Baker M A
J Physiol. 1972 Feb;220(3):711-28. doi: 10.1113/jphysiol.1972.sp009731.
将热电偶长期植入成年猫的各种颅内和颅外结构中。通过测量主动脉弓和大脑前动脉处的温度来确定颈动脉网近端和远端动脉血的温度。通过测量下丘脑前部和延髓尾部的温度来确定由颈动脉网和椎基底系统供应的脑干区域的温度。用植入鼻腔的热电偶测量鼻粘膜温度。
在凉爽环境(25摄氏度)中,大脑前动脉血的温度低于主动脉动脉血的温度。大脑前温度出现的变化在中央(主动脉)动脉血中不存在,且明显与鼻粘膜散热变化及动物行为相关。当猫放松或处于例如慢波睡眠状态时,鼻粘膜温度较高,大脑前动脉处的温度比主动脉温度低多达0.30摄氏度。在行为觉醒和异相睡眠期间,鼻粘膜温度下降,大脑前动脉温度朝着中央动脉温度上升。下丘脑温度的变化跟随大脑前动脉温度的变化。延髓温度高于主动脉温度,且出现的变化表明来自 Willis 环前部的血液与基底动脉中的椎动脉血液混合。
当环境温度升至40 - 45摄氏度时,随着热喘速率增加,大脑动脉血和大脑的冷却加剧。呼吸频率增加了十倍,主动脉温度上升了2.0 - 2.5摄氏度。大脑前动脉温度比主动脉温度低多达1摄氏度,下丘脑温度与大脑动脉温度平行下降。在热暴露期间,延髓温度冷却至低于主动脉温度,但延髓的温度下降不如脑桥前部高。
向麻醉猫的鼻腔吹气会使大脑前动脉和下丘脑处的温度大幅快速下降,对中央动脉温度影响很小。在死动物身上进行的相同实验在更长时间后使大脑冷却,这表明在活体动物中观察到的大脑冷却涉及一个活跃过程。
得出结论,猫在凉爽环境中发生的、在热喘期间加速的脑桥前部大脑动脉血和大脑的冷却,是颈动脉网中的动脉血与上呼吸道蒸发表面引流的静脉血之间逆流热交换的结果。现在已在猫、绵羊和瞪羚身上证明了热喘期间这种直接的大脑冷却,这可能解释了存在 rete 的食肉动物和有蹄类哺乳动物的高耐热性。