythmischer Erscheinangea am Kreislauf als Schwankungen des dutch die Reflexun~ersuehungen nahegelegtea Selbstregulatioussystemes um seine guhelage (LATsCItl~NBEI~]]t¢ U. DE~kIINA~0; V. C¥ON7). Ihre moderne Fassung hat diese Deutung unter dem Begriff ,,Schwankungen in einem Regelsystem um den Sollwert erhalten (W)m~E~). Diese Art der Deutung m.i~ Hilfe des pressoreceptorischen Reflexapparates ist jedoch dutch weitere Untersuchungen fiir den Frequenzbereich rhythmischer

Messung der alveolär-arteriellen O2-Druckdifferenz mit verschiedenen Methoden am Menschen bei Ruhe und Arbeit

ZusammenfassungBei 14 gesunden Versuchspersonen wird die alveolär-arterielle O2-Druckdifferenz (AaD) bei Ruhe und bei Arbeit gemessen.Zur Bestimmung der alveolären und arteriellen Gasdrucke werden gleichzeitig verschiedene Methoden angewandt. Dabei ergeben sich systematische Unterschiede in den Ergebnissen, die sich auf methodische Ursachen zurückführen lassen.Die AaD vergrößert sich im Mittel von 6,9 mm Hg in Ruhe auf 10,1 mm Hg bei einer Arbeit, die den O2-Verbrauch auf das 6fache steigert. Der Anstieg der AaD ist statistisch nicht gesichert.Aus den gefundenen Werten berechnet sich eine Abnahme der venösen Beimischung bei der Arbeit um etwa 30% des Ruhewertes. Die mögliche Ursache dieser Abnahme wird diskutiert.

Über ein Substrat atmungsrhythmischer Erregungsbildung im Rautenhirn der Katze

Die Frage nach den intrazentralen Vorg~ngen, welche zur rhythmischen Innervation der Atemmuskeln ffihren, konnte trotz zahlreieher diesbezfiglicher Arbeiten in den letzten 150 Jahren auch nicht ann~hernd gelSst werden. Die Iiauptschwierigkeit, zu schlfissigen Befunden fiber die Lage und den Aufbau der Atemzentren zu gelangen, lag in der begrenzten lokalisatorischen Aussagekraft der elektrischen Reizund der Aussehaltungsexperimente. Die Atmung ist yon den verschiedensten mit den Atemzentren sekund~r verbundenen, intrazentralen Strukturen (z. B. Cortex, Hypothalamus, vorderes Brfiekenhirn, Obexregion) aus zu beeinflussen oder zum Stillstand zu bringen, ohne dab diese Strukturen notwendigerweise mit den Atemzentren selbst identisch sind (siehe aueh zusammenfassende Dars~ellung bei LILJJ~STRAND 25). Angeregt durch die Vorarbeiten yon D I ~ : ~ u. WOLDm~¢ 1~ besehritten wir einen anderen Weg, indem wir mittels Mikroelektroden streng lokalisiert die Tt~tigkeit yon im A~emrhythmus entladenden Neuronen, im natfirlichen Wechselspiel ihrer T~tigkeit beobachteten. Unsere in den letzten 4 Jahren mit dieser Methode gewonnenen Ergebnisse lassen einige, auf Grund der ~lteren Befunde noeh h~ufig vertretene Auffassungen yon der Neurogenese der Atmung revisionsbedfirftig erscheinen und seien bier, soweit zum Verst/indnis des neu Vorzutragenden erforderlieh, kurz zusammengefaBt : 1. In den bekannten, medial gelegenen ,,A~emzen~ren yon PITTS, MAGOC~ u. I~A~SO~ 35, bei deren elektriseher l~eizung exspiratorischer

Versuch zur Lokalisation des Angriffsortes der Atmungs- und Kreislaufwirkung von Novocain im Liquor cerebrospinalis

SummaryIn cats under light chloralose anaesthesia procaine was applied locally at different areas of the bulb and the basal region of the brain. Spiro-graphic tracings and arterial blood pressure were recorded.n 1.Local application of 2% procaine in a sponge on the floor of the 4th ventricle after exstirpation of the cerebellum was without effect on respiratory movements and on arterial pressure.2.Injection of procaine into the fourth ventricle is followed by respiratory arrest and by a decrease of arterial pressure.3.Stimulation of the region of the inspiratory center at the floor of the fourth ventricle after procaine injection into the 4th ventricle produces inspiratory movements.4.Following local application of procaine by injection of 0.1 cc to the lateral recessuses of the fourth ventricle tidal volume and arterial pressure are diminished. Local injection of 0.1 cc of procaine to the roots of the peripherally cut vagus and glossopharyngic nerves has similar results. Local injection of procaine into the third ventricle has a small effect in the same direction.5.From 1 and 3 it is concluded that procaine introduced into the cerebro-spinal fluid does not reach the centers of respiration and vasomotor tone. From 1, 2, 3 and 4 it is concluded that procaine in the cerebro-spinal fluid blocks impulses afferent to the respiratory and probably to the vasomotor centers originating from structures which can be reached by injection to the brain base and (or) to the lateral recessuses of the fourth ventricle and to a minor degree to the third ventricle.

ber die Entstehungsbedingungen der atemysnchronen Schwankungen des Vagustonus (Respiratorische Arrhythmie)

ZusammenfassungBei narkotisierten Hunden wird die Atemmechanik durch Succinylcholin stillgelegt und der zentrale Atemrhythmus durch Ableitung einer Halswurzel des N. phrenicus registriert. Unter verschiedenartiger Variation des zentralen Vagustonus und der pressoreceptorischen Afferenzen wird eine Analyse des Zusammenwirkens von zentralen und reflektorischen Einflüssen durchgeführt, durch die eine respiratorische Arrhythmie (R.A.) zustandekommt.n 1.Unter diesen Bedingungen besteht beim Hund ein rein zentral bedingter Vagusrhythmus.2.Dieser ist nur bei einer bestimmten Tonisierung des Herzvaguszentrums nachweisbar und zwar auch dann, wenn die pressoreceptorischen Afferenzen, die diese Tonisierung erzeugen, nicht im Atemrhythmus schwanken.3.Zwischen dem Ausmaß der R.A., gemessen an der Streuung der Herzschlagabstände, und der Größe des Vagustonus, gemessen am Mittelwert der Schlagabstände, besteht bei verschiedenartigen Änderungen des Vagustonus eine feste Abhängigkeit.4.Die pressoreceptorischen Afferenzen wirken in der Phase der exspiratorischen zentralen Erhöhung des Vagustonus stärker auf die Herzfrequenz als während seiner inspiratorischen Erniedrigung, umgekehrt sind die zentralen Einflüsse des Atemrhythmus bei hohen arteriellen Drucken wirksamer als bei niedrigen.5.Beim Vorhandensein respiratorischer Blutdruckwellen kommt zu der tonischen Verstärkung der R.A. durch die Pressoreceptoren oberhalb eines bestimmten Druckwertes noch eine phasische Beeinflussung hinzu, die die zentral bedingten Schwankungen der Herzschlagabstände in einer bestimmten Phase des Atemcyclus vergrößert, in einer anderen vermindert.6.Die Darstellung der Abhängigkeit der Herzschlagabstände vom systolischen Druck bei jeweils gleichen Atemphasen ergibt Kurven, die in einem mittleren Druckbereich von der von E. Koch angenommenen einfachen S-Form dieser Charakteristik abweichen, jedoch nicht im Widerspruch zu seinen Meßwerten stehen.Die sich aus der Analyse des Zusammenwirkens von zentraler Beeinflussung des Vagustonus durch den Atemrhythmus und reflektorischer Beeinflussung durch die Pressoreceptoren ergebenden Folgerungen für das Zusammenwirken auch der anderen bei spontaner Atmung für die Entstehung der R.A. verantwortlichen Faktoren werden diskutiert.

ber das Verhalten der Atmung und des arteriellen Drucks bei Einbringen von Veratridin, Lobelin und Cyanid in den Liquor cerebrospinalis

Kürzlich hat WINTE~STEIN s0 die Anzeichen besprochen, die auf die Existenz intrazentraler Chemoreceptoren hinweisen. ]~ei den meisten Beobachtungen dieser Art ist eine Lokalisation nicht möglich gewesen, so daß es durchaus offen bleibt, ob die ,zentra le Chemosensibilit~t nur durch Wirkung auf empfindliche Strukturen in den Zentren selbst oder auch durch Einwirkung auf außerhalb der Zentren, aber jedenfalls intracraniell liegende Strukturen vermittel t wird. Der Gedanke, daf~ außerhalb der Zentren liegende ,l:~eceptoren beteiligt sein könnten, wurde bei uns durch die Mitteilungen LEUSE~S12,13 erweckt, der Atmungssteigerungen beobachtete, als er das p~ von Bicarbonatpuffern« mit denen er die Hirnventrikel perfundierte, nach der sauren Seite verschob. Seine Befunde wurden inzwischen von uns (LoEscgCKE, KOE]~CR]~N U. G]~RTZ 16) best£tigt und quanti tat iv weiterverfolgt, wobei sich ergab, daß die Atmung auf Erhöhung der Wasserstoffionenkonzentration im erwarteten Sinne reagierte, w/~hrend Erhöhung des COe-Druckes bei unverändertem p~ sogar zu einer, wenn auch geringen, Hemmung der Atmung führte. Wir zeigten dann, dar3 die medull~ren Atemzentren unterhalb des Obex nicht auf S~uren, die auf den Boden des 4. Ventrikels aufgebracht werden, reagieren, daß aber im Gebiet der lateralen Recessus des 4. Ventrilcels eine t~eaktion der Atmung durch Änderung der Wasserstoffionenkonzentration ausgelöst werden kann. Andere Versuche (LoEsc~CKE U. KO~~C~E~TI4,15) zeigten uns, dar] der größere Teil der Ruheatmung von Tieren, deren periphere Chemoreceptoren ausgeschaltet waren, auf der T/~tigkeit von oberflächlich am Liquorufer liegenden Strukturen beruht, die durch Einbringen von Novoeain in den Liquor cerebrospinalis ausgeschaltet werden können, und die wenigstens zum Teil ebenfalls durch Injekt ion in die interniert Recessus des 4. Ventrikels erreicht werden können. Die Einführung von Novocain in den Liquor zeigte aber ferner, daß auch den

Beitrag zur Technik der extra- und intracellulären, sowie der stereotaktischen Mikroableitung im Gehirn

Summary1. A method for preparation of glass insulated and sharpened platinum-wire-microelectrodes is outlined.2. Some experiences of our laboratory in preparing and using capillary microelectrodes are given. A method for avoiding brain pulsation during intracellular recording is reported.3. A headsupport with a microdrive especially adapted for microrecording and a new apparatus for stereotaxic microrecording are described.4. A new method for marking the site of recording with capillary or metallic electrodes is suggested. It is based on the photographic reduction of silver at small metallic deposits in the tissue.5. A critical consideration is given to the interpretation possibilities of microrecording in the brain.

ber die Wirkung von Cortison und Testosteron auf die Atmung

ZusammenfassungDie Wirkung von Cortison und Testosteron auf die Lungenbelüftung des Menschen wird untersucht.Vor und nach Injektion der Hormone werden CO2-Atmungskurven aufgestellt und die Wirkung an der Verschiebung der Kurven gemessen.Die Ergebnisse werden mit Hilfe der Varianzanalyse statistisch betrachtet.Nach Injektion von 100 mg Cortison-Acetat erfolgt eine Parallelverschiebung der CO2-Atmungskurve, die im Mittel einer Erniedrigung des alveolaren CO2-Druckes für gleiches Atemzeitvolumen um 1,5 mm Hg entspricht. Diese Verschiebung ist statistisch gesichert (P<0,001).Nach Injektion von 50 mg Testosteron-Propionat erfolgt eine gleiche Verschiebung um 0,6 mm Hg, die statistisch nicht gesichert ist (Pzwischen 0,1 und 0,05).Die Ergebnisse werden diskutiert und die Möglichkeit eines Zusammenhanges mit bekannten Wirkungen des Cortisons erwähnt.Die Wirkung von Cortison und Testosteron auf die Lungenbeluftung des Menschen wird untersucht.

Funktionelle Bestimmung und Differenzierung des efferenten Zeitbedarfs fr die vagale Herzverlangsamung

ZusammenfassungEs wird eine Methode beschrieben, um mit Hilfe der Latenzzeitmessung bei efferenter peripherer Vagusreizung die Leitungsgeschwindigkeit der schnellsten der negativ chronotrop wirksamen Vagusfasern zu bestimmen. Gleichzeitig ermöglicht die Methode eine Differenzierung der Latenzzeit in Leitungszeit im Vagus und Übergangszeit am Herzen.Nach diesem Verfahren werden Messungen an narkotisierten Hunden, Katzen und Kaninchen durchgeführt. Aus der Größenordnung der bestimmten Leitungsgeschwindigkeiten ergibt sich, daß die schnellsten der negativ chronotrop wirksamen Vagusfasern der B-Faser-Gruppe zuzurechnen sind.Die zugehörigen Übergangszeiten am Herzen variieren stark, die Mittelwerte liegen zwischen 60 und 80 msec.Unterschiede zwischen rechtem und linkem Vagus sind weder in bezug auf die Leitungsgeschwindigkeiten noch auf die Übergangszeiten nachzuweisen.Versuche mit Vaguskühlung führen zu dem Schluß, daß an der vagalen Herzfrequenzverlangsamung außerdem in starkem Maße kälteresistente C-Fasern beteiligt sein müssen.Auf Grund der Meßergebnisse wird die Größenordnung der Mindestzeiten berechnet, die bei den untersuchten Tierarten vom Aussenden einer vagalen Erregung aus dem Zentralnervensystem bis zum Eintritt einer Herzverlangsamung vergehen.