S. Komori et al- Evidence that Adrenaline is Released from Adrenergic Neurones in the Rectum of the...

8/3/2019 S. Komori et al- Evidence that Adrenaline is Released from Adrenergic Neurones in the Rectum of the Fowl

1/9

B r . J . P h a r m a c . ( 1 9 7 9 ) , 6 5 , 2 6 1 - 2 6 9

EVIDENCE THAT ADRENALINE I S RELEASED FROM ADRENERGICNEURONES IN THE RECTUM OF THE FOWL

S . KOMORI, H . OHASHI, T . OKADA & T . TAKEWAKID e p a r t m e n t o f P h a r m a c o l o g y , F a c u l t y o f A g r i c u l t u r e , G i f u U n i v e r s i t y , G i f u , 5 0 4 J a p a n

1 T h e r e c t u m i s o l a t e d f r o m t h e f o w l was p e r f u s e d w i t h T y r o d e s o l u t i o n v i a t h e c a u d a l m e s e n t e r i ca r t e r y . N o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e were b i o l o g i c a l l y o r f l u o r i m e t r i c a l l y a s s a y e d i n p e r f u s a t e s c o l -l e c t e d b e f o r e a n d d u r i n g s t i m u l a t i o n o f R e m a k ' s n erv e o r o f t h e p e r i a r t e r i a l n e r v e s .2 P e r f u s a t e s c o l l e c t e d d u r i n g nerve s t i m u l a t i o n r e la x e d t h e c h i c k r e c t u m a n d r a t s t o m a c h s t r i p sw h i c h s e r v e d as assay t i s s u e s . T h i s e f f e c t was a t t r i b u t e d t o t h e a c t i o n o f n o r a d r e n a l i n e o r a d r e n a l i n er e l e a s e d f r o m a d r e n e r g i c nerve e n d i n g s w h i c h a p p e a r e d i n t h e p e r f u s a t e s .3 P e r f u s a t e s o b t a i n e d d u r i n g s t i m u l a t i o n ( 3 0 Hz f o r 6 0 s ) o f R e m a k ' s n e r v e c o n t a i n e d b o t h n o r a d -r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e when m e a s u r e d f l u o r i m e t r i c a l l y . The mean o u t p u t p e r s t i m u l u s t r a i n was0 . 8 + 0 . 2 n g / g w e t w t . t i s s u e f o r n o r a d r e n a l i n e a n d 1 . 7 + 0 . 2 n g / g w e t w t . t i s s u e f o r a d r e n a l i n e( n = ) . P e r f u s a t e s o b t a i n e d d u r i n g s t i m u l a t i o n ( 3 0 Hz f o r 6 0 s ) o f t h e p e r i a r t e r i a l nerves c o n t a i n e dn o r a d r e n a l i n e i n a c o n c e n t r a t i o n o f 1 . 6 + 0 . 3 n g / g w e t w t . t i s s u e p e r s t i m u l u s t r a i n , b u t a l m o s tno a d r e n a l i n e ( n = ) .4 N e i t h e r s t i m u l a t i o n o f R e m a k ' s nerve no r t h e p e r i a r t e r i a l n e r v e s l i b e r a t e d c a t e c h o l a m i n e s w h e nt h e r e c t u m was p e r f u s e d w i t h T y r o d e s o l u t i o n c o n t a i n i n g l o w C a 2 + ( 0 . 1 mM) a n d h i g h Mg2+ ( 1 0mM).5 I n f u s i o n o f h i g h p o t a s s i u m s o l u t i o n ( 5 0 mM) i n c r e a s e d m a r k e d l y t h e o u t p u t o f n o r a d r e n a l i n ea n d a d r e n a l i n e .6 A d r e n a l i n e as w e l l as n o r a d r e n a l i n e may f u n c t i o n as t h e a d r e n e r g i c n e u r o t r a n s m i t t e r i n t h er e c t u m o f t h e f o w l .

I n t r o d u c t i o nI n g e n e r a l , t h e m a i n c a t e c h o l a m i n e f o u n d i n t i s s u e sr e c e i v i n g a s y m p a t h e t i c n e r v e s u p p l y i s n o r a d r e n a l i n e ,a l t h o u g h v a r i a b l e c o n c e n t r a t i o n s o f a d r e n a l i n e mayb e p r e s e n t ( v o n E u l e r , 1 9 4 6 ; A n t o n & S a y r e , 1 9 6 2 ) .A h i g h p r o p o r t i o n o f a d r e n a l i n e h a s b e e n f o u n d i nt h e h e a r t , s p l e e n , v a s d e f e r e n s a n d b r a i n o f t h e f o w l( r e v i e w b y H o l z b a u e r & S h a r m a n , 1 9 7 2 ) . R e c e n t l y ,D e S a n t i s , L i i n g s f e l d , L i n d m a r & L o f f e l h o l z ( 1 9 7 5 )s h o w e d t h a t b o t h n o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e f u n c -t i o n a s n e u r o t r a n s m i t t e r s i n t h e c a r d i a c a n d s p l e n i ca d r e n e r g i c f i b r e s o f t h e f o w l .I n t h e p r e c e d i n g p a p e r , t h e c o n c e n t r a t i o n s o f n o r -a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e i n t h e c h i c k i n t e s t i n e w e r ef o u n d t o v a r y w i t h t h e r e g i o n e x a m i n e d a n d w i t h a g e .H i g h c o n c e n t r a t i o n s o f a d r e n a l i n e w e r e d e t e c t e d i nt h e r e c t u m , w h i c h i s r i c h l y s u p p l i e d b y a d r e n e r g i cf i b r e s f r o m R e m a k ' s n e r v e , a n d f r o m p e r i a r t e r i a ln e r v e s r u n n i n g a l o n g t h e m e s e n t e r i c a r t e r i e s ( B e n n e t t& M a l m f o r s , 1 9 7 0 ; T a k e w a k i , O h a s h i & O k a d a ,1 9 7 7 a ) .

T h e p r e s e n t e x p e r i m e n t s w e r e u n d e r t a k e n t o e x a m -i n e w h e t h e r a d r e n a l i n e f o u n d i n t h e r e c t u m w a s d e -r i v e d f r o m t h e a d r e n e r g i c n e r v e f i b r e s .A b r i e f r e p o r t o f t h e p r e s e n t r e s u l t s h a s a p p e a r e de l s e w h e r e ( T a k e w a k i , O h a s h i & O k a d a , 1 9 7 7 b ) .M e t h o d sW h i t e L e g h o r n c o c k s , m o r e t h a n 1 5 0 d a y s o l d w e r es t u n n e d a n d b l e d a n d t h e w h o l e r e c t u m r e m o v e dt o g e t h e r w i t h R e m a k ' s n e r v e , a n d t h e c a u d a l m e s e n -t e r i c a r t e r y a n d v e i n . T h e r e c t a l c o n t e n t s w e r er e m o v e d b y w a s h i n g w i t h T y r o d e s o l u t i o n .R e m a k ' s n e r v e w a s t i e d o f f a n d a 1 c m - l e n g t hs e p a r a t e d f r o m t h e r e c t a l w a l l ( m e a s u r e d f r o m t h ec u t e n d o f t h e i n t e s t i n e a b o r a l l y ) ( F i g u r e 1 ) . T h e o r a lc u t e n d o f t h e r e c t u m w a s t i e d t o g e t h e r w i t h t h e v e s -s e l s a n d R e m a k' s n e r v e . An L - s h a p e d g l a s s t u b e 7mm i n d i a m e t e r w a s i n s e r t e d a b o u t 1 cm i n t o t h e

C ) M a c m i l l a n J o u r n a l s L t d 1 9 7 90 0 7 - 1 1 8 8 / 7 9 / 0 2 0 2 6 1 - 0 9 $ 0 1 . 0 0


2/9

2 6 2 S . KOMORI, H . OHASHI, T . OKADA & T . TAKEWAKI

P e r i a r t e r i a l n e r v e s t i m u l a t i o n

- R e m a k ' s n e r v es t i m u l a t i o n

O r a l a s p e c t A n a l a s p e c tF i g u r e 1 D i a g r a m o f t h e f o w l r e c t u m . B r o k e n l i n e s i n d i c a t e a r t e r i e s ; t h e b o l d d i a g o n a l l i n e s h o w s w h e r e t h er e c t u m w a s c u t . S i t e s o f n e r v e s t i m u l a t i o n a r e i n d i c a t e d b y t h e a r r o w s .

r e c t a l l u m e n f r o m t h e a n a l c u t e n d , a n d t i e d t o t h er e c t a l w a l l . T h e t u b e s e r v e d b o t h a s a c a n n u l at h r o u g h w h i c h m u c u s - l i k e l i q u i d c o u l d b e r e m o v e df r o m t h e l u m e n , i f n e c e s s a r y , a n d a s s u p p o r t w h e nc l a m p e d t o a r i g i d u p r i g h t . T h e c a u d a l m e s e n t e r i ca r t e r y a n d v e i n w e r e e a c h c a n n u l a t e d w i t h g l a s s t u b e so f 1 . 0 a n d 2 . 0 mm i . d . , r e s p e c t i v e l y . A l l v e s s e l s o t h e rt h a n t h o s e d e s c r i b e d a b o v e w e r e l i g a t e d .P e r f u s i o n o f t h e f o w l r e c t u mT h e i s o l a t e d r e c t u m w i t h i t s n e r v e s u p p l y w a sm o u n t e d i n a 2 0 0 m l o r g a n b a t h f i l l e d w i t h T y r o d es o l u t i o n a n d p e r f u s e d a t a c o n s ta n t r a t e ( 2 . 0 t o 2 . 5m l / m i n ) b y m e a n s o f a r o l l e r pump v i a t h e a r t e r i a lc a n n u l a w i t h T y r o d e s o l u t i o n c o n t a i n i n g c i t r a t e db o v i n e f i b r i n o g e n ( 0 . 5 m g / m l ) ( F i g u r e 2 ) . T h e b a t h i n ga n d p e r f u s i n g s o l u t i o n s w e r e a e r a t e d a n d m a i n t a i n e da t 3 7 C .A f t e r c o m p l e t i o n o f t h e e x p e r i m e n t , t h e r e c t u m w a sq u i c k l y b l o t t e d a n d w e i g h e d o n a t o r s i o n b a l a n c e .N e r v e s t i m u l a t i o nR e m a k ' s n e r v e a n d t h e n e r v e w h i c h r u n s a l o n g t h ec a u d a l m e s e n t e r i c a r t e r y ( p e r i a r t e r i a l n e r v e , F i g u r e 1 )w e r e s t i m u l a t e d a t t h e f r e q u e n c i e s i n d i c a t e d i n t h et e x t w i t h r e c t a n g u l a r p u l s e s ( 0 . 5 m s ) , b y m e a n s o f e l e c -t r o d e s o f t h e t y p e d e s c r i b e d b y B u r n & R a n d ( 1 9 6 0 ) .B i o l o g i c a l a s s a y o f c a t e c h o l a m i n e s i n p e r f u s a t e sT h e r e c t u m o f 1 - t o 7 - d a y - o l d c h i c k s a n d s t r i p s o fr a t s t o m a c h w e r e u s e d t o d e t e c t c a t e c h o l a m i n e s i n

t h e p e r f u s a t e s . T h e f u n d i o f t h e s t o m a c h f r o m W i s t a rr a t s , o f e i t h e r s e x ( 2 0 0 t o 2 5 0 g ) , w e r e p r e pa r e d a sd e s c r i b e d b y V a n e ( 1 9 5 7 ) . T h e s t o m a c h s t r i p w a sp r e i n c u b a t e d ( 6 0 m i n ) i n T y r o d e s o l u t i o n c o n t a i n i n ga t r o p i n e ( 0 . 1 j . g / m l ) t o p r e v e n t c o n t r a c t i o n s p r o d u c e db y a c e t y l c h o l i n e .E a c h p r e p a r a t i o n w a s m o u n t e d i n a s e p a r a t e s u p e r -f u s i o n j a c k e t ( s e e F i g u r e 2 ) . E a c h d r o p o f p e r f u s a t el e a v i n g t h e p e r f u s e d r e c t u m p a s s e d o v e r t h e s u r f a c eo f e a c h a s s a y p r e p a r a t i o n . I s o t o n i c m e c h a n i c a lc h a n g e s i n t e n s i o n o f e a c h a s s a y p r e p a r a t i o n w e r er e c o r d e d o n s m o k e d p a p e r . T h e r e s t i n g t o n e o f t h ea s s a y p r e p a r a t i o n s w a s a d j u s t e d b y a p p l y i n g a l o a do f 1 o r 2 g t o t h e l e v e r ( m a g n i f i c a t i o n x 1 2 ) . E r r o r sr e s u l t i n g f r o m f r i c t i o n b e t w e e n t h e w r i t i n g l e v e r a n dt h e s m o k e d p a p e r w e r e m i n i m i z e d b y a v i b r a t o ra t t a c h e d t o t h e v e r t i c a l r o d t o w h i c h t h e l e v e r w a sc l a m p e d . A l l t h e p r e p a r a t i o n s w e r e a l l o w e d t o e q u i l i -b r a t e f o r a t l e a s t 3 0 m i n b e f o r e s t a r t i n g t h e e x p e r i -m e n t s .C h e m i c a l a s s a y o f c a t e c h o l a m i n e s i n p e r f u s a t e sC o l l e c t i o n o f p e r f u s a t e I n e x p e r i m e n t s w h e r e c a t -e c h o l a m i n e s i n t h e p e r f u s a t e w e r e c h e m i c a l l y d e t e r -m i n e d , T y r o d e s o l u t i o n ( w i t h o u t b o v i n e f i b r i n o g e n )w a s u s e d f o r p e r f u s i o n . Two i s o l a t e d r e c t u m s w e r ep e r f u s e d i n p a r a l l e l i n a n e x p e r i m e n t . T h e p e r f u s a t ef r o m e a c h r e c t u m c o l l e c t e d d u r i n g a 6 0 s p e r i o d o fn e r v e s t i m u l a t i o n , a n d d u r i n g t h e s u b s e q u e n t p e r i o do f 6 0 s ( t o t a l 1 2 0 s ) w a s p l a c e d i n a t e s t t u b e i n i c e -c o l d w a t e r a n d p r o t e c t e d f r o m l i g h t . T h i s p r o c e d u r ew a s r e p e a t e d f o u r t i m e s e v e r y 2 0 m i n . F i n a l l y t h ec o n t e n t s o f 8 t e s t t u b e s w e r e p o o l e d t o g i v e a t o t a l


3/9

ADRENALINE AS NEUROTRANSMITTER I N FOWL RECTUM

O r g a n b a t h

S u p e r f u s i o n j a c k e t

H e a t i n g j a c k e t

R o l l e r pump T y r o d es o i n .r e s e r v o i r

F i g u r e 2 D i a g r a m m a t i c s k e t c h o f t h e a p p a r a t u s u s e d t o p e r f u s e t h e i s o l a t e d r e c t u m a n d t o c o l l e c t t h e p e r f u s a t ef o r s u p e r f u s i o n a s s a y .

v o l u m e o f a b o u t 4 0 m l . P e r f u s a t e s ( t o t a l v o l u m e 7 0t o 1 0 0 m l ) w e r e c o l l e c t e d i n t h e a b s e n c e o f n e r v es t i m u l a t i o n a n d a s s a y e d f o r t h e r e s t i n g o u t p u t o f c a t e -c h o l a m i n e s . I n s o m e e x p e r i m e n t s , a f t e r t h e i n i t i a ls e r i e s o f s a m p l e s o f p e r f u s a t e h a d b e e n c o l l e c t e d d u r -i n g n e r v e s t i m u l a t i o n , t h e r e c t u m w a s p e r f u s e d w i t h -o u t n e r v e s t i m u l a t i o n f o r 4 0 m i n a n d a s e c o n d s e r i e so f s a m p l e s c o l l e c t e d a n d a s s a y e d .S t i m u l a t i o n b y h i g h p o t a s s i u m w a s c a r r i e d o u t b yr e p l a c e m e n t o f t h e p e r f u s i o n s o l u t i o n w i t h a T y r o d es o l u t i o n i n w h i c h K2SO4 w a s s u b s t i t u t e d f o r 5 0 m mo f t h e N a C l . D u r i n g e x p o s u r e t o t h e h i g h p o ta s s i u ms o l u t i o n t h e p e r f u s a t e w a s c o l l e c t e d f o r 5 m i n ( a b o u t2 5 m l ) .E s t i m a t i o n o f c a t e c h o l a m i n e c o n c e n t r a t i o n s i n p e r f u -s a t e s T h e n o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e c o n t e n t o ft h e p e r f u s a t e s w a s a d s o r b e d o n t o a n d t h e n e l u t e df r o m a l u m i n i u m o x i d e a n d f l u o r i m e t r i c a l l y d e t e r -m i n e d a s d e s c r i b e d i n t h e p r e c e d i n g p a p e r ( K o n a k a ,O h a s h i , O k a d a & T a k e w a k i , 1 9 7 9 ) .A m o u n t s o f 5 t o 1 0 n g o f n o r a d r e n a l i n e a n da d r e n a l i n e i n e a c h p e r f u s a t e s a m p l e w e r e r e q u i r e d t og i v e a f l u o r e s c e n c e r e a d i n g w h i c h w a s 1 . 5 t i m e s a sl a r , g e a s t h a t o f t h e c o r r e s p o n d i n g b l a n k .Mean r e c o v e r i e s o f n o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e ,

w h e n a d d e d s e p a r a t e l y o r t o g e t h e r t o p e r f u s a t e s i na m o u n t s r a n g i n g f r o m 1 0 n g t o 1 0 0 n g , v a r i e d f r o m7 0 t o 8 5 % . T h e v a l u e s g i v e n h e r e a r e u n c o r r e c t e d f o rt h e p e r c e n t a g e r e c o v e r y . T h e a m o u n t o f c a t e c h o l -a m i n e s r e l e a s e d p e r m i n u t e w a s e x p r e s s e d a s n g / g w e tw t . t i s s u e .D r u g sT h e d r u g s u s e d w e r e ( - ) n o r a d r e n a l i n e b i t a r t r a t e ,( - ) a d r e n a l i n e , h e x a m e t h o n i u m b r o m i d e , p r o p r a n -o l o l h y d r o c h l o r i d e , g u a n e t h i d i n e s u l p h a t e , r e s e r p i n e ,p h e n o x y b e n z a m i n e h y d r o c h l o r i d e a n d c i t r a t e d b o v i n ef i b r i n o g e n ( S i g m a ) . C o n c e n t r a t i o n s o f d r u g s , e x c e p tf o r n o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e , a r e e x p r e s s e d i nt e r m s o f t h e i r s a l t s i n g / m l , w h e r e a s t h o s e o f n o r -a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e a r e i n t e r m s o f t h e i r b a s e s .A c e r t a i n a m o u n t o f c o n c e n t r a t e d d r u g s o l u t i o nw a s a d d e d t o t h e b a t h i n g s o l u t i o n o r t h e p e r f u s i o ns o l u t i o n t o g i v e t h e f i n a l d e s i r e d c o n c e n t r a t i o n . N o r -a d r e n a l i n e o r a d r e n a l i n e w e r e a p p l i e d d i r e c t l y t o t h ea s s a y p r e p a r a t i o n s ; a n a p p r o p r i a t e d i l u t i o n o f r e -s p e c t i v e s t o c k s o l u t i o n w a s m a d e w i t h T y r o d e s o l u -t i o n ( i m m e d i a t e l y b e f o r e u s e ) a n d a d d e d , w i t h a f i n es y r i n g e t o t h e p e r f u s a t e l e a v i n g t h e p e r f u s e d r e c t u m ,i n a v o l u m e o f 0 . 1 m l o v e r a p e r i o d o f a b o u t 5 s .

2 6 3


4/9


R l R 2 R 3 R 4 R 511 1 1 1 R 6AR

5 c m

5 m i nF i g u r e 3 R e s p o n s e s o f t h e c h i c k r e c t u m ( a s s a y t i s s u e ) , A R , t o p e r f u s a t e o b t a i n e d f r o m t h e p e r f u s e d f o w l r e c t u md u r i n g s t i m u l a t i o n ( f o r 3 0 s ) o f R e m a k ' s n e r v e a t 1 0 Hz ( R 1 ) , 2 0 Hz ( R 2 ) , 3 0 Hz ( R 3 & R 6 ) , 5 0 Hz ( R 4 ) a n d1 0 0 Hz ( R 5 ) .

R e s u l t sS t i m u l a t i o n o f R e m a k ' s n e r v e c a u s e d a b i p h a s i c r e -s p o n s e o f t h e p e r f u s e d f o w l r e c t u m , c o n s i s t i n g o f a ni n i t i a l c o n t r a c t i o n a n d a d e l a y e d r e l a x a t i o n , a s p r e -v i o u s l y o b s e r v e d ( T a k e w a k i e t a l . , 1 9 7 7 a ) . T h e a m p l i -t u d e a n d d u r a t i o n o f b o t h c o m p o n e n t s v a r i e d w i t ht h e f r e q u e n c y o f s t i m u l a t i o n . W i t h a t r a i n o f p u l s e sd e l i v e r e d a t a f r e q u e n c y o f 3 0 Hz f o r 3 0 s , t h e f i r s tr e s p o n s e , c o n t r a c t i o n , s t a r t e d i m m e d i a t e l y a n dd e c a y e d d u r i n g t h e f i r s t 1 0 s o f t h e p e r i o d o f s t i m u -l a t i o n . R e l a x a t i o n , f o l l o w i n g t h e c o n t r a c t i o n , c o n -t i n u e d t o d e v e l o p o v e r t h e s t i m u l a t i o n p e r i o d ,a t t a i n e d a maximum l e v e l w i t h i n 6 0 s a f t e r s t i m u -l a t i o n h a d s t o p p e d , a n d s u b s i d e d s o s l o w l y t h a t c o m -p l e t e r e c o v e r y o f t h e t o n e t o t h e c o n t r o l l e v e l t o o ka f e w m i n u t e s .P e r f u s a t e c o l l e c t e d d u r i n g s t i m u l a t i o n o f R e m a k ' sn e r v e u s u a l l y r e l a x e d t h e c h i c k r e c t u m a n d r a ts t o m a c h s t r i p , a s s a y p r e p a r a t i o n s . S t i m u l a t i o n o fR e m a k ' s n e r v e f o r e x a m p l e a t 1 0 , 2 0 , 3 0 , 5 0 a n d 1 0 0Hz f o r 3 0 s r e l a x e d t h e c h i c k r e c t u m ( F i g u r e 3 ) . T h er e l a x a t i o n w a s maximum a t 3 0 Hz a n d a g a i n d e c l i n e da t h i g h e r f r e q u e n c i e s . A t e a c h f r e q u e n c y , r e l a x a t i o no f t h e c h i c k r e c t u m w a s m u c h l a r g e r t h a n t h a t o ft h e r a t s t o m a c h s t r i p .P e r f u s a t e c o l l e c t e d d u r i n g s t i m u l a t i o n o f t h e p e r i a r -t e r i a l n e r v e a l s o p r o d u c e d r e l a x a t i o n s f o r b o t h a s s a yt i s s u e s ; t h e o p t i m u m f r e q u e n c y f o r t h e r a t s t o m a c hs t r i p w a s a g a i n 3 0 Hz a n d t h i s w a s u s e d f o r s u b -s e q u e n t e x p e r i m e n t s . T h e p e r f u s a t e , u n l i k e t h a t c o l -l e c t e d d u r i n g s t i m u l a t i o n o f R e m a k ' s n e r v e w a s l e s se f f e c t i v e o n t h e c h i c k r e c t u m t h a n o n t h e r a t s t o m a c hs t r i p .R e s p o n s e s o f t h e a s s a y t i s s u e s c h a n g e d l i t t l e o v e ra p e r i o d o f a f e w h o u r s w h e n i n t e r v a l s b e t w e e n t r a i n s

P R

AR t t \ t j ~ ~ ~ ~ ~ 5 c mC 6 5 m i n

F i g u r e 4 E f f e c t s o f h e x a m e t h o n i u m ( C 6 ) o n ( u p p e rt r a c e ) t h e r e s p o n s e s o f t h e p e r f u s e d f o w l r e c t u m ( P R )a n d ( l o w e r t r a c e ) o f t h e a s s a y t i s s u e ( c h i c k r e c t u m , A R )t o t h e p e r f u s a t e f r o m t h e p e r f u s e d f o w l r e c t u m p r o -d u c e d b y R e m a k ' s n e r v e s t i m u l a t i o n ( R ) . L e f t h a n dp a n e l s , c o n t r o l s ; r i g h t h a n d p a n e l s , 2 0 m i n a f t e r a p p l i -c a t i o n o f C 6 , 0 . 5 m g / m l .

o f s t i m u l i w e r e n o t l e s s t h a n 1 5 m i n . T h i s d e m o n -s t r a t e d b o t h t h e r e p r o d u c i b i l i t y o f r e s p o n s e s a n d t h em a i n t a i n e d a b i l i t y o f t h e n e r v e s t o r e l e a s e t r a n s m i t -t e r s i n t h e p e r f u s e d r e c t u m o v e r a p r o l o n g e d p e r i o d .


5/9

ADRENALINE AS NEUROTRANSMITTER I N FOWL RECTUM

R NA AI v 0

b R NA Av 0

AR

5cm

P r o p r a n o l o lF i g u r e 5 E f f e c t s o f p r o p r a n o l o l o n t h e r e s p o n s e s o f t h e a s s a y t i s s u e ( c h i c k r e c t u m , A R ) t o t h e p e r f u s a t e f r o mt h e f o w l r e c t u m d u r i n g R e m a k ' s nerve s t i m u l a t i o n ( J R , 3 0 Hz f o r 3 0 s ) a n d t o a d d e d n o r a d r e n a l i n e ( V N A ,0 . 5 j g / m l ) a n d a d r e n a l i n e ( - A , 5 n g / m l ) . ( a ) C o n t r o l ; ( b ) 2 0 m i n a f t e r b e g i n n i n g p e r f u s i o n w i t h p r o p r a n o l o l ,approx 5 j i g / m l .

E f f e c t s o f h e x a m e t h o n i u m o n responses o f t h e p e r f u s e dp r e p a r a t i o nH e x a m e t h o n i u m ( 0 . 5 m g / m l i n t h e b a t h i n g s o l u t i o n )i n h i b i t e d or a b o l i s h e d t h e c o n t r a c t i o n b u t n o t t h er e l a x a t i o n i n response t o s t i m u l a t i o n o f R e m a k ' snerve. R e l a x a t i o n o f t h e assay t i s s u e ( c h i c k r e c t u m )was more m a r k e d a f t e r a b o l i t i o n o f c o n t r a c t i o n o ft h e p er f u s e d p r ep a r a t i o n ( F i g u r e 4 ) . T h i s i n d i c a t e dt h a t t h e a c t i v e m a t e r i a l w h i c h a p p e a r e d i n t h e p e r f u -s a t e was r e l e a s e d f r o m n e r v e s , a n d n o t s q u e e z e d o u tf o l l o w i n g c o n t r a c t i o n o f t h e p e r f u s e d r e c t u m .E f f e c t s o f d r u g s o n responses o f t h e assay p r e p a r a t i o n sT h e f - a d r e n o c e p t o r b l o c k e r , p r o p r a n o l o l was a d d e dd i r e c t l y , a t a r a t e o f 0 . 5 m l / m i n t o t h e venous e f f l u e n tf r o m t h e p e r f u s e d r e c t u m t o g i v e a f i n a l c o n c e n t r a t i o no f f r o m 1 t o 5 j g / m l a n d p a s s e d over t h e assay t i s s u e( c h i c k r e c t u m ) . P r o p r a n o l o l c a u s e d a s l i g h t r i s e i nt o n e i n so me c a s e s . T h e c h i c k r e c t u m t r e a t e d w i t hp r o p r a n o l o l ( F i g u r e 5 , 5 j g / m l ) r e s p o n d e d n e i t h e r t ot h e p e r f u s a t e o b t a i n e d d u r i n g s t i m u l a t i o n o f R e m a k ' snerve no r t o a d d e d n o r a d r e n a l i n e ( 0 . 5 j g / m l ) o ra d r e n a l i n e ( 5 n g / m l ) . R e l a x a t i o n s o f t h e r a t s t o m a c hs t r i p t o t h e p e r f u s a t e d u r i n g s t i m u l a t i o n o f t h e p e r i a r -t e r i a l nerve a n d t o n o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e werea n t a g o n i z e d c o m p l et e l y o n l y a f t e r c o m b i n e d t r e a t -ment w i t h p r o p r a n o l o l a n d p h e n t o l a m i n e e a c h a t ac o n c e n t r a t i o n o f 5 j g / m l .G u a n e t h i d i n e ( 5 j i g / m l ) was a p p l i e d t o t h e p e r f u s e dr e c t u m b y a d d i n g t o b o t h p e r f u s i n g a n d b a t h i n gm e d i a f o r a b o u t 3 0 m i n . T h i s d r u g d e c r e a s e d m a r k -e d l y t h e d u r a t i o n o f r e l a x a t i o n o f t h e p e r f u s e d prep-a r a t i o n a n d a b o l i s h e d r e l a x a t i o n s o f t h e assay t i s s u e sf o l l o w i n g nerve s t i m u l a t i o n . N o r a d r e n a l i n e - a n d

a d r e n a l i n e - i n d u c e d r e l a x a t i o n s were u s u a l l y u n a f f e c -t e d or s l i g h t l y p o t e n t i a t e d i n so m e p r e p a r a t i o n s( F i g u r e 6 ) .T h r e e c o c k s were p r e t r e a t e d w i t h r e s e r p i n e ( 3 . 5m g / k g i . p . f o r two d a y s ) a n d t h e r e c t u m s p e r f u s e d .P e r f u s a t e s f r o m e a c h r e s e r p i n e - t r e a t e d r e c t u m c o l -l e c t e d d u r i n g nerve s t i m u l a t i o n d i d n o t r e l a x t h eassay p r e p a r a t i o n s a l t h o u g h t h e response t o a d d e dc a t e c h o l a m i n e s a p p e a r e d t o b e u n a f f e c t e d ( F i g u r e 7 ) .T h e c a t e c h o l a m i n e c o n t e n t o f t h e r e c t u m f r o m r e s e r -p i n e - t r e a t e d c o c k s was l e s s t h a n 1 0 % o f c o n t r o l .P h e n o x y b e n z a m i n e ( 5 0 j g / m l ) a d d e d t o t h e s o l u t i o np e r f u s i n g t h e r e c t u m , i n c r e a s e d m a r k e d l y t h e a m p l i -t u d e a n d d u r a t i o n o f r e l a x a t i o n o f t h e assay prep-a r a t i o n ( r a t s t o m a c h s t r i p ) p r o d u c e d e i t h e r b y s t i m u -l a t i o n o f R e m a k ' s nerve or f o l l o w i n g p e r i a r t e r i a lnerve s t i m u l a t i o n ( F i g u r e 8 ) .

T h i s e v i d e n c e i n d i c a t e s t h a t t h e a c t i v e m a t e r i a l i nt h e p e r f u s a t e i s a c a t e c h o l a m i n e w h i c h may b er e l e a s e d f r o m a d r e n e r g i c nerves.D i f e r e n t i a t i o n o f n o r a d r e n a l i n e f r o m a d r e n a l i n e i n t h ep e r f u s a t eN o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e r e l a x e d b o t h assayp r e p a r a t i o n s . T h e E D 5 0 v a l u e s f o r a d r e n a l i n e a n dn o r a d r e n a l i n e were r e s p e c t i v e l y 5 n g / m l a n d 0 . 5 g g / m l( c h i c k r e c t u m ) a n d 0 . 1 p g / m l f o r b o t h a m i n e s ( r a ts t o m a c h s t r i p ) ( s e e F i g u r e 9 ) . T h e s e n s i t i v i t y o f t h er a t s t o m a c h s t r i p t o a d r e n a l i n e a n d t o n o r a d r e n a l i n ei s very s i m i l a r w h e r e a s t h e s e n s i t i v i t y o f t h e c h i c kr e c t u m t o a d r e n a l i n e i s a b o u t 1 0 0 t i m e s more t h a nt h a t t o n o r a d r e n a l i n e . T h e r e f o r e , t h e p r e d o m i n a n c eo f e i t h e r a d r e n a l i n e or n o r a d r e n a l i n e i n p e r f u s a t e sc o u l d b e seen d i r e c t l y f r o m s i m u l t a n e o u s o b s e r v a t i o n son t h e responses o f t h e two d i f f e r e n t t i s s u e s . T h e r e l a -

a

5 m i n

2 6 5


6/9


a R NA AI v v

G u a n e t h i

b R NA A

\ \ 5 c m

i d i n e 5 m i nF i g u r e 6 E f f e c t s o f g u a n e t h i d i n e o n t h e r e s p o n s e s o f t h e a s s a y t i s s u e ( c h i c k r e c t u m , A R ) t o t h e p e r f u s a t e f r o mt h e f o w l r e c t u m d u r i n g R e m a k ' s n e r v e s t i m u l a t i o n ( J R , 3 0 Hz f o r 3 0 s ) a n d t o e x o g e n o u s l y - a p p l i e d n o r a d r e n a l i n e( V N A , 0 . 1 p g / m l ) a n d a d r e n a l i n e ( * A , 1 0 n g / m l ) . ( a ) C o n t r o l ; ( b ) 3 0 m i n a f t e r b e g i n n i n g p e r f u s i o n w i t h g u a n e t h i -d i n e , 5 i g / m l .

R NA AV *

AR

5 cm

5 m i nF i g u r e 7 R e s p o n s e s o f t h e assay t i s s u e ( c h i c k r e c t u m ,A R ) t o t h e p e r f u s a t e f r o m t h e rectum o f c o c k s pre-t r e a t e d w i t h r e s e r p i n e ( 3 . 5 m g / k g d a i l y i . p . f o r 2 d a y s )d u r i n g R e m a k ' s nerve s t i m u l a t i o n ( J R , 3 0 Hz f o r 3 0s ) a n d t o a d d e d n o r a d r e n a l i n e ( V N A , 0 . 1 p g / m l ) a n da d r e n a l i n e ( @ A , 1 0 n g / m l ) .

t i v e a m p l i t u d e s o f t h e r e l a x a t i o n o f t h e c h i c k r e c t u ma n d o f t h e r a t s t o m a c h f o l l o w i n g s t i m u l a t i o n o fR e m a k ' s nerve was r o u g h l y e q u a l t o t h e r e l a t i v ea m p l i t u d e o f t h e r e l a x a t i o n o f b o t h t i s s u e s i n d u c e db y a d r e n a l i n e i n c o n c e n t r a t i o n s r a n g i n g f r o m 5 n gt o 1 0 n g / m l ( F i g u r e 1 0 ) . T h i s i nd i c a t e d t h a t a d r e n a l i n ep r e d o m i n a t e d i n t h e p e r f u s a t e . H o w e v e r , s i n c e t h emi ni mu m e f f e c t i v e d o s e o f n o r a d r e n a l i n e was 5 t o 1 0n g / m l f o r t h e assay t i s s u e s ( s e e a b o v e ) , t h e p o s s i b i l i t yc o u l d n o t b e e x c l u d e d t h a t t h e r e was a c o n c u r r e n to v e r f l o w o f a s m a l l amount o f n o r a d r e n a l i n e i n t o t h ep e r f u s i o n s o l u t i o n . I n 5 o u t o f 1 4 e x p e r i m e n t s , t h eresponse o f t h e r a t s t o m a c h t o t h e p e r f u s a t e was i n -c o n s i s t e n t w i t h an a d r e n a l i n e - i n d u c e d r e l a x a t i o n ; t h ep e r f u s a t e c a u s e d r e l a x a t i o n f o l l o w e d b y a c o n t r a c t i o ni n two p r e p a r a t i o n s a n d a s m a l l t o n e r i s e i n t h r e eo t h e r s . A t r o p i n e , a d d e d t o t h e p e r f u s i o n f l u i d ( 0 . 5

t g / m l ) d i d n o t a f f e c t t h e e x c i t a t o r y e f f e c t s o f t h e p e r -f u s a t e .A s i m i l a r c o m p a r i s o n o f t h e r e l a x a t i o n o f t h e a s s a yt i s s u e s d u r i n g s t i m u l a t i o n o f t h e p e r i a r t e r i a l n e r v ea n d b y n o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e w a s m a d e . T h en e u r a l l y - m e d i a t e d r e s p o n s e s r e s e m b l e d t h e n o r a d -r e n a l i n e - i n d u c e d r e l a x a t i o n s i n d o s e s f r o m 5 0 n g t o0 . 1 t g / m l i n 5 o u t o f 7 e x p e r i m e n t s . I n t h e r e m a i n i n ge x p e r i m e n t s , t h e p e r f u s a t e c a u s e d a l a r g e r r e l a x a t i o no f t h e c h i c k r e c t u m t h a n n o r a d r e n a l i n e i f t h i s d r u gw a s a p p l i e d i n a d o s e r e q u i r e d t o p r o d u c e t h e s a m ea m p l i t u d e o f r e l a x a t i o n o f t h e r a t s t o m a c h s t r i p a st h e r e l a x a t i o n e l i c i t e d b y t h e p e r f u s a t e . T h e s e r e s u l t ss u g g e s t t h a t t h e p e r f u s a t e d u r i n g s t i m u l a t i o n o f t h ep e r i a r t e r i a l n e r v e c o n t a i n e d m a i n l y n o r a d r e n a l i n e .C h e m i c a l a s s a y o f n o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e i n p e r -f u s a t e sTo c o n f i r m a n d e x t e n d t h e r e s u l t s d e s c r i b e d a b o v e ,n o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e i n p e r f u s a t e s w e r ea s s a y e d f l u o r i m e t r i c a l l y . N e i t h e r n o r a d r e n a l i n e n o ra d r e n a l i n e w a s d e t e c t e d i n p e r f u s a t e s ( 7 0 t o 1 0 0 m l )b e f o r e n e r v e s t i m u l a t i o n . T h u s , t h e c a t e c h o l a m i n ec o n c e n t r a t i o n w a s l e s s t h a n 0 . 1 n g / m l ( s e e M e t h o d s ) .T h e mean w e i g h t o f t h e r e c t a w a s 2 . 0 g a n d t h e r e s t -i n g o u t p u t p e r m i n l e s s t h a n 0 . 1 2 5 n g / g w e t w t . t i s s u e .T h e a m o u n t s o f b o t h n o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n ei n t h e p e r f u s a t e s i n c r e a s e d m a r k e d l y d u r i n g R e m a k ' sn e r v e s t i m u l a t i o n . T h e mean v a l u e s ( a t 3 0 H z , 6 0 s )w e r e 0 . 8 + 0 . 2 n g / g w e t w t . t i s s u e p e r m i n f o r n o r a d -r e n a l i n e a n d 1 . 7 + 0 . 2 n g / g w e t w t . t i s s u e p e r m i nf o r a d r e n a l i n e ( n i = 7 ) . S t i m u l a t i o n o f t h e p e r i a r t e r i a ln e r v e a l s o m a r k e d l y i n c r e a s e d t h e n o r a d r e n a l i n e c o n -c e n t r a t i o n i n t h e p e r f u s a t e a n d t h e o u t p u t w a s e s t i -m a t e d t o b e 1 . 6 + 0 . 3 n g / g w e t w t . t i s s u e p e r m i n ,


7/9

ADRENALINE AS NEUROTRANSMITTER I N FOWL RECTUM 2 6 7

a NA RV

bP NA R p

AS

V 4\ 5cmP b z

5 m i nF i g u r e 8 E f f e c t s o f p h e n o x y b e n z a m i n e ( P b z ) o n t h e r e s p o n s e s o f t h e a s s a y t i s s u e ( r a t s t o m a c h s t r i p , A S ) t ot h e p e r f u s a t e f r o m t h e f o w l r e c t u m d u r i n g s t i m u l a t i o n ( 3 0 Hz f o r 3 0 s ) o f R e m a k ' s n e r v e ( J R ) a n d o f t h ep e r i a r t e r i a l n e r v e s ( P ) , a n d t o a d d e d n o r a d r e n a l i n e ( V N A ) , 0 . 5 j i g / m l ) . ( a ) C o n t r o l ; ( b ) 2 0 m i n a f t e r b e g i n n i n gp e r f u s i o n w i t h P b z , 5 0 j g / m l .a

5 0 1 -

01 L 110 9 8 7 6 5 4 3-o g c o n c ( g / m l ) o f a g o n i s t sF i g u r e 9 D o s e - r e s p o n s e c u r v e s , s h o w i n g t h e e f f e c t s o f

a d d e d n o r a d r e n a l i n e ( 0 ) a n d a d r e n a l i n e ( - ) o n t h eassay t i s s u e s ( c h i c k r e c t u m i n a ; r a t s t o m a c h s t r i p i nb ) . E a c h p o i n t p r e s e n t s t h e mean o f f i v e t o e i g h t s e p a r -a t e d e t e r m i n a t i o n s ; v e r t i c a l l i n e s s h o w s . e . means.

b u t i n c o n t r a s t t o s t i m u l a t i o n o f R e m a k ' s n e r v e , p e r i -a r t e r i a l nerve s t i m u l a t i o n was much l e s s e f f e c t i v e i ni n c r e a s i n g a d r e n a l i n e . A very s m a l l amount o f a d r e n a -l i n e was d e t e c t e d i n o n l y two o u t o f seven s a m p l e s .T h e o u t p u t o f n o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e per m i ni n response t o a s e c o n d t r a i n o f s ti m u l a ti o n o fR e m a k ' s nerve ( 3 0 H z , 6 0 s ) was r e d u c e d t o a b o u t60% o f t h e c o n t r o l , b u t t h e r a t i o b e t w e e n n o r a d r e n a -l i n e a n d a d r e n a l i n e r e m a i n e d a l m o s t u n a l t e r e d .T r e a t m e n t o f t h e p e r f u s e d r e c t u m w i t h p h e n o x y -b e n z a m i n e ( 5 0 j g / m l ) f o r 3 0 m i n i n c r e a s e d t h e mean

o u t p u t o f n o r a d r e n a l i n e b y a b o u t s e v e n f o l d a n d t h a to f a d r e n a l i n e b y a b o u t t h r e e f o l d i n r e s p o n s e t o t h eR e m a k ' s n e r v e s t i m u l a t i o n ( T a b l e 1 ) .T h e o u t p u t o f b o t h a m i n e s w a s a l s o i n c r e a s e d w h e nt h e i s o l a t e d r e c t u m w a s p e r f u s e d w i t h a p o t a s s i u m -r i c h ( 5 0 mM) T y r o d e s o l u t i o n . T h e mean v a l u e s p e rm i n u t e ( n g / g w e t w t . t i s s u e ) w e r e 3 . 3 + 0 . 4 f o r n o r -a d r e n a l i n e a n d 1 . 0 + 0 . 1 f o r a d r e n a l i n e .D u r i n g p e r f u s i o n w i t h a s o l u t i o n c o n t a i n i n g l o wc a l c i u m ( 0 . 1 mM) a n d h i g h m a g n e s i u m ( 1 0 m M ) , n or e l e a s e o f n o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e w a s d e t e c t e dd u r i n g s t i m u l a t i o n o f R e m a k ' s n e r v e i n t h r e e e x p e r i -m e n t s .D i s c u s s i o nT h e f i n d i n g s t h a t a d r e n a l i n e i s p r e s e n t i n a h i g h e rc o n c e n t r a t i o n i n t h e f o w l r e c t u m s u g g e s t t h a t t h i s c a t -e c h o l a m i n e may a c t a s a n e u r o t r a n s m i t t e r i n t h ea d r e n e r g i c f i b r e s i n t h e r e c t u m o f t h i s s p e c i e s . T h i sa g r e e s w i t h t h e r e c e n t o b s e r v a t i o n t h a t b o t h n o r a d -r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e a c t a s s y m p a t h e ti c n eu r o -t r a n s m i t t e r s i n t h e f o w l h e a r t a n d s p l e e n ( D e S a n t i se t a l . , 1 9 7 5 ) .T h e r e w a s a c o n s i d e r a b l e d i f f e r e n c e i n t h e c o n c e n -t r a t i o n r a t i o o f n o r a d r e n a l i n e t o a d r e n a l i n e i n p e r f u -s a t e s f o l l o w i n g s t i m u l a t i o n o f t h e t w o d i f f e r e n t n e r v ep a t h w a y s . P e r f u s a t e f r o m t h e i s o l a t e d r e c t u m w h e nR e m a k ' s n e r v e w a s s t i m u l a t e d c o n t a i n e d a b o u t 70%o f t h e t o t a l c a t e c h o l a m i n e s ( n o r a d r e n a l i n e p l u sa d r e n a l i n e ) a s a d r e n a l i n e . On t h e o t h e r h a n d , n o r a d -r e n a l i n e r e p r e s e n t e d a l m o s t a l l o f t h e c a t e c h o l a m i n e si n t h e p e r f u s a t e d u r i n g s t i m u l a t i o n o f t h e p e r i a r t e r i a ln e r v e s . T h e c o n c e n t r a t i o n r a t i o o f a d r e n a l i n e t o n o r -a d r e n a l i n e w a s m a i n t a i n e d t h r o u g h o u t r e p e t i t i v es t i m u l a t i o n p r o v i d e d a n a p p r o p r i a t e i n t e r v a l ( 4 0 m i n )w a s u s e d a l t h o u g h t h e a d r e n a l i n e a n d n o r a d r e n a l i n e

c0c ox

EExE0

a I a I I


8/9


R A l0

A2 NAl NA2* V V

AR

AS I

5cm

5 m i nF i g u r e 1 0 R e s p o n s e s o f a s s a y t i s s u e s ( c h i c k r e c t u m , A R ; r a t s t o m a c h s t r i p , A S ) t o t h e p e r f u s a t e f r o m t h ef o w l r e c t u m d u r i n g s t i m u l a t i o n ( 3 0 Hz f o r 3 0 s ) o f R e m a k ' s n e r v e ( 4 R ) , o f p e r i a r t e r i a l n e r v e s ( l P ) , a n d t oa d d e d n o r a d r e n a l i n e ( V N A I , 5 0 n g / m l ; N A 2 , 0 . 1 g g / m l ) a n d a d r e n a l i n e ( - A 1 , 1 0 n g / m l ; A 2 , 2 0 n g / m l ) . B o t ha s s a y t i s s u e s w e r e s u p e r f u s e d i n s e r i e s . N o t e s i m i l a r p a t t e r n o f r e s p o n s e s b e t w e e n P a n d N A 2 , a n d b e t w e e nR a n d A 2 .

c o n c e n t r a t i o n s w e r e r e d u c e d . On t h e o t h e r h a n d , i n f u -s i o n o f a h i g h p o t a s s i u m s o l u t i o n r e l e a s e d a d r e n a l i n ea n d n o r a d r e n a l i n e i n a c o n c e n t r a t i o n r a t i o o f 1 : 3w h i c h i s a p p r o x i m a t e l y t h e s a m e a s t h a t o f e n d o -g e n o u s a d r e n a l i n e a n d n o r a d r e n a l i n e ( s e e p r e c e d i n gp a p e r ) . T h i s may m e a n t h a t s t i m u l a t i o n o f e i t h e r t h ep e r i a r t e r i a l n er v e s o r o f R e m a k ' s n e r v e c a u s e s a s e l e c -t i v e e x c i t a t i o n o f s o m e o f t h e a d r e n e r g i c f i b r e s d i s t r i -b u t e d i n t h e w a l l o f t h e r e c t u m , w h e r e a s p o t a s s i u mi n f u s i o n s t i m u l a t e s t h e r e c t a l a d r e n e r g i c n e r v e p l e x u si n d i s c r i m i n a t e l y .On t h e b a s i s o f t h e v i e w t h a t a n e u r o n e r e l e a s e so n e k i n d o f t r a n s m i t t e r s u b s t a n c e ( D a l e , s e e E c c l e s ,

1 9 5 7 ) , a d r e n e r g i c f i b r e s d e r i v e d f r o m R e m a k' s n e r v emay c o n s i s t o f a d r e n a l i n e - r e l e a s i n g a n d n o r a d r e n a -l i n e - r e l e a s i n g f i b r e s w i t h a p r e d o m i n a n c e o f t h ef o r m e r , b u t t h o s e f r o m t h e p e r i a r t e r i a l n e r v e s mayc o n t a i n n o r a d r e n a l i n e - r e l e a s i n g f i b r e s o n l y . A l t e r n a -t i v e l y , i n d i v i d u a l a d r e n e r g i c n e r v e f i b r e s may c o n t a i nb o t h a m i n e s i n v a r i e d c o n c e n t r a t i o n r a t i o s , t h ea m o u n t r e l e a s e d i n r e s p o n s e t o s t i m u l a t i o n b e i n g d i -r e c t l y r e l a t e d t o t h e i r r a t i o ( B a c q , 1 9 3 4 ) .T h e t o t a l o u t p u t o f a d r e n a l i n e a n d n o r a d r e n a l i n er e l e a s e d i n t o t h e p e r f u s a t e w a s l a r g e r d u r i n g s t i m u -l a t i o n o f R e m a k ' s n e r v e t h a n d u r i n g s t i m u l a t i o n o ft h e p e r i a r t e r i a l n e r v e s . H o w e v e r , t h e p e r f u s a t e c o l -T a b l e 1 E f f e c t s o f p h e n o x y b e n z a m i n e o n t h e o u t p u t o f n o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e f r o m t h e p e r f u s e d f o w lr e c t u m d u r i n g R e m a k ' s n e r v e s t i m u l a t i o n

nC o n t r o lA f t e r t r e a t m e n t w i t hp h e n o x y b e n z a m i n e( 5 0 j g / m l )

3

N o r a d r e n a l i n e( n g / g w e t w t . t i s s u ep e r m i n )

0 . 7 + 0 . 35 . 1 + 1 . 0

A d r e n a l i n e( n g / g w e t w t . t i s s u ep e r m i n )1 . 6 + 0 . 45 . 2 + 0 . 9

V a l u e s a r e m e a n + s . e . mean o f n o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n e o u t p u t s p e r s t i m u l u s t r a i n ( 6 0 s a t 3 0 H z ) d e t e r m i n e df l u o r i m e t r i c a l l y .


9/9

ADRENALINE AS NEUROTRANSMITTER I N FOWL RECTUM 2 6 9

l e c t e d d u r i n g R e m a k ' s n e r v e s t i m u l a t i o n i n v a r i a b l yc a u s e d a s m a l l e r r e l a x a t i o n o f t h e r a t s t o m a c h s t r i p ,t h e s e n s i t i v i t y o f w h i c h i s s i m i l a r t o a d r e n a l i n e a n dn o r a d r e n a l i n e . T h i s d i s c r e p a n c y c o u l d b e d u e t o t h es i m u l t a n e o u s r e l e a s e o f a s t i m u l a t i n g s u b s t a n c e ( s )o t h e r t h a n a c e t y l c h o l i n e , t o w h i c h t h e r a t s t o m a c hm u s c l e i s m o r e s e n s i t i v e . S t i m u l a t i o n o f R e m a k ' sn e r v e i n d u c e s n o n - c h o l i n e r g i c c o n t r a c t i o n s ( B a r t l e t &H a s s a n , 1 9 7 1 ; T a k e w a k i e t a l . , 1 9 7 7 a ) a n d e x c i t a t o r yj u n c t i o n p o t e n t i a l s ( T a k e w a k i & O h a s h i , 1 9 7 7 ) i n t h ef o w l r e c t u m . F u r t h e r m o r e , t h e r e l e a s e o f a p r o s t a g l a n -d i n - l i k e s u b s t a n c e o c c u r r e d f o l l o w i n g m e c h a n i c a l

s t i m u l a t i o n o f t h i s n e r v e t r u n k ( u n p u b l i s h e d o b s e r v a -t i o n ) .T h e o r i g i n a n d p h y s i o l o g i c a l f u n c t i o n o f R e m a k ' sn e r v e h a v e n o t b e e n w e l l u n d e r s t o o d ( K u n t z , 1 9 1 0 ;N o l f , 1 9 3 4 ; Y n t e m a & Hammond, 1 9 5 2 ; Y a s u k a w a ,1 9 5 9 ; W a t a n a b e , 1 9 7 2 ; H u k u h a r a , N a i t o h &K a m e y a m a , 1 9 7 4 ) . T h e p r e s e n t f i n d i n g s s u g g e s t t h a tt h e n e r v e may p l a y a d i f f e r e n t r o l e i n r e g u l a t i n g t h er e c t a l m o t i l i t y f r o m t h a t o f t h e p e r i a r t e r i a l n e r v e s .We w i s h t o t h a n k Dr T . B . B o l t o n f o r h i s h e l p f u l c r i t i c i s mo f t h e m a n u s c r i p t .

R e f e r e n c e s

A N T O N , A . H . & S A Y R E , D . F . ( 1 9 6 2 ) . A s t u d y o f f a c t o r sa f f e c t i n g t h e a l u m i n i u m o x i d e - t r i h y d r o i n d o l e p r o c e d u r ef o r t h e a n a l y s i s o f c a t e c h o l a m m n e s . J . P h a r m a c . e x p .T h e r . , 1 3 8 , 3 6 0 - 3 7 5 .B A C Q , Z . M . ( 1 9 3 4 ) . L e p h a r m a c o l o g i e d u s y s t e m e n e r v e u xa u t o n o m e , e t p a r t i c u l i e r e m e n t d u s y m p a t h i q u e , d ' a p r e sl a t h e o r i e n e u r o h u m o r a t e . A n n . P h y s i o l . , 1 0 , 4 6 7 - 5 2 8 .B A R T L E T , A . L . & H A S S A N , T . ( 1 9 7 1 ) . C o n t r a c t i o n o f c h i c kr e c t u m t o n e r v e s t i m u l a t i o n a f t e r b l o c k a d e o f s y m p a t h -e t i c a n d p a r a s y m p a t h e t i c t r a n s m i s s i o n . Q . J . e x p . P h y -s i o l . , 5 6 , 1 7 8 - 1 8 3 .B E N N E T T , T . & M A L M F O R S , T . ( 1 9 7 0 ) . T h e a d r e n e r g i c n e r -v o u s s y s t e m o f t h e d o m e s t i c f o w l ( G a l l u s d o m e s t r i c u s( L . ) ) . Z . Z e l l f o r s c h . , 1 0 6 , 2 2 - 5 0 .B U R N , J . H . & R A N D , M . J . ( 1 9 6 0 ) . T h e r e l a t i o n o f c i r c u l a t i n gn o r a d r e n a l i n e t o t h e e f f e c t o f s y m p a t h e t i c s t i m u l a t i o n .J . P h y s i o l . , 1 5 0 , 2 9 5 - 3 0 5 .D E S A N T I S , V . P . , L A N G S F E L D , W . , L I N D M A R , R . & L b F F E L -H O L Z , K . ( 1 9 7 5 ) . E v i d e n c e f o r n o r a d r e n a l i n e a n da d r e n a l i n e a s s y m p a t h e t i c t r a n s m i t t e r s i n t h e c h i c k e n .B r . J . P h a r m a c . , 5 5 , 3 4 3 - 3 5 0 .E C C L E S , J . C . ( 1 9 5 7 ) . T h e P h y s i o l o g y o f N e r v e C e l l s . B a l t i -m o r e : J o h n s H o p k i n s .V O N E U L E R , U . S . ( 1 9 4 6 ) . A s p e c i f i c s y m p a t h o m i m e t i ce r g o n e i n a d r e n e r g i c n e r v e f i b e r s ( s y m p a t h i n ) a n d i t sr e l a t i o n s t o a d r e n a l i n e a n d n o r - a d r e n a l i n e . A c t a p h y -s i o l . s c a n d . , 1 2 , 7 3 - 9 7 .H O L Z B A U E R , M . & S H A R M A N , D . F . ( 1 9 7 2 ) . T h e d i s t r i b u t i o no f c a t e c h o l a m i n e s i n v e r t e b r a t e s . I n H a n d b o o k o f E x -p e r i m e n t a l P h a r m a c o l o g y , V o l . 3 3 , e d . B l a s c h k o , H . &M u s c h o l l , E . B e r l i n - H e i d e l b e r g - N e w Y o r k : S p r i n g e r .H U K U H A R A , T . , N A I T O H , T . K A M E Y A M A , H . ( 1 9 7 4 ) . T h em o v e m e n t s o f t h e l a r g e i n t e s t i n e o f t h e f o w l . J a p . J .S m o o t h M u s c l e R e s . , 1 0 , 2 5 7 - 2 6 8 ( w i t h E n g l i s h s u m -m a r y ) .K O N A K A , S . . O H A S H I , H . , O K A D A , T . & T A K E W A K I , T .

( 1 9 7 9 ) . T h e a p p e a r a n c e o f n o r a d r e n a l i n e a n d a d r e n a l i n ea n d t h e d e v e l o p m e n t a l c h a n g e s i n t h e i r c o n c e n t r a t i o n si n t h e g u t o f t h e c h i c k . B r . J . P h a r m a c . , 6 5 , 2 5 7 - 2 6 0 .K U N T Z , A . ( 1 9 1 0 ) . T h e d e v e l o p m e n t o f t h e s y m p a t h e t i c n e r -v o u s s y s t e m i n b i r d s . J . c o m p . N e u r o l . , 2 0 , 2 8 3 - 3 0 8 .N O L F , P . ( 1 9 3 4 ) . L e s n e r f s e x t r i n s e q u e s d e l ' i n t e s t i n c h e zl ' o i s e a u . I I I . L e n e r f d e R e m a k . A r c h s i n t . P h y s i o l . , 3 9 ,2 2 7 - 2 5 6 .T A K E W A K I , T . , O H A S H I , H . & O K A D A , T . ( 1 9 7 7 a ) . N o n - c h o l -i n e r g i c a n d n o n - a d r e n e r g i c m e c h a n i s m s i n t h e c o n t r a c -t i o n a n d r e l a x a t i o n o f t h e c h i c k e n r e c t u m . J a p . J . P h a r -m a c . , 2 7 , 1 0 5 - 1 1 5 .T A K E W A K I , T . , O H A S H I , H . & O K A D A , T . ( 1 9 7 7 b ) . E v i d e n c et h a t e p i n e p h r i n e i s t h e t r a n s m i t t e r o f a d r e n e r g i c f i b e r si n R e m a k ' s n e r v e e x t e n d i n g t o t h e c h i c k e n r e c t u m . J a p .J . P h a r m a c . , 2 7 , S u p p l . 1 1 3 .T A K E W A K I , T . & O H A S H I , H . ( 1 9 7 7 ) . N o n - c h o l i n e r g i c e x c i -t a t o r y t r a n s m i s s i o n t o i n t e s t i n a l s m o o t h m u s c l e c e l l s .N a t u r e , L o n d . , 2 6 8 , 7 4 9 - 7 5 0 .V A N E , J . R . ( 1 9 5 7 ) . A s e n s i t i v e m e t h o d f o r t h e a s s a y o f5 - h y d r o x y t r y p t a m i n e . B r . J . P h a r m a c . C h e m o t h e r . , 1 2 ,3 4 4 - 3 4 9 .W A T A N A B E , T . ( 1 9 7 2 ) . C o m p a r a t i v e a n d t o p o g r a p h i c a l a n a -t o m y o f t h e f o w l . L X I V . S y m p a t h e t i c n e r v o u s s y s t e mo f t h e f o w l . I I . N e r v u s i n t e s t i n a l i s . J a p . J . v e t . S c i . , 3 4 ,3 0 3 - 3 1 3 ( w i t h E n g l i s h s u m m a r y ) .Y A S U K A W A , M . ( 1 9 5 9 ) . S t u d i e s i n m o v e m e n t s o f l a r g e i n t e s -t i n e V I I . M o v e m e n t s o f l a r g e i n t e s t i n e o f f o w l s . J a p .J . v e t . S c i . , 2 1 , 1 - 1 0 ( w i t h E n g l i s h s u m m a r y ) .Y N T E M A , C . L . & H A M M O N D , W . S . ( 1 9 5 2 ) . E x p e r i m e n t s o nt h e o r i g i n a n d d e v e l o p m e n t o f t h e s a c r a l a u t o n o m i cn e r v e s i n t h e c h i c k e m b r y o . J . e x p . Z o o l . , 1 2 9 , 3 7 5 - 4 1 4 .

( R e c e i v e d May 3 1 , 1 9 7 8 .R e v i s e d A u g u s t 1 , 1 9 7 8 . ) .

S. Komori et al- Evidence that Adrenaline is Released from Adrenergic Neurones in the Rectum of the...

Documents

Transcript of S. Komori et al- Evidence that Adrenaline is Released from Adrenergic Neurones in the Rectum of the...