Advertisement

Springer Nature is making Coronavirus research free. View research | View latest news | Sign up for updates

Über die Auslösung der zentralen Wirkung von Nicotin auf Atmung und efferente Vagusinnervation der Ratte

  • 12 Accesses

  • 4 Citations

Zusammenfassung

An narkotisierten, künstlich beatmeten Ratten wurde die Wirkung von Nicotin bei Injektion in den 4. Hirnventrikel und bei Applikation an der Area ventrolateralis der Medulla untersucht. Dabei ergab sich:

  1. 1.

    Injektionen von 1–3 μg Nicotin in den 4. Ventrikel lösten einen Atmungsstillstand und eine Dauererregung im efferenten Vagus aus, die der Reaktion auf 1,0 mg Nicotin bei i.v. Zufuhr entspricht. Tiere, die durch i.v. Nicotin-Injektionen tachyphylaktisch gemacht waren, reagierten auch auf intraventrikuläre Nicotingaben nicht mehr.

  2. 2.

    Hexamethonium verhinderte bei Injektion in den 4. Ventrikel (150 μg) die Apnoe und die Vaguserregung nach i.v. Nicotin-Injektion vollständig. Auch nach Procain (50–100 μg) ließen sich ähliche antagonistische Wirkungen aufzeigen.

  3. 3.

    An der Area ventrolateralis der Medulla löste die lokale Nicotin-applikation 1–10 μg nur atmungssteigernde Effekte aus.

Die Versuche lassen vermuten, daß die zentralen Wirkungen hoher Nicotindosen, insbesondere Apnoe und Vaguserregung, bei der Ratte vornehmlich durch einen Angriffspunkt in der Umgebung des 4. Ventrikels zustande kommen. Die dort lokalisierten Receptorelemente zeigen eine pharmakologische Beeinflußbarkeit, die auf eine Ähnlichkeit mit den N-Receptoren in den vegetativen Ganglien hindeutet.

Summary

The effect of nicotine on the electrical activity of the efferent vagus and phrenic nerves has been investigated in anaesthetised rats under artificial respiration. The drug was injected into the fourth ventricle or applied topically into the subarachnoid space to the ventrolateral surface of the medulla.

The results were as follows:

  1. 1.

    Injections of 1–3 μg nicotine into the fourth ventricle produced respiratory standstill and an excessive excitation in the efferent vagus nerve. A similar reaction is obtained when 1,0 mg/kg nicotine is injected intravenously. Animals made tachyphylactic to nicotine given intravenously also failed to respond to nicotine when injected into the fourth ventricle.

  2. 2.

    The apnoe and stimulation of the vagus nerve produced by intravenous nicotine was completely abolished by an injection of hexamethonium (150 μg) into the fourth ventricle. Also procain (50–100 μg) produced a similar antagonistic effect.

  3. 3.

    When applied topically to the area ventrolateralis of the medulla 1–10 μg nicotine elicited a marked respiratory stimulation.

These results indicate that in the rat the “central” effects of high doses of nicotine as apnoe and stimulation of the vagus nerve are elicited from a site adjacent to the fourth ventricle. The pharmacological properties of the receptor elements there are similar to the N-receptors of vegetative ganglia.

This is a preview of subscription content, log in to check access.

Literatur

  1. Appelgreen, L. E., E. Hansson, and C. G. Schmiterlöw: The accumulation and metabolism of C14-labelled nicotine in the brain of mice and cats. Acta physiol. scand. 56, 249–257 (1962).

  2. Comroe, H. J., jr.: The effects of direct chemical and electrical stimulation of the respiratory center in the cat. Amer. J. Physiol. 139, 490–498 (1943).

  3. dal Ri, H., u. G.Schmidt: Die Aufzeichnung schneller biologischer Vorgänge auf elektromechanischen Direktschreibern durch Frequenztransformation. Z. Biol. 115, 30–40 (1965).

  4. Domaye, A.: On the action of nicotine upon respiration with particular reference to its blockade by hexamethonium. Jap. J. Pharmacol. 5, 1–10 (1955).

  5. Dontas, A. S., and M. Nickerson: Central and peripheral components of the action of “ganglionic” blocking agents. J. Pharmacol. exp. Ther. 120, 147–159 (1957).

  6. Gesell, R., E. T. Hansen, and J. J. Worzniak: Humoral intermedation of nerve cell activation in the central nervous system. Amer. J. Physiol. 138, 776–791 (1943).

  7. Hansson, E., and C. G. Schmiterlöw: Physiological disposition and fate of C14-labelled nicotine in mice and rats. J. Pharmacol. exp. Ther. 137, 91–102 (1962).

  8. Krieg, W. J. S.: Accurate placement of minute lesions in the brain of the albino rat. Quart. Bull. Northw. Univ. med. Sch. 20, 199–209 (1946).

  9. Lendle, L., u. J. E. Mohrmann: Ermittlung der Diffusionsgeschwindigkeit von lokalanaesthetisch wirkenden Stoffen mit Hilfe der „Austauschreaktion“ im Schwimmversuch an Fischen. Arzneimittel-Forsch. 5, 249–251 (1955).

  10. —, u. H. Ruppert: Über Isolobin, ein Hauptalkaloid der Lobeliadroge. Naunyn-Schmiedebergs Arch. exp. Path. Pharmak. 199, 478–496 (1942).

  11. Levine, R. R.: Presence of certain onium compounds in brain tissue following intravenous administration to rats. Nature (Lond.) 184, 1412 (1959).

  12. — The physiological distribution of hexamethonium and related compounds. J. Pharmacol. exp. Ther. 129, 296–304 (1960).

  13. McIsaac, R. J.: The relationship between distribution and pharmacological activity of hexamethonium-N-Methyl-C14. J. Pharmacol. exp. Ther. 135, 335–343 (1962).

  14. Mitchell, R. A., H. H. Loeschcke, W. H. Massion, and J. W. Severinghaus: Respiratory responses mediated through superficial chemosensitive areas on the medulla. J. appl. Physiol. 18, 523–533 (1963).

  15. Nicholson, H. C., and S. Sobin: Respiratory effects from the application of cocaine, nicotine, and lobeline to the floor of the fourth ventricle. Amer. J. Physiol. 123, 766–774 (1938).

  16. Richter, R.: Untersuchungen über die spasmolytische Wirkung von Restalkaloiden aus der Lobelia inflata. Versuch einer Analyse der asthmalösenden Wirkung der Tinktura Lobelina. Naunyn-Schmiedebergs Arch. exp. Path. Pharmak. 190, 280–295 (1938).

  17. Saito, Y.: Die Resorption örtlich betäubender Mittel von der Schleimhaut der Harnblase. Naunyn-Schmiedebergs Arch. exp. Path. Pharmak. 102, 367–381 (1924).

  18. Schanker, L. S., L. D. Prockop, J. Schou, and P. Sisodia: Rapid efflux of some quarternary ammonium compounds from cerebrospinal fluid. Life Sci. 10, 515–521 (1962).

  19. Schmidt, G., H. dal Ri u. L. Lendle: Der Einfluß hoher Nicotindosen auf die elektrische Aktivität im efferenten N. vagus und N. phrenicus der Ratte. Naunyn-Schmiedebergs Arch. exp. Path. Pharmak. 248, 464–482 (1964).

  20. Silvette, H., E. C. Hoff, P. S. Larson, and H. B. Haag: The actions of nicotine on the central nervous system functions. Pharmacol. Rev. 14, 137–173 (1962).

  21. Winterstein, H.: The actions of substances introduced into cerebrospinal fluid and the problem of intracranial chemoreceptors. Pharmacol. Rev. 13, 71–107 (1961).

  22. Wyss, O. A. M.: Die nervöse Steuerung der Atmung. Ergebn. Physiol. 54, 1–479 (1964).

Download references

Author information

Additional information

Mit 5 Textabbildungen

Über einen Teil der Versuche wurde auf der 29. Tagung der Deutschen Physiologischen Gesellschaft in Tübingen 1964 berichtet [vgl. Schmidt, G., u. H. dal Ri: Pflügers Arch. ges. Physiol. 281, 77 (1964)].

Rights and permissions

Reprints and Permissions

About this article

Cite this article

Schmidt, G., dal Ri, H. Über die Auslösung der zentralen Wirkung von Nicotin auf Atmung und efferente Vagusinnervation der Ratte. Naunyn - Schmiedebergs Arch 251, 13–27 (1965). https://doi.org/10.1007/BF00245726

Download citation