Vagusstoff - Vagusstoff
Vagusstoff (tradotto letteralmente dal tedesco come "Sostanza Vagus") si riferisce alla sostanza rilasciata dalla stimolazione del nervo vago che provoca una riduzione della frequenza cardiaca . Scoperto nel 1921 dal fisiologo Otto Loewi , il vagusstoff fu la prima conferma della trasmissione sinaptica chimica e il primo neurotrasmettitore mai scoperto. In seguito fu confermato che era acetilcolina , identificata per la prima volta da Sir Henry Hallett Dale nel 1914. A causa dei suoi esperimenti pionieristici, nel 1936 Loewi ricevette il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina , che condivise con Dale.
La scoperta di Vagusstoff
Quando Loewi iniziò i suoi esperimenti, tra gli scienziati si discusse molto se la comunicazione tra nervi e muscoli fosse di natura chimica o elettrica. Esperimenti di Luigi Galvani nel XVIII secolo avevano dimostrato che la stimolazione elettrica del nervo sciatico della rana provocava contrazioni dei muscoli delle gambe, e da questo sviluppò il concetto di bioelettricità . Ciò ha portato all'idea che il contatto elettrico diretto tra nervi e muscoli mediava la trasmissione dell'eccitazione. Tuttavia, il lavoro di John Newport Langley aveva suggerito che nel sistema nervoso autonomo la comunicazione nel ganglio ciliare fosse chimica. Gli esperimenti di Loewi, pubblicati nel 1921 [1] , risolvono finalmente la questione, dimostrando che la trasmissione sinaptica era chimica.
Loewi ha eseguito un esperimento molto semplice ma elegante. Utilizzando un cuore di rana isolato , aveva precedentemente scoperto che la stimolazione del nervo vago provocava un rallentamento della frequenza cardiaca , mentre la stimolazione del nervo simpatico faceva accelerare la frequenza cardiaca (Figura 1). Ha ragionato che la stimolazione del nervo vago o simpatico avrebbe indotto il terminale nervoso a rilasciare una sostanza che avrebbe rallentato o accelerato la frequenza cardiaca. Per dimostrarlo, ha preso un cuore di rana, che era stato cannulato per perfondere il fluido che circonda il cuore, e ha stimolato elettricamente il nervo vago fino a quando la frequenza cardiaca non ha rallentato. Quindi raccolse il fluido che circondava il cuore e lo aggiunse a un secondo cuore di rana che era stato privato dei suoi nervi vagali e simpatici. Aggiungendo il fluido che circonda il primo cuore al secondo cuore, ha fatto rallentare la frequenza cardiaca del secondo cuore. Ciò ha dimostrato che la stimolazione del nervo vago causava il rilascio di una sostanza che agiva sul tessuto cardiaco e causava direttamente un rallentamento della frequenza cardiaca. (Figura 2) Questa sostanza è stata chiamata vagusstoff . Successivamente è stato confermato che Vagustoff è acetilcolina ed è risultato essere il principale neurotrasmettitore del sistema nervoso parasimpatico .
In una nota interessante, a quanto pare Loewi ebbe l'idea per il suo esperimento in sogno . Lo scrisse nel cuore della notte, ma la mattina dopo non riuscì a decifrare la sua scrittura. Alla fine ha fatto lo stesso sogno in un'altra notte e ha deciso di correre in laboratorio per eseguire l'esperimento nel cuore della notte. A proposito di questo incidente, Loewi scrive:
- A matura considerazione, nella fredda luce del mattino, non l'avrei fatto. Dopo tutto, era un'ipotesi abbastanza improbabile che il vago dovesse secernere una sostanza inibitoria; era ancora più improbabile che una sostanza chimica che avrebbe dovuto essere efficace a distanza molto ravvicinata tra il terminale nervoso e il muscolo venisse secreta in quantità così grandi da traboccare e, dopo essere stata diluita dal fluido di perfusione, essere ancora in grado di inibire un altro cuore. (Loewi 1921)
Loewi è stato fortunato nella scelta della preparazione sperimentale. Nella specie di rana utilizzata ( Rana esculenta ), il vago contiene fibre sia inibitorie che stimolatrici. In inverno predominano le fibre inibitorie, quindi Loewi è stato anche fortunato ad aver eseguito i suoi esperimenti a febbraio o marzo. Inoltre, l' attività dell'acetilcolinesterasi (l'enzima che degrada l'acetilcolina) è bassa, in particolare in un laboratorio non riscaldato, consentendo al neurotrasmettitore di rimanere abbastanza a lungo da essere raccolto e applicato a un secondo cuore. Grazie a questa confluenza di eventi, Loewi è stato in grado di descrivere l'esistenza del vagusstoff e dimostrare l'esistenza della trasmissione sinaptica chimica.
Guarda anche
Fonti
- Loewi, O. (1921). "Über humorale Übertragbarkeit der Herznervenwirkung. I.". Pflügers Archiv . 189 : 239–242. doi : 10.1007 / BF01731235 .
- Bennett, MR (2000). "Il concetto di recettori trasmettitori: 100 anni dopo". Neurofarmacologia . 39 (4): 523–46. doi : 10.1016 / s0028-3908 (99) 00137-9 . PMID 10728874 .
- JG Nicholls, AR Martin, BG Wallace e PA Fuchs. "Dal neurone al cervello". 4a ed. Sinauer Associates, Sunderland, MA. ISBN 0-87893-439-1