On the humoral transfer of excitation from one neuron to another

Full Text

Мысль о возможности переноса нервного возбуждения гуморальным путем впервые высказал Langley. Его предположение относилось, к сосудорасширению, вызванному раздражением чувствительных волокон. Несколькими годами позднее это предположение подтвердилось экспериментально. Н. Dale и J. Gaddum своими опытами установили, что как сосудорасширение, получающееся при раздражении чувствительных волокон и парасимпатических нервов, так и контрактуры денервированных мышц, сопровождающие это действие, весьмасходны с сосудорасширением и контрактурами, вызванными ацетилхолином. Это дает основание с большой вероятностью предполагать., что этот сосудорасширяющий эффект чувствительных волокон “антидромно“ проводящих, и парасимпатических нервов обязан периферическому освобождению ацетилхолина. К выводу о гуморальном переносе сосудорасширяющего действия чувствительных волокон пришли и мы в нашей предыдущей работе², где мы показали, что при раздражении задних чувствительных корешков кровь соответствующей конечности приобретает сосудорасширяющие свойства. Такие же свойства приобретает и раствор Ringег’а, пропускаемый через сосуды конечностей, при раздражении задних чувствительных корешков.

Много раньше, чем было экспериментально доказано существование антидромных веществ, Loewi ) открыл гуморальный перенос действия нервов сердца (vagusstoff, sympathicusstoff). Это открытие Loewi положило начало исканию такой же передачи нервного возбуждения в других местах организма. Finkleman установил такой перенос действия у тормозящих нервов кишок. И. П. Разенков и А. Н. Пчелина⁵ — для секреторных нервов поджелудочной железы и желудка. А. Ф. Самойлов⁶, на основании своих опытов с изучением температурных коэффициентов, приходит к выводу о гуморальном переносе возбуждения с двигательного нерва на поперечнополосатую мышцу; при чем он считает, что раз дело происходит так между нервом и мышцей, то вполне естественно предположить, что «о всех случаях, где происходит переход возбуждения с одной клетки ?на другую, этот переход осуществляется посредством химических агентов, т. е. сводится к секреции на границе клеток особых раздражающих веществ.

К настоящему времени уже накопилось достаточно фактов, чтобы :это предположение считать вполне вероятным по отношению к переходу возбуждения с клетки на клетку на периферии организма, в области нервных окончаний. Но по отношению к центральной нервной системе, к цепи нейронов, пока еще нет ни одного факта и только лишь сходство характерных черт перехода возбуждения клетки на клетку, как то односторонность перехода и задержка во времени, дает возможность предполагать, что этот переход осуществляется одинаковым образом как в периферических синапсах, так и в синапсах центральной нервной нервной системы.

Причиной такого положения дела являются методические затруднения в физиологических экспериментах с синапсами центральной нервной системы. Но, если недоступны ганглии головного и спинного мозга, то много легче доступ к симпатическим ганглиям. В настоящей работе мы излагаем результаты нашей такой попытки.

В качестве объекта исследования был взят верхний шейный симпатический ганглий кошки; реагирующим органом служило третье веко. Согласно работ Langley’a⁷) и многих последующих авторов, симпатические волокна, иннервирующие третье веко кошки, проходят в шейном симпатикусе и прерываются в верхнем шейном ганглии. Следовательно, преганглионарные волокна для третьего века находятся в шейном симпатикусе, а постганглионарные волокна есть отростки клеток верхнего шейного узла. Как известно, все обнаруженные до сих пор вещества, переносящие возбуждение с одной жлетки на другую, попадают, повидимому, по выполнении своей функции, в кровь, ею уносятся от места их образования и возможно? в ней разрушаются (,,vagusstoff“). Поэтому понятно, что для нашей цели прежде всего важно было знать ход кровеносных сосудов этого ганглия, дабы иметь возможность уловить эти вещества в вытекающей из вены ганглия крови или растворе Ringer’a при искусственной циркуляции.

Исследования К. М. Быкова и А. М. Павловой⁸) с инъекциями сосудов этого узла показали, что артерия, питающая узел, отходит непосредственно от сонной или от щитовидной артерии на уровне тотчас ниже перекрещивания art. carotis communis с n. hypoglossus. Этот стволик (1—2), толщиной в нитку, отходит от задней периферии art. carotis на одном приблизительно уровне с артериями щитовидной железы (2—3 веточки). Артерия подходит к узлу, дает ему тонкие веточки, а сама поднимается кверху, лежа на нервных стволах vagus-sympathicus.

Наши собственные исследования, с инъекциями этих сосудов массой из желатины с берлинской лазурью и последующей препаровкой,, подтверждают цитируемые выше данные о ходе артерий узла, но в нашем материале встречали ответвления артерий узла и от передней поверхности и от медиальной стороны этой артерии.

Вены узла, по нашим исследованиям, дают большие вариации. Венозные веточки настолько малы, что трудно поддаются препаровке;, удается облегчить эту препаровку перевязкой art. carotis communis выше отхода артерий узла, а также перевязкой v. jugularis interna в нижней части шеи перед инъекцией массы в art. carotis. Нам удалось показать, что вены узла впадают или непосредственно в v. jugularis interna, или в круг, который, ответвляясь от указанной вены и огибая с медиальной стороны n. hypoglossus, тотчас же снова впадает в эту вену. Обычно удается обнаружить лишь две венозные веточки: одна, идущая вдоль ствола vagus-sympathicus сверху к узлу и сопровождающая соответствующую артерию, а другая, отходя от середины узла или чаще от нижней его трети, впадает в v. jugularis interna.

Для того, чтобы уловить в оттекающей из вены крови или Ring е г’овской жидкости вещества, могущие возникать при раздражении преганглионарных волокон и переносящие возбуждение на ганглиозную клетку, мы сочли более удобным пользоваться пропусканием через сосуды ганглия раствора Ringer-Locke с кислородом.

Из работы цитированных выше авторов было известно, что симпатический ганглий сохраняет при таких условиях свою возбудимость в течение нескольких часов. Наши опыты полностью подтверждают этот факт. Для наших целей мы пользовались следующей методикой.

Методика. Продольным разрезом шеи открывается art. carotis communisодной стороны, берется на лигатуру и отсепаровывается от прилегающих частей с перевязкой отходящих мелких артерий до места выхода артерий к узлу вместе с щитовидными артериями. Затем, выше отхода указанных артерий^ art. carotis перерезается между двух лигатур, как показано на схематическом рисунке № 1. Дальше, также между двух лигатур перерезается соединительная ткань вместе с отходящими от art. carotis и от щитовидных артерий мелкими* артерийками, идущими к соседним мышцам, также n. hvpoglossus, щитовидные артерии, очищая путь к постганглионарным волокнам симпатикуса. Около же самого ганглия перевязывают артерии, идущие вдоль ганглия и его продолжения вверх, проводя для этого лигатуру у самого ствола vagus-sympathicus, стараясь захватить все мелкие артерии, проходящие над и под этим нервным стволом. Также в эту последнюю перевязку обычно легко попадает и верхняя часть v. jugularis interna. Таким же образом перевязываются и ответвления v. jugularis interna как крупные: 1) уже упомянутая, идущая сверху, 2) идущая сзади от черепа и впадающая с латеральной стороны в v. jugularis interna у самого перекреста n. hypoglossus с art. carotis communis, так и ряд мелких, идущих от прилегающих мышц и желез.

Как показано на рисунке, в нижний конец art. carotis communis и v. jugularis interna вставляются стеклянные канюли. При этом нужно заметить, что у некоторых кошек v. jugularis interna бывает настолько мала, что не удается ввести канюлю. Канюля art. carotis соединяется с Маriоt Говским сосудом и пропускается раствор Ringеr-Lоске с кислородом при t° 37—38°. Из канюли v. jugularis interna оттекает жидкость, слегка окрашенная кровью, не дающая образования сгустков в продолжение 20—30 минут. Степень примеси крови зависит от тщательности препаровки, от того, насколько тщательно удается перевязать мелкие реточки вен, которые дают различные отклонения, как в величине, так и в топографическом отношении. Высота водяного столба в наших опытах была от 80 до 100 сантиметров. При таком давлении из оттекающей вены за 15 минут можно собрать 3—4 ст.³ жидкости. Мы таким путем собирали 2 порции жидкости по 3 ст.³ каждая, одну до раздражения, другую во время раздражения шейного симпатикуса индукционным током. Раздражение производилось 3—4 раза по 3 минуты каждый раз с перерывом в 2 минуты между ними. Собранные пробы жидкости вводились затем в раствор Ringer-Locke, циркулирующий через сосуды этого же ганглия или верхнего шейного другой стороны. Введение жидкости производилось шприцем с иглой путем вкалывания иглы в резиновую трубку, надетую на канюлю art. carotis.

Pис. 1. 1—art. carotis communis. 2—v. jugularis interna. 3—артерия, питающая симпатический узел. 4—gang!, nodosum. 5—вены симпатического узла. 6—gangl-cerv. sup. 7—n. hypoglossus.

Пользуясь указанной методикой, мы получили при введении жидкости, собранной из оттекающей вены во время раздражения шейного симпатикуса, ясное сокращение третьего века соответствующей стороны. Приведенные кривые иллюстрируют один из этих опытов. Жидкость, собранная вне периода раздражения, такого эффекта не давала.

Опыт № 1. Кошка 2800 гр. Под эфирно-хлороформенным наркозом произве,дена_лпрепаровка, как указано выше. Собрано из v. jugularis interna две порции жидкости по 2,5 ст.³ каждая; одна до раздражения, другая во время раздражения преганглионарных волокон sympathicus’a. Раздражение производилось /индукционным током с расстоянием катушек в 140 м/м. (порог раздражения 170 м|м; аккумулятор—2 v.). Продолжительность раздражения по 3 минуты три раза с двухминутными перерывами. Введение жидкости производилось в сосуды этого же ганглия. Жидкость, полученная во время раздражения нерва, вводилась в продолжении 20", жидкость же, собранная до раздражения, в 10", в два фаза быстрее с тем, чтобы введение этой жидкости в то же время служило контролем того, что наш эффект не зависит от механического раздражения ганглиозных клеток, которое могло бы иметь место при быстром введении .шприцем под сильным давлением поршня.

Кривая № 2 этого опыта иллюстрирует запись сокращения третьего века при слабом электрическом раздражении (160 м|м. расстояния катушек). Кривая № 3—введение контрольной жидкости, т. е. жидкости, собранной до раздражения. Кривая № 4—запись сокращения третьего века при введении жидкости, собранной во время раздражения преганглионарных волокон симпатикуса. Средняя линия отмечает начало и конец введения жидкостей. Нижняя—время в 5".

Кривая 2

Для иллюстрации более мощного сокращения третьего века при введении в сосуды ганглия жидкости, собранной во время раздражения преганглионарных волокон, привожу кривую № 5 опыта № 6.

Опыт № 6. Кошка 3500 гр. По указанной методике устанавливается циркуляция раствора Ringer-Locke с кислородом через сосуды верхнего шейного ганглия правой стороны. Собраны также две порции жидкостей по 3 ст. каждая. Затем с такой же препаровкой устанавливается пропускание раствора Ringer-Locke с кислородом по сосудам верхнего шейного ганглия другой стороны. В циркулирующий по сосудам этого ганглия раствор шприцем вводятся собранные жидкости от первого ганглия, как указано в методике. Продолжительность введения каждой жидкости 15". Длина записывающего пера, высота водяного столба, как и другие условия те же, что и в опыте 1. Кривая № 5 показывает более сильное сокращение третьего века с о ступенеобразным подъемом.Кривая 5 б—кривая сокращения при электрическом раздражении. Отметка времени—5". Вообще, конечно, в каждом опыте при электрическом раздражении средней силы сокращение третьего века всегда более сильное, чем при введении нашей жидкости, собранной во время раздражения. Нужно заметить, что для получения эффекта необходим некоторый навык, большая тщательность, особенно в препаровке венозной системы. Неперевязанные венозные веточки дают большую примесь крови, которая часто вызывает появление «свертков. Понятно, что введение жидкости со свертком или пузырьком воздуха создает невозможность прохождения циркулирующего раствора по сосудам ганглия. Но и кроме того, при своем свертывании, жидкость теряет свойство вызывать возбуждение ганглиозных клеток. С другой стороны, оставшаяся неперевязанной артерия узла, после того как она, отдав веточку к узлу, проходитвдоль ствола vagus sympathicus, дает заметную убыль раствора в Магiоlt’oвском сосуде и большее, чем обычно, количество, собираемой из v. jugularis interna, жидкости. Такая жидкость будет настолько разбавлена, что не даст никакого эффекта. Иногда, при самой тщательной препаровке, не удается перевязать указанную артерию, в таком случае заранее можно отказаться от дальнейшего продолжения опыта на этой кошке. Перевязку этой артерии следует делать около ствола vagus—sympathicus выше ганглия, а не у самого ганглия, иначе в перевязку могут попасть вместе с артерией и веточки, отходящие от нее к узлу и возбудимость ганглия быстро упадает до нуля, ho все-же, при соблюдении указанных условий, в некоторых из наших опытов не получалось сокращения третьего века при введении жидкости, собранной во время раздражения нерва. Повидимому, в этих случаях мы имели дело с недостаточной концентрацией веществ, вызывающих возбуждение ганглиозных клеток. Согласно учения С. Shеггingtоп’а о характерных особенностях синапсов центральной нервной системы, субминимальные раздражения, не вызывающие сами по себе реакции, все же производит некоторый физиологический эффект, выражающийся в том, что такое раздражение уменьшает сопротивление прохождению через синапс последующего импульса, вызванного хотя бы также допороговым раздражением. Следовательно, и введение нашей жидкости, полученной во время раздражения, преганглионарных волокон, также должно вызвать такой процесс проторения пути и облегчить прохождение импульсов, вызванных допороговым раздражением преганглионарных волокон, иначе говоря, понизить порог раздражения. С этой целью мы провели исследование порогов раздражения с преганглионарных волокон как до введения обоих порций наших жидкостей, так и после их введения.

Кривая 3

Кривая 4

Опыт № 5. Кошка 3000 гр. Через сосуды верхнего шейного ганглия правой стороны циркулирует раствор Ringer-Lock е с кислородом. Из v. jugularis interna собраны две порции жидкостей по 2.5 ст.³ каждая. Порог раздражения до раздражения индукционным током 185 м|м расстояния катушек санного аппарата du-BoiReumond’a при напражении аккумулятора в 2 v. При собирании второй порции раздражение проводилось при расстоянии катушек в 160 м|м. Продолжительность раздряжения—3 раза по 3 минуты с двух минутными перерывами. После раздражения порог понизился до 195 м|м. Затем вводится ио указанной методике жидкость, полученная до раздражения. Измерение порога дает ту же величину 195 м|м; вводится жидкость, собранная во время раздражения; порог понижается до 210, хотя сокращение третьего века во время введения этой жидкости отсутствует (см. таб. № 1).

Кривая 5а

Из приведенной (ниже) таблицы видно, что мы получили понижение порогов раздражения после введения в сосуды ганглия жидкости, собранной во время раздражения преганглионарных волокон этого ганглия, также как и при электрическом раздражении указанных* волокон. Нужно заметить, что состояние повышенной возбудимости в наших опытах сохранялось довольно продолжительно, особенно после введения нашей второй жидкости. Только по истечении 20—30 минут порог раздражения возвращался к первоначальной величине.

Хотя мы в наших опытах с раздражением шейного симпатикуса всегда, взяв на лигатуру головной его конец, отделяли перерезкой от грудного его конца, чтобы устранить возможность возражения о какой либо передаче раздражения к надпочечникам, выделения адреналина и попадания последнего в нашу жидкость, мы предприняли контрольные опыты с предварительной экстирпацией надпочечников. Г IОпыт №11."Кошка 3100 гр. Обычным способом со стороны брюшной полести удалялись оба.надпочечника. Затем—на шее производилась обычная препаровка сосудов, устанавливалась циркуляция раствора Ringer-Locke с кислородом по сосудам верхнего шейного ганглия и дальше опыт проводился так, как в предыдущих опытах. Полученная кривая № 6 указывает, что введение жидкостей дает тот же эффект.

Кривая 5б

ТАБЛИЦА № 1.

Порогов раздражения в м|м расстояния катушек индуктория.

Кривая 6

Вверху—введение жидкости, полученной до раздражения; внизу—введение жидкости, собранной во время раздражения преганглионарных волокон верхнего шейного ганглия. Удлинение латентного периода у данной кривой сокращения третьего века, как и у некоторых последующих, кривых находит себе полное

объяснение в том, что не всегда удается ввести канюлю в одно и то же место art. carotis, ввести иглу шприца в одно и то же место резиновой трубки укаь занной канюли. При одинаковых условиях длина латентного периода одинакова в пределах наших возможностей измерения — см. кривую 4 и 5. Особенно же ‘Отражается на величине латентного периода изменение высоты водяного столба циркулирующей жидкости.

Такие три опыта с одинаковым результатом убеждают нас, что свойства жидкостей, собранных из вен ганглия во время раздражения его преганглионарных волокон не находятся в какой либо зависимости от надпочечников.

С другой стороны, из всех наших опытов достаточно ясно вытекает, что, при раздражении преганглионарных волокон, в самом ганглие образуются эти вещества, вызывающие возбуждение ганглиозных клеток. Теперь возникает вопрос, с которым из нейронов связано образование этих веществ являются ли эти вещества просто продуктами обмена, входящих в состав ганглия элементов, как-то—ганглиозных клеток, перицелпюлярного аппарата, или же действительно являются переносчиками возбуждения с перицеллюлярного аппарата первого нейрона на ганглиозные клетки второго нейрона, т. е. образуются в месте синапсы, являются synapsestoff’aMH.

Из работ J. Eccles и С. Sherrington’a⁹ известно, что импульс, вызванный с двигательного волокна, „антидромно* распространяется и на двигательную клетку и прерывается лишь в синапсе. Следовательно, в нашем случае мы с полной достоверностью можем полагать, что при приложении раздражения на постганглионарные волокна мы вызываем возбуждение и ганглионарных клеток. И поэтому, если эти вещества представляют собою лишь продукты обмена и не играют той биологической роли, которой мы им приписываем, то ясно, что такие вещества должны получиться и в результате возбуждения ганглиозных клеток с постганглионарных волокон, так как следует полагать, что в нервной клетке обмен веществ наиболее выражен по сравнению с другими элементами ганглия. Если же наши вещества являются действительно переносчиками возбуждения с одного нейрона на другой, то их образование должно быть связано только с приводящим нейроном, преганглионарными волокнами. Для решения этого вопроса мы предприняли опыты с раздражением постганглиой нарных волокон.

Опыт № П. Кошка 3200 гр. После соответствующей препаровки, устанавливается циркуляция раствора Ringer-Locke с кислородом через сосуды ганглия правой стороны. Как преганглионарные волокна, так и постганглионарные волокна этого ганглия взяты на погружные электроды. При взятии на электроды постганглионарных волокон мы поступали следующим образом. Насколько возможно, ствол vagus-sympathicus выше ганглия отсепаровывался от подлежащих тканей. На расстоянии 5 м|м от ганглия симпатические волокна осторожно отделялись от vagus’a и взяты на тонкие и узкие (3 м|м шириной) погружные электроды. Из v. jugularis interna собирались три порции жидкостей: одна порция до раздражения, другая во время раздражения постганглиор парных волокон, третья—во время раздражения преганглионарных волокон. Раздражение производилось также как и в предыдущих опытах 3 раза по три * минуты с двумя минутными перерывами. Сила раздражения определялась следующим образом: предварительно находился порог раздражения с данных волокон и затем вторичная катушка приближалась к первичной на 20--30 мм. В данном опыте (расстояние для постганглионарных волокон было 150 м|м.„ для преганглионарных—150 м|м. Затем, установив циркуляцию раствора через сосуды ганглия другой стороны, полученные жидкости вводились шприцемв этот циркулирующий, как указано в методике.

По образцу описанного опыта № 14 мы имеем лишь два опыта[1] в остальных же четырех опытах этой серии мы собирали и вводили лишь две порции жидкостей: одну до раздражения; другую—во время раздражения постганглионарных волокон.

В шести наших опытах этой серии мы не имели ни одного случая сокращения третьего века при ввведении жидкости, полученной во время раздражения постганглионарных волокон. Кроме того, мы также исследовали пороги раздражения с преганглионарных волокон до и после введения жидкости, собранной во время раздражения постганглионарных волокон.

ТАБЛИЦА № 2.

Порогов раздражения с преганглионарных волокон (в м|м расстояния катушек)

Приведенные опыты последней серии убеждают нас, что при раздражении постганглионарных волокон, а также следовательно и при возбуждении ганглиозных клеток, не наблюдается образования веществ, вызывающих возбуждение ганглиозных клеток. Образование таких веществ связано лишь с раздражением преганглионарных волокон. В дальнейшем нас интересовал вопрос—какие элементы ганглия возбуждает полученная при раздражении преганглионарных волокон,, жидкость, при ее введении в сосуды ганглия. Происходит ли сначала возбуждение окончаний преганглионарных волокон, а затем это возбуждение передается ганглиозным клеткам или же наша жидкость обладает специфическим раздражающим свойством для ганглиозных клеток. Нашими опытами мы могли лишь показать, что ганглиозные клетки действительно возбуждаются при введении нашей жидкости. С этой целью мы предприняли опыты на кошке с дегенерированными преганглионарными волокнами верхнего шейного ганглия.

Опыт № 22. Кошка 3000 гр. 3-го сентября перерезан симпатикус на шее левой стороны. 21-го сентября, как обычно, ставится опыт, при чем жидкости собираются из вен ганглия правой стороны, а введение производится в ганглий левой стороны, т. е. в ганглий с дегенерированными преганглионарными волокнами. Наступление дегенерации определяется физиологически, т. е. раздражение даже максимальной силы этого симпатикуса не дает никакого эффекта на

На основании полученных нами результатов и имеющихся в литературе по этому вопросу фактов мы приходим к следующим выводам:

1. В симпатической системе переход возбуждения с одного нейрона на другой совершается при участии химических агентов.
2. Участие химического фактора обязательно при переходе возбуждения с одной клетки на другую и в других частях нервной системы.

Нам кажется, что функциональные свойства синапсы центральной нервной системы находят себе наиболее полное объяснение при представлении о гуморальной передаче возбуждения с одного нейрона на другой.

[1] По техническим условиям часть кривых (№№ 7—10) в статье не помещены. Ред.

About the authors

A. V. Kibyakov

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Fig. 1.1 — art. carotis communis. 2 — v. jugularis interna. 3 — artery feeding the sympathetic node. 4 — gang !, nodosum. 5 — veins of the sympathetic node. 6 — gangl-cerv. sup. 7 — n. hypoglossus.

Download (99KB)

Indexing metadata

3. Curve 2

Download (74KB)

Indexing metadata

4. Curve 3

Download (56KB)

Indexing metadata

5. Curve 4

Download (43KB)

Indexing metadata

6. Curve 5

Download (133KB)

Indexing metadata

7. Curve 5b

Download (71KB)

Indexing metadata

8. Curve 6

Download (95KB)

Indexing metadata