Diskussion
Unsere früheren Beobachtungen (Burn und Rand, 1958b, 1960) haben gezeigt, dass das Noradrenalin, das aus von sympathischen Fasern innervierten Geweben extrahiert werden kann, eine wichtige Rolle bei der Wirkung von Tyramin und bei der Wirkung der sympathischen Stimulation zu spielen scheint. Der Nachweis wurde von Tieren, denen Reserpin verabreicht wurde, und von normalen Tieren erbracht. Wenn das Tier mit Reserpin behandelt wurde, verschwand das extrahierbare Noradrenalin aus den Gefäßen, und sowohl Tyramin als auch sympathische Stimulation waren dann ohne Wirkung. Wenn eine intravenöse Infusion von Noradrenalin verabreicht wurde, hatten sowohl Tyramin als auch sympathische Stimulation eine erhöhte Wirkung, so dass die Wirkung der Infusion nicht von der Anwesenheit von Reserpin abhing. Wir haben angenommen, dass die Infusion von Noradrenalin den Vorrat an extrahierbarem Noradrenalin teilweise auffüllte oder bei normalen Tieren erhöhte. Dies ist jedoch eine Vermutung, denn Versuche, einen Anstieg des extrahierbaren Noradrenalins nachzuweisen, sind bisher nicht gelungen (Euler, 1956b).
Es wurde nun gezeigt, dass Acetylcholin und Nikotin in Gegenwart von Atropin eine Vielzahl von Wirkungen ausüben, die denen der Stimulation der sympathischen Nerven ähneln. Da sie diese Aktionen bei Tieren verlieren, die mit Reserpin behandelt werden, können sie handeln, indem sie Noradrenalin aus dem Speicher befreien. Diese peripheren Wirkungen von Acetylcholin und Nikotin umfassen (a) Vasokonstriktion der Gefäße des Kaninchenohrs (Burn und Rand, 1958a), (b) Beschleunigung der Vorhöfe des Kaninchenherzens (Burn und Rand, 1958c), (c) pilomotorische Wirkung im Katzenschwanz, (d) Kontraktion der Nickhaut des Katzenauges (Burn, Leach, Rand und Thompson, 1959) und (e) Hemmung des isolierten Uterus der jungfräulichen Hündin. Darüber hinaus haben de Burgh Daly und Scott (unveröffentlicht) beobachtet, dass Acetylcholin, das in die Milzarterie injiziert wurde, eine Kontraktion der Milz verursachte. Wir haben festgestellt, dass die intravenöse Injektion von Acetylcholin bei der mit Reserpin behandelten Katze eine Milzerweiterung verursachte. Darüber hinaus gibt es noch andere Wirkungen, deren Fehlen bei dem mit Reserpin behandelten Tier noch nicht nachgewiesen wurde. Ambache und Edwards (1951) beobachteten, dass Nikotin in Gegenwart von Atropin eine Hemmung des isolierten Ileums des Kätzchens verursachte.
Die Wirkungen von Acetylcholin und Nikotin ähneln nicht nur denen der sympathischen Nerven, sondern sind in gewisser Weise mit ihnen verwandt, da die Wirkungen nach Degeneration der sympathischen Nerven verschwinden. Die Konstriktorwirkung von Nikotin in den perfundierten Gefäßen des Kaninchenohrs, die pilomotorische Wirkung von Nikotin und Acetylcholin im Katzenschwanz, die Kontraktion der niktierenden Membran des Katzenauges durch Nikotin, die Kontraktion der Milz durch intraarteriell injiziertes Acetylcholin gehen nach Degeneration der sympathischen Nerven verloren. Dies deutet darauf hin, dass Acetylcholin und Nikotin auf einen Teil des normalen Sympathikusmechanismus einwirken, und es unterstützt zusätzlich den Vorschlag, dass sie Noradrenalin aus dem Speicher in der Nähe der Nervenenden freisetzen, da der Speicher verschwindet, wenn die sympathischen Fasern degenerieren (Euler und Purkhold, 1951; Burn und Rand, 1959).
Wenn der Speicher Teil des normalen Sympathikusmechanismus ist und Acetylcholin Noradrenalin aus dem Speicher abgeben kann, würde sich die Situation klären, wenn die postganglionären Sympathikusfasern, die Impulse an den Speicher senden, Acetylcholin freisetzen.
Cholinerge Fasern in sympathischen Nerven wurden erstmals von v. Euler und Gaddum (1931) in der Zunge des Hundes nachgewiesen. Der klassische Fall einer cholinergen Innervation ist jedoch die in den Schweißdrüsen (Dale und Feldberg, 1935). Cholinerge Fasern wurden dann in der sympathischen Innervation der Gefäße des Hinterbeines des Hundes (Bülbring und Burn, 1935) und in der Innervation der niktierenden Membran (Bacq und Fredericq, 1935) nachgewiesen. Gaddum und Kwiatkowski (1939) beobachteten, dass bei Perfusionen des Kaninchenohrs durch Stimulation der großen Ohrmuschel und der hinteren Ohrmuschelnerven eine Substanz im venösen Abfluss freigesetzt wurde, die eine Kontraktion des Blutegels verursachte. Sie kamen jedoch zu dem Schluss, dass die Befreiung nicht mit sympathischen Fasern zusammenhing, da das Ganglion cervicalis superior zwei Wochen zuvor entfernt worden war.
Kürzlich haben Gillespie und Mackenna (1959) herausgefunden, dass, wenn Kaninchen mit Reserpin behandelt wurden, das isolierte Ileum nicht mehr durch Stimulation der sympathischen Fasern gehemmt wurde, sondern sich zusammenzog. Die Kontraktion wurde durch Atropin aufgehoben, und Gillespie und Mackenna kamen zu dem Schluss, dass cholinerge Fasern in der sympathischen Versorgung vorhanden waren. Kürzlich machte auch Huković (1959), der in dieser Abteilung arbeitete, eine Präparation von Kaninchenvorhöfen mit sympathischen Fasern. Die Stimulation der Fasern in der Präparation von einem normalen Kaninchen verursachte eine Beschleunigung der Vorhofrate, aber die Stimulation in einer Präparation von einem mit Reserpin behandelten Kaninchen verursachte häufig eine Hemmung, die durch Eserin erhöht und durch Atropin aufgehoben wurde. Er kam zu dem Schluss, dass cholinerge Fasern in der sympathischen Versorgung vorhanden waren.
In der vorliegenden Arbeit haben wir ähnliche Beobachtungen in anderen Geweben gemacht. So verliert Tyramin bei Katzen, die mit Reserpin behandelt werden, seine Wirkung auf die niktierende Membran insgesamt, die sympathische Stimulation jedoch nicht; es verursacht immer noch eine Kontraktion. Diese Kontraktion wird jedoch durch Atropin aufgehoben. Wenn es durch Atropin abgeschafft oder stark reduziert wurde, kann es durch eine Infusion von Noradrenalin wieder verstärkt werden. Dies deutet darauf hin, dass die Fasern, die bei der Stimulierung der Niktitationsmembran im mit Reserpin behandelten Tier aktiv sind, cholinerg sind. In ähnlicher Weise können cholinerge Fasern im Milznerv vorhanden sein, denn in einigen Experimenten von mit Reserpin behandelten Tieren verursachte die Stimulation dieser Fasern eine Erweiterung der Milz, wie die Injektion von Acetylcholin. In der niktierenden Membran scheinen die Wirkungen von Acetylcholin, das aus cholinergen Fasern freigesetzt wird, und von Noradrenalin additiv zu sein. In der Milz scheinen die Wirkungen entgegengesetzt zu sein, so dass bei mit Reserpin behandelten Tieren, bei denen die Stimulation des Milznervs noch eine Kontraktion verursachte, die Kontraktion nach der Verabreichung von Atropin stark erhöht war, vermutlich weil die Dilatatorwirkung von Acetylcholin aufgehoben wurde. Cholinerge Fasern scheinen auch in der sympathischen Versorgung des Uterus der jungfräulichen Katze vorhanden zu sein. Auch hier schienen die Wirkungen von Acetylcholin und Noradrenalin (oder Adrenalin) entgegengesetzt zu sein; Acetylcholin bewirkt eine Kontraktion des jungfräulichen Uterus, und es wurde festgestellt, dass die Stimulation der hypogastrischen Nerven bei der mit Reserpin behandelten Katze ebenfalls eine Kontraktion verursacht, wobei die Kontraktion durch Eserin erhöht und durch Atropin aufgehoben wird. Somit scheint eine normalerweise inhibitorische sympathische Nervenversorgung cholinerge Fasern zu enthalten. Koelle (1955) aus histochemischen Studien fand heraus, dass „es wahrscheinlich eine gewisse Repräsentation typischer cholinerger Fasern in praktisch allen vorwiegend adrenergen und sensorischen Nerven gibt.“ Er fuhr fort zu fragen, ob sich die Begriffe cholinerg und adrenerg eher auf die vorherrschenden als auf die ausschließlichen Arten von Übertragungsmitteln der Nervenfasern beziehen könnten.
Drei Beobachtungen bezüglich des postganglionären Mechanismus können nun zusammen betrachtet werden. Erstens kann die Wirkung der sympathischen Stimulation durch Infusion von Noradrenalin in das Blut erhöht werden. Zweitens kann Acetylcholin (nach Atropin) durch eine nikotinähnliche Wirkung an der Peripherie sympathische Wirkungen reproduzieren, und zwar durch Freisetzung von Noradrenalin aus dem Speicher an den Nervenenden, da es nicht mehr wirkt, wenn die sympathischen Fasern degeneriert sind oder bei dem mit Reserpin behandelten Tier. Drittens scheinen cholinerge Fasern überall dort vorhanden zu sein, wo sie in sympathischen Fasern gesucht werden.
Diese Beobachtungen legen sofort eine Funktion für die cholinergen Fasern nahe, die in der sympathischen Versorgung von Organen wie der Milz vorhanden sind. Die cholinergen Fasern wirken wahrscheinlich adrenerg, da das Acetylcholin, das sie abgeben, auf den Noradrenalinspeicher einwirkt und Noradrenalin daraus freisetzt. Diese Idee dient dazu, eine Beobachtung zu erklären, die zuvor von einem von uns gemacht wurde (Burn, 1932) und in J. Physiol. (Vol. 75, S. 150). Es gab bisher keine Erklärung dafür. Wenn die lumbale Sympathikuskette während der Perfusion des Hinterbeins eines Hundes stimuliert wurde, verursachte ein Reiz von 3 Sekunden Dauer einen Abfall des arteriellen Widerstands. Wenn der gleiche Reiz für 30 sec angewendet wurde. der Haupteffekt war ein Anstieg des arteriellen Widerstands. Es zeigte sich, dass bei einer Stimulation für 3 Sek. Vasodilatatorfasern angeregt wurden, während bei einer Stimulation für 30 sek. Vasokonstriktorfasern angeregt wurden. Es kann nun vorgeschlagen werden, dass die 3-sekündige Stimulation zu einer Freisetzung von Acetylcholin und einem Abfall des arteriellen Widerstands aufgrund der direkten Wirkung dieser Substanz führte; Die 30-sekündige Stimulation führte zu einer längeren Freisetzung von Acetylcholin, was ausreichte, um Noradrenalin aus dem Körper zu befreien. Die übliche Vorstellung von adrenergen Fasern ist, dass sie Fasern sind, die Noradrenalin direkt freisetzen. Wir haben jetzt eine zweite Vorstellung, nämlich, dass Fasern, die Acetylcholin freisetzen, dadurch Noradrenalin aus dem Speicher entlassen können.
Die cholinergen Fasern können durch übermäßige Mengen Acetylcholin blockiert sein, wie Brücke (1935) zuerst in den pilomotorischen Muskeln des Katzenschwanzes und wie wir in den Gefäßen des Kaninchenohrs gesehen haben. Die Wirkung der Blockierungsmittel Cholin-2,6-xylyletherbromid und von Bretylium kann ähnlich sein. Diese Substanzen blockieren sympathische Impulse vollständig, verhindern jedoch nicht die Wirkung von Tyramin. In der Tat, 1 Std. nach der Gabe von Cholin-2,6-Xylyletherbromid oder Bretylium ist die Wirkung von Tyramin erhöht. Cholin-2,6-Xylyletherbromid und Bretylium, die nicht nur die sympathische Stimulation, sondern auch die Wirkung von Acetylcholin bei der Erzeugung sympathischer Effekte blockieren, scheinen aufgrund ihrer Struktur gut geeignet zu sein, um zu verhindern, dass die Wirkung sympathischer Fasern Noradrenalin aus dem Körper freisetzt.
Zur Zeit haben wir nichts weiter als Hinweise auf der Website des Ladens und wir erwähnen sie nur, um Richtungen anzugeben, in denen weitere Nachforschungen angestellt werden könnten. v. Euler (1956) hat die Ansicht vertreten, dass das in der Milz vorhandene Noradrenalin wahrscheinlich innerhalb der feinen Abschlüsse der Nerven liegt, da es keine Hinweise darauf gibt, dass es sich außerhalb des Nervengewebes selbst befindet. Er berechnete, dass die vorhandene Menge 3 bis 30 mg betragen würde./ g., obwohl die Menge in den Nerven, bevor sie die Milz erreichen, (beim Ochsen) etwa 15 µg beträgt./g. Wenn sich das Geschäft als v befindet. Euler schlägt vor, dann müssen die feinen Nervenenden in der Lage sein, Noradrenalin aus dem zirkulierenden Blut aufzunehmen. Die Tatsache, dass der Laden verschwindet, wenn die Nerven degenerieren, stimmt mit der Ansicht überein, dass sich der Laden innerhalb der Nerven befindet. Andererseits kann die Tatsache, dass Acetylcholin, das in die Milzarterie injiziert wird, Noradrenalin aus dem Laden freisetzen kann, darauf hindeuten, dass sich der Laden außerhalb der Nerven befindet. Es ist denkbar, dass der Speicher in chromaffinen Zellen gehalten wird, die von Nordenstam und Adams-Ray (1957) beschrieben und von Burch und Phillips (1958) in der menschlichen Haut bestätigt wurden und von Leach (siehe Burn und Rand, 1958a) in der Haut des Kaninchenohrs beobachtet wurden. Sie wurden auch in der Nickhaut der Katze und in der Haut des Katzenschwanzes beobachtet (Burn, Leach, Rand und Thompson, 1959). Diese Zellen verschwanden bei Tieren, die mit Reserpin behandelt wurden, und in der niktierenden Membran verschwanden sie auch nach Degeneration der sympathischen Fasern. Viel weitere Arbeit ist jedoch erforderlich, um sie mit dem Geschäft zu verbinden.
Unsere Beobachtungen werfen Fragen über die postganglionären sympathischen Fasern auf, obwohl sie derzeit nicht beantwortet werden können. Da der Nachweis für rein adrenerge Fasern sehr stark ist , scheint es zwei Mechanismen zu geben, durch die Noradrenalin freigesetzt wird. Die erste erfolgt durch einfache Freisetzung aus den adrenergen Fasern und die zweite durch die Wirkung von cholinergen Fasern, die Noradrenalin aus dem Körper freisetzen. Diese Mechanismen scheinen sich grundlegend zu unterscheiden, und es ist daher überraschend, dass sie nebeneinander existieren sollten; Es ist ferner überraschend, dass beide durch Cholin-2,6-Xylyletherbromid und durch Bretyllium blockiert sein sollten.
Eine weitere Frage betrifft die cholinergen Fasern. Setzen einige von ihnen Acetylcholin frei, um direkt zu wirken, und andere befreien es, um Noradrenalin aus einem Geschäft freizusetzen? Die Schweißdrüsen werden durch die Freisetzung von Acetylcholin stimuliert, aber die cholinergen Fasern zu den Muskelgefäßen des Hinterbeins des Hundes können sich sicherlich als Fasern erweisen, deren Hauptfunktion darin besteht, Noradrenalin aus einem Speicher freizusetzen, da bei vielen Hunden die vasodilatatorischen Wirkungen der Stimulation nicht beobachtet werden, es sei denn, spezielle Schritte (wie die Verwendung von Eserin) werden unternommen, um sie zu entlarven.
Eine Vorstellung, die die Beobachtungen vereinheitlichen könnte, ist, dass sympathische postganglionäre Fasern, wie die anderen peripheren efferenten Fasern, ursprünglich cholinerg waren. Im Laufe der Evolution innervierten sie zur Entwicklung eines adrenergen Mechanismus einen Vorrat an Noradrenalin, der möglicherweise in chromaffinem Gewebe vorhanden war, so dass die Innervation in gewisser Hinsicht der des Nebennierenmarks ähnelte. In der weiteren Entwicklung wurden die Fasern so modifiziert, dass das Noradrenalin im chromaffinen Gewebe in der Faser selbst entwickelt wurde, wodurch die wahren adrenergen Fasern gebildet wurden. Die blockierende Wirkung von Bretylium kann jedoch darauf hindeuten, dass auch diese noch eine Art cholinergen Hintergrund besitzen. So können postganglionäre Fasern Vertreter der drei Entwicklungsstadien enthalten, wobei der Anteil je nach innerviertem Gewebe und möglicherweise je nach Art variiert.