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Elemento Wikidata: Vagusstoff (Q7908566)

Vagusstoff (letteralmente tradotta dal tedesco come "sostanza vaga") si riferisce alla sostanza rilasciata dalla stimolazione del nervo vago che causa una riduzione della frequenza cardiaca . Scoperta nel 1921 dal fisiologo Otto Loewi, la "sostanza vaga" è stata la prima conferma della trasmissione sinaptica chimica e il primo neurotrasmettitore mai scoperto. Successivamente si è scoperto che fosse acetilcolina, così identificata per la prima volta da Sir Henry Hallett Dale nel 1914. Grazie ai suoi esperimenti pionieristici, nel 1936 Loewi vinse il premio Nobel per la medicina, in condivisione con Dale.

All'inizio degli esperimenti di Loewi, tra gli scienziati c'era un'accesa discussione riguardo la natura della comunicazione tra nervi e muscoli, ovvero se fosse di tipo chimico o elettrico. Gli esperimenti condotti da Luigi Galvani nel XVIII secolo dimostrarono che la stimolazione elettrica del nervo sciatico della rana aveva la capacità di far contrarre i muscoli delle gambe e così egli potè sviluppare il concetto di bioelettricità . Ciò portò all'idea che il diretto contatto elettrico tra nervi e muscoli mediasse la trasmissione dell'eccitazione. Tuttavia, il lavoro di John Newport Langley aveva suggerito che nel sistema nervoso autonomo la comunicazione all'interno del ganglio ciliare fosse chimica. Gli esperimenti di Loewi, pubblicati nel 1921, ^[1] risolsero definitivamente la questione, dimostrando che la trasmissione sinaptica fosse di tipo chimico.

Loewi elaborò ed eseguì un esperimento molto semplice ma, allo stesso tempo, elegante. Utilizzando un cuore di rana isolato, aveva precedentemente scoperto che la stimolazione del nervo vago provoca un rallentamento della frequenza cardiaca, mentre la stimolazione del nervo simpatico ne provoca un'accelerazione (Figura 1). Ipotizzò quindi che la stimolazione del nervo vago o del nervo simpatico potesse indurre il terminale nervoso a rilasciare una sostanza che avrebbe rallentato o accelerato la frequenza cardiaca. Per dimostrarlo, prese un cuore di rana, in cui era stata inserita una cannula per diffondere il fluido intorno al cuore, e stimolò elettricamente il nervo vago finché la frequenza cardiaca non rallentò. Quindi raccolse il fluido che circondava il cuore e lo aggiunse a un secondo cuore di rana, dal quale erano stati rimossi i nervi vagali e simpatici. Aggiungendo il fluido che circonda il primo cuore al secondo cuore, riuscì a rallentare la frequenza cardiaca del secondo cuore. Ciò dimostrò che la stimolazione del nervo vago provocava il rilascio di una sostanza che agiva sul tessuto cardiaco e rallentava direttamente la frequenza cardiaca. (Figura 2) Questa sostanza venne denominata da Loewi vagusstoff. Successivamente si scoprì che il vagustoff è l'acetilcolina, il principale neurotrasmettitore del sistema nervoso parasimpatico.

A parte questo, è interessante notare che 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 decifrarne la scrittura. Alla fine fece lo stesso sogno un'altra notte e decise di correre al laboratorio per eseguire l'esperimento nel cuore della notte. A proposito di questo incidente, Loewi scrive:

A pensarci bene, alla fredda luce del mattino, non l'avrei fatto. Dopotutto, era già abbastanza improbabile che il vago secernesse 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. (Loewì 1921)

Loewi fu fortunato nella scelta della preparazione sperimentale. Nella specie di rana utilizzata ( Rana esculenta ), il vago contiene sia fibre inibitorie che stimolatorie. In inverno predominano le fibre inibitorie, quindi Loewi è stato fortunato a poter condurre i suoi esperimenti anche a febbraio o marzo. Inoltre, l'attività dell'acetilcolinesterasi (l'enzima che degrada l'acetilcolina) è bassa, soprattutto in un laboratorio non riscaldato, consentendo al neurotrasmettitore di rimanere abbastanza a lungo da poter 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 di dimostrare l'esistenza della trasmissione sinaptica chimica.

• Acetilcolina
• Otto Loewi
• Nervo vago
• Sinapsi

Loewi, O., Über humorale Übertragbarkeit der Herznervenwirkung, in Pflügers Archiv für die gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere, vol. 189, 1921, pp. 239–242, DOI:10.1007/BF01738910.

• Loewi, O. (1921). "Über humorale Übertragbarkeit der Herznervenwirkung. I.", in Pflügers Archiv, vol. 189, 1921, pp. 239–242, DOI:10.1007/BF01731235.
• Bennett, M.R. (2000) "The concept of transmitter receptors: 100 years on", in Neuropharmacology, vol. 39, n. 4, 2000, pp. 523–46, DOI:10.1016/s0028-3908(99)00137-9.
• J.G. Nicholls, A.R. Martin, B.G. Wallace and P.A. Fuchs. "From Neuron to Brain". 4th ed. Sinauer Associates, Sunderland, MA. ISBN 0-87893-439-1ISBN 0-87893-439-1

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