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The physiology and pharmacology of nerve-free smooth muscle

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Northwestern
U niversity
M anuscript
Library
Theses
U n p u b lis h e d t h e s e s s u b m itte d f o r th e M a s t e r ’ s and
D o c t o r ’ s d e g r e e s and d e p o s i t e d in th e N o r t h w e s t e r n U n i v e r s i t y
L i b r a r y a r e open f o r i n s p e c t i o n , b u t a r e to be u s e d o n l y w ith
due r e g a r d to t h e r i g h t s o f th e a u t h o r s .
B ibliographical
r e f e r e n c e s ma y b e n o t e d , b u t p a s s a g e s may b e c o p i e d o n l y w i t h
t h e p e r m i s s i o n o f t h e a u t h o r s , an d p r o p e r c r e d i t m u s t be g i v e n
in su b seq u en t w r i t t e n or p u b lis h e d work.
E xtensive copying
or p u b l i c a t i o n of the t h e s i s in whole or in p a r t r e q u i r e s
a l s o t h e c o n s e n t o f t h e Dean o f t h e G r a d u a t e S c h o o l o f
Northwestern U niversity.
T h i s t h e s i s by
h a s b e e n u s e d b y t h e f o l A ' p ' Wi n g
a t t e s t t h e i r acceptance of the
its
p e r s o n s , wiLo s e s i g n a t u r e s
above r e s t r i c t i o n s .
A l i b r a r y which borrows
p a t r o n s i s e x p e c te d to s e c u r e
NAME AND ADDRESS
t h i s t h e s i s f o r u s e by
the s i g n a t u r e of each u s e r .
DATE
NORTHWESTERN UNIVERSITY
THE PHYSIOLOGY AND PHARMACOLOGY
OF NERVE-FREE SMOOTH MUSCLE
A DISSERTATION
SUBMITTED TO THE GRADUATE SCHOOL
IN PARTIAL FULFILLMENT OF THE REQUIREMENTS
for the degree
DOCTOR OF PHILOSOPHY
DEPARTMENT OF PHYSIOLOGY AND PHARMACOLOGY
BY
JOHN FERGUSON
EVANSTON, ILLINOIS
JUNE, 1940
P roQ uest Number: 10101386
All rights reserved
INFORMATION TO ALL USERS
The quality o f this rep rod uction is d e p e n d e n t u p o n th e quality o f th e c o p y subm itted.
In th e unlikely e v e n t th a t th e author did n o t se n d a c o m p le t e m anuscript
a n d th ere are missing p a g e s , th e s e will b e n o te d . Also, if m aterial h a d to b e r em o v ed ,
a n o te will in d ic a te th e d e le tio n .
uest
ProQ uest 10101386
Published by ProQ uest LLC (2016). C opyright o f th e Dissertation is h eld by th e Author.
All rights reserved.
This work is p r o te c te d a g a in st unauthorized c o p y in g under Title 17, United States C o d e
Microform Edition © ProQ uest LLC.
ProQ uest LLC.
789 East E isenhow er Parkway
P.O. Box 1346
Ann Arbor, Ml 48106 - 1346
I t i s a p l e a s u r e t o e x p r e s s my a p p r e c i a t i o n t o Dr*
A* C* I v y , D r. C. A* D r a g s t e d t , D r. F . T . J u n g ,
D r. K. K* J o n e s , an d Dr* J . S . G ray f o r s u g g e s t i o n s
an d a s s i s t a n c e i n c o n n e c t i o n w i t h t h i s w o rk *
T A B L E
OF
C O N T E N T S
P ag e
ACKNOWLEDGMENTS
I.
INTRODUCTION
P u r p o s e of* t h i s w o rk , 1 — P o s s i b l e s o u r c e of*
n e r v e —f r e e sm o o th m u s c l e , 1 — The a m n io n o f t h e
c h i c k , 2 — P e r t i n e n t r e p o r t s o n t h e a m n io n o f
th e c h ic k , 7 .
II.
METHODS
M a t e r i a l , 8 — E x a m in a tio n f o r n e r v e s , 10 - R e c o r d in g c o n t r a c t i o n s , 12 — S o l u t i o n s , 13 —
O x y g e n a tio n , 1 5 •
III.
PHYSIOLOGICAL OBSERVATIONS
17
T e m p e ra tu re c o n s i d e r a t i o n s , 17 — The i o n i c
e n v ir o n m e n t, 19 — R h y th m ic a c t i v i t y an d t o n u s , 2 4 .
IV .
PHARMACOLOGICAL OBSERVATIONS
26
M o rp h in e s u l p h a t e , 27 — D i g a l e n , 28 — C o c a in e h y d r o c h l o r i d e , 28 — A c e t y l c h o l i n e b r o m id e , 29 —
E p i n e p h r i n e , 29 — E p h e d r i n e - h y d r o c h l o r i d e , 30 ~
T y r a m i n e - h y d r o c h l o r i d e , 3 0 — C oca i n e - h y d r o c h l o r i d e
i n r e l a t i o n t o e p in e p h r in e , e p h e d rin e -h y d ro c h lo rid e ,
and ty r a m in e - h y d r o c h lo r id e , 3 1 .
V.
DISCUSSION
33
The r e l a t i o n o f t h i s w o rk t o t h a t r e p o r t e d , 33 —
U n a n sw e re d p r o b le m s , 3 9 .
V I.
V II.
V III.
IX .
CONCLUSIONS FROM THIS RESEARCH
44
TABLES I I TO XIV
48
FIGURES I TO XXI (33 p r i n t s )
60
BIBLIOGRAPHY
81
I
I. INTRODUCTION
i]
!
A p e r u s a l of* t h e l i t e r a t u r e
o f t h e p h y s i o l o g y an d p h a rm a c o lo g y
|
o f sm o o th m u s c le c o u ld h a r d l y f a i l t o im p r e s s a n y o n e w i t h th e l a c k
j
o f a g r e e m e n t i n t h e r e p o r ts ®
|
t o d e v i s e a m e th o d o f a n a l y z i n g t h e s e v e r a l f a c t o r s in v o lv e d ®
F o r t h i s r e a s o n i t seem ed d e s i r a b l e
A
|| s o u r c e o f n e r v e - f r e e sm o o th m u s c le t o w h ic h a m eth o d o f r e c o r d i n g
I1!
|| m o t i l i t y o f t h e m u s c le c o u ld b e a p p l i e d a p p e a r e d t o b e t h e s o l u t i o n
|
o f some o f t h e d i f f i c u l t i e s ®
||
S e v e r a l p o s s i b l e s o u r c e s o f n e r v e - f r e e sm o o th m u s c le w e re c o n s i d e r e d
|i
?! S ponges a r e s a i d t o c o n t a i n n e r v e - f r e e sm o o th m u s c le ( l ) an d c o u ld
I!
jj p o s s i b l y b e u s e d w h e re l a b o r a t o r y f a c i l i t i e s a r e a v a i l a b l e f o r m a i n t a i n ji
|
i n g t h e i r u s u a l e n v iro n m e n t®
I n s e c t s w e re c o n s i d e r e d b u t a m u s c le
j a d e q u a te f o r t h e p u r p o s e s o f t h i s r e s e a r c h w as n o t found®
The b lo o d
! v e s s e l s o f t h e u m b i l i c a l c o r d an d t h e p l a c e n t a a r e t h o u g h t t o b e
ji n e r v e - f r e e
l|
( 2 ) , b u t w e re n o t a d a p t a b l e r e a d i l y t o a n i n v e s t i g a t i o n
o f t h i s ty p e o
A lth o u g h d e n e r v a t i o n o f sm o o th m u s c le may b e p o s s i b l e ,
t h e a b n o rm a l c o n d i t i o n im p o sed u p o n t h e t i s s u e w as a n o b j e c t i o n
(3)®
Smooth m u s c le fr o m a c u l t u r e c o u ld b e s t u d i e d b y v i s u a l i n s p e c t i o n ,
j b u t , g r a p h i c r e c o r d s w e re d e s i r e d an d t h e y w e re n o t r e a d i l y o b t a i n a b l e
'i
,i
b y t h i s m ethod®
A p r e p a r a t io n fro m th e in n e r p a r t o f th e i n t e s t i n e
j;
h a s b e e n s u g g e s te d b y L o v a tt E v a n s
( 4 ) a s a m u s c le d e v o id o f n e r v e
it
|j c e l l s ®
From p e r s o n a l c o m m u n ic a tio n s , he w as l e d t o b e l i e v e t h a t
ji P r o f e s s o r G a s s e r h a d b e e n u n a b le t o f i n d n e r v e c e l l s w hen h e ex am in ed
th e p r e p a r a tio n .
H o w ev er, a m u s c le e n t i r e l y f r e e fro m n e r v e t i s s u e
•I
|!
(I w as w a n te d o
ji
c h ic k (5)*
F i n a l l y , my a t t e n t i o n w as d i r e c t e d t o t h e am n io n o f t h e
T h is i s a s a c - l i k e s t r u c t u r e s u r r o u n d in g t h e em bryo o f
•the c h i c k an d w i l l b© d e s c r i b e d i n d e t a i l s i n c e i t w as s e l e c t e d
a s t h e m o s t s u i t a b l e s o u r c e o f n e r v e - f r e e sm o o th m u s c le
(F ig u re I) *
V a r io u s a s p e c t s o f t h e em bryo a n d e m b ry o n ic m em branes o f t h e
b i r d h a v e n o t r e c e i v e d much a t t e n t i o n .
T h is i s r a t h e r s u r p r i s i n g
a s t h e d e v e lo p i n g b i r d u n d o u b te d l y h a s b e e n o b s e r v e d f o r c e n t u r i e s .
E ggs w e re common i n t h e a n c i e n t w o r ld a n d t h e
s tr ik in g s p e c ta c le o f
a f u l l y i n t e g r a t e d a n im a l l i v i n g e n c a s e d i n a s h e l l m u s t h a v e a r o u s e d
th e c u r i o s i t y ev en o f th e c a s u a l o b se rv e r#
Y et* i t re m a in e d som e­
w h a t o f a r i d d l e u n t i l N eedham p u b l i s h e d h i s v e r y a b l e w o rk b r i d g i n g
t h e g u l f b e tw e e n b i o c h e m i s t r y an d e m b ry o lo g y #
A ris to tle
(6 ) d e s c rib e d
t h e em bryo o f t h e b i r d i n t h a t l u c i d m a n n e r w h ic h i s u s u a l l y a s s o c i a t e d
w ith a c t u a l o b s e rv a tio n #
H a rv e y ( 6 ) i n 1650 w r o te p r o f u s e l y o n t h e
e m b ry o lo g y o f v a r i o u s a n im a ls #
He w as much i n t e r e s t e d i n t h e s u b j e c t
an d a p p e a r s t o h a v e a r o u s e d t h e c u r i o s i t y e v e n o f t h e i l l - f a t e d
C h a r le s I#
The c o n t r i b u t i o n s o f H a rv e y t o e m b ry o lo g y a r e m a rre d *
n e v e r t h e l e s s * b y t h e f a c t t h a t i n c e r t a i n r e s p e c t s h i s t h e o r i e s on
t h e s u b j e c t w e re r e a c t i o n a r y #
H o w ev er, r e p o r t s h a v e a p p e a r e d i n t e r ­
m i tte n tly i n th e l i t e r a t u r e d e a lin g w ith v a rio u s a s p e c ts o f th e
em bryo o f t h e b i r d an d i t s
s u r r o u n d in g m em branes#
P ie rc e
(5 ),
L ew is ( 7 ) , L ew is a n d L ew is ( 8 ) , Remak ( 9 ) , V e r z a r (10* 1 1 ) , B au r (1 2 )*
C l a r k a n d C la r k (1 3 )* Kuo (14* 1 5 ) h a v e a l l i n v e s t i g a t e d s p e c i a l
p h a s e s o f t h e s u b j e c t * w h i l e W in d le and h i s c o l l e a g u e s
h a v e m ade a num ber o f w o r th w h ile c o n t r i b u t i o n s r e l a t i n g
r e s p i r a t i o n i n t h e c h ic k #
(1 6 , 17)
la rg e ly to
S t i l l , P re y e r* s S p e c ie lle P h y s io lo g ie
d e s Em bryo ( 1 8 ) p u b l i s h e d i n 1885 i s t h e m o s t c o m p le te w o rk on t h e
s u b j e c t t o d a te #
-3 -
H o w ev e r, t h e a b s e n c e o f n e r v e s i n t h e a m n io n o f t h e o h ic k
h a s b e e n r e p o r t e d a n u m b er o f tim e s *
t h a t t h e a m n io n h a s n o n e r v e s *
o f a n y a m n io te *
Remak ( 9 ) i n 1 8 5 4 s t a t e d
P r e s u m a b ly , h e a l l u d e d t o t h e a m n io n
V e rz a r (1 1 ) u s in g v a r io u s n e rv e s e le c tiv e r e a g e n ts
c o n c lu d e d t h a t t h e a m n io n o f t h e c h i c k w as n e r v e - f r e e *
F 4 te rfi
(1 9 ),
a f t e r m any a t t e m p t s t o s t a i n t h e s t r u c t u r e , f a i l e d t o i d e n t i f y n e r v e
te rm in a tio n s i n i t *
L ew is ( 7 ) fo u n d n o n e r v e s i n t i s s u e
made f r o m t h e a m n io n o f t h e c h ic k *
c u ltu re s
B a u r ( 1 2 ) i n 1928 i n t i m a t e d t h a t
P r o f e s s o r S t 0 0 h r h a d e x a m in e d t h e a v i a n a m n io n a n d f o u n d i t t o b e
d e v o id o f n e r v e o e l l s a n d n e r v e e n d in g s *
a tic
P ie rc e
( 5 ) a f t e r a s y s te m ­
s t u d y o f t h e a m n io n o f t h e c h i c k f r o m 48 h o u r s t o h a t c h i n g b u t
m o s t f u l l y f r o m 48 h o u r s t o
17 d a y s 1 i n c u b a t i o n u s i n g v a r i o u s s t a i n s
d e t e c t e d n o n e r v e c e l l s o r n e r v e e n d in g s a t a n y tim e *
N e v e rth e le s s ,
sm o o th m u s c le f i b e r s a r e p r e s e n t i n t h e a m n io n o f t h e c h i c k t o a
c o n s id e r a b le e x te n t*
Remak ( 9 ) d re w a t t e n t i o n t o t h e f a c t t h a t t h e
m em brane c o n t r a c t e d , t h a t m u s c le f i b e r s w e re p r e s e n t a s shown b y
s t a i n i n g , a n d t h a t t h e a m n io n i n v a r i o u s mammals w as d e v o id o f m u s c le
fib e rs *
F ie rc e
L a n g le y ( 2 0 ) com m ented o n t h e i r p r e s e n c e *
V e r z a r (1 0 ) a n d
( 5 ) s t a i n e d t h e m u s c u l a r t i s s u e o f t h e c h i c k am n io n *
C o n s id e r­
in g th e q u e s tio n fro m a n o th e r a s p e o t, t h a t i s , p h y lo g e n e tic a lly , —
t h e e x i s t e n c e o f a n e r v e - f r e e m u s c le i s q u i t e p o s s i b l e *
In th e
c o e l e n t e r a t e s t h e r e a r e m u s c le c e l l s an d n e r v e o e l l s , w h i l e i n t h e
m ore p r i m i t i v e a n i m a l s , t h e s p o n g e s , t h e r e i s m u s c le o f a s im p le
ty p e w ith o u t an y a s s o c ia te d n e rv e *
I n f a c t , n e rv o u s t i s s u e
ty p e h a s n o t b e e n f o u n d i n t h e s p o n g e s w i t h c e r t a i n t y
(l)*
o f any
M u scle
t i s s u e a p p e a r s t h e r e f o r e t o b e m ore p r i m i t i v e t h a n n e r v o u s t i s s u e
a n d may e x i s t in d e p e n d e n tly *
I n t h e d e v e lo p m e n t o f t h e n e u r o m u s c u la r
sy ste m * m u s c le w as t h e f i r s t t o a p p e a r i n t h e e v o l u t i o n o f t h e
m echanism *
I t a p p e a r s * t h e r e f o r e , t h a t t h e a m n io n o f t h e c h i c k i s a
s tr u c tu r e e x h ib itin g th e c h a r a c t e r i s t i c s
T h e re a r e
o f an in d e p e n d e n t e f f e c t o r *
sm ooth m u s c le c e l l s p r e s e n t sh o w in g d e f i n i t e c o n t r a c t i o n s *
So f a r a s i s know n, t h e r e a r e n o n e r v e s a s s o c i a t e d w i t h t h e am nion*
T h is v ie w i s s u p p o r t e d b y t h e f a c t t h a t t i s s u e c u l t u r e s made f r o m
t h e a m n io n o f t h e c h i c k e x h i b i t r h y t h m i c a l c o n t r a c t i o n s w hen t h e c e l l s
a r e p r e s e n t a s s i n g le f i b e r s o r i n g ro u p s o f f i b e r s *
T h e se a r e
a b s o l u t e l y d e v o id o f a n e r v e s u p p ly (2 1 )*
As t h i s
s t r u c t u r e w as t o b e rem o v ed a n d s u s p e n d e d i n i s o t o n i c
s o l u t i o n i t w as n e c e s s a r y t o a s c e r t a i n t h e m o s t s u i t a b l e
d e v e lo p m e n t f o r t h i s o p e r a t i o n *
o f m u s c le f i b e r s i n t h e
o f in c u b a tio n *
s ta g e o f
The f i r s t i n d i c a t i o n o f t h e f o r m a t i o n
am n io n o f t h e c h i c k i s a b o u t t h e f i f t h d a y
T h e se g r a d u a l l y i n c r e a s e u n t i l t h e tim e o f h a t c h i n g *
I n t h e 7 - d a y a m n io n t h e a r r a n g e m e n t o f t h e f i b e r s i s c l e a r l y d e f i n e d
an d t h e i r d i s p o s i t i o n h a s b e e n d e s c r i b e d b y P i e r c e
( 5 ) and V e r z a r (1 0 )*
T hey fo u n d t h a t t h e m u s c le f i b e r s a r e a r r a n g e d i n a r a d i a t i n g m a n n er
f r o m t h e u m b i l i c u s an d e x te n d on e i t h e r s i d e t w o - t h i r d s o f t h e w ay
t o th e ra id - d o r s a l l i n e o f th e a m n io tic sac*
on e i t h e r s i d e show ed c r o s s - f i g u r e s •
The r e m a in in g o n e - t h i r d
A t a l a t e r s ta g e th e s e f ig u r e s
w e re o b l i t e r a t e d b y t h e g ro w in g m ass o f m u s c u la r t i s s u e *
i s e x h i b i t e d b y t h e a m n io n o f t h e c h i c k fro m t h e f i f t h
t e e n t h day*
R h y th m ic ity
to th e f o u r ­
I t i n c r e a s e s t o t h e s e v e n t h o r e i g h t h d a y w hen a d e c l i n e
i n rh y th m ic ity o c c u rs le a d in g t o i t s
day o f in c u b a tio n .
p ro b le m a tic a l.
d is a p p e a ra n c e b y th e f o u r te e n th
The f u n c t i o n o f t h e m u s c le o f t h e a m n io n i s
L illie
(2 2 ) s t a t e s t h a t b y c o n t r a c t i n g i t a g i t a t e s
t h e a m n io tic f l u i d , c a u s i n g t h e em bryo t o b e ro o k e d g e n t l y *
T h ese
m ovem ents im p a r te d t o t h e em bryo a p p a r e n t l y a i d i n k e e p in g i t f r e e
and p r e v e n t i n g a d h e s i o n s w i t h t h e s h e l l m em brane*
A t t e n t i o n m u st b e g i v e n a l s o t o t h e a m n i o ti c f l u i d a s i t may
h a v e a b e a r i n g o n t h e s o l u t i o n t o b e u s e d i n t h e b a t h w hen s t u d y i n g
t h e a c t i v i t y o f t h e m u s c le *
Soon a f t e r t h e f o r m a t i o n o f t h e a m n io n ,
f l u i d b e g i n s t o a c c u m u la te w i t h i n t h e a m n io tic c a v i t y an d c o n t i n u e s
t o i n c r e a s e f o r some tim e *
The v o lu m e o f t h i s f l u i d a c c o r d i n g t o
N eedham ( 2 3 ) i s a s s t a t e d b e lo w *
(D a ta a r e a p p r o x i m a t e l y p l u s o r
m in u s 0 * 1 ) .
1 0 th
dayo f in c u b a tio n
1*8 c . c *
1 1 th
w tt
M
1 .9 c . c .
1 2 th
” ”
n
2 .0 c . c .
1 3 th
M"
"
2 .1 c . c .
From t h i s p e r i o d u n t i l h a t c h i n g t h e v o lu m e i s
little .
The sam e a u t h o r i t y
s a id t o change b u t
(2 3 ) in d ic a te s th e fo llo w in g a s th e
s p e c ific g ra v ity of th e f l u i d *
9 th d ay o f in c u b a tio n
1 4 th
The pH o f t h e f l u i d
tt
tt
"
1 .0 0 6 2 .
1 .0 6 3 0 .
i s show n a p p r o x i m a t e l y a s f o l l o w s
9 th d ay o f in c u b a tio n
(24)j
7 .4 .
1 0 th
11 H
"
7 .3 .
1 1 th
MM
11
7 .0 .
1 2 th
w
1 3 th
w w
6 .5 .
M
6 .0 .
The a m n i o t i c f l u i d , h o w e v e r, i s a p p a r e n t l y n o t i n e q u i l i b r i u m w i t h
t h e b lo o d o f t h e c h i c k a s i s
show n b y t h e d a t a fr o m N eedham (2 4 , 2 5 )
(D a ta a r e a p p r o x i m a t e l y p l u s o r m in u s 0 . 1 ) *
A n n i o t i c F l u i d - 9 t h d a y - pH
7 .4
9 t h d a y - pH
7 .1
A m n io tic F l u i d
1 4 th d a y - pH
5 .7
B lo o d
1 4 th d a y - pH
7 .2
B lo o d
F u r th e r m o r e , t h a t t h e a m n io tic f l u i d d o e s n o t r e m a in c o n s t a n t
i n c o m p o s i tio n may b e s e e n f r o m t h e f o l l o w i n g t a b l e *
8 - 1 4 d a y s t a g e t h e em bryo d e v e lo p s r a p i d l y *
i s c o n s i d e r a b l e an d i t
D u rin g t h e
The dem and f o r w a t e r
i s p o s s i b l e i n v ie w o f t h e w o rk o f B e c k e r,
B a r t h , S c h u lz an d W in d le (1 7 ) t h a t c o n s i d e r a b l e a b s o r p t i o n t a k e s
p la c e fro m th e i n t e s t i n a l t r a c t o f th e d e v e lo p in g b i r d .
T a b le I
C o m p o s itio n o f t h e A m n io tic F l u i d o f t h e
C h ic k ( i n g ram s p e r c e n t )
(26).
9 t h day
1 4 th d<
T o ta l S o lid s
0 .9 6 4
2 9 .4 6
O rg a n ic M a t e r i a l
0 .0 3 4
2 8 .5 7
So3.uble A sh
0 .9 0 9
0 .6 1 6
I n s o l u b l e A sh
0 .0 2 2
0 .2 7 0
T o t a l A sh
0 .9 3 1
0 .8 8 5
Na
0 .4 1 9
0 .2 2 7
K
0 .0 3 5
0 .0 4 9
Ca
0 .0 0 4
0 .0 2 6
Mg
0 .0 0 1
0 .0 2 2
Cl
0 .5 0 8
0 .2 3 1
H2 S04
S i 02
9 th day
1 4 th d a y
0 .0 1 3
0 .0 7 3
0 .0 0 3
0 .0 4 2
0 .0 1 6
0 .0 2 7
I t i s e v i d e n t t h e r e f o r e t h a t t h e a m n io tic f l u i d
g iv e s l i t t l e
i n d i c a t i o n o f t h e c o m p o s i tio n o f t h e m o s t s u i t a b l e s o l u t i o n t o u s e
w i t h t h e i s o l a t e d a m n io n .
T h e re i s a r a p i d c h a n g e i n t h e a m n io t ic
f l u i d i n p r a c t i c a l l y e v ery r e s p e c t .
D u rin g t h i s p e r i o d o f r a p i d c h a n g e i n t h e c o m p o s i ti o n o f t h e
a m n i o t i c f l u i d R o m ijn a n d Roos ( 2 7 ) fo u n d t h a t t h e g a s i n t h e a i r
s p a c e v a r i e d i n c o m p o s i tio n ( F ig u r e I I ) .
T h e ir f in d in g s a re o f
i n t e r e s t a s W in d le a n d B a r c r o f t ( 2 8 ) r e p o r t e d t h a t i n c r e a s e d c a r b o n
d i - o x i d e a n d a n o x e m ia i n i t i a l l y i n c r e a s e d s o m a tic m ovem ents i n t h e
d e v e l o p i n g c h i c k , b u t t h a t t h i s p e r i o d o f a c t i v i t y w as f o l l o w e d b y
a d e p r e s s i o n o f t h e f i n e r w in g a n d f o o t m o v e m e n ts.
To su m m a riz e b r i e f l y t h e s a l i e n t f e a t u r e s o f t h e a m n io n o f t h e
c h ic k * - I t i s a s a c - lik e s tr u c tu r e
m u s c le f i b e r s b u t n o n e r v e s .
fifth
day u n t i l h a tc h in g .
s u r r o u n d in g t h e e m b ry o .
I t c o n ta in s
The m u s c le f i b e r s i n c r e a s e f r o m t h e
M u scle o f t h e a m n io n e x h i b i t s m o t i l i t y
a b o u t t h e f i f t h d a y w h ic h i n c r e a s e s u n t i l t h e s e v e n t h o r e i g h t h d a y
w hen i t
g r a d u a lly d e c l i n e s , d is a p p e a rin g b y th e f o u r te e n th day o f
in c u b a tio n .
The c o m p o s i tio n o f t h e a m n i o t i c f l u i d a n d g a s i n t h e
a i r s p a c e u n d e rg o r a p i d c h a n g e d u r i n g t h e d e v e lo p m e n t o f t h e e m b ry o .
A fe w r e p o r t s a r e a v a i l a b l e on t h e p h y s i o l o g y a n d p h a rm a c o lo g y
o f t h e m u s c le o f t h e a m n io n .
book e n title d
M a r s h a l l (2 9 ) i n C h a p t e r IV o f h i s
MV e r t e b r a t e E m b ry o lo g y 11 i n t i m a t e d t h a t t h e m u s c le o f
- Id
t h e am n io n of* t h e b i r d c o n t r a c t e d r h y t h m i c a l l y #
L a n g le y (2 0 )
n o t e d t h a t e p i n e p h r i n e i n h i b i t e d a c t i v i t y o f t h e a m n io n i n s i t u #
Y e r z a r ( 1 0 ) com m ented o n t h e c r o s s - f i g u r e s *
He w as i n t e r e s t e d i n
t h e m y o g en ic an d n e u r o g e n i c t h e o r i e s o f h e a r t - b e a t a n d c o n s i d e r e d
t h a t t h e s e f i g u r e s m ig h t h a v e p h y s i o l o g i c a l s i g n i f i c a n c e #
H is c o n c e p ­
t i o n o f th e m a p p e a r s t o b e a s p a c e - m a k e r s much a s K e ith ( 3 0 , 3 1 )
s u g g e s te d p a c e - m a k e r s t o b e p r e s e n t i n t h e s m a l l i n t e s t i n e #
( 1 0 ) an d P i e r c e
s itu
Y e rz a r
( 5 ) b o t h o b s e r v e d t h e r h y t h m i c i t y o f t h e m u s c le i n
on t h e s e v e n t h d a y o f i n c u b a t i o n #
The f o r m e r fo u n d t h e r a t e
t o b e 1 6 -2 0 p e r m in u te , w h i l e t h e l a t t e r o b s e r v e d t h a t w a v es p a s s e d
o v e r t h e s t r u c t u r e e v e r y 3 1 /2 t o 4 s e c o n d s #
P ie rc e
(5 ) r e p o r te d
t h a t t h e m u s c le w o u ld r e a c t t o t h e r m a l , m e c h a n i c a l , e l e c t r i c a l and
c h e m ic a l s t i m u l i #
th is s tru c tu re
The m o s t e x t e n s i v e w o rk on t h e p h a rm a c o lo g y o f
i s t h a t o f B a u r (1 2 )#
He u s e d s t r i p s o f a m n io n o f t h e
g o o s e a n d w h o le am n io n o f t h e c h i c k s u s p e n d e d i n T y r o d e 's s o l u t i o n #
He fo u n d t h a t b a r iu m c h l o r i d e , g y n e r g e n , p h y s o s t i g m i n e , a c e t y l c h o l i n e ,
c h o l i n e , s t r o p h a n t h i n , p i t u i t r i n , m u s c a r in e , t e n o s i n e
(h is ta m in e p lu s
t y r a m i n e , a s u b s t i t u t e f o r e r g o t ) , an d h y p o p h y s in g e n e r a l l y i n c r e a s e d
t h e a c t i v i t y o f t h e m u s c le *
P a p a v e rin e , p a n to p in , t i n c t u r e
o f o p iu m ,
e p i n e p h r i n e , c o c a i n e , m o rp h in e , d i- h y d r o m o r p h in e and c a r d i a z o l e
u s u a l l y had a p a r a ly z in g e f f e c t #
-8 -
Iij
I I . METHODS
i
jl
( a ) S e l e c t i o n and I n c u b a t i o n o f M a t e r i a l .
Ji
j
As c e r t a i n f a c t o r s e n t e r i n t o t h e p r o d u c t i o n o f t h e b e s t ty p e
i
Is
I o f a m n io n , a fe w r e m a rk s r e g a r d i n g t h e s e l e c t i o n o f m a t e r i a l a r e
P|{
!i
!
j
j
jl
"
r e l e v a n t a t t h i s tim e *
A lth o u g h c h i c k em b ry o s h a v e b e e n u s e d e x t e n -
s i v e l y i n e x p e r i m e n t a l e m b ry o lo g y a n d t i s s u e c u l t u r e s t h e r e i s
I
little
in th e l i t e r a t u r e
on t h i s p h a s e o f e m b ry o lo g y (1 5 )*
Many o f
t h e o b s e r v a t i o n s e n u m e r a te d h e r e w e re a c q u i r e d i n c i d e n t a l l y f r o m
j!
||
li
|j
'!
||
g o v e r n m e n ta l a g e n c i e s an d u n i v e r s i t i e s *
I t i s g e n e r a lly a g re e d t h a t
t h e l i g h t e r b r e e d s o f c h i c k e n a r e m ore h a r d y a n d show a h i g h e r d e g r e e
o f f e r t i l i t y th a n th e h e a v ie r b re e d s*
T h is i s p r e s u m a b ly d u e t o t h e
■i
f a c t t h a t t h e y a r e m ore a c t i v e an d a r e n e a r e r t h e w i l d s t a t e .
!;
g en eral a c tiv ity
of th e b ir d
b e e x p e c t e d on i n c u b a t i o n .
i
The
i n f l u e n c e s t h e t y p e o f em bryo w h ic h may
G round r a i s e d b i r d s a r e t h o u g h t t o p ro d u c e
a b e t t e r em bryo t h a n ’^ b a t t e r y ” r a i s e d s t o c k .
T h is may b e a n i n f l u e n c e
li
o f th e m in e ra l c o n te n t of th e d ie t*
i
The m a t e r i a l u s e d i n t h e s e
e x p e r im e n t s w a s o b t a i n e d f r o m a c o m m e rc ia l h a t c h e r y , fr o m a s o u r c e
w h e re a
p r i v a t e c o o p w as k e p t f o r s c i e n t i f i c p u r p o s e s
an d b y i n c u b a t i n g
fe rtile
eg g s.
th e fo llo w in g
When s e l e c t i n g m a t e r i a l f o r i n c u b a t i o n
p r o c e d u r e w as f o ll o w e d a s c l o s e l y a s w as p r a c t i c a b l e .
;
I
;j
1* F e r t i l e e g g s , p r e f e r a b l y f r o m a l i g h t b r e e d , w e re o b t a in e d
as soon a s p o s s ib le a f t e r la y in g .
2 . They w e re d a t e d an d p l a c e d i n a n e l e c t r i c a l l y
c o n tro lle d
in c u b a to r•
3* C a re w as e x e r c i s e d t o a v o id J o l t i n g o r o t h e r m e c h a n ic a l
j's'
d is tu rb a n c e s .
L ik e w is e , i n i n c u b a t i n g e g g s , c o n d i t i o n s o f t h e e n v ir o n m e n t
a r e i m p o r t a n t a s t h e y may i n f l u e n c e t h e d e v e l o p i n g am nion*
P rey er
(3 2 ) i n d i c a t e d s e v e r a l p e r t i n e n t p o i n t s r e g a r d i n g t h e i n c u b a t i o n o f
e g g s*
The h i g h e s t t e m p e r a t u r e w i t h o u t d e a t h t o t h e em bryo i s
4 2 °C .
T h e re i s n o d e v e lo p m e n t a t 3 7 ° C .
A f t e r d e v e lo p m e n t b e g i n s t h e r e i s n o f u r t h e r d e v e lo p m e n t s h o u ld
t h e te m p e r a t u r e d ro p b e lo w 2 5 °C .
The optim um te m p e r a t u r e f o r i n c u b a t i o n i s 3 9 ° C .
C o a g u la tio n o c c u rs a t 50°C .
The t e m p e r a t u r e o f t h e i n c u b a t o r may r e a c h 4 3 °C .
fo r a b rie f
p e r i o d w i t h o u t dam age t o t h e em bryo a s t h e e g g i s a p o o r c o n d u c to r o f
h e a t*
A t e m p e r a t u r e ab o v e t h e optim um b u t b e lo w t h e l e t h a l te m p e r a t u r e
p r o d u c e s a p o o r l y d e v e lo p e d em bryo*
I n i n c u b a t i n g e g g s t h e te m p e r a t u r e w as k e p t s l i g h t l y b e lo w 4 0 ° C .
C are w as t a k e n t o k e e p u p t h e h u m i d ity i n t h e i n c u b a t o r t o t h e r e q u i r e d
d e g re e*
(b )
The e g g s w e re t u r n e d d a i l y *
R em oval o f t h e A m nion.
When re m o v in g t h e a m n io n c e r t a i n p r e c a u t i o n s a r e n e c e s s a r y t o
p r e v e n t t h e m u s c le f r o m b e i n g e x p o s e d t o t h e a i r an d t o f a c i l i t a t e
th e n e c e s s a r y o p e r a t i v e p r o c e d u r e *
A f l a t p a n w as p a r t i a l l y f i l l e d
( a b o u t 4 cm* d e e p ) w i t h i s o t o n i c s o l u t i o n .
d i s h c o n t a i n i n g 4 0 —50 c * c * o f i s o t o n i c
On t h i s f l o a t e d a p e t r i
s o l u t i o n w h e re i t w as c o n v e n i e n t
f o r t h e t r a n s f e r e n c e o f t h e a m n io n an d em bryo*
w e re p l a c e d i n t h e p a n .
F in e s c i s s o r s and f o r c e p s
The s o l u t i o n i n t h e p a n w as h e a te d t o a p p r o x i -
j; m a t e l y 3 9 ° C*
An e g g i n c u b a t e d t o t h e r e q u i r e d
s t a g e w as p l a c e d
!' i n t h e l a r g e p a n a n d t h e b l u n t en d c r a c k e d t o a l l o w t h e a i r t o
; e s c a p e , so t h a t t h e e g g w o u ld s e t t l e
t o t h e b o tto m o f t h e p a n *
To
■: a s s i s t i n o r i e n t i n g t h e em b ry o t h e b l u n t e n d o f t h e eg g s h o u ld b e
:
p la c e d to th e
o p e r a t o r * s l e f t , w hen t h e h e a d o f t h e em bryo
’ w i l l b e aw ay f r o m t h e o p e r a t o r *
g e n e ra lly
T h is s im p le r u l e w i l l h e l p i n m o st
I c a s e s w hen d e a l i n g w i t h em b ry o s h a tc h e d t o a b o u t t h e f o u r t e e n t h d ay*
■i
i
i! A f t e r t h i s
;
s ta g e
Mt h e g ro w in g em bryo acco m m o d ates i t s e l f t o t h e fo rm
o f th e egg so
a s t o l i e p a r a l l e l t o t h e lo n g a x i s w i t h i t s h e a d
u s u a l l y to w a r d s t h e b r o a d en d n e a r t h e a i r c h a m b e r” ( 3 3 ) •
U s in g t h e f o r c e p s t h e s h e l l w as rem o v ed b i t b y b i t an d t h e em bryo
lo c a te d *
The s h e l l m em brane w as o p e n ed an d t h e em bryo i n t h e a m n io tic
s a c w as rem oved t o t h e p e t r i d i s h u s i n g t h e f i n e s c i s s o r s t o rem ove
a c c e sso ry s tru c tu re s *
o f o p e ra tio n .
The r e q u i r e d p o r t i o n w as t h u s i n a c l e a n f i e l d
The am n io n w as now rem oved b y c u t t i n g a lo n g t h e d o r s a l
re g io n in a lo n g itu d in a l d ire c tio n *
(c )
I t w as t h e n u s e d a s r e q u i r e d *
S t a i n i n g M ethod and E x a m in a tio n f o r N e rv e s*
A lth o u g h my s e a r c h o f t h e l i t e r a t u r e
in d ic a te d th a t s e v e ra l
i n v e s t i g a t o r s h a d a tte m p te d t o f i n d n e r v e t i s s u e i n t h e am n io n o f t h e
c h i c k , a l l o f th e m h a v e r e p o r t e d n e g a t i v e r e s u l t s *
H o w ev er, i t w as
d e c id e d t o a t t e m p t t o s t a i n f o r n e r v e e le m e n ts a s t h e a r t o f s t a i n i n g
e m b ry o n ic t i s s u e h a s a d v a n c e d r a p i d l y w i t h i n t h e l a s t fe w y e a r s an d
! t h e r e s u l t s o b t a i n e d w o u ld i n c r e a s e t h e p r o b a b i l i t y o f t h e p r e s e n c e
o r a b s e n c e o f n e r v e s t r u c t u r e s i n t h e m em brane*
As s t a i n i n g i s h i g h l y
t e c h n i c a l , c e r t a i n p r e c a u t i o n s a r e n e c e s s a r y i n s u c h w ork*
t i s s u e s a r e n o t s u i t a b l e f o r e m b ed d in g *
C e rta in
E m b ry o n ic t i s s u e d o e s n o t
i n e c e s s a r i l y g iv e r e s u l t s w ith s t a i n s s u i t a b l e f o r a d u l t t i s s u e .
i
| I n f o r m a t i o n on s t a i n i n g h a s b e e n o b t a i n e d e m p i r i c a l l y t o a g r e a t
I
j e x t e n t ( 3 4 ) . A c c i d e n t a l o b s e r v a t i o n h a s p la y e d a l a r g e p a r t i n t h e
i
i ad v an cem en t o f th e s c ie n c e *
The
o p i n i o n i s so m e tim e s e x p r e s s e d t h a t
j
|
th e
same t i s s u e o f d i f f e r e n t a n im a ls o f t h e
|
p o ssess eq u al s ta in in g q u a litie s *
same s p e c i e s
does n o t
O th e r s d o n o t c o n c u r i n t h i s
o p in io n
I n t h e s t a i n i n g o f e m b ry o n ic n e r v e t i s s u e , b r o a d l y s p e a k in g , t h e r e a r e
tw o m e th o d s a v a i l a b l e - t h e m e th y le n e b l u e o r one o f t h e s i l v e r m e th o d s
|
C o n s i d e r i n g t h e ty p e o f t i s s u e and t h e m em branous n a t u r e o f t h e s t r u c -
j t u r e i t a p p e a r e d t h a t m e th y le n e b l u e w a s t h e m ore s u i t a b l e f o r t h e
p u rp o se *
T h is w as k e p t i n a we 1 1 - s t o p p e r e d b o t t l e u n t i l i t w as d i s ­
s o lv e d i n 0*9 p e r c e n t so d iu m c h l o r i d e i n d i s t i l l e d w a te r *
per
A 0 .1 5
c e n t s o l u t i o n o f t h e d y e w as u s e d ( 3 5 ) .
The f o l l o w i n g p r o c e d u r e w as
c o n s id e re d b e s t f o r th e
p u rp o s e *
1* A p e t r i d i s h c o n t a i n i n g a b o u t 50 c * c * o f d y e s o l u t i o n w as
p l a c e d i n a c o n s t a n t te m p e r a t u r e o v e n an d k e p t a t 3 7 ° C* f o r a s h o r t
tim e •
2* An a m n io n w as rem oved fr o m a n eg g w h ic h h a d b e e n
8 to
16 d a y s*
in c u b a t e d
T h is w as c u t i n t o c o n v e n i e n t s i z e s «* u s u a l l y
fo u r
p i e c e s , a n d p l a c e d i n t h e dye s o l u t i o n *
3 . A f t e r 15 m in u te s a p i e c e w as rem oved an d ex am in ed f o r n e r v e
tis s u e *
4* T h is p i e c e w as r e t u r n e d t o t h e s o l u t i o n an d a n o t h e r p i e c e
e x a m in e d •
!
5 . T h is p r o c e d u r e w as f o l l o w e d f o r a p e r i o d a s lo n g
as
35 t o
45 m in u te s a f t e r t h e t i s s u e h a d b e e n p l a c e d i n t h e dye s o l u t i o n *
;
6* I n a l l ,
2 4 m em branes w e re ex am in ed *
- 12 -
No n e r v e e le m e n ts w e re f o u n d .
T h is m e th o d w as a p p r o v e d b y D r . R . F . S h a n e r o f t h e U n i v e r s i t y
o f A l b e r t a t o whom I am i n d e b t e d f o r s u g g e s t i o n s a n d a d v ic e *
(d )
M ethod o f R e c o r d in g C o n t r a c t i o n s o f t h e M u s c le .
I t w as now n e c e s s a r y t o c o n s i d e r t h e m o s t a p p r o p r i a t e m eth o d
o f re c o r d in g m o t i l i t y o f t h i s m u s c le .
fo u n d t o b e f e a s i b l e .
The m u s c l e - s t r i p m e th o d w as
No d o u b t , t h e s t r i p m e th o d h a s i t s
d ra w b a c k s
a n d c o n d i t i o n s m u s t b e r i g i d l y c o n t r o l l e d , y e t , i t i s t h e o n ly
m eth o d w h ic h c a n b e u s e d t o s t u d y s u c h n e r v e - f r e e m u s c le a s i s fo u n d
i n t h e a m n io n o f t h e c h i c k .
The m u s c l e - s t r i p m eth o d h a s b e e n g r e a t l y
im p ro v ed s i n c e t h e d a y s w hen H a f f t e r
(3 6 ) f i r s t n o t i c e d t h a t s t r i p s
o f t i s s u e r e t a i n e d t h e i r a c t i v i t y a f t e r e x c i s i o n fr o m t h e b o d y .
M agnus ( 3 7 ) d e v e lo p e d t h e m eth o d w o rk in g o u t t h e d e t a i l s an d a p p l y i n g
i t t o p h a r m a c o l o g i c a l p ro b le m s ( F ig u r e I I I ) .
A lv a re z
( 3 8 ) im p ro v e d
t h e t e c h n i c o f t h e m e th o d b y k e e p in g t h e p h y s i c a l c o n d i t i o n s c o n s t a n t .
Brown an d Ml S w iney ( 3 9 ) h a v e made a num ber o f s u g g e s t i o n s an d p o i n t e d
o u t p o s s ib le so u rc e s o f e r r o r .
By a d h e r i n g t o t h e f o l l o w i n g p r o c e d u r e i t w as p o s s i b l e t o
r e c o r d s p o n ta n e o u s c o n t r a c t i o n s o f t h e m u s c le i n t h e o r d i n a r y m a n n e r.
The a m n io n o f t h e
th e s e e x p e rim e n ts .
and a f t e r t h i s
1 0 th , 1 1 t h , 1 2 t h , a n d 1 3 th d a y c h i c k w as u s e d i n
B e f o r e t h i s p e r i o d t h e s t r u c t u r e w as t o o f r a g i l e
s t a g e i t w as h a r d t o rem ove a s t h e m u s c le b ecam e a
t a n g l e d m a ss o f f i b e r s .
rem o v ed t o a p e t r i d i s h .
As p r e v i o u s l y d e s c r i b e d , t h e a m n io n was
T h is v e s s e l w i t h t h e f l u i d an d t i s s u e w as
t a k e n t o a c o n v e n i e n t p l a c e t o a t t a c h t h e m u s c le f o r r e c o r d i n g
c o n tra c tio n s .
A d i s h o f t h i s d e s c r i p t i o n w as s u i t a b l e a s i t g a v e
- 13 li
jj
j ro o m f o r a t t a c h i n g s m a l l b e n t p i n s i n t o t h e m e m b ra n e.
'i
The t i s s u e
w as e x p o s e d t o t h e a i r f o r a s b r i e f a p e r i o d a s p o s s i b l e .
I t w as
re m o v e d t o a b a t h c o n t a i n i n g 2 4 0 c . c * o f i s o t o n i c
s o l u t i o n w h ic h
h a d b e e n o x y g e n a te d b y p a s s i n g t h r o u g h i t a f i n e
s tre a m o f a i r o r
a m ix tu r e o f 95 p e r c e n t o x y g e n an d 5 p e r c e n t c a r b o n d i - o x i d e .
The in c o m in g g a s w as p a s s e d t h r o u g h a w a s h - ^ b o ttle b e f o r e e n t e r i n g
th e b a th .
The l a s t tw o s t a t e m e n t s w i l l b e e x p l a i n e d m ore f u l l y
in t h e i r r e l a t i o n to th e s o lu tio n u se d .
The t e m p e r a t u r e o f t h e
b a t h w as e l e c t r i c a l l y c o n t r o l l e d a n d k e p t a t 4 1 ° C .
A fte r th e
t i s s u e w a s s e t u p a l i g h t l e v e r w i t h a p a p e r p o i n t w as u s e d .
r e d u c e f r i c t i o n t h e l e v e r w as s u s p e n d e d on a s i l k t h r e a d .
a c te d a s a fu lc ru m .
The o r d i n a r y H a rv a rd kym o g rap h w as
u s e d w i t h a l i g h t l y sm oked d ru m .
p r e s e n t e d 60 m in u te s i n t i m e .
rh y th m ic a lly .
T h is
A s u i t a b l e m e c h a n ic a l a d v a n ta g e f o r t h e l e v e r
w as f o u n d t o b e 1*2 1 /2 - 3 .
i n m in u te s .
To
E ach r e v o l u t i o n o f t h e d ru m r e ­
The t i m e —r e c o r d e r w as s e t t o r e g i s t e r
A f t e r a l o n g e r o r s h o r t e r p e r i o d t h e m u s c le c o n t r a c t e d
I n t h e i n i t i a l s t a g e s t h e c o n t r a c t i o n s w e re i n t e r ­
m i t t e n t a t tim e s b u t l a t e r t h e y u s u a l l y assu m ed a g r e a t e r u n i f o r m i t y .
An a p p r o p r i a t e p e r i o d o f n o rm a l r e c o r d i n g p r e c e d e d t h e a p p l i c a t i o n
of a d ru g .
(e )
S e l e c t i o n a n d P r e p a r a t i o n o f S o l u t i o n s i n w h ic h t o Im m erse t h e
M u scle •
I t w as n e c e s s a r y t o s e l e c t a s u i t a b l e i s o t o n i c
s o lu tio n f o r th e
b a t h s o t h a t t h e m u s c le w o u ld assu m e a s a t i s f a c t o r y r h y t h m i c i t y .
th e s a l t s
As
i n t h e s e ru m o f b i r d s ra n g e b e tw e e n 0 . 9 an d 0 .9 5 p e r c e n t
(4 0 ) , i s o t o n i c s o l u t i o n s u s e d f o r m am m alian t i s s u e u n d e r s u c h o ir c u m -
- 14 -
s t a n c e s w e re c o n s i d e r e d *
T h e s e i n c l u d e d T y ro d e * s ( 4 1 ) , Locke* s
( 4 1 ) , S o llm a n n -K a d e m a e k e rs*
;
j| v a n D yke-H a s t i n g s *
(4 3 ).
( 4 1 ) , A l e x a n d e r - H a s t i n g s * ( 4 2 ) , an d
H o w ev er, t h e r e a r e a t l e a s t t h r e e d i f f e r e n t
| s o l u t i o n s d e s i g n a t e d a s T y r o d e 's
(4 1 , 4 4 ) .
j
( 4 1 , 4 3 , 4 4 ) a n d tw o a s L o ck e* s
T a b le I I i s i n c l u d e d t o i n d i c a t e t h e c o m p o s i t io n o f s o l u t i o n s
| u sed i n p r a c t i c a l l y a l l th e s e e x p e rim e n ts .
C e rta in v a r ia tio n s in
iIiII t h e s a l t c o n c e n t r a t i o n w e re i n t r o d u c e d i n a l i m i t e d n um ber o f c a s e s
\)
|J b u t a s n o im p ro v e m e n t w a s n o t i c e d i n t h e r h y t h m i c i t y o f t h e m u s c le
j!
|| i t w as n o t deem ed a d v i s a b l e t o a d o p t t h e m o d if i e d s o l u t i o n g e n e r a l l y ,
j
F o r t h e p u r p o s e s o f c l a r i t y an d c o n v e n ie n c e i n m a k in g t h e v a r i o u s
!] i s o t o n i c
s o l u t i o n s , th e c o m p o s itio n o f eac h o f th e s o lu tio n s u sed
■j
'I i n t h e b a t h i s s t a t e d i n m i l l i m o l s p e r l i t e r (T a b le I I ) .
T hese
.j
'j s o l u t i o n s a r e co m p ared i n c e r t a i n r e s p e c t s w i t h o t h e r p e r t i n e n t
! f l u i d s i n T a b le I I I .
I n m a k in g i s o t o n i c s o l u t i o n s f o r t h i s w o rk t h e c l o u d i n e s s w h ic h
m ay a p p e a r w hen t h e c a l c i u m an d m a g n esiu m com pounds a r e a d d e d t o t h e
1 s o l u t i o n w as o v erco m e b y c a u s i n g t h e s a l t s t o b e w e l l d i s p e r s e d b e f o r e
a d d in g t h e c a l c i u m a n d m ag n esiu m c h l o r i d e ; a l s o , b y p a s s i n g c a r b o n
d i - o x i d e i n t o t h e s o l u t i o n w hen b i c a r b o n a t e w as p r e s e n t i n c o n s i d e r \
a b l e q u a n t i t y a s i s t h e c a s e i n v a n D y k e -H a s tin g s * s o l u t i o n .
T h is
lo w e re d t h e pH a n d i n c r e a s e d t h e s o l u b i l i t y o f t h e c a l c i u m an d
> m ag n esiu m com pounds i n t h e m edium .
B e f o re p l a c i n g t h e t i s s u e i n t h e
I b a t h t h e a e r a t i n g g a s w as b u b b le d t h r o u g h t h e s o l u t i o n f o r some t i m e .
| T h is rem oved t h e e x c e s s c a r b o n d i - o x i d e and b r o u g h t i t i n t o e q u i l i b r i u m
; w i t h t h e c a r b o n d i - o x i d e t e n s i o n o f t h e in c o m in g g a s *
The c a lo i u m
I a n d m a g n esiu m w i l l n o t p r e c i p i t a t e o u t a s t h e c a r b o n a t e s h a v e a re m a rk —
j a b l e c a p a c i t y f o r f o r m in g s u p e r s a t u r a t e d s o l u t i o n s .
T h is w as shown
- 15 -
b y t h e w o rk o f H a s t i n g s , M u rra y a n d S e n d ro y (4 9 ) who s t u d i e d t h e
p ro b le m t h o r o u g h l y .
I n t h e s e e x p e r im e n t s i t w as f o u n d t h a t o n ce
t h e s a l t s w e re i n s o l u t i o n t h e d a n g e r o f p r e c i p i t a t i o n w as l a r g e l y
passed .
The d i f f i c u l t y w as t h a t t h e y w o u ld p r e c i p i t a t e
in th e i n i t i a l
s ta g e .
The p r o b le m o f o x y g e n a ti o n o f t h e
c e rta in d iff ic u ltie s *
s o lu tio n i n th e b a th p re s e n te d
When g a s w as b lo w n t h r o u g h t h e s o l u t i o n t h e
pH c h a n g e d u n l e s s t h e c a r b o n d i - o x i d e t e n s i o n o f t h e g a s an d l i q u i d
w as e q u a l .
H a s tin g s *
C o n s e q u e n tly , w hen u s i n g A l e x a n d e r - H a s tin g s *
o r v a n D y k e-
s o l u t i o n a m ix tu r e o f 95 p e r c e n t o x y g e n an d 5 p e r c e n t
c a r b o n d i - o x i d e w as u s e d .
T h is m ix tu r e c o n t a i n e d t o o much c a r b o n d i ­
o x id e w h en L o c k e * s , T y ro d e * s o r S o llm a n n —R a d e m a e k e rs * s o l u t i o n w as
em p lo y ed *
I n s u c h c a s e s t h e pH lo w e re d r a p i d l y .
When u s i n g t h e
la s t
nam ed s o l u t i o n s a s im p le m eth o d w as d e v i s e d t o k e e p t h e c a r b o n
d i - o x i d e t e n s i o n r e a s o n a b l y u n if o r m i n t h e i s o t o n i c s o l u t i o n .
fo u n d t h a t t h e pH o f t h e f l u i d
I t w as
i n t h e b a t h r e m a in e d r e a s o n a b l y c o n s t a n t
w h en t h e a i r w as p a s s e d t h r o u g h 500 c . c . o f b i c a r b o n a t e s o l u t i o n o f
a p p r o x i m a t e l y t h e same b i c a r b o n a t e c o n c e n t r a t i o n a s t h e i s o t o n i c
s o lu tio n u sed in th e b a th .
fr o m 7 - 9 t o 8 . 0 .
T y ro d e ’ s s o l u t i o n , f o r i n s t a n c e , c h a n g e d
I n a l l o a s e s , a w a s h -^ b o ttle c o n t a i n i n g a b i c a r b o n a t e
s o l u t i o n w as e m p lo y e d .
I t w as k e p t i n t h e w a t e r - b a t h an d s e r v e d
th r e e f u n c tio n s a p a r t fro m th e c a rb o n d i- o x id e te n s i o n o f th e
s o lu tio n *
( l ) i t w a sh e d t h e g a s o f i m p u r i t i e s ,
(2 ) i t s a tu r a te d th e
g a s w i t h w a te r -* v a p o r , an d ( 3 ) i t warm ed t h e e x p a n d in g g a s t o t h e
r e q u is ite te m p e ra tu re .
The s o l u t i o n i n t h e w a s h —b o t t l e w as re n e w e d
e v e ry th r e e h o u rs o r th e r e a b o u ts .
I t w as c o n v e n i e n t l y made fro m t h e
s to c k s o lu tio n .
B e f o r e s u s p e n d in g t h e a m n io n i n t h e l i q u i d t h e
o x y g e n a ti n g g a s w a s p a s s e d th r o u g h t h e s o l u t i o n t o b r i n g t h e
s y s te m i n t o e q u i l i b r i u m *
H a s tin g s *
e x p e r im e n t s i n d i c a t e d t h a t v a n D y k e-
My
s o l u t i o n w as t h e m o s t s a t i s f a c t o r y o f t h e s o l u t i o n s u s e d
w hen r e c o r d i n g r h y t h m i c i t y o f t h i s m u s c le *
g lu o o s e i n A le x a n d e r - H a s tin g s *
The c o n c e n t r a t i o n o f
s o lu tio n a p p a re n tly d e p re sse d th e
r h y t h m i c i t y o f t h e m u s c le a s i n d i f f e r e n t r e s u l t s w e re o b t a i n e d w i t h
th is
s o lu tio n .
T h is o b s e r v a t i o n i s i n g e n e r a l a g re e m e n t w i t h t h e
r e s u l t s o b t a i n e d b y S in g h ( 5 0 ) .
W ith v a n D y k e -H a s tin g s *
s o lu tio n
i t i s e s s e n t i a l t h a t a m ix t u r e o f 95 p e r c e n t o x y g e n an d 5 p e r c e n t
c a r b o n d i - o x i d e b e u s e d a s t h e o x y g e n a ti n g g a s , o t h e r w i s e , t h e r e a c t i i
o f th e f l u i d
i n th e b a th w i l l change r a p i d l y .
T h is s o l u t i o n i s w e l l
b u f f e r e d w i t h p h o s p h a t e s , i s n e a r e r t h e c o m p o s i ti o n o f b lo o d t h a n
m o s t o f t h e i s o t o n i c s o l u t i o n s o r d i n a r i l y u s e d , an d h a s a pH o f 7 * 4 ,
w h i l e t h a t o f b lo o d i s 7 .4 3
(4 6 ).
I t is
s i g n i f i c a n t t h a t L ew is an d
L ew is ( 5 1 ) recom m end a s o l u t i o n o f pH 7 .5 w hen c u l t u r i n g t h e m u so le
fr o m t h e a m n io n o f t h e c h i c k .
When a i r o r o x y g e n i s t h e o n ly o x y g e n ­
a t i n g g a s a v a i l a b l e S o llm a n n -R a d e m a e k e rs*
re s u lts .
s o l u t i o n w i l l g iv e good
The c a r b o n d i - o x i d e t e n s i o n may b e k e p t r e a s o n a b l y u n if o r m
b y p a s s i n g t h e a i r o r o x y g e n t h r o u g h 500 c . c * o f 0*03 p e r c e n t
b ic a rb o n a te s o lu tio n .
S o llm a n n -R a d e m a e k e rs*
T h is i s t h e b i c a r b o n a t e c o n c e n t r a t i o n o f
s o lu tio n .
- 17
I I I . PHYSIOLOGICAL OBSERVATIONS
B e fo re d e te rm in in g th e e f f e c t s o f d ru g s on t h i s n e r v e - f r e e
sm o o th m u s c l e , i t w a s deem ed a d v i s a b l e t o i n v e s t i g a t e i t s p h y s i o ­
l o g i c a l p r o p e r t i e s i n o r d e r t o a s c e r t a i n how c l o s e l y i t
o t h e r sm o o th m u s c le #
s im u la te d
A c c o r d i n g ly , t e m p e r a t u r e i n r e l a t i o n t o a c t i v i t y
i n t h e m u s c le , t h e i n f l u e n c e o f t h e i o n i c e n v i r o n m e n t, an d r h y t h m i c i t y
a n d t o n u s i n t h e m u s c le w e re i n v e s t i g a t e d .
(a )
T e m p e ra tu re C o n s i d e r a t i o n s .
S in c e t h e r e i s
little
i n th e l i t e r a t u r e t o i n d i c a t e th e o p tim a l
t e m p e r a t u r e f o r a c t i v i t y i n m u s c le o f t h e m em branes s u r r o u n d i n g t h e
e m b ry o n ic b i r d i t w as t h o u g h t a d v i s a b l e t o i n v e s t i g a t e t h i s a s p e c t
o f t h e p r o b le m .
B au r ( 1 2 ) o b s e r v e d t h a t t h e a m n io n o f t h e c h i c k
e x h i b i t e d a c t i v i t y a t 3 9 ° Co
A c c o r d i n g l y , t h e b e h a v i o u r o f t h e m u s c le
b e tw e e n 3 7 ° C . an d 4 3 ° C . w as s t u d i e d
( F ig u r e IV ) •
When t h e te m p e r ­
a t u r e w as r a i s e d t o 4 3 ° C . t h e m u s c le r e l a x e d an d r h y t h m i c i t y c e a s e d *
T h is i s know n a s ”h e a t p a r a l y s i s ” •
t o 4 2 ° Co a c t i v i t y w as re s u m e d .
When t h e t e m p e r a t u r e w as lo w e re d
T h is i s t h e c o n d i t i o n r e f e r r e d t o
b y E v an s ( 5 2 ) w hen h e m e n tio n e d t h a t t h e m u s c le i s f u l l y
w hen c o o le d a g a i n , i t r e c o v e r s i t s
r e la x e d ^
e x c i t a b i l i t y m o re o r l e s s c o m p l e t e l y .
U n f o r tu n a te ly , th e r e i s a p a u c ity o f in fo rm a tio n on th e e f f e c t o f
h e a t o n sm o o th m u s c le o f t h e b i r d an d t h e m am m al.
V e rn o n ( 5 3 ) an d
M eig s ( 5 4 ) v e r y a b l y h a n d le d t h e p ro b le m b u t t h e y c o n f in e d t h e i r
r e s e a r c h e s l a r g e l y t o t h e sm o o th m u s c le o f p o i k i l o t h e r m i o a n i m a l s .
On r a i s i n g t h e te m p e r a t u r e o f t h e b a t h t o 4 6 - 4 7 ° C . t h e m u s c le i n t h e
a m n io n o f t h e c h i c k d i d n o t s u r v i v e a s r h y t h m i c i t y w as n o t re su m ed
- 18
w h en t h e t e m p e r a t u r e w a s l o w e r e d .
o f t h e f r o g f s s to m a c h l o s t i t s
M eigs ( 5 4 ) fo u n d t h a t t h e m u s c le
irrita b ility
a t 46° C.
He c o n s i d e r e d
t h a t i t may b e s t a t e d p o s i t i v e l y t h a t sm o o th m u s c le l o s e s i t s
t a b i l i t y p e r m a n e n tl y w hen k e p t a t 5 0 ° C . f o r f i v e m i n u t e s .
irri­
P r e s u m a b ly ,
h e a l l u d e d t o a n y k in d o f sm o o th m u s c l e .
As t h e o p t i m a l t e m p e r a t u r e w as fo u n d t o l i e b e tw e e n 3 8 ° C . an d
42° C. t h i s
r a n g e o f t e m p e r a t u r e w as s t u d i e d i n m ore d e t a i l i n i t s
r e l a t i o n t o t h e a c t i v i t y o f t h e m u s c le o f t h e a m n io n ( F ig u r e V ) .
m o s t s a t i s f a c t o r y r h y t h m i c i t y w as fo u n d t o b e a t 4 1 ° C .
The
T h i s w as
c o n f ir m e d b y a d j u s t i n g t h e t e m p e r a t u r e o f t h e b a t h i n a n u m ber o f
i n s t a n c e s u s i n g o v e r s i x d i f f e r e n t p r e p a r a t i o n s an d o b s e r v i n g t h e
te m p e r a t u r e a t w h ic h t h e r h y t h m i c i t y a p p e a r e d t o b e o p tim u m .
T h is i s
a p p r o x i m a t e l y t h e t e m p e r a t u r e o f b i r d s * b lo o d a n d w as s e l e c t e d a s
th e m ost s u i t a b l e te m p e ra tu re f o r th e s e e x p e r im e n ts .
A t a h ig h e r
t e m p e r a t u r e t h e r h y t h m i c i t y i n c r e a s e d i n r a t e b u t w as n o t s u s t a i n e d .
As t h e t e m p e r a t u r e w as lo w e re d b e lo w t h e optim um t h e a c t i v i t y o f t h e
m u s c le d e c l i n e d and f i n a l l y f a d e d a w a y .
P ie rc e
( 5 ) m e n tio n e d t h a t a t 2 5 ° C. o r l e s s t h e a m n io n o f t h e
c h i c k l o s t i t s t o n u s an d a p p e a r e d f l a b b y .
t h a t i t w as p e r m a n e n tl y i n a c t i v e .
She a p p a r e n t l y c o n s i d e r e d
T h is o b s e r v a t i o n i s
som ew hat
u n iq u e a s i t i s w e ll-k n o w n t h a t sm o o th m u s c le o r d i n a r i l y may b e k e p t
a t a low t e m p e r a t u r e f o r some t i m e an d s t i l l r e t a i n i t s
v ita lity .
A c c o r d i n g l y , a n a m n io n w as k e p t i n i s o t o n i c s o l u t i o n a t 2 2 -2 3 ° C . f o r
a p p ro x im a te ly f i v e m in u te s .
u s u a l m a n n er.
The p r e p a r a t i o n w as t h e n s e t u p i n t h e
On a d j u s t i n g t h e t e m p e r a t u r e o f t h e b a t h t o 4 1 ° C .
t h e m u s c le m a n i f e s t e d r h y t h m i c i t y a f t e r a q u i e s c e n t p e r i o d a s i s
- 19 -
g e n e r a l l y o b s e r v e d w i t h t h i s k in d o r p r e p a r a t i o n *
W h ile t h e
p r e p a r a t i o n show ed n o a c t i v i t y a t t h e lo w t e m p e r a t u r e , i t h a d n o t
lo s t i t s v ita lity
(b )
( F ig u r e V I ) #
I n f l u e n c e o f t h e I o n i c E n v iro n m e n t*
Two m e th o d s have> b e e n em p lo y e d f o r s t u d y i n g t h e e f f e c t o f i o n s
o n t h e a c t i v i t y o f sm o o th m u s c le im m e rse d i n a n i s o t o n i c s o l u t i o n *
S t i m u l a n t s s u c h a s h i s t a m i n e h a v e b e e n u s e d o n a q u i e s c e n t m u s c le
an d t h e r e s u l t s co m p ared i n s o l u t i o n s o f v a r y i n g i o n i c c o n c e n t r a t i o n s *
O th e r s h a v e r e o o r d e d t h e e f f e c t o f v a r y i n g t h e i o n i c c o n c e n t r a t i o n
o f t h e s o l u t i o n i n w h ic h t h e m u s c le w as c o n t r a c t i n g r h y t h m i c a l l y *
l a t t e r m eth o d w a s f o ll o w e d i n t h e s e e x p e r im e n t s *
e o n o e d e d t h a t t h e r e l a t i o n b e tw e e n c a l c i u m
im p o rta n t*
The
I t i s g e n e ra lly
an d p o t a s s i u m i o n s i s
A c c o r d i n g ly m ore a t t e n t i o n w as g i v e n t o t h e i n f l u e n c e o n
t h e a c t i v i t y i n t h e m u s c le o f m o d if y in g t h e i o n i c c o n c e n t r a t i o n o f
t h e s e s a l t s t h a n t o t h e o t h e r c o m p o n e n ts o f t h e s o l u t i o n *
The e f f e c t o f v a r y i n g t h e c a l c i u m i o n c o n c e n t r a t i o n *
U s in g v a n E y k e - H a s t in g s 1 s o l u t i o n t h e c a l c i u m i o n c o n c e n t r a t i o n
i n t h e b a t h w as r a i s e d fro m 1*06 m i H i - e q u i v a l e n t s p e r l i t e r t o 1 *54
m iH i-e q u iv a le n ts p e r l i t e r *
In 4 d e te r m in a tio n s , th e to n u s , r a t e
o f c o n t r a c t i o n , an d g e n e r a l l y t h e a m p litu d e w e re i n c r e a s e d i n 3
in s ta n c e s ! i n 1 in s ta n c e no r e s u l t o r a s l i g h t l y d e c re a se d a c t i v i t y
w as e x h i b i t e d b y t h e m u s c le *
U s in g S o llm a n n -R a d e ra a e k e rs 1 s o l u t i o n
w hen t h e c a l c i u m i o n c o n c e n t r a t i o n o f t h e b a t h w as r a i s e d f r o m 2*16
t o 2*84 m i l l i - e q u i v a l e n t s p e r l i t e r no change o c c u rre d *
H o w ev er,
w h en t h e c a l c i u m i o n c o n c e n t r a t i o n w as r a i s e d f r o m 2*1 6 t o 3 * 0 2 m i l l i -
- 20
e q u iv a le n ts p e r l i t e r in th e b a th an in c re a s e d a c t i v i t y o f th e
m u s c le w as e x h i b i t e d *
L i k e w i s e , w h en t h e c a l c i u m i o n c o n c e n t r a t i o n
o f t h e b a t h w as r a i s e d f r o m 2 * 1 6 t o 4*58 m i l l i - e q u i v a l e n t s p e r l i t e r
a m a rk e d i n c r e a s e i n t h e a c t i v i t y o f t h e m u s c le o c c u r r e d
t r a c i n g 2 )*
( F ig u r e V I I ,
S ev en d e t e r m i n a t i o n s w e re made i n t h e f i r s t p a r t o f t h e
e x p e r im e n t s o n v a r i a t i o n o f t h e c a l c i u m i o n c o n c e n t r a t i o n *
I n t h e s e c o n d p a r t o f t h e e x p e r im e n t s w i t h c a l c i u m , S o llm a n n R a d e Jn a e k e rs, s o l u t i o n w ax u s e d a s i t c o n t a i n e d no p h o s p h a te s o t h a t
t h e r e s u l t s w e r e n o t c o m p lic a t e d b y t h e e f f e c t o f s u p e r s a t u r a t i o n w i t h
r e s p e c t t o CaHPO^. o r C a g fP O ^ Jg , (4 3 )*
The p r o c e d u r e w as a s f o ll o w s *
T h r e e r e c o r d s w e r e made w i t h t h e sam e m u s c le w hen t h e c a l c i u m i o n
c o n c e n t r a t i o n o f t h e b a t h w a s v a r i e d f r o m 2 *16 t o
mi l l i - e q u i v a l e n t s p e r l i t e r *
1 * 6 2 , an d t o 2 ©70
T h is w as a c c o m p lis h e d b y re m o v in g 60
o * c * o f S o ll^ la n n -R a d e m a e k e rs , s o l u t i o n fr o m t h e b a t h an d r e p l a c i n g
i t w i t h c a l c i u m - f r e e i s o t o n i c s o l u t i o n , t h e l o s s o f o a lc iu m c h l o r i d e
b e i n g c o m p e n s a te d f o r b y t h e a d d i t i o n o f so d iu m c h l o r i d e t o t h e
s o lu tio n ©
p er lite r*
T h is s o l u t i o n h a d 1*62 m i l l i - e q u i v a l e n t s o f c a lc i u m i o n
A f t e r r e c o r d i n g t h e r h y t h m i c a l c o n t r a c t i o n s o f t h e m u s c le
i n t h i s s o l u t i o n , 60 c * c * o f t h i s s o l u t i o n w e re rem o v ed an d an e q u a l
am o u n t a d d e d w h ic h c o n t a i n e d s u f f i c i e n t c a l c i u m c h l o r i d e t o r a i s e t h e
c a l c i u m i o n c o n c e n t r a t i o n o f t h e s o l u t i o n i n t h e b a t h t o 2*70 m i l l i e q u i v a l e n t s o f c a lo i u m i o n p e r l i t e r *
The v a r i a t i o n i n t h e c a l c i u m
b e i n g c o m p e n s a te d f o r b y v a r y i n g t h e so d iu m c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n *
The s t r i p w a s k e p t low i n t h e b a t h so t h a t i t w as p o s s i b l e t o rem ove
a p o r tio n o f th e f l u i d w ith o u t d is tu r b in g th e s t r i p *
A c o m p a r is o n o f
t h e a c t i v i t y o f t h e m u s c le i n t h e p r e s e n c e o f v a r i e d c a lc iu m i o n
c o n c e n t r a t i o n i s show n i n F i g u r e V I I I o
The r e s u l t s o b t a i n e d a r e
- 21
s i m i l a r t o t h o s e o f o t h e r s w o r k in g w i t h sm o o th m u s c le ( 4 3 ) , n a m e ly ,
t h a t i n c r e a s e d i o n i c c o n c e n t r a t i o n o f c a l c iu m a u g m e n ts t h e a c t i v i t y
o f th e m u s c le , w h ile d e c re a s e d c a lc iu m io n s le s s e n i t s
a c tiv ity *
The e f f e c t o f v a r y i n g t h e p o t a s s i u m i o n c o n c e n t r a t i o n *
T u r o lt (5 5 ) r e p o r te d t h a t th e a d d i t i o n o f p o ta s s iu m c h lo r id e
t o th e s o l u t i o n o f th e b a th i n h i b i t e d th e a c t i v i t y o f th e g u in e a - p ig
u te ru s *
M a th is o n ( 5 6 ) , a n d v a n Dyke a n d H a s t i n g s
(4 3 ), re p o rte d th a t
i n c r e a s e d p o t a s s i u m i n c r e a s e d t h e a c t i v i t y o f sm o o th m u s c le *
B a y lis s
( 5 7 ) b a s i n g h i s o p i n i o n o n t h e w o rk o f H o o k e r s t a t e d t h a t p o ta s s iu m
d e c r e a s e d t h e a c t i v i t y o f sm o o th m u s c le *
TPHien t h e p o t a s s i u m i o n c o n c e n t r a t i o n i n a b a t h o f S o llm a n n B ad em aek ers* s o l u t i o n i n w h ic h a m u s c le w as a c t i v e l y c o n t r a c t i n g w as
r a i s e d f r o m 5 * 1 m i l l i - e q u i v a l e n t s o f p o ta s s iu m i o n c o n c e n t r a t i o n t o
6 * 7 6 m i l l i - e q u i v a l e n t s p e r l i t e r , a n i n c r e a s e w as e x h i b i t e d i n one
i n s t a n c e , w h i l e i n a s e c o n d d e t e r m i n a t i o n n o e f f e c t w as a p p a r e n t *
W hen t h e p o t a s s i u m i o n c o n c e n t r a t i o n w as i n c r e a s e d fro m 5 * 1 t o 5*93
m i l l i - e q u i v a l e n t s a n i n c r e a s e d a c t i v i t y i n t h e m u s c le r e s u l t e d *
lik e ­
w i s e , w h e n t h e c o n c e n t r a t i o n o f p o t a s s i u m i o n w as v a r i e d fro m 5*1 t o
10*05 mi l l i - e q u i v a l e n t s p e r l i t e r o f s o l u t i o n t h e m u s c le e x h i b i t e d
i n c r e a s e d r h y t h m i c i t y ( F ig u r e V I I , t r a c i n g 1 )*
The p o t a s s i u m i o n
c o n c e n t r a t i o n w as m o d if ie d i n 4 d i f f e r e n t e x p e r im e n t s *
In th e seco n d
p a r t o f t h e e x p e r im e n t s w i t h p o t a s s i u m t h e sam e p r o c e d u r e vre.s f o ll o w e d
a s w i t h c a lc iu m *
T h r e e t r a c i n g s w e re m ade*
I n t h e f i r s t t h e p o ta s s iu m
i o n c o n c e n t r a t i o n w as 5 * 1 , w h i l e i n t h e s e c o n d ro u n d o f t h e drum i t
w a s 3*8 m i l l i - e q u i v a l e n t s o f p o t a s s i u m i o n c o n c e n t r a t i o n p e r l i t e r
o f s o lu tio n *
The m u s c le c e a s e d c o n t r a c t i n g i n t h e p r e s e n c e o f t h e
22
d e c r e a s e d p o ta s s iu m i o n c o n c e n tr a tio n and d id n o t r e c o v e r i t s
rh y th m ic ity *
On u s i n g a s e c o n d m u s c le an d r a i s i n g t h e p o t a s s i u m
i o n c o n c e n t r a t i o n i n t h e s o l u t i o n f r o m 5 * 1 t o 6 *375 m i l l i - e q u i v a l e n t s
p e r l i t e r , t h e m u s c le show ed a n i n c r e a s e d r a t e o f r h y t h m i c a l c o n t r a c t i o n s
( F ig u r e IX )*
The e f f e c t o f v a r y i n g t h e m a g n esiu m i o n c o n c e n t r a t i o n *
I n t h e p r e s e n c e o f o a lo iu m an d p o t a s s i u m i o n s , m ag n esiu m d e c r e a s e d
t h e a c t i v i t y o f sm o o th m u s c le a s show n b y v a n Dyke and H a s ti n g s
(4 3 )*
When t h e m a g n esiu m i o n c o n c e n t r a t i o n i n a b a t h o f v a n D y k e -H a s tin g s *
s o l u t i o n w a s r a i s e d f r o m 2*0 t o 3 * 0 4 m i l l i —e q u i v a l e n t s o f m ag n esiu m
i o n c o n c e n t r a t i o n p e r l i t e r a s l i g h t d e c r e a s e w as e x h i b i t e d b y t h e
r h y t h m i c a l l y c o n t r a c t i n g m u s c le *
L ik e w is e , w h en a b a t h o f S o llm a n n -
R ad eraaek ers* s o l u t i o n i n w h ic h a m u s c le w as r h y t h m i c a l l y c o n t r a c t i n g
w as v a r i e d i n r e s p e c t t o m a g n esiu m i o n c o n c e n t r a t i o n fr o m 0 t o 1*0 4
m i l l i - e q u i v a l e n t s p e r l i t e r o f s o l u t i o n a s l i g h t d e c r e a s e w as n o te d *
H o w ev e r, w hen a b a t h o f S o llm a n n -H a d e m a e k e rs* s o l u t i o n w as i n c r e a s e d
i n r e s p e c t t o m a g n esiu m i o n c o n c e n t r a t i o n fro m 0 t o 2*08 m i l l i e q u i v a l e n t s a m a rk e d s lo w in g o f t h e r h y t h m i c i t y o c c u r r e d
t r a c i n g 5 )*
( F ig u r e V I I ,
T h re e d e t e r m i n a t i o n s w e re m ade i n w h ic h t h e m ag n esiu m
i o n c o n c e n t r a t i o n w a s m o d if ie d *
I t i s th u s c l e a r t h a t a r e l a t i v e l y
l a r g e am ount o f m a g n esiu m i s r e q u i r e d t o e f f e c t t h e r h y t h m i c i t y o f
t h e m u s c le a p p r e c i a b l y *
Sollxnann an d H a n z lik (4 1 ) s t a t e t h a t m ag n esiu m
d e p r e s s e s t h e a c t i v i t y o f sm o o th m u s c le b u t t h a t r h y t h m i c i t y i s
m a i n t a i n e d f o r a l o n g e r p e r io d *
From my w o rk w i t h t h e a m n io n o f t h e
c h i c k r h y t h m i c a l l y c o n t r a c t i n g i n i s o t o n i c s o l u t i o n i t w o u ld a p p e a r
t h a t th e above s ta te m e n t i s
e s s e n tia lly c o rre c t*
T h is s m a ll m u s c le
- 23
e x h i b i t e d a m ore s u s t a i n e d r h y t h m i c i t y w i t h s o l u t i o n s c o n t a i n i n g
m a g n esiu m t h a n w i t h m a g n e s iu m - f r e e s o l u t i o n s *
The e f f e c t o f v a r y i n g t h e p h o s p h a te i o n c o n c e n t r a t i o n .
U s in g v a n D y k e -H a s tin g s * s o l u t i o n t h e p h o s p h a te i o n c o n c e n t r a t i o n
i n t h e b a t h w as i n c r e a s e d f r o m 3 t o 4*08 m i l l i - e q u i v a l e n t s p e r l i t e r
b y a d d itio n o f N aH gPO ^^O *
T h i s w as r e p e a t e d w i t h a n o t h e r m u s c le *
W ith v a n D y k e -H a s tin g s * s o l u t i o n i n t h e b a t h t h e p h o s p h a te i o n
c o n c e n t r a t i o n w as i n c r e a s e d fro m 3 t o 4*06 m i l l i - e q u i v a l e n t s p e r l i t e r
o f s o l u t i o n b y a d d i t i o n o f NagHPO^,
T h is w as a l s o r e p e a t e d o n a n o t h e r
m u s c le *
W hen a c i d p h o s p h a te w as u s e d i n c r e a s e d a c t i v i t y r e s u l t e d , w hen
t h e b a s i c p h o s p h a te w as a d d e d n o a p p r e c i a b l e c h a n g e o c c u r r e d
(F ig u re
V I I , t r a c i n g s 6 , 7 )*
In a l l ,
4 d e t e r m i n a t i o n s w e re made v a r y i n g t h e p h o s p h a te i o n
c o n c e n tr a tio n i n th e s o lu tio n *
The e f f e c t o f v a r y i n g t h e so d iu m i o n c o n c e n t r a t i o n *
U s in g S o llm a n n —H adem aekers* s o l u t i o n t h e so d iu m i o n c o n c e n t r a t i o n
w as i n c r e a s e d f r o m 157*58 m i l l i - e q u i v a l e n t s p e r l i t e r o f s o l u t i o n t o
1 5 8 ,4 4 m i l l i - e q u i v a l e n t s b u t n o c h a n g e i n a c t i v i t y w as e x h i b i t e d *
T h is e x p e r im e n t w as r e p e a t e d w i t h t h e same r e s u l t s
3 )*
( F ig u r e V I I , t r a c i n g
U s in g v a n D y k e -H a s tin g s * s o l u t i o n t h e so d iu m i o n c o n c e n t r a t i o n
p e r l i t e r o f s o l u t i o n w as i n c r e a s e d fro m 144*5 m i l l i - e q u i v a l e n t s t o
1 4 5 * 3 6 , an d 145*5 m i l l i - e q u i v a l e n t s p e r l i t e r o f s o l u t i o n r e s p e c t i v e l y *
I n 2 d e t e r m i n a t i o n s n o c h a n g e i n r h y t h m i c i t y o f t h e m u s c le w as e x h i b i t e d .
H o w ev e r, w hen t h e o o n o e n t r a t i o n w as r a i s e d f r o m 144*5 t o
148*09 m i l l i -
- 24 -
e q u i v a l e n t s p e r l i t e r o f s o l u t i o n a n i n c r e a s e d a c t i v i t y w as a p p a r e n t*
A t o t a l o f 5 d e t e r m i n a t i o n s w e re m ade v a r y i n g t h e so d iu m i o n c o n ­
c e n tra tio n *
The e f f e c t o f v a r y i n g t h e b i c a r b o n a t e i o n c o n c e n t r a t i o n *
U s in g v a n D y k e -H a s tin g s * s o l u t i o n 3 d e t e r m i n a t i o n s w e re made*
The i o n i c c o n c e n t r a t i o n o f b i c a r b o n a t e w as i n c r e a s e d i n 2 i n s t a n c e s
f r o m 3 0 m i l l i - e q u i v a l e n t s p e r l i t e r o f s o l u t i o n t o 30*59 m i l l i e q u iv a le n ts *
The a c t i v i t y o f t h e m u s c le w as s l i g h t l y d im i n is h e d i n
b o th d e te rm in a tio n s
( F ig u r e V I I , t r a c i n g 4 )*
When t h e i o n i c c o n c e n ­
t r a t i o n o f b i c a r b o n a t e w as v a r i e d f r o m 30 t o 3 1 * 1 3 m i l l i - e q u i v a l e n t s
p e r l i t e r o f s o l u t i o n , t h e a c t i v i t y o f t h e m u s c le w as d e c r e a s e d *
T h e s e e f f e c t s may b e d u e p a r t i a l l y t o a n i n d i r e c t e f f e c t on t h e
i o n i z a t i o n o f c a lc iu m *
(c )
R h y th m ic A c t i v i t y an d T onus*
When t h e a m n io n o f t h e c h i c k w as s u s p e n d e d i n a b a t h o f a e r a t e d
is o to n ic
s o l u t i o n i t m a n i f e s t e d r h y t h m i c i t y an d to n u s a l t h o u g h i t i s
in d e p e n d e n t o f n e r v o u s c o n t r o l *
is tic
I t i s an o rg a n e x h i b i t in g a c h a r a c t e r ­
b e h a v io u r a s m o s t sm o o th m u s c le d o e s *
The i n f l u e n c e o f a n o x em ia
an d c a r b o n d i - o x i d e o n t h e a c t i v i t y o f t h e t i s s u e i s i n d i c a t e d b y
t h e f o l l o w i n g e x p e r im e n ts *
When t h e s t r u c t u r e w as s u s p e n d e d i n a
p o o r l y o x y g e n a te d i s o t o n i c s o l u t i o n m o t i l i t y i n t h e m u s c le w as
d e p re sse d *
L i k e w is e , w hen a m ix tu r e o f 95 p e r c e n t o x y g e n and 5 p e r
c e n t c a r b o n d i - o x i d e w as p a s s e d t h r o u g h S o H m an n -R ad em aek ers* s o l u t i o n
b e fo re
a f t e r t h e t i s s u e w as im m ersed i n t h e b a t h , r h y t h m i c i t y i n
t h e m u s c le f a i l e d t o d e v e l o p i n t h e u s u a l m an n er*
T h is m ix tu r e
25
in c re a s e d th e c a rb o n d i-o x id e te n s io n i n th e s o lu tio n .
The e f f e c t s
o f a n o x e m ia a n d c a r b o n d i - o x i d e o n t h e m ovem ents o f t h e d e v e l o p i n g
c h i c k h a v e b e e n i n v e s t i g a t e d b y W in d le a n d B a r c r o f t ( 2 8 ) .
R e c o rd s o f t h e r h y th m ic c o n t r a c t i o n s o f t h e m u s c le i n t h e am n io n
o f t h e c h i c k a r e show n i n F i g u r e X .
T a b le IV
R h y th m ic C o n t r a c t i o n s o f M u sc le i n th e A n n io n o f t h e C h ic k ( F ig u r e X ) .
Day
Num ber o f C o n t r a c t i o n s
i n F iv e - m in u te I n t e r v a l
1 0 th
A v e rag e p e r M in u te
60
12
1 1 th
37
7 -8
1 2 th
36
7 -8
1 3 th
27
5 -6
C l a r k an d C l a r k ( 1 3 ) n o te d a w a x in g an d w a n in g o f a c t i v i t y i n t h e
a m n io n o f t h e c h i c k .
P ie rc e
( 5 ) an d V e r z a r ( 1 0 ) b o t h r e f e r r e d t o a
d e c r e a s e i n m o t i l i t y o f t h e a m n io n a f t e r t h e s e v e n th o r e i g h t h d a y
o f in c u b a tio n .
F ig u r e X I r e p r e s e n ts g r a p h i c a l l y th e r e s u l t s o b ta in e d
w h e n t h e c o n t r a c t i o n s o f t h e m u s c le i n 1 0 t h . 1 1 t h , 1 2 th an d 1 3 th - d a y
a m n io n w e re r e c o r d e d an d c o u n te d d u r i n g a f i v e - m i n u t e i n t e r v a l .
s t r u c t u r e s w e re u s e d f o r e a c h d a y o f i n c u b a t i o n .
p e r m in u te w as p l o t t e d .
A p e ris ta ltic
o b s e r v e d i n i n t e s t i n a l m u s c le i s
S ix
The a v e r a g e r a t e
ty p e o f c o n t r a c ti o n o c c a s io n a lly
shown i n F ig u r e X , t r a c i n g 5 .
i n t o n u s a r e show n i n F ig u r e X , t r a c i n g 3 .
C hanges
H o w ev er, t h e s t r o n g e s t
e v id e n c e t h a t t h e m u s c le p o s s e s s e s t o n u s i s t h e f a c t t h a t t h e m u s c le
may l o s e i t a t 4 3 ° C . ( F ig u r e I V ) .
T h e r e f o r e , i t i s c l e a r fro m ray
o b s e r v a t i o n s t h a t t h e n e r v e - f r e e sm o o th m u s c le o f t h e am n io n o f t h e
o h i c k m a n i f e s t s r h y t h m i c i t y an d v a r i a t i o n s i n t o n u s .
26
IV , PHARMACOLOGICAL OBSERVATIONS
The m e c h a n is m i n sm o o th m u s c le b y m eans o f w h ic h d r u g s ev o k e a
r e s p o n s e , h a s g i v e n r i s e t o much d i v e r s i t y o f o p i n i o n .
T h e re a r e
t h r e e p o s s i b l e s t r u c t u r e s o n w h ic h t h e d r u g may a c t , — t h e n e r v e
e n d i n g s , t h e m y o n e u ra l J u n c t i o n , o r t h e m u s c le f i b e r s .
F u r th e r m o r e ,
t h e p r e s e n c e o f a m y o n e u ra l J u n c t i o n h a s l e d t o much d i s c u s s i o n .
E llio tt
( 5 8 ) n o t i n g t h e s i m i l a r i t y b e tw e e n t h e e f f e c t s o f e p i n e p h r i n e
a n d s y m p a t h e tic n e r v e s p o s t u l a t e d t h e p r e s e n c e o f a Mm y o n e u ra l
J u n c t i o n 1* a t t h e u n i o n o f t h e n e r v e w i t h t h e m u s c le f i b e r .
T h is
s t r u c t u r e , w h ic h w as n e i t h e r n e r v o u s n o r c o n t r a c t i l e , he c o n s i d e r e d
as p o s s e s s in g th e p e c u lia r s e n s itiv e n e s s to e p in e p h rin e .
Once t h e
m y o n e u ra l J u n c t i o n h a d d e v e lo p e d a s a r e s u l t o f i n n e r v a t i o n , i t
re m a in e d i n t a c t a f t e r d e g e n e r a t i o n o f t h e n e r v e a n d t h e c e l l s t i l l
re ta in e d i t s
s e n s itiv e n e s s to e p in e p h rin e .
L a n g le y ( 2 0 ) on t h e o t h e r
hand re g a rd e d th e p e r s i s t e n c e o f th e re s p o n s e t o e p in e p h r in e a f t e r
d e n e r v a t i o n a s i n d i c a t i n g t h a t t h e r e s p o n s e w as n o t t h e r e s u l t o f
in n e rv a tio n .
V on E u l e r ( 5 9 ) r e p o r t e d t h a t t h e b lo o d v e s s e l s o f t h e
p l a c e n t a , n e r v e - f r e e s t r u c t u r e s , w hen p e r f u s e d w i t h a f l u i d c o n t a i n i n g
e p in e p h rin e c o n s tr ic t e d i n th e m a jo rity o f c a s e s .
S c h m itt ( 6 0 ) , how­
e v e r , w as u n a b le t o o b t a i n a n e f f e c t tin d e r s i m i l a r c o n d i t i o n s w hen
p e r f u s in g th e p la c e n ta l v e s s e ls *
E llio tt* s
s u g g e s tio n .
H is c o n c l u s i o n s g e n e r a l l y s u p p o r t
A rm s tro n g (6 1 ) fo u n d t h a t a c e t y l c h o l i n e h a d
n o e f f e c t o n t h e e m b ry o n ic h e a r t o f th e f i s h , w h i l e C u l l i s and L u cas
( 6 2 ) r e p o r t e d t h a t a c e t y l c h o l i n e i n h i b i t e d t h e e m b ry o n ic h e a r t o f t h e
c h ic k .
H e n d e rs o n a n d R oepke (6 3 ) s u g g e s te d t h a t a c e t y l c h o l i n e a c t e d
d i r e c t l y o n t h e m u s c le c e l l w h e re i t a e t u p a s e r i e s o f c h e m ic a l
- 27
r e a c t i o n s a n d t h a t t h e a s s u m p ti o n o f i t s a c t i o n on a m y o n e u ra l
J u n c t i o n w as e n t i r e l y u n j u s t i f i e d *
F o r th e s e re a s o n s i t a p p e a re d
t h a t t h e a m n io n o f t h e c h i c k w as a n e x c e l l e n t s t r u c t u r e w i t h w h ic h
t o d e te r m in e t h e a c t i o n o f d r u g s , a s , n o t o n ly i s i t f r e e f r o m
n e r v o u s e l e m e n t s b u t f r o m a n y s t r u c t u r e w h ic h m ig h t p e r s i s t a s a
r e s u l t o f i n n e r v a t i o n a n d f r o m c h a n g e s i n t h e sm o o th m u s c le i t s e l f
w h ic h m ay b e a s s o c i a t e d w i t h d e n e r v a t i o n ( 3 ) .
The a m n io n o f t h e c h i c k w as rem o v ed fro m t h e e g g a n d s u s p e n d e d
im m e d ia te ly i n a b a t h c o n t a i n i n g 240 c * c * o f i s o t o n i c s o l u t i o n *
t h i s w ay m o d if y in g f a c t o r s w e re e x c lu d e d t o a g r e a t e x t e n t *
In
A fte r
t h e s y s te m w as i n e q u i l i b r i u m w i t h t h e o x y g e n a ti n g g a s , t h e r e a c t i o n
o f th e s o lu tio n v a rie d b u t l i t t l e
t h r o u g h o u t t h e e x p e r im e n t*
R ad e m a ek e rs* a n d v a n D yke-H as t i n g s *
S o lIm a n n -
s o l u t i o n s w e re u s e d p r i n c i p a l l y *
T w elve mgms* o f so d iu m c h l o r i d e w hen a d d ed t o t h e b a t h h a d l i t t l e
no d e m o n s t r a b l e e f f e c t *
or
U n if o r m ity o f p h y s i c a l c o n d i t i o n s s u r r o u n d ­
i n g t h e p r e p a r a t i o n w as f o ll o w e d a s c l o s e l y a s w as p r a c t i c a b l e *
G e n e r a l l y , t h e d r u g w as d i s s o l v e d i n t h e same i s o t o n i c s o l u t i o n a s
t h a t i n w h ic h t h e m u s c le w as im m ersed •
By t h i s m eth o d c o n d i t i o n s o f
t h e b a t h w e re n o t m o d if ie d u n n e c e s s a r i l y *
The minimum e f f e c t i v e
d o s e w as t a k e n a s t h a t c o n c e n t r a t i o n o f t h e d r u g w h ic h a p p e a r e d t o
e v o k e a r e s p o n s e i n v a r i a b l y a n d m ig h t m ore a p t l y b e d e s i g n a t e d a s
t h e a d e q u a te d o s e *
1* M o rp h in e S u lp h a te *
As t h e p h a r m a c o lo g i c a l a c t i o n o f m o rp h in e on sm o o th m u s c le h a s
g i v e n r i s e t o much d i v e r s i t y o f o p i n i o n , 11 d e t e r m i n a t i o n s w e re made
o n a m n i o t i c m u s c le u s i n g d o s e s o f 4 t o 12 mgms* o f m o rp h in e s u l p h a t e ,
28
o r i n c o n c e n t r a t i o n s o f 1 * 6 0 ,0 0 0 t o 1 * 2 0 ,0 0 0 *
The a d e q u a te d o s e
w a s fo u n d t o b e 8 mgms* o r 1 * 6 0 ,0 0 0 c o n c e n t r a t i o n i n t h e b a th *
In
8 i n s t a n c e s t h e m u s c le d i s p l a y e d i n o r e a s e d m o t i l i t y , w h ile i n 2
i n s t a n c e s t h e d o s e w as b e lo w 1 * 3 0 ,0 0 0 c o n c e n t r a t i o n i n t h e b a t h #
The
i n c r e a s e d a c t i v i t y w as e x e m p l i f i e d b y a n i n c r e a s e d r a t e , a n p l i t u d e
o f c o n t r a c t i o n s and to n u s
( T a b le V , F ig u r e X I I ) .
2* D ig a le n #
T h is i s a w a t e r - s o l u b l e p r e p a r a t i o n a s i s o l a t e d b y C lo e tfc a ( 6 4 ) .
I t is
s a id to c o n ta in th e a c tiv e p r in c ip le s o f d i g i t a l i s #
As t h e
d r u g i s s t a n d a r d i z e d i n c a t - u n i t s , t h e am o u n t o f t h e a c t i v e p r i n c i p l e
c o n t a i n e d i n a t a b l e t i s n e c e s s a r i l y a p p r o x im a te #
1 /Z
c a t - u n i t s tre n g th #
m ade#
E ach t a b l e t i s o f
U s in g 1 /6 t o 1 t a b l e t , 5 d e t e r m i n a t i o n s w e re
As t h e b a t h c o n t a i n e d 240 o#o# o f i s o t o n i c s o l u t i o n , t h e
c o n c e n tr a tio n s w e re fro m 0#7 t o 2#0 c a t - u n i t s p e r l i t e r o f s o l u t i o n .
I n 4 i n s t a n c e s t h e a c t i v i t y o f t h e m u s c le w as i n o r e a s e d
F ig u re X I I I ) #
(T a b le V I,
I n 1 i n s t a n o e t h e c o n c e n t r a t i o n w as b e lo w t h e e f f e c t i v e
d o s e o f 1#0 o a t - u n i t p e r l i t e r o f s o l u t i o n #
An i n c r e a s e d r a t e ,
a m p l i t u d e o f c o n t r a c t i o n s , a n d t o n u s w e re d i s p l a y e d b y t h e m u s c le
w h e n t h e c o n c e n t r a t i o n o f t h e d r u g w as a d e q u a te #
3# C o c a i n e - h y d r o c h l o r i d e #
Tn 14 d e t e r m i n a t i o n s c o c a i n e - h y d r o c h l o r i d e w as u s e d i n c o n c e n t r a ­
t i o n s o f 1 * 4 8 0 ,0 0 0 t o
1 * 4 8 ,0 0 0 #
A c o n c e n t r a t i o n o f 1 * 4 8 0 ,0 0 0 w as
s u f f i c i e n t t o e v o k e a r e s p o n s e i n r a t e a n d a m p litu d e #
An a u g m e n ta tio n
o f r a t e , a m p litu d e o f c o n t r a c t i o n s a n d t o n u s w as e x h i b i t e d b y t h e
m u s c le a t a c o n c e n t r a t i o n o f 1 * 2 4 0 ,0 0 0 o r a t h i g h e r c o n c e n t r a t i o n s
29
o f t h e d r u g ( T a b le V II* F i g u r e X IV )*
4* A c e t y l C h o lin e B rom ide*
S in c e t h e a c c e p t a n c e o f t h e c h e m i c a l m e d i a t i o n t h e o r y o f n e r v e
im p u ls e s * c o n s i d e r a b l e i n t e r e s t h a s b e e n e v in c e d i n a c e t y l c h o l i n e *
O b v io u s ly i t w as p e r t i n e n t t o d e t e r m i n e t h e m inim um e f f e c t i v e d o s e
n e c e s s a r y t o e v o k e a r e s p o n s e i n sm o o th m u s c le d e v o id o f n e r v o u s
e le m e n ts *
I n 12 d e t e r m i n a t i o n s t h e c o n c e n t r a t i o n s i n t h e b a t h w e re
f r o m lt3 3 * 4 0 0 * 0 0 0 t o I t 120*000*
o f t h e m u s c le w a s a p p a r e n t *
I n 11 i n s t a n c e s a n i n c r e a s e d a c t i v i t y
I n 1 i n s t a n c e no c h a n g e w as m a n i f e s t *
The minimum e f f e c t i v e c o n c e n t r a t i o n f o r a n e r v e - f r e e sm o o th m u s c le
a p p e a r e d t o b e 1 (3 8 * 4 0 0 * 0 0 0 o r 26 gammas o f a c e t y l c h o l i n e b ro m id e
p e r l i t e r o f s o l u t i o n ( T a b le V I I I * F i g u r e s XVA a n d XVB)*
T h is i s
e q u i v a l e n t t o a p p r o x i m a t e l y 18*7 gammas o f a c e t y l c h o l i n e p e r l i t e r
o f s o lu tio n *
The r a t e o f c o n t r a c t i o n , an d g e n e r a l l y t h e t o n u s an d
a m p litu d e o f c o n t r a c t i o n s w e re a u g m e n te d a f t e r t h e a d d i t i o n o f t h e
d r u g t o t h e b a th *
5* E p i n e p h r i n e *
E p in e p h r in e * o n a c c o u n t o f i t s
p o w e rfu l p h y s io lo g ic a l a c t i v i t y
and e x te n s iv e th e r a p e u ti c a p p lic a tio n * i s p e rh a p s th e m ost i n t e r e s t i n g
o f t h e a n im a l b a s e s *
E p i n e p h r i n e - h y d r o c h l o r i d e i s made b y a d d in g
e p i n e p h r i n e t o d i s t i l l e d w a t e r p l u s HCL (U*S*P* X I ) an d w as u s e d
i n some o f t h e s e e x p e r im e n ts *
The d r u g i s o b t a i n e d f r e q u e n t l y i n a
s o l u t i o n c o n t a i n i n g a p r e s e r v a t i v e ——c h l o r e t o n e o r so d iu m s u l p h i t e *
W h ile my e x p e r im e n t s i n d i c a t e t h a t t h e q u a n t i t i e s o f t h e s e com pounds
o r d in a r ily p re s e n t have l i t t l e
o r n o e f f e c t on t h e m u s c le i n t h e
30
a m n io n o f t h e c h i c k , i t a p p e a r e d a d v i s a b l e t o u s e t h e c r y s t a l l i n e
e p i n e p h r i n e w h e n d e t e r m i n i n g t h e minimum e f f e c t i v e d o s e #
d is s o lv e d i n is o to n io
F ie rc e
T h i s w as
s o lu tio n and u sed s h o r tly a f t e r p re p a ra tio n #
( 5 ) r e p o r t e d t h a t o h l o r e t o n e m a r k e d ly i n h i b i t e d r h y t h m i c i t y
i n t h e i n t a c t a m n io n o f t h e c h i c k , b u t s h e u s e d a much h i g h e r
c o n c e n tr a tio n o f o h lo r e to n e th a n i s in v o lv e d i n th e c a s e u n d e r d i s ­
c u s s io n #
H o w e v e r, i n p r a o t i c a l l y a l l t h e s e e x p e r i m e n t s , a c h l o r e t o n e -
f r e e p r e p a r a t i o n w as u s e d #
C o n c e n t r a t i o n s i n t h e b a t h w e re fr o m
1 * 7 6 ,8 0 0 ,0 0 0 t o
T w enty d e t e r m i n a t i o n s w e re m ad e, 16 o f
1 * 1 2 0 ,0 0 0 #
w h io h w e re e f f e c t i v e
m u s c le #
i n d e c r e a s in g t h e to n e and r h y th m ic ity o f th e
I n 4 e x p e r im e n t s t h e d o s e w a s s u b - m in im a l, i n w h ic h i n s t a n c e s
t h e r e w as n o d e m o n s t r a b l e r e s p o n s e (T a b le IX , F i g u r e X V I)#
The
minimum e f f e c t i v e d o s e w as fo u n d t o b e 1 * 9 ,6 0 0 ,0 0 0 o r 104 gammas p e r
l i t e r o f s o lu tio n #
W ith t h i s d o s a g e t h e d e p r e s s i o n w as m ark ed b u t
o f s h o r t d u ra tio n #
6• E phedr in e -h y d ro c h lo rid e •
E p h e d r i n e - h y d r o o h l o r i d e i n c o n c e n t r a t i o n s o f 1 * 2 4 0 ,0 0 0 t o 1*
1 2 ,0 0 0 w as a d d e d t o a b a t h o f i s o t o n i c s o l u t i o n i n w h ic h th e m u s c le
o f t h e a m n io n w as s u s p e n d e d #
I n 13 i n s t a n c e s , t h e r a t e , to n e an d
a m p litu d e o f c o n t r a c t i o n s w e re i n c r e a s e d #
c o n c e n t r a t i o n w as fo u n d t o b e 1 * 4 8 ,0 0 0 #
The minimum e f f e c t i v e
I n 3 t r i a l s t h e d ru g w as
p r e s e n t i n c o n c e n t r a t i o n s b e lo w 1 * 4 8 ,0 0 0 an d p ro d u c e d no c l e a r l y m ark ed
e ffe c ts
( T a b le X , F ig u r e X V II) •
7# T y ra m in e —h y d r o c h l o r i d e •
I n 9 d e t e r m i n a t i o n s u s i n g 0#5 t o 10 mgms. o f t y r a m i n e - h y d r o c h l o r i d e
i n a b a t h o f 240 c # c # o f i s o t o n i c s o l u t i o n ; t h a t i s , i n c o n c e n t r a t i o n s
- 31 -
o f I t 430*000 t o
I t 2 4 * 0 0 0 t h e r a t e * a m p litu d e o f c o n t r a c t i o n s
t o n u s w e re a u g m e n te d i n 4 i n s t a n c e s *
t r a t i o n w a s su b m i n i m a l •
I n 5 e x p e r im e n t s t h e c o n c e n -
The m in i mum e f f e c t i v e c o n c e n t r a t i o n w as
f o u n d t o b e I t 8 0 * 0 0 0 ( T a b le X I* F i g u r e X V I I I ) .
3 . T he E f f e c t s o f C o c a in e —h y d r o o h i o r i d e u p o n t h e A c t i o n o f E p in e p h r in e *
E p h e d rin © - h y d r o c h l o r i d e a n d T y ram in e • h y d r o c h l o r i d e *
I n t h i s g ro u p o f e x p e r im e n t s t h e e f f e c t o f o n e o f t h e a b o v e m e n tio n e d a m in e s o n t h e m u s c le o f t h e a m n io n w as r e c o r d e d .
The
s o l u t i o n w as c h a n g e d a n d t h e e f f e c t o f c o c a i n e - h y d r o c h l o r i d e d e t e r ­
m in e d .
To t h e s o l u t i o n * now w as a d d e d a s e c o n d a p p l i c a t i o n o f t h e
a m in e e q u a l t o t h e f i r s t a p p l i c a t i o n ; t h a t i s * t h e c o n c e n t r a t i o n o f
t h e a m in e w as t h e same b e f o r e a s a f t e r t h e a p p l i c a t i o n o f c o o a i n e h y d ro o h lo rid e .
The r e s u l t s w e re a s f o l l o w s .
In 2 d e te rm in a tio n s c r y s t a l l i n e
e p i n e p h r i n e a n d e p i n e p h r i n e - h y d r o o h l o r i d e w e re a d d e d t o a b a t h i n
c o n c e n t r a t i o n s o f I t 2 4 0 * 0 0 0 a n d I t 1 * 2 0 0 * 0 0 0 b e f o r e an d a f t e r © o o a in e h y d ro c h lo rid e i n c o n c e n tr a tio n o f I t 48*000.
In e v e ry in s ta n c e th e
e p i n e p h r i n e i n h i b i t e d t h e r h y t h m i e i t y o f t h e m u s c le b u t f o r a s h o r t e r
p e r io d a f t e r th e c o c a in e -h y d ro c h lo rid e th a n b e fo re i t s
(T a b le X II* F i g u r e X IX ).
a p p lic a tio n
I n 3 d e te rm in a tio n s e p h e d rin e -h y d ro c h lo rid e
i n c o n c e n t r a t i o n s o f I t 43* 0 0 0 t o I s 2 4 * 0 0 0 w as u s e d b o t h b e f o r e an d
a f t e r 1 * 48*000 a n d 1*80*000 c o n c e n t r a t i o n s o f c o c a i n e - h y d r o c h l o r i d e .
The e p h e d r i n e - h y d r o o h l o r i d e i n c r e a s e d t h e a c t i v i t y o f t h e m u s c le
b e fo re * b u t had l i t t l e
( T a b le X II* F i g u r e X X ).
o r n o e f f e c t a f t e r t h e c o c a i n e w as a d d e d
L i k e w is e , w i t h t y r a m i n e - h y d r o c h l o r i d e a
32 -
c o n c e n t r a t i o n o f I t 4 0 * 0 0 0 i n c r e a s e d t h e a c t i v i t y o f t h e m u s c le
b e f o r e c o c a in e b u t had l i t t l e
F i g u r e X X I).
e f f e c t a f t e r c o c a in e
( T a b le X II*
33
V* DISCUSSION
P ie rc e
c h ic k *
(5 ) h as id e n tif ie d
sm o o th m u s c le i n t h e a m n io n o f t h e
Now, sm o o th m u s c le e x h i b i t s c e r t a i n p h y s i o l o g i c a l p r o p e r t i e s *
T hese hav e b e e n in d ic a te d b y R itc h ie
m ovem ents a n d to n u s *
(6 6 ) a s a te n d e n c y t o rh y th m ic a l
Prom my w o rk i t i s e v i d e n t t h a t t h e am n io n o f
t h e c h i o k p o s s e s s e s t h e s e tw o c h a r a c t e r i s t i c s *
i c i t y i s s t i l l o b scu re*
The o r i g i n o f rh y th m ­
E v a n s (6 6 ) s u g g e s t e d t h a t i t i s m y o g e n ic ,
w h i l e T ie g s
( 6 7 , 6 8 ) a d v a n c e d t h e t h e o r y t h a t i t i s a lw a y s n e u r o g e n i c
i n o rig in *
Ify r e s u l t s a r e i n c o n f o r m i t y w i t h t h e v ie w e x p r e s s e d b y
Evans •
M eigs ( 5 4 ) i n t i m a t e d t h a t a t h i r d
m u s c le s h o u ld b e a d d e d — i t s
c h a r a c t e r i s t i c o f sm o o th
r e a c tio n to te m p e ra tu re •
a t u r e o f t h e b a t h i n w h ic h a s t r i a t e d m u s c le i s
t o 4 3 ° C . t h e m u s c le s h o r t e n s s l i g h t l y *
When t h e te m p e r ­
su sp en d ed i s r a is e d
W hen sm o o th m u s c le u n d e r
s i m i l a r c o n d i t i o n s i s h e a t e d t o 4 3 ° C* o r t h e r e a b o u t s i t
th a t is , i t
lo s e s i t s
to n u s *
T h is c h a r a c t e r i s t i c
le n g th e n s !
i s e x e m p lifie d ,
a l s o , b y t h e m u s c le i n t h e a m n io n o f t h e c h i c k ( F ig u r e IV )*
Thus
t h i s n e r v e - f r e e t i s s u e p o s s e s s e s a l l t h e p r o p e r t i e s w h ic h w o u ld b e
e x p e c t e d i n sm o o th m u s c le *
And n ow , a b r i e f d i s c u s s i o n o f t h e e f f e c t s o f d r u g s o n t h e
m o t i l i t y o f m u s c le i n t h e a m n io n o f t h e c h i c k f o l l o w s *
1* M o rp h in e *
T h is i s a d r u g w h ic h h a s r e c e i v e d c o n s i d e r a b l e a t t e n t i o n o n
account of i t s
p r a c t i c a l im p o r ta n c e *
h o w e v e r, i s b y n o m ean s s e t t l e d *
I t s a c t i o n o n sm o o th m u s c l e ,
T h is p ro b le m h a s some s i g n i f i c a n c e
s i n c e m o rp h in e i s a d v i s e d i n p e r i t o n i t i s , t h e i n f e r e n c e b e i n g t h a t
34
i t q u ie te n s th e in te s tin e *
not is
s t i l l u n s e ttle d *
W h e th e r t h i s
in fe re n c e i s j u s t i f i e d
or
The d e s i r a b i l i t y o f a n i n a c t i v e i n t e s t i n e
i n p e r i t o n i t i s d o e s n o t o o n o e m u s a t t h i s tim e *
The i d e a w h ic h
n a t u r a l l y com es t o m ind u n d e r s u c h c i r c u m s t a n c e s i s t h a t d i f f e r e n t
e x p e r im e n ta l a n im a ls g iv e v a r y in g re s p o n s e s *
W h ile t h i s may b e t r u e
i n some o a s e s i t d o e s n o t c l a r i f y t h e m a t t e r a s v a r i o u s i n v e s t i g a t o r s
h a v e r e p o r t e d c o n t r a d i c t o r y r e s u l t s u s i n g t h e same a n im a l a s e x p e r i ­
m e n ta l s u b je c t*
T u r n in g n e x t t o d o s a g e * P a l (6 9 ) c o n c lu d e d t h a t s m a l l
o r l a r g e d o s e s o f m o rp h in e i n c r e a s e d to n u s a n d p e r i s t a l s i s i n t h e
s m a ll i n t e s t i n e o f dogs*
Q u ig le y * H ig h s t o n e an d Iv y ( 7 0 ) u s i n g t h e
b o l u s m e th o d t o d e t e r m i n e p r o p u l s i v e m ovem ent i n t h e s m a l l i n t e s t i n e
f o u n d a b r i e f i n c r e a s e f o ll o w e d b y a lo n g d e c r e a s e i n p r o p u l s i v e
ra te *
T hey s u g g e s te d t h a t t h e d e c r e a s e d p r o p u l s i o n may a c c o u n t f o r
t h e o o n s t i p a t i v e a c t i o n o f m o rp h in e *
R a i f o r d a n d M u lin o s ( 7 1 ) d e v i s e d
a m e th o d o f b r i n g i n g a s e g m e n t o f s m a l l i n t e s t i n e t o t h e s u r f a c e * a
s o - c a l l e d “b o w e l g r a f t • “
A f t e r t h e i n j e c t i o n o f m o rp h in e th e y
re p o r te d t h a t th e c i r c u l a r f i b e r s c o n tr a c te d , w h ile th e lo n g itu d in a l
f i b e r s re la x e d *
W ile n a n d D r a g s t e d t ( 7 2 ) , a n d P l a n t an d M i l l e r ( 7 3 )
n o t e d a n i n c r e a s e d a c t i v i t y o f sm o o th m u s c le i n t h e s m a l l i n t e s t i n e
a f t e r a d m i n i s t r a t i o n o f m o rp h in e *
The l a t t e r r e f e r r e d t o t h e e f f e c t s
o f m o rp h in e o n t h e m u s c u la r a c t i v i t y o f t h e s m a l l i n t e s t i n e o f a
p a t i e n t who h a d b e e n o p e r a t e d f o r ile o s to m y *
A b a llo o n w as in tr o d u c e d
i n t o t h e i l e u m a n d 1 / 6 g r a i n o f m o rp h in e w as g i v e n s u b c u ta n e o u s ly *
T h e re w as i n c r e a s e d t o n u s a c c o m p a n ie d b y d e c r e a s e d a m p litu d e o f
c o n t r a c t i o n s a n d a n i n c r e a s e i n t h e n um ber o f w av es r e c o r d e d *
In th e
sam e p a p e r t h e y r e p o r t e d o n tw o c a s e s o f h e r n i a i n w h ic h c o i l s o f
- 35
th e s m a ll I n t e s t i n e la y j u s t b e n e a th th e s k in and th e p a ssa g e o f
w a v e s o v e r t h e lo o p s w as v i s i b l e *
When m o rp h in e w as a d m i n i s t e r e d
t h e fre q u e n o y o f th e w aves in c r e a s e d *
B aur (1 2 ) o b ta in e d v a r i a b l e
r e s u l t s w hen u s i n g m o rp h in e o n a m n io tio m u s c l e , b u t g e n e r a l l y a
d e p r e s s i o n i n a c t i v i t y w hen a c o n c e n t r a t i o n o f I s 2 5 ,0 0 0 w as e m p lo y ed *
I n t h e s e e x p e r i m e n t s i n c r e a s e d a c t i v i t y o f t h e m u s o le w as o b t a i n e d
i n a c o n c e n t r a t i o n o f I s 3 0 ,0 0 0 *
I n r e g a r d t o d o s a g e my r e s u l t s
s u p p o r t t h e o p i n i o n o f P a l (6 9 ) who fo u n d t h a t a n y e f f e c t i v e d o s e
i n o r e a s e d t h e a c t i v i t y o f t h e m u s c le *
I t seem s t o me t h a t t h e c o n ­
f u s i o n c o n c e r n i n g t h e a c t i o n o f m o rp h in e o n sm o o th m u s c le i s d u e
p a r t i a l l y t o th e fo llo w in g re a so n s*
( l ) F a ilu r e to d is c rim in a te
c l e a r l y b e tw e e n p r o p u l s i v e a n d n o n - p r o p u l s i v e a c t i o n o f sm o o th m u s c le
i n v a r io u s o rg a n s*
d e s i g n e d t o show*
( 2 ) The t y p e o f m o t i l i t y w h ic h a m e th o d i s
B a y lis s and S ta r lin g
(7 4 ) re g a rd e d p e r i s t a l t i c
m ovem ents a s n e u r o g e n i c b u t s e g m e n tin g m ovem ents a s m y o g e n ic i n
o rig in *
T h is s u g g e s t i o n a p p e a r s t o b e g e n e r a l l y i n c o n f o r m i t y w i t h
my o b s e r v a t i o n s o n a m n io tio m u s c le *
2* D ig a le n *
The e f f e c t o f d i g i t a l i s I n r e l a t i o n t o t h e c a r d i a c m eo h an ism
h a s been s tu d ie d e x te n s iv e ly *
H o w ev e r, t h i s d r u g i s r e p o r t e d t o
have c au sed in c re a s e d a c t i v i t y o f th e i n t e s t i n a l t r a c t*
I t is not
know n w h e t h e r t h i s i s a r e s u l t o f a s t i m u l a t i n g a c t i o n o f t h e d r u g
o n t h e n e r v e e n d in g s o r o n t h e m u s c le d i r e e t l y
s e a rc h o f th e
lite ra tu re
(7 5 )*
So f a r a s my
i n d i c a t e s , th e r e a re no r e p o r ts on th e
e f f e c t o f d i g i t a l i s o n n e r v e - f r e e sm o o th m u sc le *
%• r e s u l t s show-
c l e a r ly t h a t d ig a le n , a w a te r-s o lu b le p re p a ra tio n , s tim u la te s th e
36
m u s c le d i r e c t l y *
3 • C o c a in e -h y d ro c h lo rid e »
S o llm a n n ( 7 6 ) e x p r e s s e d t h e o p i n i o n t h a t c o c a i n e g e n e r a l l y
f i r s t s t i m u l a t e s sm o o th m u s c le a n d t h e n d e p r e s s e s i t s
r e g a r d le s s o f in n e rv a tio n *
B a u r ( 1 2 ) fo u n d i t
a o tiv ity
t o h a v e no e f f e c t o n
t h e m u s c le i n t h e a m n io n i n c o n c e n t r a t i o n s o f 1 * 3 * 0 0 0 * 0 0 0 t o 1 * 3 0 0 ,0 0 0 #
He i n t i m a t e d h o w ev er* t h a t t h e d r u g i n c o n c e n t r a t i o n o f 1*50*000
h a d a d e p r e s s i n g e f f e c t a f t e r t h e m u s c le h a d b e e n a c t i v a t e d b y b a r iu m
c h lo rid e *
% re s u lts
show c l e a r l y t h a t c o c a i n e - h y d r o c h l o r i d e
s t i m u l a t e s t h e m u s c le d i r e c t l y a n d t h a t t h e e f f e c t p e r s i s t s f o r a
c o n s id e r a b le p e rio d *
4* A c e t y l C h o lin e *
C a t t e l l a n d W o lf f ( 7 7 ) h a v e r e p o r t e d t h a t a c e t y l c h o l i n e s t i m u l a t e s
th e d e n e rv a te d s p h in c t e r i r i d i s *
R o s e n b lu e th a n d C annon ( 7 8 ) h a v e
b r o u g h t f o r t h e v i d e n c e t h a t d e n e r v a t e d sm o o th m u s o le c a n n o t b e s t i m ­
u l a t e d e l e o t r i o a l l y b u t o n l y c h e m i c a lly * t h e i n f e r e n c e b e i n g t h a t
c h e m i c a l m e d i a t i o n o f t h e n e r v e im p u ls e i s h i g h l y p r o b a b le *
B au r (1 2 )
f o u n d t h a t t h e a m n io n o f t h e g o o se r e a c t e d g e n e r a l l y t o a c e t y l
c h o lin e *
G a s s e r (7 9 ) w o r k in g w i t h i n t e s t i n a l t i s s u e w h ic h he r e g a r d e d
a s p l e x u s - f r e e r e p o r t e d t h e m u s c le t o b e s t i m u l a t e d b y a c e t y l c h o l i n e
a s a g e n e ra l ru le *
My e x p e r im e n t s w i t h t h e m u s c le i n t h e a m n io n o f
t h e c h i c k show t h a t t h i s m u s c le w i l l r e a c t t o a c o n c e n t r a t i o n o f
1 * 3 8 * 4 0 0 ,0 0 0 o f a c e t y l c h o l i n e b ro m id e i n t h e b a t h .
T h is i s a p p r o x i ­
m a t e l y 26 gammas o f a c e t y l c h o l i n e b ro m id e o r 13*7 gammas o f a c e t y l
c h o lin e p e r l i t e r o f s o lu tio n *
Ifiy
re s u lts * th e re fo re *
s u p p o rt th e
- 37
o p i n i o n o f H e n d e rs o n a n d R oepke ( 6 3 ) t h a t t h e r e i s n o n e c e s s i t y
t o a ssu m e t h e p r e s e n c e o f a m y o n e u ra l s t r u c t u r e t o e x p l a i n t h e
a c t i o n o f a c e t y l c h o l i n e on sm o o th m u s c le *
A c c o r d in g t o C an n o n a n d R o s e n b l u e t h ( 8 0 ) , c i t i n g Gaddum, t h e
re la tiv e
s e n s i t i v e n e s s o f common i n d i c a t o r s o f a c e t y l c h o l i n e i s a s
fo llo w s *
The c o n c e n t r a t i o n s a r e e x p r e s s e d i n gammas (0 * 0 0 1 mgms*)
p e r l i t e r o f s o lu tio n *
L e e c h m u s c le ( i s o l a t e d a n d t r e a t e d w i t h e s e r i n e )
2
R a b b it a u r i c l e
4
( is o la te d and tr e a te d w ith e s e r in e )
P r o g h e a r t ( S tr a u b m e th o d )
10
Mouse i n t e s t i n e
10
R a b b it i n t e s t i n e
20
F r o g 's r e c t u s a b d o m in is
w ith e s e r in e )
( i s o l a t e d and t r e a t e d
20
C a t 's d e n e r v a t e d g a s tr o c n e m iu s
100
5* E p i n e p h r i n e *
G ru b e r ( 8 1 ) a n d B u m ( 8 2 ) s u g g e s t e d t h a t e p i n e p h r i n e a c t s o n
t h e m y o n e u ra l ju n c tio n *
la n g le y
( 2 0 ) fo u n d t h a t e p i n e p h r i n e w hen
d ro p p e d o n t h e a m n io n o f t h e c h i c k i n h i b i t e d r h y t h m i c i t y i n t h e
o rg a n *
m u s c le *
B a u r ( 1 2 ) m e n tio n e d t h a t i t d e c r e a s e d t h e a c t i v i t y o f t h e
Ify r e s u l t s f u l l y c o n f i r m t h e r e p o r t s o f L a n g le y an d B au r*
The r e s e a r c h e s o f G a s s e r ( 7 9 ) i n d i c a t e t h a t a p r e p a r a t i o n fro m t h e
i n t e s t i n e , p r e s u m a b ly d e v o id o f a n e r v e p l e x u s , i s a l s o i n h i b i t e d
b y e p in e p h rin e *
T h is d r u g h a s s p e c i a l i n t e r e s t i n r e l a t i o n t o t h e
a m n io n o f t h e c h i c k a s t h e d e c r e a s e i n a c t i v i t y o f t h e s t r u c t u r e i n
s i t u i s a p p r o x i m a t e l y c o n c u r r e n t w i t h t h e a p p e a r a n c e a n d d e v e lo p m e n t
- 38
of* -the m e d u lla of* t h e a d r e n a l s
(3 3 )*
6 • E p h e d r in e —h y d r o o h l o r i d e •
I n 1 9 2 4 C hen a n d S c h m id t (83* 8 4 ) r e p o r t e d o n t h e p h a rm a c o lo g y
o f e p h e d r in e •
S in c e t h a t tim e i t h a s r e c e i v e d c o n s i d e r a b l e a t t e n t i o n
a s many o f i t s
e f f e c t s re s e m b le t h o s e o f e p i n e p h r i n e a l t h o u g h t h e y
p e r s i s t m uch l o n g e r a n d t h e d r u g i s e f f e c t i v e w hen a d m i n i s t e r e d
o ra lly *
I n a n e x t e n s i v e r e v ie w o f t h e s u b j e c t t h e a b o v e-n am e d
i n v e s t i g a t o r s i n t i m a t e d t h a t t h e a c t i o n o f e p h e d r in e w as v a r i a b l e *
K innaraan a n d P l a n t ( 8 5 ) s u g g e s te d t h a t d o s a g e i n f l u e n c e d t h e r e s u l t s
o b ta in e d *
T hey fo u n d t h a t s m a l l d o s e s d e c r e a s e d w h il e l a r g e d o s e s
in c re a s e d i n t e s t i n a l m o tility *
T h ey u s e d 0 * 1 t o 20 mgms* p e r k i l o
b o d y w e ig h t d e p re s s e d i n t e s t i n a l a c t i v i t y i n dogs*
Edmunds an d Gunn
(8 6 ) s t a t e t h a t th e r e s u l t s w ith e p h e d rin e a r e v e r y c o n t r a d i c t o r y ;
t h e v ie w o f some b e i n g t h a t i t a c t s o n n e r v e e n d in g s w h ile o t h e r s
c o n s i d e r t h a t i t a c t s o n t h e m u s c le d i r e c t l y *
The r e s u l t s o f my e x p e r ­
im e n ts o n t h e m u s c le i n t h e a m n io n o f t h e c h i c k i n d i c a t e t h a t e p h e d r i n e h y d r o c h l o r i d e i n e f f e c t i v e d o s e s a lw a y s i n c r e a s e s t h e a c t i v i t y o f n e r v e f r e e sm o o th m u s c le *
7* T y r a m i n e - h y d r o c h lo r id e *
B a r b o u r ( 8 7 ) r e p o r t e d t h a t ty r a m in e i n o r e a s e d t h e m o t i l i t y o f
th e u te ru s *
T a i n t e r a n d C hang (8 8 ) s u g g e s te d t h a t i t s a c t i o n i s o n
t h e m u s c le d i r e c t l y *
n e r v e e n d in g s
(8 9 ) *
H ow ever* t h e o u r r e n t v ie w i s t h a t i t a c t s o n
A p a r t f r o m p o s s i b l e e f f e c t s o f t h i s d ru g on n e r v e
e le m e n ts o r o n t h e m y o n e u ra l j u n c t i o n i n sm o o th m u sc le * my r e s u l t s
s u p p o r t t h e v ie w o f T a i n t e r a n d C hang ( 8 8 ) t h a t t h e d ru g h a s a n
e x c i t a t o r y e f f e c t d i r e c t l y o n t h e m u s c le f i b e r s *
- 39
8* T he R e l a t i o n o f C o c a in e t o t h e A c t i o n o f E p i n e p h r i n e * E p h e d r in e
a n d T y ra m in e *
The e f f e c t o f c o c a i n e u p o n t h e r e s p o n s e s o f sm o o th m u s o le t o
e p i n e p h r i n e * e p h e d r i n e a n d t y r a m i n e h a s b e e n t h e s u b j e c t o f much
in v e s tig a tio n *
B r o a d ly c o n s id e r e d * tw o t h e o r i e s h a v e b e e n a d v a n c e d
t o e x p l a i n t h i s a n o m a lo u s c o n d i t i o n *
G ru b e r ( 8 1 ) an d B u rn ( 8 2 )
s u g g e s t t h a t e p h e d r i n e a n d t y r a m i n e a c t o n t h e s y m p a t h e tic n e r v e
e n d in g s a n d e p i n e p h r i n e o n t h e m y o n e u ra l j u n c t i o n *
t h a t c o c a i n e p a r a l y s e s t h e n e r v e e n d in g s *
T h ey t h e n assu m e
T h is w o u ld e x p l a i n t h e
f a c t t h a t e p h e d r i n e a n d ty r a m in e a r e i n e f f e c t i v e o r p r a c t i c a l l y
s o a f t e r e o o a in e * w h i l e t h e e f f e c t s o f e p i n e p h r i n e a r e p o t e n t i a t e d *
On t h e o t h e r hand* T a i n t e r ( 9 0 ) r e g a r d s c o c a i n e a s a l t e r i n g tw o
m e c h a n ism s a t t h e sam e tim e b u t n o t n e c e s s a r i l y t o t h e same d e g re e *
%• e x p e r i m e n t a l w o rk d e m o n s t r a t e s t h a t e a c h o f t h e s o - c a l l e d s y m p a th ­
o m im e tic a m in e s h a s a n e f f e c t d i r e c t l y o n t h e m u s c le *
C o n s id e r i n g
my r e s u l t s i n c o n j u n c t i o n w i t h t h e r e p o r t s o f o t h e r s who h a v e w o rk ed
w i t h i n n e r v a t e d sm o o th m u sc le * t h e a c t i o n o f t h e d r u g s on t h e i n t a c t
a n im a l i s e x p l a i n a b l e o n t h e g ro u n d t h a t t h e y may a f f e c t m ore t h a n
one m e c h a n is m a t t h e same tim e b u t n o t n e c e s s a r i l y t o t h e same d e g re e *
A s t u d y o f t h e a m n io n o f t h e c h i c k l e a v e s u n a n sw e re d f o u r p ro b le m s
r e s p e c t i n g t h e m u s o le f i b e r s o f t h e s t r u c t u r e *
th e o r ig i n o f th e
m u s o le t i s s u e * t h e s i g n i f i c a n c e o f t h e c r o s s - f i g u r e s * t h e v a r i a t i o n s
i n r h y t h m i c i t y * a n d t h e m eans b y w h ic h c o n d u c t i o n t a k e s p la c e *
M u sc le f i b e r s a r e s a i d t o b e p r e s e n t i n t h e a m n io n o f t h e c h i c k o n
t h e f o u r t h o r f i f t h d a y o f i n c u b a t i o n an d c o n t i n u e t o i n c r e a s e u n t i l
n e a r t h e tim e o f h a t c h i n g (5 ) *
I t i s g e n e r a l l y a g r e e d t h a t m u so le
40
c e l l s do d i f f e r e n t i a t e #
c le a r*
b u t th e re a s o n f o r d i f f e r e n t i a t i o n i s n o t
I n t h e c a s e o f t h e a m n io n o f t h e c h ic k # F i e r c e
( 5 ) s u g g e s te d
t h e p o s s i b i l i t y o f t h e r a p i d l y g r o w in g e p i t h e l i u m s u b j e c t i n g t h e
m o re s l o w l y d e v e l o p i n g m e s o d e rm a l t i s s u e t o a t e n s i o n r e s u l t i n g i n
t h e f o r m a t i o n o f m u s c le c e l l s .
She m e n tio n s t h e w o rk o f C a re y (9 1 ,
92# 93} i n s u p p o r t o f t h i s t h e o r y .
H is o b s e r v a t i o n o n t h e d i g e s t i v e
t r a c t o f t h e p i g em bryo i s r e l e v a n t i n t h i s o o z m e o tio n .
He c o n o lu d e d
t h a t t h e r a p i d l y d e v e lo p in g e p ith e liu m c a u se d a p r e s s u r e to be
e x e r t e d o n t h e m e so d e rm a l t i s s u e
c e lls *
l e a d i n g t o t h e f o r m a t i o n o f m u s c le
H ow ever# a s E v a n s ( 9 4 ) p o i n t s o u t# t h e r e i s n o t r a n s i t i o n
f o r m o f m u s c le i n t h e o e s o p h a g u s b u t a s h a r p c h a n g e f r o m s t r i a t e d
t o sm o o th m u s o le *
I t a p p e a r s # t h e r e f o r e # t h a t f u r t h e r e v id e n c e i s
n e o e s s a r y b e f o r e th e th e o r y c a n be a c c e p te d u n r e s e r v e d ly .
C ro s s -fig u re s #
a lo n g t h e d o r s a l r e g i o n o f t h e am nion# w h ic h a r e
v i s i b l e b y s t a i n i n g an d m ic r o s c o p i c e x a m in a tio n # h a v e b e e n d e s c r i b e d
by V e rsa r (1 0 )•
I t h as b e en re p o rte d t h a t th e y a r e abundant in th e
7 - d a y a m n io n b u t a r e o b l i t e r a t e d l a t e r b y t h e m u so le f i b e r s
(5 ).
As
t h e y a p p e a r s i m u l t a n e o u s l y w i t h t h e r h y t h m i c a l a c t i v i t y o f t h e am n io n
t h e y h a v e b e e n r e g a r d e d a s h a v in g p h y s i o l o g i c a l s i g n i f i c a n c e
(1 0 ).
H ow ever# t h e f i b e r s a r o u n d t h e u m b ili c u s a p p e a r a t t h e same tim e
The i m p l i c a t i o n t h a t t h e y s i m u l a t e p a o e -^ a a k e rs i s
(5 )*
an i n t e r e s t i n g
s u g g e s t i o n # b u t e x p e r i m e n t a l e v id e n c e r e g a r d i n g t h e i r f u n c t i o n
a p p ea rs to be la c k in g .
V a r i a t i o n s i n t h e r h y t h m i c i t y o f t h e am n io n o f t h e c h i c k h a v e
b e e n in v e s tig a te d b y F ie rc e
(5 ).
She r e p o r t e d t h a t r h y t h m i c i t y i n
t h e s t r u c t u r e i s e v i d e n t on t h e f o u r t h o r f i f t h d a y o f in c u b a t io n #
- 41
in c r e a s e s t o th e e ig h th d ay and th e n d e c lin e s f o r th r e e o r f o u r
d a y s w hen m o t i l i t y p r a o t i o a l l y c e a s e s *
move i t s
As t h e em b ry o b e g i n s t o
lim b s a b o u t t h i s tim e # t h e s a c i s n o t n e c e s s a r y t o
sw ay
t h e em b ry o a n d i s u s e d m e r e ly a s a c o n t a i n e r f o r t h e f l u i d *
She
a t t r i b u t e s t h i s v a r i a t i o n i n t h e r h y t h m i c i t y o f t h e a m n io n a s d u e t o
m e o h a n ic a l f a c t o r s c o n n e c te d w i t h t h e r a p i d l y d e v e l o p i n g m u s c le *
U n t i l m o re i s known c o n c e r n i n g t h e u l t i m a t e c a u s e o f r h y t h m i c i t y i n
m u s c le # a n y o p i n i o n i s
little
m ore t h a n c o n j e c t u r e *
G e n e ra lly
c o n s i d e r e d tw o t h e o r i e s h a v e b e e n a d v a n c e d t o e x p l a i n r h y t h m i c i t y i n
m u s c le ? — t h a t a s u b s t a n c e i s fo rm e d w i t h i n t h e c e l l i t s e l f w h ic h
s t i m u l a t e s t h e m u s o le o r t h a t t h e e n v i r o n m e n t a l f a c t o r s a r e r e s p o n s i ­
b l e f o r th e a c t i v i t y d is p la y e d by th e tis s u e *
W in d le an d B a r c r o f t
( 2 8 ) f o u n d t h a t a n o x e m ia a n d i n o r e a s e d c a r b o n d i - o x i d e d e c r e a s e d t h e
f i n e r s o m a tio m ovem ents i n t h e c h i c k em bryo a f t e r a n i n i t i a l i n c r e a s e
o f t h e s e m ovem ents*
i n sm o o th m u s c le *
S i m i l a r c o n d i t i o n s may i n f l u e n c e r h y t h m i c i t y
F u r th e r m o re # e x t r a c t s o f t i s s u e s h a v e b e e n fo u n d
t o e x c i t e sm o o th m u s o le (95# 9 6 )*
However# t h e p r e s e n t s t a t u s o f
t h e p r o b le m i s c a n d i d l y s t a t e d b y W in to n an d B a y l i s s
(9 7 )*
” Tb i s f a i r
i n t h e p r e s e n t s t a t e o f k n o w le d g e , t o a s s e r t t h a t n o b o d y know s how
t h e s e t o n i o a n d r h y th m ic a c t i v i t i e s i n p l a i n m u s c le a r e b r o u g h t
a b o u t* ”
The p r o b le m o f t r a n s m i s s i o n o f s t i m u l i i n t i s s u e h a s a t t r a c t e d
a t t e n t i o n f o r m any y e a r s *
I n t h e p l a n t w o r ld t h e r e a r e w e l l c o ­
o r d i n a t e d m ovem ents I n c a r n i v o r o u s p l a n t s w h ic h w o u ld im p ly t r a n s m i s s i o n
o f s tim u li i n th e ab sen ce o f n e rv e s*
The e m b ry o n ic h e a r t m ig h t b e
c i t e d a s a n e x a m p le o f t r a n s m i s s i o n o f s t i m u l i i n a n e r v e —f r e e
s t r u c t u r e # b u t t h e h e a r t i s a sy n o tiu m *
P a rk e r (9 8 ) r e f e r s t o sponges
42
a s e x h i b i t i n g a s l u g g i s h o o —o r d i n a t e d m ovem ent i n s t r u c t u r e s d e v o id
of* n e r v e s *
C i l i a t e d e p ith e liu m fro m th e p a la t e o f th e f r o g w i l l
c a r r y a lo n g f o r e ig n p a r t i c l e s *
i s n o t d e p e n d e n t on n e rv e s*
H ow ever* c i l i a r y a c t i v i t y a p p a r e n t l y
T h e re i s n o g ro u n d f o r t h e a s s u m p tio n
t h a t c i l i a r y re a o tio n s a re c o n tro lle d by n e rv e s
o rd in a tio n i s
(9 9 ).
a s tr ik in g fe a tu re in a c tiv e c i li a *
S t i l l , co­
T h e se a n d s i m i l a r
o b s e r v a t i o n s h a v e l e d t o d i v e r s i t y o f o p i n i o n c o n c e r n in g t h e s t r u c t u r e
o f t h e o rg a n is m *
One v ie w r e p r e s e n t s t h e t i s s u e c e l l s a s i n d e p e n d e n t
a n d d i s c o n t i n u o u s , w h i l e a n o t h e r c o n c e p t i o n r e g a r d s th e m a s c o n n e c te d
b y p ro to p la s m ic b rid g e s *
When H a r r i s o n s u c c e e d e d i n c u l t u r i n g
t i s s u e , i t w as t h o u g h t t h a t t h e p r o b le m o f t h e c o n t i n u i t y o r d i s ­
c o n t i n u i t y o f p r o t o p l a s m h a d b e e n s o lv e d *
H o w ev er, t h e d i s c o v e r y
t h a t a s i n g l e c e l l i n a m edium w o u ld n o t m u l t i p l y , a l t h o u g h i t w o u ld
c o n tra c t,
l e f t t h e p r o b le m s t i l l i n d o u b t (1 0 0 )*
Sm ooth m u so le i n
c u l t u r e s show s o o —o r d i n a t e d m o v e m e n ts, b u t i t m u s t b e rem em b ered t h a t
t h e g r o u p o f c e l l s m c u ltip lie d f r o m a g ro u p o f c e l l s *
The f a i l u r e
o f t h e i n d i v i d u a l c e l l t o m u l t i p l y may b e d u e t o tra u m a f r o m m a n i­
p u l a t i o n , b u t t h i s i s im m a te ria l t o th e d is c u s s io n *
C u ltu re s o f
t i s s u e s h o u ld n o t b e r e g a r d e d i n t h e same c a t e g o r y a s t h a t o f c u l t u r e s
o f b a c te ria *
V e r z a r ( 1 0 ) i n t i m a t e d t h a t a w a l l w as d i s c e r n i b l e i n
t h e m u s c le c e l l s o f t h e a m n io n o f t h e c h i c k w hen a c e r t a i n s t a i n
w as u s e d *
M c G ill ( 1 0 1 ) a f t e r m a k in g a n e x t e n s i v e
s tu d y o f sm o o th
m u s c le i n t h e d i g e s t i v e t r a c t , c o n c lu d e d t h a t t r a n s m is s i o n o f s t i m u l i
t o o k p l a c e f r o m f i b e r t o f i b e r b y p r o t o p l a s m i c c o n n e c tio n s *
H ow ever,
c a u t i o n s h o u ld b e e x e r c i s e d i n c o in in g t o a d e c i s i o n o n t h e q u e s t i o n
a s i t w a s h e l d a t one tim e t h a t b y s t a i n i n g , p r o t o p l a s m i c c o n n e c t io n s
- 43
o o u ld b e d e m o n s t r a t e d i n sm o o th m u s o le *
S u b s e q u e n tl y , i t i s
re m a rk e d * t h e s t r u c t u r e s w e re I d e n t i f i e d a s c o n n e c t i v e t i s s u e
(1 0 1 )*
F rom t h e c l o s e s i m i l a r i t y b e tw e e n t h e a c t i o n o f e p i n e p h r i n e
a n d s t i m u l a t i o n o f s y m p a t h e ti c n e r v e s * E l l i o t t
(5 8 ) i n f e r r e d t h a t
t h e n e r v e im p u ls e w a s m e d ia te d b y c h e m ic a l m ean s*
h o w ev er* f o r Loew i i n
s u g g e s tio n *
I t r e m a in e d ,
1921 t o d e m o n s t r a t e t h e p r o b a b i l i t y o f t h i s
C an n o n a n d R o s e n b lu e t h (1 0 2 )* f u r t h e r p r o m o tin g t h e
t h e o r y * c o n s i d e r t h e a s s u m p tio n o f p r o t o p l a s m i c b r i d g e s u n n e c e s s a r y
t o e x p la in tra n s m is s io n *
s in c e a c h e m ic a ls u b s ta n c e l i b e r a t e d o v e r
m u s c le c e l l s i n one
r e g i o n o o u ld a c t i v a t e r e m o te ly s i t u a t e d o e l l s «
T hus n e r v e im p u ls e s
d e l i v e r e d t o " k e y - c e l l s * w o u ld b e e f f e c t i v e o n
n e ig h b o rin g c e l l s *
T h is th e o r y * how ever* d o e s n o t e x p l a i n t r a n s ­
m i s s i o n i n n e r v e - f r e e m u s c le *
R o s e n b lu e th (1 0 3 )* c o n s i d e r i n g r h y th m -
i o i t y i n a s t r u c t u r e d e v o id o f n e r v o u s t i s s u e * a t t r i b u t e d t h e a c t i v i t y
i
t o a n i n d i v i d u a l r h y th m o f t h e o e l l s *
- 44
V I . CONCLUSIONS PROM THIS EXPERIMENTAL WORK
1,
No n e r v e e le m e n ts w e re fo u n d i n t h e a m n io n of* t h e 8 t h t o
1 6 th d a y © h ic k b y t h e m e th y le n e b l u e m e th o d .
2 , The 1 0 th t o 1 3 th d a y a m n io n i s
s u f f i c i e n t l y s u b s t a n t i a l to
b e re m o v e d f r o m t h e e g g a n d a d j u s t e d a s a m u s c le s t r i p .
A m e th o d b y
w h ic h t h i s may b e a c c o m p lis h e d i s i n d i c a t e d i n t h e t e x t .
3 . The m u s c le e x h i b i t s r h y t h m i c i t y a n d t o n u s c h a n g e s i n i s o t o n i c
s o l u t i o n s , p r o v id e d o x y g e n a ti o n i s a d e q u a te a n d c a r b o n d i - o x i d e t e n s i o n
i n t h e s o l u t i o n p r o p e r l y c o n t r o l l e d , —v a n D yke-H a s t i n g s *
o r S o llm a n n -
R ad e m a ek e rs* s o l u t i o n g a v e t h e b e s t r e s u l t s .
4 . The m o t i l i t y o f t h e m u s c le n a y b e r e c o r d e d g r a p h i c a l l y i f
p r e c a u t i o n s a r e t a k e n t o a v o id e x c e s s i v e f r i c t i o n , — a s u i t a b l e
m e th o d i s d e s c r i b e d i n t h e t e x t ,
6 , The o p tim u m t e m p e r a t u r e o f t h e b a t h w as fo u n d t o b e 4 1 ° C . , —
t h e a p p r o x im a te t e m p e r a t u r e o f b i r d s * b l o o d ,
6 , The m u s c le i n t h e a m n io n d o e s n o t l o s e i t s v i t a l i t y on
e x p o s u r e t o a t e m p e r a t u r e o f 2 2 —2 3 ° C , f o r 5 m i n u t e s .
te m p e ra tu re s
m u s c le .
The f o l l o w i n g
( o r t h e r e a b o u t s ) w e re fo u n d t o b e c r i t i c a l f o r t h i s
T onus a n d r h y t h m i c i t y a r e l o s t a t 4 3 ° C . b u t r e o o v e r e d a g a i n
w hen t h e t e m p e r a t u r e i s
lo w e re d t o 4 2 ° C ,
A t 4 6 —4 7 ° C* t h e m u sc le
lo s e s i t s v i t a l i t y ,
7 , The e a r l i e r a m n io n ( 1 0 t h d a y ) a p p e a r s t o e x h i b i t g r e a t e r
a c t i v i t y t h a n t h e l a t e r a m n io n ( 1 3 th d a y ) , b u t n o s a t i s f a c t o r y
e x p la n a tio n f o r t h i s v a r i a t i o n i s a p p a re n t.
8 , R h y th m ic ity i n n e r v e - f r e e sm o o th m u s c le i s m o d if ie d b y c h a n g e s
i n t h e io n ic e n v iro n m e n t.
- 45 -
A d e c r e a s e i n Ca i o n s f r o m 2*16 t o
1*62 m i l l i —e q u i v a l e n t s p e r
l i t e r o f s o l u t i o n l e s s e n s a c t i v i t y ; a n i n c r e a s e fr o m 2 * 1 6 t o 2*70
m i l l i - e q u i v a l e n t s a u g m e n ts a c t i v i t y o f t h e m u s c le *
A v a r i a t i o n i n t h e K i o n c o n c e n t r a t i o n f r o m 5 * 1 t o 3*8 m i l l i e q u i v a l e n t s d e c r e a s e s t h e r h y t h m i c i t y o f t h e m u s c le * w h i l e a n i n c r e a s e
f r o m 5 * 1 t o 6*375 m i l l i - e q u i v a l e n t s i n c r e a s e s t h e r a t e o f r h y t h m i c a l
c o n tra c tio n s •
Ah. i n c r e a s e d Mg i o n c o n c e n t r a t i o n f r o m 0 t o 2 * 0 4 m i l l i - e q u i v a l e n t s
p e r l i t e r o f s o l u t i o n d i m i n i s h e s t h e m o t i l i t y o f t h e m u s c le *
Rhythm —
i o i t y i n t h e m u s c le a p p e a r s t o b e m ore s u s t a i n e d w hen Mg i o n s a r e
p r e s e n t i n t h e s o l u t i o n t h a n i n a m a g n e s iu m - f r e e s o l u t i o n *
S l i g h t v a r i a t i o n s i n t h e Na i o n c o n c e n t r a t i o n h a v e l i t t l e
e f f e c t o n t h e r h y t h m i c i t y o f t h e m u so le *
o r no
H o w ev er, w h en t h e c o n c e n t r a ­
t i o n i n r e s p e c t t o Ha i o n s i s r a i s e d f r o m 144*5 t o 148*09 m i l l i e q u iv a le n ts p e r l i t e r o f s o lu tio n an in c re a s e d a c t i v i t y o f th e
m u s c le i s a p p a r e n t *
The e f f e c t o f t h e p h o s p h a te i o n i s d i f f i c u l t t o i n t e r p r e t a s
v a r i a t i o n s i n p h o s p h a te may i n f l u e n c e t h e i o n i z a t i o n o f c a lc iu m *
When t h e p h o s p h a te i o n c o n c e n t r a t i o n i s i n c r e a s e d fro m 3*0 t o 4*08
m i l l i - e q u i v a l e n t s p e r l i t e r b y t h e a d d i t i o n o f a c i d p h o s p h a te a n
a u g m e n t a tio n o f m o t i l i t y i n t h e m u so le e n s u e s *
When b a s i c p h o s p h a te
i s a d d e d t o i n c r e a s e t h e p h o s p h a te i o n c o n c e n t r a t i o n f r o m 3*0 t o
4 *06 m i l l i - e q u i v a l e n t s o f s o l u t i o n n o e f f e c t i s a p p a r e n t*
T h is w o u ld
s u g g e s t t h a t t h e p h o s p h a te i o n h a s a s t i m u l a t i n g e f f e c t *
L i k e w is e , w hen b i c a r b o n a t e i o n c o n c e n t r a t i o n i s i n c r e a s e d b y
t h e a d d i t i o n o f so d iu m b i c a r b o n a t e t h e i o n i z a t i o n o f c a lc iu m may b e
- 46
m o d if ie d *
When t h e b i c a r b o n a t e i o n s a r e i n o r e a s e d f r o m 3 0 * 0 t o
3 0 * 5 9 m i l l i —e q u i v a l e n t s p e r l i t e r o f s o l u t i o n t h e r h y t h m i c i t y o f
t h e m u s c le i s d e c r e a s e d *
9* M o rp h in e s u l p h a t e w hen p r e s e n t i n a d e q u a te c o n c e n t r a t i o n
( l t 3 0 , 0 0 0 ) i n c r e a s e s t h e r a t e e s p e c i a l l y , t h e a m p litu d e o f c o n t r a c ­
t i o n s , a n d t h e t o n u s o f n e r v e —f r e e sm o o th m u s c le *
D i g a l e n a u g m e n ts t h e r a t e , a m p l i t u d e o f c o n t r a c t i o n s a n d t o n u s
o f t h e m u s c le *
An a d e q u a te c o n c e n t r a t i o n i s
1 c a t-u n it p er l i t e r
o f s o lu tio n *
C o c a i n e - h y d r o c h l o r i d e i n a c o n c e n t r a t i o n o f 1 * 2 4 0 ,0 0 0 i n c r e a s e s
th e r a t e and a m p litu d e o f c o n tr a c ti o n s e s p e c i a l l y ; th e to n u s i s a l s o
in c re a s e d *
A c e t y l c h o l i n e b ro m id e i n c r e a s e s t h e a c t i v i t y o f t h e m u so le
w hen p r e s e n t i n a d e q u a t e c o n c e n t r a t i o n *
Com puted a s a c e t y l c h o l i n e
16*7 gammas p e r l i t e r o f s o l u t i o n p ro d u c e a d e m o n s tr a b l e e f f e c t *
At
t h i s c o n c e n t r a t i o n t h e m u s c le m a n i f e s t s a n i n c r e a s e d r a t e an d
a m p litu d e o f c o n t r a c t i o n s *
t h e m u s c le i s
A t h ig h e r c o n c e n tr a tio n s th e to n u s o f
a u g m en ted *
E p i n e p h r i n e w hen p r e s e n t i n a c o n c e n t r a t i o n o f 104 gammas p e r
l i t e r o f s o l u t i o n d e p r e s s e s r h y t h m i c i t y i n t h i s m u s c le *
T h is d e p r e s s i o n
i s m a n i f e s t e d b y a d e c r e a s e i n t o n u s an d c e s s a t i o n o f r h y th m i c i t y *
A t lo w e r c o n c e n t r a t i o n s n o s i g n i f i c a n t e f f e o t i s a p p a r e n t *
A fte r
c o c a in e - h y d r o c h lo r id e , t h e d ru g a ls o d e p re s s e s th e a c t i v i t y o f th e
m u s c le b u t f o r a b r i e f e r p e r i o d *
E p h e d r in e —h y d r o c h l o r i d e i n a c o n c e n t r a t i o n o f l i 4 8 ,0 0 0 i n c r e a s e s
t h e r h y t h m i c i t y o f n e r v e —f r e e
sm o o th m u s c le *
The a u g m en ted a c t i v i t y
47
i s e x h i b i t e d b y a n i n c r e a s e d r a t e o f c o n t r a c t i o n s an d to n u s*
a m p litu d e o f c o n t r a c t i o n s i s
s lig h tly in c re a s e d .
h y d r o c h l o r i d e t h e m u s c le show s l i t t l e
The
A fte r c o c a in e -
i n c r e a s e d a c t i v i t y w hen
e p h e d r i n e —h y d r o c h l o r i d e i s a d d e d t o t h e b a t h i n a c o n c e n t r a t i o n
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an in c re a s e d r a t e ,
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c o c a i n e - h y d r o c h l o r i d e t h e m u s c le e x h i b i t s l i t t l e
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18
H
- 57 -
T ab le X II
THE EFFECT OF DRUGS ON THE MOTILITY OF NERVE-FREE SMOOTH MTJSCIE
In te rp re ta tio n
of R e su lts.
R ate
M o rp h in e S u l p h a t e
+ +
D ig a le n
A m p litu d e
Tonus
+
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+
+
+
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+
C o c a in e -h y d ro c h lo rid e
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p A c e t y l C h o l i n e B r o m id e
++ +
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S-
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E p in e p h rin e
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ii T y r a m i n e - h y d r o c h l o r i d e
+
+
+
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+
in c re a s e d a c t i v i t y
-
decreased a c t iv it y
S
slig h tly
58
T ab le X I I I
DRUGS AND MOTILITY OF AMU1 OTIC MUSCLE•
C o c a in e -h y d ro c h lo rid e in
R e la tio n t o E p in e p h rin e
E p h e d r i n e - h y d r o c h l o r i d e and T y r a m in e - h y d r o c h l o r i d e .
D rugs
E f f e c t on M o t i l i t y
E p in e p h rin e
- - -
C o c a in e -h y d ro c h lo rid e
+ ++
E p in e p h rin e
-
E p h e d rin e -h y d ro c h lo rid e
+ ++
C o c a in e -h y d ro c h lo rid e
+ + +
E p h e d rin e -h y d ro c h lo rid e
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+
+ + +
C o c a in e -h y d ro c h lo rid e
T y ra m in e -h y d ro c h lo rid e
+
0
in c re a se d a c tiv ity
— decreased a c tiv ity
S
s lig h t e ffe c t
0
no e f f e c t
59
Table XIV
SENSITIVITY OP MUSCLE IN THE AMNION OP THE
O-HICK AND OTHER SMOOTH MUSCLE TO DRUGS
D ru g
M o rp h in e S u l p h a t e
M u s o le i n t h e A m nion of4 C h i c k
R a b b i t 1s I n t e s t i n e
(104)
A d e q u a t e D o sa g e
Is 3 0 ,0 0 0
1 * 2 5 ,0 0 0
D ig a le n
M u s c le i n t h e A m nion o f C h i c k
R a b b i t ’ s U t e r u s (co m p u ted fro m
105, 106)
0«7 c a t - u n i t p e r l i t e r
C o c a in e -h y d ro c h lo rid e
M u s c l e i n t h e A m nion o f C h i c k
Dog’ s I n t e s t i n e (1 0 7 )
1 * 2 4 0 ,0 0 0
1 * 2 5 0 ,0 0 0
A c e t y l C h o l i n e B r o m id e
(C o m p u te d a s A c e t y l C h o l i n e )
M u s c l e i n t h e A m nion o f C h i c k
R a b b i t *s I n t e s t i n e ( 8 0 )
18*7 gammas p e r l i t e r
20 gammas p e r l i t e r
E p in e p h rin e
M u s c le i n t h e A m nion o f C h i c k
I s o l a t e d U te r u s (10 8 )
10 4 gammas p e r l i t e r
50 gammas p e r l i t e r
E p h e d rin e -h y d ro c h lo rid e
M u s c le i n t h e A m nion o f C h i c k
I s o l a t e d U te ru s (1 0 9 )
1 * 4 8 ,0 0 0
1 * 5 0 ,0 0 0
T y ra m in e -h y d ro c h lo rid e
M u s c le i n t h e A m nion o f C h i c k
Dog’ s U r e t e r (1 1 0 )
1 * 8 0 ,0 0 0
1 * 5 0 ,0 0 0
1 c a t-u n it per l i t e r
60
F ig u re I
THE AMNION OF THE CHICK.
(F ro m L i l l i e
A m .— a m n i o n ,
— The D e v e l o p m e n t o f t h e C h i c k . )
A l l . —a l la n to i s ,
C h o r.— c h o rio n ,
E c t . — ecto d erm ,
M e s .— m esoderm ,
E n t . —en to d erm ,
E .E .B .C * — e x tr a - e m b r y o n ic b o d y c a v i t y ,
S .-a m .— s e ro -a m n io tic
c o n n e c tio n s,
Y .W .— y o l k - s a c ,
V .M .— v i t e l l i n e m e m b ra n e ,
Y . S . S . — s e p t a o f t h e yolk-sac.
Umb . — u m b i l i c u s ,
61
tc
o
G
Xc3.a3
O
c
D a y s o f incubation
Fig. 2. Increase o f th e air space during incub ation o f fertile eggs (•),
and unfertilized eggs (o).
D ays o f incubation
Fig. 3. Composition o f the air space o f fertile eggs during incubation.
F ig u re I I
RESPIRATION IN THE CHICK DURING INCUBATION.
(From. R o m i j n a n d R o o s ,
J o u r n . P h y s i o l ., 1 9 3 XCI ^ ,
3 6 5 .)
- 62 -
/v?e/£V7
zc//7? SJe&e/
/P /n g r e r s c h e A d s u n g r
Tig.
1.
Yerzeichnung der L&ngsmuskelbewegung
F ig u re I I I
THE GENESIS OF THE MUSCLE-STRIP METHOD#
( F r o m M a g n u s , A rc h # g e s # P h y s i o l #, C I I
(1904),
127#)
(See
text
for
e x p la n a tio n # )
- 68 -
ciurn
F ig u re V I I I
THE INFLUENCE OF THE IONIC ENVIRONMENT.
A - Ca i o n c o n c e n t r a t i o n 2 . 1 6 m i H i - e q u i v a l e n t s p e r l i t e r .
B - Ca i o n
w
1 .6 2
u
«
"
« .
C - Ca i o n
w
2 .7 0
M
”
M
'U .
69
Figure IX
THE INFLUENCE OF THE IONIC ENV'IRONIviENT•
A - K io n c o n c e n tr a tio n
I*
B - rr
K i*o n
„
.
tl
C - K io n
5*1
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11 •
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*
70
------
F ig u re X
NORMAL RHYTHMIC CONTRACTIONS.
1*
2 .
3.
4.
5.
- 10
- 1 1
- 12
- 13
- P e
d a y A ran io n .
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H •
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M
r i s t a l t i c ty p e o f C o n tr a c tio n ,
7
5
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3
ID
13
II
D a js
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1-nciL l r a " t i
otu
F ig u re X I
VARIATIONS IN RHYTHMICITY•
— ~
—fi
|S.
jh— — |S/
|H
p
M o rp h in e sulphate
1 : 2 0 , 0 0 0 MORPHIHE SULPHATE
F ig u re X I I I
a - APPROXIMATELY 2 CAT-UNITS OF DIGALEN PER LITER*
75
Cocame - hydrochloride
F i g u r e XIV
a - I s 6 0 ,0 0 0 COCAINE-HYDROCHLORIDE
- 74 -
F i g u r e XV-A
a - 1 0 4 GAMMAS PE§ LITER OF ACETYL CHOLINE BROMIDE,
( sss 7 4 * 8 gammas p e r l i t e r o f A c e t y l C h o l i n e ) *
F i g u r e XV-B
a - 26 GAMMAS PER LITER OF ACETYL CHOLINE BROMIDE,
( 5= 13*7 gammas p e r l i t e r o f A c e t y l C h o li n e ) *
eJ
k e d r in e h y d ro ch lo rid e
F i g u r e X V II
a - I s 2 0 ,0 0 0 EPHSDRINE-HTDR0CHL0R1DE
- 77 -
Tyram ine
hydrochloride
F ig u r e X V III
a - 1 ; 2 4 ,0 0 0 TYRAMINE-HYDROCHLORIDE
78
F i g u r e XIX
b - Is 1 ,2 0 0 ,0 0 0 EPINEPHRINE-HYDR0CHL0RIDB.
b *- 1 : 1 , 2 0 0 , 0 0 0
H
"
AFTER 1 : 4 3 , 0 0 0 COGAIRE-HYDROCHLORIDE.
(T h e s o l u t i o n was c h a n g e d b e f o r e t h e s e c o n d r o u n d * )
tt a
9
H
(The
solution
was changed
before
the
second
round
81
BIBLIOGRAPHY
1* P a r k e r , G e o rg e H.*
The e le m e n ta r y n e r v o u s s y s te m , p . 2 3 . In
m o n o g ra p h s o n E x p e r im e n ta l B io lo g y , e d i t e d b y J a c q u e s L oeb, T .
Ho M organ a n d W. J* V . O s te r h o u t*
J , B . L i p p i n c o t t Company,
P h i l a d e l p h i a a n d L o ndo n , 1919o
2 . B a u r , M ., H . R unge an d H* H artm an n s
Z ur P h y s io lo g i e und
P h a r m a k o lo g ie d e s N a b e l s c h n u r k r e i s l a u f e s . A rc h . f . G ynM kol.,
Bd* 1 3 6 , S . 3 1 9 - 3 4 4 . J u l i u s S p r i n g e r , B e r l i n , 1 9 2 9 .
3 o T o w e r, S a r a h S .s
The r e a c t i o n o f m u s c le t o d e n e r v a t i o n .
R e v ., XIX ( 1 9 3 9 )s 1 -4 8 •
4.
E v a n s , C . L o v a tts
The p h y s io l o g y o f p l a i n m u s c le .
R e v ., V I ( l 9 2 6 ) j 3 8 1 .
P h y s io l.
— --------
P h y s io l.
— *--------
5 . P i e r c e , M ad e le n e E .s
The a m n io n o f t h e c h ic k a s a n in d e p e n d e n t
e f f e c t o r . J o u m . E x p e r . Z o o l . , IXV (1933 )* 4 4 3 -4 7 3 .
6
. N eedham , J o s e p h s
A h i s t o r y o f e m b ry o lo g y , p p . 1 9 -4 1 ( A r i s t o t l e ) ,
p p . 1 1 2 -1 3 3 ( W illia m H a r v e y ) . C am bridge U n i v e r s i t y P r e s s , 1 9 3 4 .
7 . l e w i s , M a r g a r e t R .s
M u s c u la r c o n t r a c t i o n i n t i s s u e - c u l t u r e s •
C o n t r i b u t i o n s t o E m b ry o lo g y , Number 2 7 2 , IX (1 9 2 0 ) s 1 9 1 -2 0 1 .
C a r n e g ie I n s t i t u t i o n o f W a s h in g to n .
8
.
9.
L e w is , M a r g a r e t R . an d W a rre n H. Lewis*
sm o o th m u s c le c e l l s i n t i s s u e c u l t u r e s .
XLIV ( l # 1 7 ) * 6 7 - 7 4 ,
The c o n t r a c t i o n o f
Am er. J o u r n . P h y s i o l . ,
Rem ak, R o b e rt*
tfb e r
d i e Z usam m enziehung d e s
A m nions* A rc h .
A n a t . u . P h y s i o l . , w i s s . M ed ., (1 8 5 4 ), p p . 3 6 9 - 3 7 3 .
1 0 . V e rz a r, F ritz *
U ber d i e A nordnung d e r g l a t t e n M u s k e lz e lle n
im Amnion d e s H tth n c h e n s. I n t e r n e t . M o n a ts s c h r . A n a t. u .
P h y s i o l . , XXIV (1 0 0 7 ) * 2 9 2 -3 0 3 .
11.
V e rz a r, F r itz s
ttb e r
g l a t t e M u s k e lz e ll e n m it
A r c h , g e s . P h y s i o l . , C L V III (1 9 1 4 )* 4 1 9 -4 2 0 .
myogenem R h y th m u s.
12.
B a u r , Max* V e rs u c h e
am Amnion v o n Huhn und Gans (P h a rm a k b lo g is c h e
U n te rs u c h u n g e n a n e in e m n e r v e f r e i e n g l a t t e n M u s k e l) . A rc h .
e x p . P a t h , u . P h a r m a k o l., CXXXIV (1 9 2 8 )* 4 9 —65•
1 3 . C l a r k , E l e a n o r L . an d E l i o t R . C la rk *
On e a r l y p u l s a t i o n s o f
t h e p o s t e r i o r lym ph h e a r t s i n c h ic k e n e m b ry o s; t h e i r r e l a t i o n t o
b o d y m o v e m e n ts. J o u r n . E x p e r . Z o o l. ,
X V II (1 9 1 4 )* 3 7 3 -3 9 4 .
1 4 . Kuo, Z in g Yang* O n to g e n y o f e m b ry o n ic b e h a v io r i n a v e s . I . The
c h r o n o lo g y a n d g e n e r a l n a t u r e o f th e b e h a v i o r o f t h e c h i c k
e m b ry o . J o u r n . E x p e r . Z o o l . » LSI (1 9 3 2 )* 3 9 5 -4 3 0 .
- 82
15# Kuo# Z in g Y angj O n to g en y o f e m b ry o n ic b e h a v i o r i n a v e s #
II*
The m e c h a n ic a l f a c t o r s i n t h e v a r i o u s s t a g e s l e a d i n g t o
h a tc h in g #
J o u rn # E x p er# Z o o l# # I X I I (1 9 3 2 ) * 4 5 3 -4 8 7 .
16# W in d le , W i l l i a m F # : C a lc iu m an d p o ta s s iu m d e f i c i e n c y a s
p o s s i b l e c a u s e s o f c e r t a i n d e la y e d f e t a l m ovem ents# P h y s io l*
Z o o l* # X II ( l 9 3 9 ) : 3 9 - 4 2 .
17# B e c k e r , R . F # , E# E . B a r t h , M# D. S c h u lz an d W* F . W in d le s
P r o o f o f f e t a l s w a llo w in g , g a s t r o i n t e s t i n a l p e r i s t a l s i s an d
d e f e c a t i o n i n am nio# Ajner# J o u rn # P h y s io l# ( P r o c e e d i n g s ) ,
CXXVI ( 1 9 3 9 ) :4 2 9 - 4 3 0 .
18# P r e y e r , W illia m :
S p e c i e l l e P h y s i o l o g i e d e s Embryo#
G r ie b e n ( F e r n a u ) , L e i p z i g , 1885#
644 pp#
19o P S te r f i, T ib e riu s:
B e itr& g e z u r H i s t o l o g i e d e s Am nions und
z u r E n t s te h u n g d e r f i b r i l l a r e n S tr u k tu r e n # A nat# A nz#, XLV
( 1 9 1 3 ) :1 6 1 - 1 7 3 .
20* L a n g le y , J o h n N e w p o rt: On t h e r e a c t i o n o f c e l l s a n d o f n e r v e e n d in g s t o c e r t a i n p o i s o n s , c h i e f l y a s r e g a r d s t h e r e a c t i o n o f
s t r i a t e d m u s c le t o n i c o t i n e an d c u r a r i #
J o u r n . P h y s i o l # , XXXIII
( 1 9 0 5 ) :4 0 6 —410#
21# P a r k e r , G eo rg e H ow ard: The e le m e n ta r y n e rv o u s s y s te m , p # 5 9 .
I n m o n o g ra p h s on E x p e r im e n ta l B io lo g y , e d i t e d b y J a c q u e s L oeb,
T# H . M organ a n d W. J# V . O s te r h o u t#
J# B# L i p p i n c o t t Company,
P h i l a d e l p h i a , 1919#
2 2 . L i l l i e , F r a n k R#: The d e v e lo p m e n t o f t h e c h ic k * Ah i n t r o d u c t i o n
t o e m b ry o lo g y , p . 231# H e n ry H o lt an d Company, New Y o rk , 1908#
23# N eedham , J o s e p h :
C h e m ic a l e m b ry o lo g y , I I
U n iv e rs ity P ress*
(1 9 3 1 ):8 8 2 #
C am bridge
24# N eedham , J o s e p h :
C h e m ic a l e m b ry o lo g y ,
U n iv e rs ity P ress#
II
(1 9 3 1 ):8 5 7 #
C am bridge
25# N eedham , J o s e p h :
C h e m ic a l e m b ry o lo g y , I I
U n iv e rs ity P re ss#
(1 9 3 1 ):8 6 4 #
C am bridge
2 6 . N eedham , J o s e p h :
C h e m ic a l e m b ry o lo g y , I I I
C am b rid g e U n i v e r s i t y P r e s s #
(l9 3 l):1 5 3 8 #
2 7 . R o m ijn , C . a n d J# R o o s: The a i r s p a c e o f t h e h e n ’ s egg an d i t s
c h a n g e s d u r i n g t h e p e r i o d o f in c u b a t io n #
J o u rn * P h y s i o l *,
XCIV ( 1 9 3 8 ) :3 6 5 - 3 7 9 *
- 83
28* Wind.X© 5 W il l i a m F . a n d J o s e p h B a n c r o f t :
Some f a c t o r s g o v e rn in g
t h e i n i t i a t i o n o f r e s p i r a t i o n i n t h e c h ic k * Amer* J o u r n .
P h y s i o l * , CXXI ( 1 9 3 8 ) :6 8 4 - 6 9 1 .
2 9 . M a r s h a l l , A r t h u r M .j V e r t e b r a t e e m b ry o lo g y , p p . 2 1 9 - 3 4 1 .
S ra ith -E ld e r, London, 1893.
3 0 . K e i t h , A rth u r *
An a c c o u n t o f s i x s p e c im e n s o f t h e g r e a t b o w e l
re m o v e d b y o p e r a t i o n : w i t h some o b s e r v a t i o n s on t h e m o to r
m e c h a n ism o f t h e c o l o n . B r i t . J o u r n . S u r g . , I I ( 1 9 1 5 ) :6 7 6 - 5 9 9 .
3 1 . K e ith , A rth u r:
The C a v e n d is h L e c tu r e on a new t h e o r y o f t h e
c a u s a tio n o f e n te r o s ta s is .
L a n c e t, I I (1 9 1 5 ) :3 7 1 - 3 7 5 .
C i t e d b y W a lt e r C . A lv a r e z :
The m e c h a n ic s o f t h e d i g e s t i v e
tra c t.
An i n t r o d u c t i o n t o g a s t r o e n t e r o l o g y , p p . 5 2 - 5 4 . P a u l
B . H o e b e r I n c . , New Y o rk , 1 9 3 8 .
3 2 . P r e y e r , W illia m :
S p e c i e l l e P h y s i o l o g i c d e s Em bryo, p . 3 4 9 .
G r ie b e n ( F e r n a u ) , L e i p z i g , 1 8 8 5 .
3 3 . L i l l i e , F ran k P .:
The d e v e lo p m e n t o f t h e c h i c k . An i n t r o d u c t i o n
t o e m b ry o lo g y , p p . 2 3 2 , 4 0 6 . H a tc h in g , p . 232 a f t e r C. E . v o n
B a e r , 1828 u . 1 8 3 7 . U e b er E n t w i c k e lu n g s g e s c h i c h te d e r T i e r e .
B e o b a c h tu n g und R e f l e x i o n . K B n ig s b e rg . The m e d u lla r y c o r d s o f
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E . an d S . L i v i n g s t o n e , E d in b u r g h , 1 9 2 9 .
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m a jo r* Z t s c h r . f . r a t . Med. , IV ( 1 8 5 4 ) :3 2 2 - 3 2 9 .
3 7 . M agnus, R .: V e rs u c h e am ttb e r le b e n d e n D tinndarn v o n S M u g e th ie re n .
A rc h , g e s . P h y s i o l . , C II (1 9 0 4 M i t t e i l ) : 1 2 3 - 1 5 1 o
3 8 . A l v a r e z , W a l t e r C .:
The m e c h a n ic s o f t h e d i g e s t i v e t r a c t . An
i n t r o d u c t i o n t o g a s t r o e n t e r o l o g y , p p . 3 7 4 -3 7 6 . P a u l B . H o eber
I n c . , New Y o rk , 1 9 2 8 .
3 9 . B row n, G. L . an d B . A. M* S w iney: The m ovem ents an d r e a c t i o n t o
d r u g s o f s t r i p s o f th e g a s t r i c m u s c u la tu r e o f t h e c a t an d dog*
Q u a rt* J o u r n . E x p e r . P h y s i o l . , XVI ( 1 9 2 6 ) : 9 - 3 9 .
4 0 . M ac a llu m , A r c h ib a ld B y ro n : The p a l e o c h e m i s t r y o f t h e b o d y
f l u i d s an d t i s s u e s . P h y s i o l . R e v ., VI ( 1 9 2 6 ) :3 3 6 .
- 84
41* S o llm a n n , T o r a ld an d P a u l J* H a n z lik : An i n t r o d u c t i o n t o
e x p e r i m e n t a l p h a rm a c o lo g y , p p . 3 0 0 , 302 an d 3 0 3 . W. B . S a u n d e rs
Com pany, P h i l a d e l p h i a an d L ondon, 1 9 2 8 .
4 2 . A le x a n d e r , B e n ja m in an d A. B a i r d H a s t i n g s : Use o f c e r e b r o ­
s p i n a l f l u i d and s y n t h e t i c s a l t s o l u t i o n s i n s t u d i e s i n t i s s u e
m e ta b o lis m . P r o c . S o c . E x p e r . B i o l . M ed .. XXXVTT (1 9 3 7 -3 8 U
2 6 8 -2 7 1 .
— ------------------------4 3 . v a n D yke, H* B ., an d A. B a ir d H a s t i n g s :
m h s c le i n d i f f e r e n t i o n i c e n v iro n m e n ts *
IX X X III ( l 9 2 8 ) : 5 6 3 - 5 7 7 .
The r e s p o n s e o f sm ooth
A m er. J o u r n . P h y s i o l # ,
------------------------------------
4 4 . B e s t , C h a r le s H . and Norman B urke T a y l o r :
The p h y s i o l o g i c a l
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B a ltim o re , 1937.
4 5 . P e t e r s , J o h n P . , and D o n ald D. Van S ly k e : Q u a n t i t a t i v e c l i n i c a l
c h e m is try .
I n t e r p r e t a t i o n s , p . 7 5 3 . W illia m s an d W ilk in s
Com pany, B a l t i m o r e , 1 9 3 1 .
4 6 . P e t e r s , J o h n P . , an d D onald D. Van S ly k e :
Q u a n tita tiv e c l i n i c a l
c h e m i s t r y . I n t e r p r e t a t i o n s , p . 9 3 6 . W illia m s and W ilk in s
Company, B a l t i m o r e , 1 9 3 1 .
4 7 . P a r k e r , Raymond C .: M ethods o f t i s s u e c u l t u r e , p . 4 7 .
H o e b e r I n c . , New Y o rk , 1 9 3 8 .
4 8 . N eedham , J o s e p h :
C h e m ic a l e m b ry o lo g y ,
U n iv e rs ity P r e s s , 1931.
49.
1 1 :8 1 4 .
P au l B.
C am bridge
H a s t i n g s , A. B a i r d , C e c i l D. M u rra y , an d J u l i u s S e n d ro y J r . :
S t u d i e s o f t h e s o l u b i l i t y o f c a lc iu m s a l t s .
I . The s o l u b i l i t y
o f c a l c i u m c a r b o n a t e i n s a l t s o l u t i o n s an d b i o l o g i c a l f l u i d s .
J o u r n . B io l* C hem ., LXXI ( 1 9 2 7 ) :7 2 3 - 7 8 lo
5 0 . S in g h , I n d e r j i t :
The e f f e c t o f t h e i n t e r a c t i o n o f i o n s , d ru g s
an d e l e c t r i c a l s t i m u l a t i o n a s i n d i c a t e d b y c o n t r a c t i o n o f t h e
a n t e r i o r r e t r a c t o r o f t h e b y s s u s o f M y litu s e d u l i s . J o u r n .
P h y s i o l * , X C II ( l 9 3 8 ) : 6 7 .
5 1 . l e w i s , W a rre n H ., an d M a r g a r e t Reed L ew is:
G e n e ra l c y t o l o g y .
A t e x t b o o k o f c e l l u l a r s t r u c t u r e and f u n c t i o n f o r s t u d e n t s o f
b i o l o g y an d m e d ic in e , p p . 3 9 0 —3 9 1 , an d 3 9 5 —3 9 6 . E d i te d b y
Edmund V in c e n t C ow dry, C h ic a g o U n i v e r s i t y P r e s s , 1 9 2 4 .
5 2 . E v a n s, C. L o v a tt:
The p h y s io lo g y o f p l a i n m u s c le .
R e v ., V I ( l 9 2 6 ) : 3 7 5 .
P h y s io l.
5 3 . V e rn o n , H o ra c e M .: H e a t r i g o r i n c o ld - b lo o d e d a n i m a l s .
P h y s io l.,
XXIV ( l 8 9 9 ) : 2 3 9 - 2 8 7 .
Jo u rn .
85
5 4 . M e ig s , E dw ard B ro w n in g : H e a t c o a g u l a t i o n i n sm ooth m u s c le ;
a c o m p a r is o n o f t h e e f f e c t s o f h e a t on sm o o th and s t r i a t e d
m u s c l e . A m er. J o u r n . P h y s i o l . , XXIV ( 1 9 0 9 ) : 1 - 1 3 .
5 5 . T u r o l t , M as: Umkehr d e r A d r e n a lin w ir k u n g a u f d e n f ib e r le b e n d e n
U t e r u s d u r c h I o n e n v e r s c h i e b u n g . A r c h . f . G y n llk o l., CXV (1 9 2 2 )
---------6 0 0 -6 1 0 .
5 6 . M a th is o n , G* C .:
The e f f e c t s o f p o ta s s iu m s a l t s u p o n t h e
c i r c u l a t i o n a n d t h e i r a c t i o n on p l a i n m u s c le . J o u r n . P h y s i o l . ,
X L II ( l 9 1 l ) : 4 7 1 - 4 9 4 .
5 7 . B a y l i s s , W illia m M.s P r i n c i p l e s o f G e n e r a l P h y s io lo g y , p . 2 1 5 .
Longm ans G re en a n d Company, L o n d o n , 1 9 1 5 .
5 8 . E l l i o t t , T . R .:
The a c t i o n o f a d r e n a l i n .
XXXII ( 1 9 0 5 ) :4 0 1 - 4 6 7 .
Jo u rn . P h y s io l.,
5 9 . v o n E u l e r , U.S<>: A c tio n o f a d r e n a l i n e , a c e t y l c h o l i n e an d o t h e r
s u b s t a n c e s o n n e r v e - f r e e v e s s e l s (human p l a c e n t a ) . J o u r n .
P h y s i o l . , X C III ( 1 9 3 8 ) :1 2 9 - 1 4 3 .
6 0 . S c h m i t t , W a lt h e r : U n te rs u c h u n g e n z u r P h y s i o l o g i e d e r P l a c e n t a rg e ffis s e .
Z t s c h r . B i o l . , LXXV (1 9 2 2 ): 1 9 -7 8 ( n . f . 5 7 ) .
61.
A rm s tro n g , P h i l i p B .i
The r o l e o f t h e n e r v e s i n t h e a c t i o n o f
a c e t y l c h o l i n e o n t h e e m b ry o n ic h e a r t .
Jo u rn . P h y s io l. ,
LXXXIV
(1 9 3 5 ): 2 0 -3 2 .
62.
C u l l i s , W. C ., a n d C . L . T . L u c a s:
A c tio n o f a c e t y l c h o l i n e
on th e a n e u r a l c h ic k h e a r t .
J o u r n . P h y s i o l . , LXXXVI (1 9 3 6 ):
5 3 -5 5 .
6 3 . H e n d e rs o n , V . E . , an d M. H. R o ep k e: D ru g s a f f e c t i n g p a ra s y m ­
p a t h e t i c n e r v e s . P h y s i o l . R ev . ,
XVII ( 1 9 3 7 ) :3 9 3 .
6 4 . C l o e t t a , M .: D ie D a r s t e l l u n g und c h e m isc h e Z usam m ensetzung d e r
a k t i v e n S u b s ta n z e n a u s d e n D i g i t a l i s b l & t t e r n , i h r e p h a rm a k o lo g i s c h e n und t h e r a p e u t i s c h e n E i g e n s c h a f t e n . A rc h . E x p e r . P a t h , u
P h a r m a k o l.,
CX II ( 1 9 2 6 ) :2 6 1 - 3 4 2 .
6 5 . R i t c h i e , A . D .:
The c o m p a r a tiv e p h y s io lo g y o f m u s c u la r t i s s u e ,
p p . 5 - 8 . C am bridge U n i v e r s i t y P r e s s , 1 9 2 8 .
6 6
. E v a n s , C. L o v a t t , an d H. E a r t r i d g e :
S ta rlin g ’s p rin c ip le s of
human p h y s i o l o g y .
S ix t h e d i t i o n . E d i te d a n d r e v i s e d b y C.
L o v a tt E vans an d H . H a r t r i d g e , p p . 1 9 9 -2 0 1 . Lea an d F e b i g e r ,
P h ila d e lp h ia , 1933.
6 7 . T i e g s , 0 . W.«
S t u d i e s on p l a i n m u s c le .
B i o l . Med. S o i . , I (1 9 2 4 ): 1 3 1 -1 5 0 .
A u s tr a l. J o u rn . E x p e r.
86
6 8
# T i e g s , O .W .: The n e r v e n e t o f p l a i n m u s c le , an d i t s r e l a t i o n
t o a u t o m a t i c r h y th m ic m o v em en ts. A u s t r a l . J o u r n . E x p e r . B i o l .
M e c U J S c i., I I ( 1 9 2 5 ) 11 5 7 -1 6 6 .
-------------------------------- ---------------
6 9 . P a l, J . ;
Heue U n te rs u c h u n g e n ttb e r d i e W irk u n g d e s Opium und
d e s M o rp h in a u f d e n D arm . W ie n e r Med. P r e s s e , XLI (1 9 0 0 ):
2 0 4 0 -2 0 5 1 .
7 0 . Q u ig le y , J . P . , W i llia m H. H ig h s to n e , an d A* 0 . I v y : A c tio n o f
m o r p h in e , p a p a v e r i n e , a t r o p i n e , p i l o c a r p i n e , p i t u i t r i n , p i t o c i n
a n d p i t r e s s i n o n i n t e s t i n a l p r o p u l s i v e a c t i v i t y d e te r m in e d i n
t h e u n a n e s t h e t i z e d dog b y t h e b o l u s m ethod* J o u r n . P h a rm . E x p e r.
T h e r a p ., L I ( 1 9 3 4 ) :3 0 8 - 3 2 0 .
7 1 . R a i f o r d , T h e o d o re S . , an d M ic h a e l 0 . M u lin o s :
S tu d i e s i n g a s t r o ­
i n t e s t i n a l m o t i l i t y . A rc h . S u r g . , X X X III ( 1 9 3 6 ) :2 7 6 - 2 9 6 .
7 2 . W ile n , C . J . , a n d C. A. D r a g s t e d t : A c tio n o f m o rp h in e on t h e
i n t e s t i n e i n p e r i t o n i t i s . P r o c . S o c . E x p e r . B i o l . M ed ., XXVIII
( 1 9 3 1 ) :1 0 5 6 - 5 7 .
7 3 . P l a n t , 0* H ., a n d 0 . E» M i l l e r :
E f f e c t s o f m o rp h in e and some
o t h e r o p iu m a l k a l o i d s on th e m u s c u la r a c t i v i t y o f t h e a l i m e n t a r y
c a n a l#
I# A c tio n on t h e s m a ll i n t e s t i n e i n u n a n e s t h e t i z e d d o g s
an d m a n . J o u r n . P h a rm . E x p e r . T h e r a p ., XXVII ( l 9 2 6 ) : 3 6 1 - 3 8 3 .
74# B a y l i s s , W. M ., an d E . H . S t a r l i n g :
The m ovem ents and i n n e r v a t i o n
o f t h e s m a ll, i n t e s t i n e #
Jo u rn . P h y s io l. ,
XXIV ( 1 8 9 9 ) :9 9 - 1 4 3 .
7 5 . B a s te d o , W a l t e r A#: M a te r ia m e d ic a p h a rm a c o lo g y t h e r a p e u t i c s
a n d p r e s c r i p t i o n w r i t i n g , p . 2 1 7 . W. B . S a u n d e rs Company,
P h i l a d e l p h i a a n d L ondon, 1 9 3 8 .
7 6 . S o llm a n n , T o r a ld : A m a n u a l o f p h a rm a c o lo g y and i t s a p p l i c a t i o n s
t o t h e r a p e u t i c s an d t o x i c o l o g y , p . 3 3 7 . W. B . S a u n d e rs Company,
P h i l a d e l p h i a an d L ondon, 1 9 3 2 .
7 7 q C a t t e l l , McKeen an d H# G. W o lf f : On t h e s i t e o f a c t i o n o f
a c e ty lc h o lin e and i t s s i g n i f i c a n c e .
S c ie n c e , IXXXII (1 9 3 5 ):
1 0 6 -1 0 7 .
7 8 . R o s e n b lu e th , A r tu r o a n d W a l t e r B . C annon: D i r e c t e l e c t r i c a l
s t i m u l a t i o n o f d e n e r v a t e d a u to n o m ic e f f e c t o r s . Am er. J o u r n .
P h y s io l.,
C V III ( l 9 3 4 ) : 3 8 4 - 3 9 6 .
7 9 . G a s s e r , H e r b e r t S .:
P l e x u s - f r e e p r e p a r a t i o n s o f th e s m a ll
i n t e s t i n e . A s t u d y o f t h e i r r h y t h m i c i t y an d o f t h e i r r e s p o n s e
t o d r u g s . J o u r n . P h a rm . E x p ero T h e r a p . , XXVII (1 9 2 6 ) :3 9 5 —4 1 0 .
80# C an n o n , W a l t e r B . , a n d A r tu r o R osenb l u e t h : A utonom ic n e u ro -^
e f f e c t o r s y s te m s , p . 35* E x p e r im e n ta l b i o l o g y s e r i e s . M a c m illa n ,
Hew Y o rk , 1 9 3 7 .
87
•
r u b e r , C h a r le s M.s The a c b i o n of* e p i n e p h r i n e , ty r a m in e and
e p h e d r i n e on t h e s m a ll i n t e s t i n e o f t h e u n —a n e s t h e t i z e d d o g ,
b e f o r e a n d f o l l o w i n g b h e a d m in is b r a b io n o f c o c a in e *
Jo u rn .
P h a rm . E x p e r . T h e r a p *. LV II (1 9 3 6 )* 3 4 7 -3 6 0 .
---------
82* B u rn , J . H.* The a c b io n o f b y ra m in e an d e p h e d r in e *
P h a rm . E x p e r . T h e ra p * . XLVI (1 9 3 2 ) * 7 5 -9 5 .
Jo u rn .
83* C hen, K. K ., an d C a r l P . Schm idt*
The a c b i o n o f e p h e d r i n e , bhe
a c t i v e p r i n c i p l e o f bhe C h in e se d r u g , Ma H uang. J o u r n . P h arm .
E x p e r . T h e r a p ., XXIV (1 9 2 4 )* 3 3 9 -3 5 7 .
8 4 . C h en , K* K ., an d C a r l F* Schmidb* E p h e d rin e an d r e l a b e d
s u b s b a n c e s . M e d ic in e ,
IX (1 9 3 0 ) * 1 -1 1 7 .
8 5 . K in n am an , J . H ., a n d 0 . H . P lan b * E f f e c b o f e p h e d r in e on
c o n b r a c b io n s o f b h e a l i m e n t a r y c a n a l i n u n - a n e s b h e b iz e d d o g s .
J o u r n . P h arm . E x p e r* T h e r a p . , X L I II (1 9 3 1 ) * 4 7 7 -4 8 6 .
8 6 . E dm unds, C* W ., an d J . A. Gunn* A b e x b -b o o k o f p h a rm a c o lo g y
a n d b h e r a p e u b i c s o r bhe a c b i o n o f d ru g s i n h e a l b h and d i s e a s e
b y A r th u r R . C u sh n y . T enbh e d i b i o n . R e v is e d b y C . W. Edmunds
a n d J* A. G unn, p p . 4 0 8 -4 0 9 . Lea and F e b i g e r , P h i l a d e l p h i a ,
1934.
8 7 . B a r b o u r , H e n ry G .j
T y ram in e a s a n a d j u n c t bo m o rp h in e i n l a b o r .
J o u r n . A m er. Med. A s s o c . ,
IXIX ( l9 1 7 ) * 8 8 2 - 8 8 3 .
8 8 . T a i n b e r , M. L . , an d D. K. Chang* The a n b a g o n is m o f b h e p r e s s o r
a c b io n o f b y ra m in e b y c o c a i n e . J o u r n . P h arm . E x p e r . T h e r a p . ,
XXX (1 9 2 6 - 2 7 )* 1 9 3 -2 0 7 .
8 9 . B a s b e d o , W a lb e r A#* M a b e ria m e d ic a p h a rm a c o lo g y b h e r a p e u b ic s
an d p r e s c r i p b i o n w r i t i n g , p p . 2 5 5 -2 5 6 . W. B . S a u n d e rs Company,
P h i l a d e l p h i a an d L ondon, 1 9 3 8 .
90.
T a i n b e r , M. L.* C o m p a ra tiv e e f f e c t s o f e p h e d r in e an d e p i n e p h r i n e
o n b lo o d p r e s s u r e , p u l s e and r e s p i r a t i o n w i t h r e f e r e n c e bo t h e i r
a l t e r a t i o n b y c o c a i n e . J o u r n . P h arm . E x p e r . T h e r a p . , XXXVI
( 1 9 2 9 ) * 5 6 9 -5 9 4 .
91.
C a r e y , E b e n J .* S t u d i e s i n bhe d y n a m ic s o f h i s t o g e n e s i s .
G row th
m o tiv e f o r c e a s a d y n a m ic s t i m u l u s bo bhe g e n e s i s o f m u s c u la r
and s k e l e t a l t i s s u e s .
A n a t. R eo . ,
XIX (1920)* 199—2 35•
92.
C a r e y , E b en J .* S t u d i e s i n b h e d y n a m ic s o f h i s t o g e n e s i s .
I.
T e n s io n o f d i f f e r e n t i a l g ro w th a s a s ti m u lu s b o m y o g e n e s is .
J o u r n . G en. P h y s i o l . , I I ( l9 2 0 ) * 3 5 7 - 3 7 2 .
88
• C a r e y , E b en J * :
S tu d i e s i n t h e d y n a m ic s oi* h i s t o g e n e s i s *
T e n s io n o f d i f f e r e n t i a l g ro w th a s a s t i m u l u s t o m y o g e n e s is *
Y I I • The e x p e r i m e n t a l t r a n s f o r m a t i o n o f t h e sm ooth b l a d d e r
m u s c le o f t h e d o g , h i s t o l o g i c a l l y i n t o c r o s s - s t r i a t e d m u s c le ,
and p h y s io lo g ic a ll y in to a n o rg a n m a n ife s tin g r h y th m ic a lity .
Amer* J o u r n . A n a t*, XXIX (1 9 2 1 3 :3 4 1 - 3 6 2 .
94# E v a n s , C* L o v a t t : The p h y s io lo g y o f p l a i n m u sc le *
R ev. ,
V I (1 9 2 6 ) :3 6 1 -3 6 2 *
P h y s io l.
95* F e r g u s o n , J o h n , A* C . I v y a n d H a r r y G re e n g a rd : O b s e r v a tio n s
on t h e r e s p o n s e o f t h e s p l e e n t o t h e i n t r a v e n o u s i n j e c t i o n o f
c e r t a i n s e c r e t i n p r e p a r a t i o n s , a c e t y l c h o l i n e an d h is ta m in e *
Amer* J o u rn * P h y s i o l . ,
CXVII ( 1 9 3 6 ) :7 0 1 - 7 0 7 .
96* Z u n z , E d g a rd an d J a c q u e s T y s e b a e r t:
On t h e a c t i o n o f a t r o p i n e
s u l p h a t e on t h e i s o l a t e d sto m a ch a n d b o w e l o f t h e d o g . J o u r n .
P h a rm . E x p e r* T h e r a p . ,
V I I I ( l 9 1 6 ) :3 2 5 - 3 3 7 .
97* W in to n , F* R *, an d L* E . B a y l i s s : Human p h y s io l o g y , p . 3 7 9 .
P* B l a k i s t o n * s Son an d Company, I n c * , P h i l a d e l p h i a , 1 9 3 5 .
9 8 . P a r k e r , G eorge H*t The e le m e n ta r y n e r v o u s s y s te m , p . 4 9 . I n
m o n o g ra p h s o n E x p e r im e n ta l B io lo g y , e d i t e d b y J a c q u e s L oeb, T .
H . M organ a n d W* J . V . O s t e r h o u t . J . B . L i p p i n c o t t Company,
P h i l a d e l p h i a an d L ondon, 1 9 1 9 .
99* P a r k e r , G e o rg e H*: The e le m e n ta r y n e r v o u s s y s te m , p p . 64-65*
I n m o n o g ra p h s o n E x p e r im e n ta l B io lo g y , e d i t e d b y J a c q u e s L oeb,
T . H . M organ a n d W* J . V . O s t e r h o u t .
J . B. L i p p i n c o t t Company,
P h i l a d e l p h i a an d London, 1 9 1 9 .
100. F is o h e r, A lb e rt:
T is s u e c u l t u r e .
S tu d i e s i n e x p e r im e n t a l
m o rp h o lo g y a n d g e n e r a l p h y s i o lo g y o f t i s s u e c e l l s i n v i t r o , p*
155* H e in em a n n , L ondon, 1 9 2 5 .
1 0 1 . M c G ill, C a r o l i n e :
The s t r u c t u r e o f sm o o th m u s c le i n t h e r e s t i n g
fi-nri i n t h e c o n t r a c t e d c o n d i t i o n * A m er. J o u r n . A n a t. ,
IX (1 9 0 9 )
4 9 3 -5 4 5 .
1 0 2 . C an n o n , W a l t e r B . , an d A r tu r o R osenb l u e t h : A utonom ic n e u r o ­
e f f e c t o r s y s te m s , pp* 16 —17* E x p e r im e n ta l b i o l o g y s e r i e s .
M a c m illa n , Mew Y o rk , 1 9 3 7 .
103* R osenb l u e t h , A r t u r o :
T r a n s m is s io n o f s y m p a th e tic n e r v e im p u ls e s
P h y s io l* R e v *, X V II ( 1 9 3 7 ) :5 2 9 .
1 0 4 . K r u e g e r , H ugo:
P h y s i o l . R ev*,
The a c t i o n o f m o rp h in e o n t h e d i g e s t i v e t r a c t .
X V II ( 1 9 3 7 ) :6 3 6 .
N v H ’ . ■■-
U n iv e rsity
89 “
1 0 5 . S o llm a n n , T o r a ld s
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A t N o rth ­
w e s t e r n U n i v e r s i t y a n d U n i v e r s i t y o f A l b e r t a 1955 - t o d a te *
R e lig io n - P re s b y te ria n *
Member o f th e C a n a d ia n P h y s i o l o ­
g i c a l S o c i e t y , t h e S c ie n c e A s s o c i a t i o n o f th e U n i v e r s i t y o f
A l b e r t a , a n d th e F a c u l t y C lu b o f t h e U n i v e r s i t y o f A l b e r t a .
A d d re ss:
U n i v e r s i t y o f A l b e r t a , E dm onton, C a n a d a .
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P r o c e e d in g s o f t h e S o c i e t y f o r E x p e r im e n ta l
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C X V II, 7 0 1 .
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