Der Einfluß der Temperatur auf die afferente und efferente motorische Innervation des Rückenmarks

Abstract

1. The influence of spinal cord temperature on the stretch responses of primary and secondary muscle spindle endings of triceps surae, anterior tibialis, and extensor digit. longus was tested in 27 anesthetized cats. 2. During the early phase of isolated spinal cooling the spontaneous activity, the acceleration response, and the dynamic response of primary afferents increased while the static response remained unchanged. With further cooling and with the appearance of shivering in most cases, however, the spontaneous activity, the acceleration responses, and the dynamic responses of primary endings dropped to lower values than at normal temperatures but not so the static responses. These findings suggest a parallel activation followed by an inactivation of both the dynamic γ-trail fibres and the static γ-plate fibres to muscle spindles. The decrease in spontaneous activity seemed to be more pronounced in extensor muscles than in flexor muscles. With secondary endings all changes were much less than with primary endings. 3. The decreased dynamic sensitivity of the primary endings leads to a decreased stability in the proprioceptive feedback loop of muscle innervation. This may support the inherent tendency of oscillation and hence the initiation and subsistence of shivering. 4. Tremor as induced by curare perfusion of the third ventricle is enhanced by spinal cord cooling but diminished by spinal warming. The influence of spinal cord temperature on the stretch responses of primary and secondary muscle spindle endings of triceps surae, anterior tibialis, and extensor digit. longus was tested in 27 anesthetized cats. During the early phase of isolated spinal cooling the spontaneous activity, the acceleration response, and the dynamic response of primary afferents increased while the static response remained unchanged. With further cooling and with the appearance of shivering in most cases, however, the spontaneous activity, the acceleration responses, and the dynamic responses of primary endings dropped to lower values than at normal temperatures but not so the static responses. These findings suggest a parallel activation followed by an inactivation of both the dynamic γ-trail fibres and the static γ-plate fibres to muscle spindles. The decrease in spontaneous activity seemed to be more pronounced in extensor muscles than in flexor muscles. With secondary endings all changes were much less than with primary endings. The decreased dynamic sensitivity of the primary endings leads to a decreased stability in the proprioceptive feedback loop of muscle innervation. This may support the inherent tendency of oscillation and hence the initiation and subsistence of shivering. Tremor as induced by curare perfusion of the third ventricle is enhanced by spinal cord cooling but diminished by spinal warming. 1. In insgesamt 27 Versuchen wurde der Einfluß der Rückenmarkstemperatur auf die Dehnungsempfindlichkeit primärer und sekundärer Muskelspindelafferenzen aus dem M. triceps surae, M. tibialis ant. und M. ext. digit. long. geprüft. 2. Im Beginn einer Temperatursenkung im Wirbelkanal kam es meistens zu einer Zunahme der Spontanaktivität, der Beschleunigungs- und der dynamischen Antwort der primären Afferenzen, während die statische Antwort relativ unbeeinflußt blieb. Mit weiter fortschreitender Kühlung und dem Auftreten von Zittern jedoch sank in der Mehrzahl der Fälle die Spontanaktivität, die Beschleunigungs-und die dynamische Antwort der primären Afferenzen unter die Werte bei Normaltemperatur ab, nicht jedoch die statische Antwort. Diese Veränderungen der verschiedenen, für die Beurteilung der Dehnungsempfindlichkeit wichtigen Kriterien deuten auf eine gleichsinnige Aktivierung bzw. Inaktivierung sowohl des dynamischen als auch des statischen γ-Systems hin. Alle Änderungen waren mit der Wiedererwärmung reversibel. Die Verminderung der Spontanaktivität bei länger bestehender Kühlung schien bei Extensoren ausgesprochener zu sein als bei Flexoren. Bei den sekundären Afferenzen waren die Änderungen wesentlich geringer als bei den primären Afferenzen. 3. Die verminderte dynamische Empfindlichkeit der primären Spindelreceptoren hat einen Stabilitätsverlust des proprioceptiven, längenstabilisierenden Rückmeldekreises der Muskelinnervation zur Folge. Sie fördert somit die dem System inhärenten Neigungen zu Oscillationen und begünstigt die Entstehung und Unterhaltung eines Tremors. 4. Bei einem durch Curare-Perfusion des 3. Ventrikels ausgelösten Tremor verstärkte eine zusätzliche Rückenmarkskühlung sowohl die Verminderung der dynamischen Antwort der primären Afferenzen als auch den Tremor. Eine Erwärmung des Rückenmarks verminderte den schon bestehenden Curare-Tremor. In insgesamt 27 Versuchen wurde der Einfluß der Rückenmarkstemperatur auf die Dehnungsempfindlichkeit primärer und sekundärer Muskelspindelafferenzen aus dem M. triceps surae, M. tibialis ant. und M. ext. digit. long. geprüft. Im Beginn einer Temperatursenkung im Wirbelkanal kam es meistens zu einer Zunahme der Spontanaktivität, der Beschleunigungs- und der dynamischen Antwort der primären Afferenzen, während die statische Antwort relativ unbeeinflußt blieb. Mit weiter fortschreitender Kühlung und dem Auftreten von Zittern jedoch sank in der Mehrzahl der Fälle die Spontanaktivität, die Beschleunigungs-und die dynamische Antwort der primären Afferenzen unter die Werte bei Normaltemperatur ab, nicht jedoch die statische Antwort. Diese Veränderungen der verschiedenen, für die Beurteilung der Dehnungsempfindlichkeit wichtigen Kriterien deuten auf eine gleichsinnige Aktivierung bzw. Inaktivierung sowohl des dynamischen als auch des statischen γ-Systems hin. Alle Änderungen waren mit der Wiedererwärmung reversibel. Die Verminderung der Spontanaktivität bei länger bestehender Kühlung schien bei Extensoren ausgesprochener zu sein als bei Flexoren. Bei den sekundären Afferenzen waren die Änderungen wesentlich geringer als bei den primären Afferenzen. Die verminderte dynamische Empfindlichkeit der primären Spindelreceptoren hat einen Stabilitätsverlust des proprioceptiven, längenstabilisierenden Rückmeldekreises der Muskelinnervation zur Folge. Sie fördert somit die dem System inhärenten Neigungen zu Oscillationen und begünstigt die Entstehung und Unterhaltung eines Tremors. Bei einem durch Curare-Perfusion des 3. Ventrikels ausgelösten Tremor verstärkte eine zusätzliche Rückenmarkskühlung sowohl die Verminderung der dynamischen Antwort der primären Afferenzen als auch den Tremor. Eine Erwärmung des Rückenmarks verminderte den schon bestehenden Curare-Tremor.

DOI: 10.1007/BF00592258

Cite this paper

@article{Klussmann2004DerED, title={Der Einflu\ss der Temperatur auf die afferente und efferente motorische Innervation des R{\"{u}ckenmarks}, author={Friedrich Wilhelm Klussmann and H. -D. Henatsch}, journal={Pfl{\"{u}gers Archiv}, year={2004}, volume={305}, pages={295-315} }