4 5J.P h y s i o l .( 9 3 9 ) 9 5 , 4 5 - 6 76 I 2 .7 4 I .I 5 : 6 I 5 * 7 5 I .2THEACTI ONSOFQUI NI NEONSKELETALMUSCLEBY A. M. HARVEY'Na t i o n a l I n s t i t u t e f o r Me d i c a l Re s e a r c h , Lo n d o n , N.W . 3( Re c e i v e d 8 Se p t e m b e r 1 9 3 8 )THEi m p o r t a n c e o f t h e a c t i o n s o f q u i n i n e o n t h e c o n t r a c t i l e m e c h a n i s mo f s k e l e t a l m u s c l e , a n d o n t h e p r o c e s s e s o f n e u r o - m u s c u l a rt r a n s m i s s i o n ,h a s b e e n b r o u g h t i n t o p r o m i n e n c e b y i t s e f f e c t s i n c e r t a i n m u s c l e d i s e a s e si n h u m a n b e i n g s [ Ke n n e d y & W o l f , 1 9 3 7 ; Ko l b , Ha r v e y & W h i t e h i l l ,1 9 3 8 ] .Th a t q u i n i n e h a s a p r o n o u n c e d e f f e c t u p o n s t r i a t e d m u s c l e h a s b e e nr e c o g n i z e d f o r m a n y y e a r s . Sa n t e s s o n [ 1 8 9 2 ] f o u n d t h a t t h e s u m o fw o r k d o n e i n r e s p o n s e t o r h y t h m i c a l s t i m u l a t i o n o f t h e g a s t r o c n e m i u sw i t h s i n g l e s h o c k s w a s g r e a t e r , i n b o t h f r o g s a n d r a b b i t s , a f t e r q u i n i n eh a d b e e n a d m i n i s t e r e d , t h o u g h t h e h e i g h t o f a t e t a n u s w a s l o w e r e d , a n dt h e m u s c l e t i r e d m o r e e a s i l y . Se c h e r [ 1 9 1 5 ] , b y p e r f u s i n g t h e h i n d l i m b so f f r o g s w i t h Lo c k e 's ( s i c ) s o l u t i o n c o n t a i n i n g q u i n i n e , f o u n d a s i m i l a re f f e c t u p o n s t i m u l a t i o n w i t h a f a r a d i c c u r r e n t o f s h o r t d u r a t i o n . Fi i r t h&Sc h w a r t z [ 1 9 0 9 ] o b s e r v e d t h a t t h i s i n c r e a s e p e r s i s t e d i n t h e c a t a f t e rc u r a r i z a t i o n . Br o d y & So i l m a n [ 1 9 2 3 ] s t a t e d t h a t q u i n i n e c a u s e d ad e p r e s s i o n o f t h e r e s p o n s e o f t h e i s o l a t e d f r o g m u s c l e , a s m a n i f e s t e d b yl o w e r e d c o n t r a c t i o n , m o r e r a p i d f a t i g u e , a n d p r o l o n g a t i o n o f t h er e f r a c t o r y p e r i o d .I n t h e p r e s e n t p a p e r a n a c c o u n t i s g i v e n o f t h e a c t i o n s o f q u i n i n eo n t h e r e s p o n s e s t o e x c i t a t i o n o f n o r m a l , d e n e r v a t e d , a n d c u r a r i z e ds k e l e t a l m u s c l e s o f t h e f r o g , d o m e s t i c f o w l , a n d c a t .METHOD STh e m a m m a l i a n e x p e r i m e n t s w e r e d o n e o n c a t s d e c e r e b r a t e d u n d e rp r e l i m i n a r y e t h e r , a n d p r e p a r e d f o r a r t e r i a l i n j e c t i o n s i n t o t h e t i b i a l i sa n t e r i o r m u s c l e a c c o r d i n g t o t h e t e c h n i q u e o f Br o w n [ 1 9 3 8 ] . Fo r t h es t u d y o f a v i a n m u s c l e , d o m e s t i c h e n s a n a e s t h e t i z e d w i t h " p e r n o c t o n "( 1 0 % s o l .) w e r e u s e d , t h e g a s t r o c n e m i u s b e i n g a r r a n g e d f o r a r t e r i a l1Re s e a r c h Fe l l o w o f t h e Am e r i c a n Co l l e g e o f P h y s i c i a n s .A. M. HARVEYi n j e c t i o n a s d e s c r i b e d b y Br o w n & Ha r v e y [ 1 9 3 8 a ] . Hu n g a r i a n f r o g s( R. e s c u l e n t a ) , w e i g h i n g 8 0 - 1 0 0 g ., w e r e p r e p a r e d f o r r e c o r d i n g t h er e s p o n s e o f t h e g a s t r o c n e m i u s w i t h i t s c i r c u l a t i o ni n t a c t , t h e a n i m a lb e i n g p i t h e d , a n d t h e q u i n i n e i n j e c t e d i n t o t h e d o r s a ll y m p h s a c .Oc c a s i o n a l l y t h e f r o g 's m u s c l e w a s p e r f u s e d w i t hRi n g e r 's s o l u t i o nb ym e a n s o f a c a n u l a i n t h e a o r t a , t h r o u g hw h i c hi n j e c t i o n s c o u l d b e m a d e .Fo r d e t e r m i n i n g t h e r e f r a c t o r y p e r i o da n d f o rr e c o r d i n g t h e e l e c t r i c a lr e s p o n s e s i n t h e f r o g , t h e i s o l a t e d s a r t o r i u s w a s s e tu pi n a Lu c a s c h a m b e ra n d b a t h e d i n f r o g - Ri n g e r s o l u t i o n ,t o w h i c hq u i n i n e i n 1 : 5 0 , 0 0 0 -1 : 2 0 , 0 0 0c o n c e n t r a t i o n c o u l d b ea d d e d ,t h e s t i m u l ib e i n g a p p l i e dt h r o u g h a p a i r o f s i l v e r e l e c t r o d e sl c m . a p a r to n t h e e x t r e m e p e l v i ce n d o f t h e m u s c l e . Th e e f f e c t o f q u i n i n e o n t h e s t i m u l a t i o n t h r e s h o l do f t h e d i r e c t l y e x c i t e d c u r a r i z e d m u s c l e w a s a l s o d e t e r m i n e d o n t h ef r o g 's s a r t o r i u s . Th e f u l l y c u r a r i z e d m u s c l e w a s i m m e r s e d i n Ri n g e r 'ss o l u t i o n i n a Lu c a s c h a m b e r a n d a g a i n e x c i t e db y i n d u c t i o n s h o c k sa p p l i e d t o i t s e x t r e m e p e l v i c e n d . Th e s t i m u l u ss t r e n g t h w a s d e t e r m i n e dw h i c h p r o d u c e d a r e s p o n s e j u s t d e t e c t a b l eb y i n s p e c t i o n o f t h e o b l i q u e l yi l l u m i n a t e d s u r f a c e o f t h e m u s c l e , a n d t h e o b s e r v a t i o n w a sr e p e a t e du n t i l a c o n s t a n t v a l u e w a s o b t a i n e d . Th eRi n g e r 's s o l u t i o n w a s t h e nc h a n g e d f o r o n e c o n t a i n i n g 1 : 2 0 , 0 0 0 q u i n i n e ,a n d t h e d e t e r m i n a t i o n o ft h r e s h o l d w a s r e p e a t e d a tr e g u l a r i n t e r v a l s .I n t h e e x p e r i m e n t s o n t h e d e n e r v a t e d m u s c l e s o f h e n s a n d c a t s t h es c i a t i c n e r v e w a s c u t a s e p t i c a l l y , u n d e r e t h e ra n a e s t h e s i a , a n d 1 0 - 1 5 d a y sw e r e a l l o w e d f o r d e g e n e r a t i o n .'Th e m e t h o d s f o r m e c h a n i c a l r e c o r d i n g , f o r s t i m u l a t i o n a n d f o rr e c o r d i n g a c t i o n p o t e n t i a l s a n d d e m a r c a t i o n c u r r e n t s , w e r e e s s e n t i a l l yt h e s a m e a s t h o s e p r e v i o u s l y d e s c r i b e d f r o m t h i s l a b o r a t o r y [ Br o w n &Eu l e r , 1 9 3 8 ; Br o w n , 1 9 3 7 a ] . I s o m e t r i c r e c o r d i n g w a s u s e d t h r o u g h o u t ,e x c e p t i n s o m e o f t h e e x p e r i m e n t s o n a m p h i b i a n m u s c l e , i n w h i c h a l i g h ti s o t o n i c l e v e r , f r e e l y w e i g h t e d w i t h 5 g ., w a s e m p l o y e d . Th e r e c o r d w a su s u a l l y m a d e o n a s m o k e d d r u m b y a l i g h t a l u m i n i u m l e v e r .Sl i g h t l y s u p r a m a x i m a l s h o c k s w e r e a p p l i e d t o t h e n e r v e t h r o u g hs h i e l d e d e l e c t r o d e s , b y m e a n s o f a n e o n l a m p s t i m u l a t o r . Te t a n i c a n ds i n g l e s t i m u l i w e r e a p p l i e d t h r o u g h s e p a r a t e e l e c t r o d e s , t h e c a t h o d e sb e i n g 2 c m . a p a r t a n d p l a c e d d i s t a l l y i n b o t h c a s e s . Fo r d i r e c t m u s c l es t i m u l a t i o n a s i l v e r p i n w a s p u s h e d t h r o u g h t h e t e n d o n t o f o r m o n ee l e c t r o d e , t h e s c r e w f i x i n g t h e f e m u r s e r v i n g a s t h e o t h e r . Th e s t i m u l iw e r e b r e a k i n d u c t i o n s h o c k s , w i t h t w o v o l t s i n t h e p r i m a r y c i r c u i t ,w h i c h w a s b r o k e n b y m e a n s o f a r o t a t i n g i n t e r r u p t o r o f t h e Le w i s t y p e .1I a m i n d e b t e d t o D r F. C. Ma c I n t o s h f o r t h e o p e r a t i o n s d o n e o n c a t s .4 6QUI NI NEONSKELETALMUSCLEQu i n i n e h y d r o c h l o r i d e , d i s s o l v e d i n s a l i n e s o l u t i o n( 0 .9 % ) a c i d i f i e dt o p H4 , w a s u s e d t h r o u g h o u t . Co n t r o l i n j e c t i o n s o f t h e a c i d s a l i n ec a u s e d n o a l t e r a t i o n i n t h e m u s c l e r e s p o n s e s . Th e i n j e c t i o n v o l u m ew a s0 - 2 5 c .c . f o r t h e c a t 's t i b i a l i s m u s c l e , a n d 0 5 c .c . f o r t h e f o w l 'sg a s t r o -c n e m i u s , a n d 0 .1 d .c . f o r t h a t o f t h e f r o g .Th e e s e r i n e w a s d i s s o l v e d i n a c i d s a l i n e a t p H4 , a n d t h e v e r a t r i n eb a s e i n 0 - 9 %s a l i n e , t o w h i c h a s m a l l a m o u n t o f w e a k h y d r o c h l o r i c a c i dw a s a d d e d t o c o m p l e t e s o l u t i o n . Co n t r o l i n j e c t i o n s o f t h e s o l v e n te v o k e d n o c h a n g e i n t h e r e s p o n s e o f t h e m u s c l e .Ac e t y l c h o l i n e s o l u t i o n i n a c i d s a l i n e a t p H4 w a sa l w a y s p r e -p a r e d j u s t p r i o r t o i t s u s e . Th e p o t a s s i u m c h l o r i d e w a s m a d e u p i na s i m i l a r m a n n e r . Se v e r a l p r e l i m i n a r y i n j e c t i o n s o f a c e t y l c h o l i n ew e r e a l w a y s m a d e , a t w i d e - s p a c e d i n t e r v a l s , t o e n s u r e a c o n s t a n e vo f r e s p o n s e b e f o r e q u i n i n e w a s g i v e n .RESULTSTh ee f f e c t so f q u i n i n e o n t h e r e s p o n s e s o f m u s c l e t o n e r v es t i m u l a t i o n a n d t o d i r e c t e x c i t a t i o nTh e t e n s i o n o fs i n g l e t w i t c h e s . W h e n 0 5 - 1 0 m g . o f q u i n i n e i s i n j e c t e di n t o t h e t i b i a l i s a n t e r i o r m u s c l e o f t h e c a t , t h e c o n t r a c t i o n s e v o k e d b ys u b s e q u e n t m a x i m a l m o t o r n e r v e v o l l e y s , d e l i v e r e d a t 1 0 s e c . i n t e r v a l s ,s h o w a p r o n o u n c e d p o t e n t i a t i o n ( Fi g . 1 A) . Th e i n c r e a s e i n t e n s i o n i s s e e ni n t h e f i r s t t w i t c h f o l l o w i n g t h e i n j e c t i o n a n d r e a c h e s i t s m a x i m u mw i t h i n 3 0 - 6 0 s e c . Th e t w i t c h e s m a y b e c o m e 5 0 - 7 5 % s t r o n g e r t h a nb e f o r e , a n d t h i s i n c r e a s e i n t w i t c h t e n s i o n p e r s i s t s f o r p e r i o d s u p t o 1 h r .As e c o n d a n d t h i r d i n j e c t i o n f r e q u e n t l y p r o d u c e a f u r t h e r i n c r e a s e i nt h e t e n s i o n , b u t n e v e r a s g r e a t a s t h e f i r s t . Th a t t h e n e u r o m u s c u l a rt r a n s m i t t i n g a p p a r a t u s i s n o t d i r e c t l y r e s p o n s i b l e f o r t h i s e f f e c t i ss h o w n b y i t s o c c u r r e n c e i n t h e t w i t c h e s e v o k e d b y d i r e c t s t i m u l i i n t h ec o m p l e t e l y c u r a r i z e d a n d t h e d e n e r v a t e d m u s c l e ( Fi g . 1 B, C) . I n t h ec o m p l e t e l y c u r a r i z e d m u s c l e t h e e f f e c t i s u s u a l l y e v e n m o r e p r o m i n e n tt h a n i n n o r m a l m u s c l e ; i n t h e d e n e r v a t e d m u s c l e , a l t h o u g h t h e p o t e n t i a -t i o n a p p e a r s r e g u l a r l y , t h e i n c r e a s e o f t w i t c h t e n s i o n i s r a r e l y g r e a t e rt h a n 1 0 % . Th i s i s p r o b a b l y d u e t o t h e f a c t t h a t t h e e x p e r i m e n t s w e r ed o n e 1 0 - 1 5 d a y s a f t e r d e n e r v a t i o n , w h e n a l l t h e r e s p o n s e s a r e r e d u c e d ,p r e s u m a b l y o n a c c o u n t o f i n c i p i e n t a t r o p h i c c h a n g e s i n t h e m u s c l ef i b r e s . Br o w n &Eu l e r [ 1 9 3 8 ] s i m i l a r l y f o u n d t h a t t h e p o t e n t i a t i n g e f f e c to f a t e t a n u s o n t w i t c h t e n s i o n w a s a b s e n t i n a m u s c l e e x a m i n e d m o r et h a n 6 d a y s a f t e r n e r v e s e c t i o n .4 7A. M. HARVEYTh i s a c t i o n o f q u i n i n e i s n o t p e c u l i a r t o m a m m a l i a n m u s c l e , b u t c a na l s o b e d e m o n s t r a t e d i n a v a i n a n d i n a m p h i b i a n m u s c l e , a l t h o u g h i t i sn o t s o g r e a t i n t h e s e . I n t h e f r o g i t i s r a t h e r d i f f i c u l t t o o b t a i n . I np r e p a r a t i o n s w i t h t h e c i r c u l a t i o n i n t a c t , a s l i g h t i n c r e a s e i n t e n s i o nf o l l o w s t h e i n j e c t i o n o f q u i n i n e i n t o t h e d o r s a l l y m p h s a c . Th i s i n c r e a s ei s n o t o b s e r v e d i n a f r o g 's m u s c l e p e r f u s e d w i t h Ri n g e r 's s o l u t i o n , e x c e p tw i t h d i r e c t s t i m u l a t i o n u n d e r c u r a r e .Fi g . 1 . A, c a t , d e c e r e b r a t e ,2 - 6k g .Co n t r a c t i o n s o f t i b i a l i s a n t e r i o r i nr e s p o n s e t o m a x i m a ls h o c k s t o n e r v e a t 1 0 s e c . i n t e r v a l s . At a r r o w 1 m g . q u i n i n e h y d r o c h l o r i d e b y a r t e r i a li n j e c t i o n ( " i .a ." ) . B, c a t , d e c e r e b r a t e , 2 - 4 k g . Cu r a r i n e 1 - 5m g . i n t r a v e n o u s l y . Nor e s p o n s e t o n e r v e s t i m u l a t i o n . Co n t r a c t i o n s o f t i b i a l i s a n t e r i o r i n r e s p o n s e t o m a x i m a ls h o c k s d i r e c t l y t o m u s c l e . At a r r o w 1 m g . q u i n i n e h y d r o c h l o r i d e i .a .C, c a t , d e c e r e -b r a t e , 2 .9 k g . Co n t r a c t i o n s o f d e n e r v a t e d( 1 6 d a y s )t i b i a l i s a n t i c u s t o m a x i m a l s h o c k sd i r e c t l y t o t h e m u s c l e . At a r r o w 1 m g . q u i n i n e h y d r o c h l o r i d e i .a .Th e a c t i o n p o t e n t i a l o f t h e t w i t c h e s .D u r i n gt h ep e r i o d o f p o t e n t i a t i o no f t h e m e c h a n i c a l r e s p o n s e t h e r e i s a l s o a n i n c r e a s e i n t h ea m p l i t u d e a n dd u r a t i o n o f t h e a c t i o n p o t e n t i a l ( Fi g . 2 ) . Th u s , i n o n e e x p e r i m e n t o n t h et i b i a l i s a n t e r i o r o f t h e c a t , t h e a c t i o n p o t e n t i a l o f t h e m u s c l e i n r e s p o n s et o a m a x i m a l m o t o r n e r v ev o l l e ys h o w e d a n i n c r e a s e f r o m 2 3 t o 2 8 m V.i n a m p l i t u d e , a n d f r o m 1 7 t o 2 1 m s e c . i n t h e d u r a t i o n o f n e g a t i v i t y .As c a n b e s e e n i n Fi g . 2 , n o r e p e t i t i v e d i s c h a r g e i s d e m o n s t r a b l e i n t h i se n h a n c e d a c t i o n p o t e n t i a l a c c o m p a n y i n gt h ep o t e n t i a t e d t w i t c h . Th i sc h a n g e i n t h e s i z e o f t h e a c t i o np o t e n t i a li s n o ta c c o m p a n i e d b y a n ys i g n i f i c a n t a l t e r a t i o n o f t h e d e m a r c a t i o n p o t e n t i a l ( Fi g . 3 ) . Th e e f f e c to f a n a r t e r i a l i n j e c t i o n o f q u i n i n e o n t h e d e m a r c a t i o n p o t e n t i a l i s s o m e -t i m e s a l i t t l e g r e a t e r , b u t n o ta l w a y s p e r c e p t i b l y s o , t h a n t h a t o f a ne q u a l v o l u m e o f s a l i n e . W h e n t h i s s m a l ld i f f e r e n c e , a l w a y s l e s s t h a n4 8QUI NI NEONSKELETALMUSCLE0 5 m V., c a n b e d e t e c t e d , i t c a n b e a t t r i b u t e d t o t h e s m a l l c o n t r a c t i o nw h i c h i s o c c a s i o u l a l l y c a u s e d b y t h e i n j e c t i o n o f q u i n i n e i n t o t h e m u s c l ei n s u c h c a s e s , o f w h i c h Fi g . 3 i l l u s t r a t e s o n e . As m a l l d o s e o f p o t a s s i u mc h l o r i d e , o n t h e o t h e r h a n d , p r o d u c e s a d e p o l a r i z a t i o n m u c h g r e a t e rt h a n 5 m V.Kg .1 0 0 [0 5] 2 r m VFi g . 2 . Ca t , d e c e r e b r a t e , 2 * 8 5 k g . Op t i c a l i s o m e t r i c m y o g r a m a n d a c t i o n p o t e n t i a l o ft i b i a l i s a n t e r i o r . Be t w e e n a a n d b 1 m g . q u i n i n e h y d r o c h l o r i d e i .a . Ti m e 1 0 m s e c .Fi g . 3 . Ca t , d e c e r e b r a t e ,2 - 2k g . My o g r a mo f t i b i a h s a n t e r i o r a n dd e m a r c a t i o n p o t e n t i ar e c o r d e d w i t h D .C.a m p l i f i e r . a , c a l i b r a t i o n 1 m V.; b , 0 - 2 5 c .c . s a l i n e s o l u t i o n i .a .;c , 1 m g . q u i n i n e h y d r o c h l o r i d e i .a .; d ,2m g . p o t a s s i u m c h l o r i d e i .a . Ti m e 0 * 5 s e c .As i m i l a r a l t e r a t i o n i n t h e f o r m o f t h e a c t i o n- p o t e n t i a l o c c u r s i n t h ed i r e c t 1 y s t i m u l a t e d ,c u r a r i z e df r o g 's s a r t o r i u s , a l l o w e d t o b a t h e i n a1 : 2 0 , OOQs o l u t i o n o f q u i n i n e . On c l o s e r a n a l y s i s o n e f i n d s t h a t t h e t i m ef r o m o n s e t o f t h e p o t e n t i a l c h a n g e t o i t s m a x i m u m i s i n c r e a s e d b y s o m e4 0% ,w h e r e a s t h e d u r a t i o n o f t h e d e c l i n i n g p h a s e o f t h e a c t i o n p o t e n t i a lm a y b e m o r e t h a n d o u b l e d .P H. x CV. 44 9A.M.HARVEYTh e t e n s i o n d e v e l o p e d b y a t e t a n u s . D u r i n g t h e p e r i o d i n w h i c h t h er e s p o n s e s o f t h e m u s c l e t o a s i n g l e m a x i m a l n e r v e v o l l e y a r e i n c r e a s e d ,t h e a b i l i t y o f t h e m u s c l e t o r e s p o n d t o a n d t o h o l d a t e t a n u s i s m u c hr e d u c e d . Af t e r a s i n g l e i n j e c t i o n o f 1 m g . o f q u i n i n e i n t o t h e c a t 'st i b i a l i s , t h e t e n s i o n o f t h e r e s p o n s e t o t e t a n i z a t i o n t h r o u g h t h e n e r v e ,a t a r a t e o f 5 0 p e r s e c ., r e a c h e s o n l y 3 0 - 5 0 %o f t h e p r e v i o u s , n o r m a lm a x i m u m , a n d t h e t e n s i o n f a l l s r a p i d l y f r o m t h i s r e d u c e d m a x i m u mFi g . 4 . Ca t , d e c e r e b r a t e , 2 - 3 k g . Cu r a r i n e 1 * 5 m g . i n t r a v e n o u s l y . Ma x i m a l c o n t r a c t i o n so f d i r e c t l y s t i m u l a t e d t i b i a l i s a n t e r i o r . A, a t a r r o w , m a x i m a l t e t a n u s a t 5 0 p e r s e c .f o r 1 0 s e c . Be t w e e n Aa n d B, 1 m g . q u i n i n e i .a . B, a t a r r o w 1 , m a x i m a l t e t a n u s a t5 0 p e r s e c . f o r 1 0 s e c .; a t a r r o w 2 , t h r e e s t i m u l i t h r o u g h t h e m o t o r n e r v e .a f t e r 1 - 2 s e c ., d u r i n g c o n t i n u e d s t i m u l a t i o n . Af t e r f u r t h e r i n j e c t i o n so f q u i n i n e , t h e t e t a n i c r e s p o n s e b e c o m e s r a p i d l y r e d u c e d , u n t i l o n l y t h ei n i t i a l s t i m u l u s o f a r a p i d s e r i e s i s e f f e c t i v e , t h e m u s c l e r e s p o n d i n g t o i tw i t h a s i n g l e t w i t c h , e q u a l i n t e n s i o n t o t h a t p r o d u c e d b y a s i n g l e n e r v ev o l l e y , a n d q u i c k l y r e t u r n i n g t o i t s r e s t i n g t e n s i o n d u r i n g c o n t i n u e ds t i m u l a t i o n . Th a t t h i s i s l a r g e l y t h e r e s u l t o f a n a c t i o n d i r e c t l y u p o n t h em u s c l e f i b r e s , i s c l e a r l y s h o w n b y t h e f a c t t h a t t h e s a m e c h a n g e s , i n t h er e s p o n s e t o a r a p i d s e r i e s o f s h o c k s , a r e s e e n w h e n t h e f u l l y c u r a r i z e do r d e n e r v a t e d m u s c l e i s s t i m u l a t e d d i r e c t l y , a l t h o u g h i n t h e l a t t e ri n s t a n c e l a r g e r d o s e s o f q u i n i n e a r e n e c e s s a r y t o p r o d u c e t h e e f f e c t( Fi g . 4 ) .5 0QUI NI NEONSKELETALMUSCLE 5 1Th e a c t i o n p o t e n t i a l s a c c o m p a n y i n g a t e t a n u s i n a m u s c l e u n d e r t h ei n f l u e n c e o f q u i n i n e s h o w a g r e a t c h a n g e f r o m t h e n o r m a l , e v e n a t a s t a g eKg .2 00 m V.1 2 0Fi g . 5 . Ca t , d e c e r e b r a t e , 4 - 2 k g . Op t i c a l m y o g r a m a n d a c t i o n p o t e n t i a l s o f t i b i a l i s a n t e r i o ri n r e s p o n s e t o a m o t o r n e r v e t e t a n u s a f t e r t h e p r e v i o u s i n j e c t i o n o f 1 - 5 m g . q u i n i n eh y d r o c h l o r i d e . Ti m e 1 0 m s e c .841 00* S1 0o0+ z 6'b e26 0 1 4 0 2 2 0 3 0 0 3 8 0 4 6 0m s e c . a f t e r o n s e t o f t e t a n u sFi g . 6 . Cu r v e s h o w i n gt h e r e l a t i v e s i z e o f t h e s u c c e s s i v e a c t i o n p o t e n t i a l s o f a t e t a n u s o ft h e t i b i a l i s a n t e r i o r o ft h e c a t b e f o r e ( 0 )a n d a f t e r (x ) 1 - 5 m g . q u i n i n e h y d r o c h l o r i d ei .a .o f t h e a c t i o n w h e n t h e m e c h a n i c a l r e s p o n s e i s s t i l l l i t t l e a f f e c t e d . Th ef i r s t p o t e n t i a l w a v e i s u s u a l l y g r e a t e ri n a m p l i t u d e t h a n t h e c o r r e -s p o n d i n g o n e b e f o r e t h ei n j e c t i o n , j u s ta s t h e a c t i o n p o t e n t i a l o f a s i n g l e4 - 2o . o0 0 0 0 CI x- I- - - . . .A. M. HARVEYt w i t c h i s i n c r e a s e d . Th e s u b s e q u e n t a c t i o n p o t e n t i a l s b e c o m ep r o -g r e s s i v e l y s m a l l e r i n a m p l i t u d e a s t h e s t i m u l a t i o n i s m a i n t a i n e d( Fi g . 5 ) .Th e t i m e c o u r s e o f t h i s e f f e c t i s s e e n i n Fi g . 6 . Th e f i r s t r e s p o n s e a f t e rq u i n i n e i s i n c r e a s e d b y 1 0% ,b u t t h a t r e c o r d e d 4 0 0 m s e c . l a t e r h a so n l y2 5 %o f t h e a m p l i t u d e o f t h e f i r s t . At t h i s s t a g e o f t h e t e t a n i cr e s p o n s eo f t h e n o r m a l m u s c l e , b e f o r e q u i n i n e , v e r y l i t t l e c h a n g e i n t h ea m p l i t u d eo f t h e a c t i o n p o t e n t i a l h a s o c c u r r e d .P o t e n t i a t i o n o f t h e r e s p o n s e s o f a m u s c l e t o s i n g l e , m a x i m a ls t i m u l i ,f o l l o w i n g a b r i e f p e r i o d o f t e t a n u s , h a s b e e n d e s c r i b e d r e c e n t l y b y Br o w n& Eu l e r [ 1 9 3 8 ] , a n d s h o w n t o o c c u r i n d e n e r v a t e d a s w e l l a sn o r m a lm u s c l e . Th e i n j e c t i o n o f q u i n i n e d o e s n o t u s u a l l y a b o l i s h t h i sp h e n o -m e n o n , a l t h o u g h i t m a y g r e a t l y r e d u c e i t . Th e d i m i n u t i o n i n t h ed e g r e eo f p o s t - t e t a n i c p o t e n t i a t i o n i s p r o b a b l y a t t r i b u t a b l e t o t h e r e d u c t i o np r o d u c e d b y q u i n i n e i n t h e r e s p o n s e t o t h e t e t a n i c s t i m u l a t i o n i t s e l f .Th e e f f e c t i v e n e s s o f a t e t a n u s i n f a c i l i t a t i n g t h e t r a n s m i s s i o n o f e x c i t a -t i o n a t t h e m o t o r e n d - p l a t e [ Br o w n & Eu l e r , 1 9 3 8 ] i s a l s o r e d u c e db yq u i n i n e , a s w i l l b e d e s c r i b e d l a t e r .Th e e f f e c t o f q u i n i n e o n t h e r e f r a c t o r y p e r i o d o f m u s c l e . Ex p e r i m e n t so n t h e d i r e c t l y s t i m u l a t e d , c u r a r i z e d s a r t o r i u s m u s c l e o f t h e f r o g , b a t h e d02 2 0.~ 1 8 01 4 0 X - - - - - - W- - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - -0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0m s e c .Fi g . 7 . Th e s u m m a t i o n c u r v e o f t h e t i b i a l i s a n t e r i o r o f t h e c a t b e f o r e ( o ) a n da f t e r ( x ) 1 - 5 m g . q u i i n i n e h y d r o c h l o r i d e i .a .i n Ri n g e r 's s o l u t i o n c o n t a i n i n g 1 : 5 0 , 0 0 0 q u i n i n e , s h o w t h a t , w h e nq u i n i n e p r o d u c e s a n i n c r e a s e i n 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 t h e a c t i o np o t e n t i a l , t h e r e i s a l s o a p r o l o n g a t i o n o f t h e i n t e r v a l a t w h i c h a s e c o n ds t i m u l u s w i l l p r o d u c e a n e l e c t r i c a l r e s p o n s e . I n a d d i t i o n , u p t o a p e r i o do f 2 0 - 3 0 m s e c ., t h e r e i s a d i m i n u t i o n i n t h e s i z e o f t h e s e c o n d a c t i o np o t e n t i a l . Fo r i n s t a n c e , i n o n e e x p e r i m e n t t h e n o r m a l a b s o l u t e r e f r a c t o r yp e r i o d w a s 1 m s e c . a n d , a t a n i n t e r v a l o f 5 m s e c ., t h e s e c o n d r e s p o n s ew a s 4 8 % o f t h e f i r s t . Af t e r b a t h i n g i n t h e s o l u t i o n o f q u i n i n e t h ea b s o l u t e r e f r a c t o r y p e r i o d i n c r e a s e d t o 2 m s e c . a n d , a t a n i n t e r v a l o f5 2QUI NI NEONSKELETALMUSCLE5 m s e c ., t h e s e c o n d r e s p o n s e w a s r e d u c e d t o 1 0 % o f t h e f i r s t . Th i sl e n g t h e n i n g o f t h e r e f r a c t o r y p e r i o d i s a l s o s e e n i n m a m m a l i a n m u s c l er e s p o n d i n g t o a p a i r o f n e r v e v o l l e y s , t h e s e c o n d a c t i o n p o t e n t i a l , a f t e rq u i n i n e h a s b e e n g i v e n , b e i n g s u p p r e s s e d a n d r e d u c e d a t i n t e r v a l sl o n g e rt h a n n o r m a l .Fi g . 7 s h o w s t h e e f f e c t o f q u i n i n e o n t h e s u m m a t i o n c u r v e o f t h em e c h a n i c a l r e s p o n s e t o t w o n e r v e v o l l e y s . I t c l e a r l y d e m o n s t r a t e st h a t ,d u r i n g t h e p e r i o d o f p o t e n t i a t i o n b y q u i n i n e o f a s i n g l e r e s p o n s e , as e c o n d v o l l e y d o e s n o t e v o k e n e a r l y a s g r e a t a n i n c r e a s e i n t h e t e n s i o na s i t d o e s a t a s i m i l a r i n t e r v a l i n t h e n o r m a l m u s c l e . Th i s i sp r o b a b l yd u e , i n l a r g e p a r t , t o t h e f a c t t h a t , u n d e r t h e i n f l u e n c e o fq u i n i n e , t h er e f r a c t o r y p e r i o d i s c o n s i d e r a b l y p r o l o n g e d , a s d e s c r i b e d a b o v e .Th e e f f e c t o f q u i n i n e o n t h e s t i m u l a t i o n t h r e s h o l d o f t h e d i r e c t l y e x c i t e d ,c u r a r i z e d m u s c l e . I m m e r s i o n i n q u i n i n e p r o d u c e s a r e v e r s i b l e d e c r e a s ei n t h e e x c i t a b i l i t y o f t h e m u s c l e t o d i r e c t l y a p p l i e d i n d u c t i o n s h o c k s .Th u s , i n o n e e x p e r i m e n t , i f t h e e x c i t a b i l i t y i s e x p r e s s e d i n t e r m s o f t h er e s i s t a n c e i n o h m s i n t h e p r i m a r y c i r c u i t o f t h e i n d u c t i o n c o i l f o r t h r e s h o l ds t i m u l a t i o n , t h e r e s t i n g v a l u e w a s c o n s t a n t a t 4 9 . Af t e r 2 8 m i n . i m m e r s i o n i nt h e q u i n i n e s o l u t i o n i t f e l l t o 2 0 . Re m o v a l o f t h e q u i n i n e s o l u t i o n d i d n o ti m m e d i a t e l y a r r e s t t h e d e c l i n e o f e x c i t a b i l i t y a n d t h e v a l u e f e l l t o 8 ,a f t e r w h i c h r e c o v e r y g r a d u a l l y o c c u r r e d , u n t i l , 2 8 m i n . a f t e r t h e c h a n g e ,t h e t h r e s h o l d l e v e l w a s a t 3 0 o h m s .Th e a c t i o n o f q u i n i n e o n n e u r o - m u s c u l a r t r a n s m i s s i o n . I t h a s b e e ns t a t e d a b o v e t h a t t h e p o t e n t i a t i o n o f t h e r e s p o n s e s t o s i n g l e m a x i m a ls t i m u l i a f t e r q u i n i n e w a s u s u a l l y g r e a t e r w i t h d i r e c t e x c i t a t i o n o f t h ef u l l y c u r a r i z e d m u s c l e , t h a n w i t h e x c i t a t i o n o f t h e n o r m a l m u s c l et h r o u g h i t s n e r v e . Th i s f i n d i n g s u g g e s t e d t h a t t h e f u l l d e g r e e o f t h ep o t e n t i a t i o n o f t w i t c h t e n s i o n m i g h t , w h e n t h e m u s c l e w a s e x c i t e dt h r o u g h i t s n e r v e , b e m a s k e d i n p a r t b y t h e f a i l u r e o f s o m e f i b r e s t or e s p o n d , o n a c c o u n t o f a c u r a r e - l i k e a c t i o n o f q u i n i n e , b l o c k i n g n e u r o -m u s c u l a r c o n d u c t i o n a n d o p p o s i n g i t s m o r e o b v i o u s p o t e n t i a t i n g a c t i o no n t h e t W i t c h t e n s i o n . To t e s t t h i s p o s s i b i l i t y , t h e a c t i o n o f q u i n i n e o nt h e p a r t i a l l y c u r a r i z e d c a t 's m u s c l e w a s i n v e s t i g a t e d . Th e m u s c l e w a sp r e p a r e d a s u s u a l f o r a r t e r i a l i n j e c t i o n . Cu r a r i n e 0 - 2 - 0 * 3 m g ./ k g . w a si n j e c t e d i n t r a v e n o u s l y . Th i s d o s e w a s s u f f i c i e n t t o r e d u c e t h e t e n s i o n o ft h e r e s p o n s e s t o m a x i m a l n e r v e v o l l e y s t o 1 0 o r 2 0 % o f i t s p r e v i o u sv a l u e , w i t h o u t a f f e c t i n g t h a t o f t h e t w i t c h e s p r o d u c e d b y d i r e c t s t i m u -l a t i o n o f t h e m u s c l e . W h e n q u i n i n e w a s t h e n i n j e c t e d a r t e r i a l l y i n t o t h i sp a r t i a l l y c u r a r i z e d m u s c l e , t h e r e s p o n s e t o n e r v e s t i m u l a t i o n f a i l e dc o m p l e t e l y , a n d y e t , a t t h e s a m e t i m e , t h e u s u a l p o t e n t i a t i o n o f t h e5 3A. M. HARVEYr e s p o n s e s t o d i r e c t s t i m u l a t i o n o c c u r r e d . Fi g . 8 s h o w s t h e r e s u l t o f at y p i c a l e x p e r i m e n t . W h e n t h e d e g r e e o f c u r a r i z a t i o n h a d r e a c h e d a s t e a d yl e v e l , 1 .0 m g . o f q u i n i n e w a s i n j e c t e d . Th e r e s i d u a l r e s p o n s e t o m a x i m a lm o t o r n e r v e v o l l e y s w a s i m m e d i a t e l y a b o l i s h e d , t h e e x c i t a b i l i t y a t t h em o t o r e n d - p l a t e s , a l r e a d y g r e a t l y l o w e r e d b y c u r a r i n e , b e i n g f u r t h e rd e p r e s s e d t o e x t i n c t i o n b y q u i n i n e ; a n d , a t t h e s a m e t i m e , a p o t e n t i a -t i o n o f a p p r o x i m a t e l y 1 0 0 % w a s s e e n i n t h e t w i t c h e s e v o k e d b y d i r e c ts t i m u l i .Bo y d [ 1 9 3 6 ] h a s s h o w n t h a t t h e i n t e r p o l a t i o n o f a b r i e f t e t a n i cs t i m u l a t i o n o f a m o t o r n e r v e c a n r e l i e v e a p a r t i a l c u r a r e p a r a l y s i s .Br o w n & Eu l e r [ 1 9 3 8 ] h a v e d e m o n s t r a t e d t h a t t h i s i s d u e t o a l o n gFi g .8 . Fi g .9 .Fi g . 8 . Ca t , d e c e r e b r a t e , 3 - 2k g .Cu r a r i n e 0 .5m g . i n t r a v e n o u s l y .Co n t r a c t i o n s o f t h et i b i a l i s a n t e r i o r t o m a x i m a l m o t o r n e r v e s t i m u l ie v e r y1 0 s e c . At 1 , t h r e e m a x i m a ls t i m u l id i r e c t l yt o m u s c l e . At 2 , 1m g . q u i n i n e h y d r o c h l o r i d e b ya r t e r i a li n j e c t i o n .At 3 a n d 4 , t h r e e m a x i m a l s t i m u l id i r e c t l yt o t h e m u s c l e . Be t w e e n 2 a n d 3 , a n d 3a n d 4 , c o n t i n u a t i o n o f n e r v e s t i m u l a t i o n .Fi g .9 . Co n t i n u a t i o n o f s a m ee x p e r i m e n ta sFi g .8 . At 1 a n d 5 , m a x i m a l m o t o r n e r v et e t a n u s a t 5 0p e rs e c . f o r 1 0 s e c . At 2 , 1m g . q u i n i n e h y d r o c h l o r i d e b ya r t e r i a li n j e c t i o n ..At 3 a n d 4 , t h r e e m a x i m a l s t i m u l id i r e c t l yt o m u s c l e .l a s t i n gr e s t o r a t i o n o f t h ed e p r e s s e d e x c i t a b i l i t ya t t h ee n d - p l a t e , e n a b l i n gs i n g l en e r v ev o l l e y s ,a f t e r t h et e t a n u s ,t o e x c i t e a d d i t i o n a l m u s c l e f i b r e s .Fi g .9 s h o w s a ne x a m p l eo f t h i s e f f e c t . At2 , q u i n i n ew a si n j e c t e d ,a n da g a i nr a i s e d t h e t h r e s h o l d t o s u c h a n e x t e n t t h a t n e r v e s t i m u l a t i o n w a sn ol o n g e re f f e c t i v e . Te t a n if o l l o w i n gt h i si n j e c t i o no fq u i n i n ew e r e n ol o n g e ra b l eg r e a t l yt o f a c i l i t a t e t r a n s m i s s i o n a t t h ee n d - p l a t e s .5 4QUI NI NEONSKELETALMUSCLEAn t a g o n i s mo f q u i n i n e t o t h ee f f e c t so f e s t e r i n e a n d v e r a t r i n eSi n c e q u i n i n e d i m i n i s h e s t h e a b i l i t y o f t h e m u s c l e t o r e s p o n d t or h y t h m i c a l s t i m u l a t i o n , i t w a s o f i n t e r e s t t o o b s e r v e i t s a c t i o n o n t h er e p e t i t i v e r e s p o n s e s o f t h e m u s c l e t o s i n g l e n e r v e v o l l e y s u n d e r e s e r i n e ,a n d t o s i n g l e s t i m u l i o f a n y k i n d u n d e r v e r a t r i n e .Th e r e p e t i t i v e d i s c h a r g e d u e t o e s e r i n e . Br o w n e t a l . [ 1 9 3 6 ] f i r s t p o i n t e do u t t h a t t h e p o t e n t i a t i n g e f f e c t o f e s e r i n e o n t h e m a x i m a l m o t o r n e r v et w i t c h w a s d u e t o a r e p e t i t i v e d i s c h a r g e o f t h e n a t u r e o f a s h o r t t e t a n u s .Th e y a t t r i b u t e d t h i s e f f e c t t o a d i m i n u t i o n i n e s t e r a s e a c t i v i t y , a l l o w i n gt h e a c e t y l c h o l i n e l i b e r a t e d t o p e r s i s t i n t h e n e i g h b o u r h o o d o f t h e m o t o re n d - p l a t e s .Fi g . 1 0 . Fi g . 1 1 .Fi g . 1 0 . Ca t , d e c e r e b r a t e , 3 - 1 k g . Re s p o n s e s o f t i b i a l i s a n t e r i o r t o m a x i m a l m o t o r n e r v es t i m u l i e v e r y 1 0 s e c . A, a t a r r o w 2 5 Hg . e s e r i n e b y a r t e r i a l i n j e c t i o n . B, a t 1 , 1 m g .q u i n i n e h y d r o c h l o r i d e ; a t 2 , 2 5 , u g . e s e r i n e , b y a r t e r i a l i n j e c t i o n .Fi g . 1 1 . Ca t , d e c e r e b r a t e , 2 - 9 k g . Co n t r a c t i o n s o f t i b i a l i s a n t e r i o r t o m a x i m a l m o t o r n e r v es t i m u l i . I n i t i a l r e s p o n s e s p o t e n t i a t e d b y a p r e c e d i n g t e t a n u s . At 1 , a r t e r i a l i n j e c t i o no f 2 5 , u g . e s e r i n e . At 2 , 1 m g . q u i n i n e b y a r t e r i a l i n j e c t i o n . At 3 , a r t e r i a l i n j e c t i o no f 1 0 , u g . a c e t y l c h o l i n e .W h e n a m u s c l e h a s r e c e i v e d a n a r t e r i a l i n j e c t i o n o f q u i n i n e , t h es i m i l a r a d m i n i s t r a t i o n o f e s e r i n e d o e s n o t p r o d u c e a n i n c r e a s e i n t w i t c ht e n s i o n ( Fi g . 1 0 ) , a n d r e c o r d s o f a c t i o n p o t e n t i a l s h o w n o r e p e t i t i v ed i s c h a r g e . Ar t e r i a l i n j e c t i o n o f q u i n i n e a t t h e h e i g h t o f a n e s e r i n ep o t e n t i a t i o n a l w a y s r e s u l t s i n a p r o m p t r e t u r n o f t h e t w i t c h t e n s i o n st o t h e n o r m a l l e v e l , w i t h d i s a p p e a r a n c e o f t h e r e p e t i t i v e r e s p o n s e5 5A.M.HARVEY( Fi g . 1 1 ) . Th e e s e r i n e p o t e n t i a t i o n i n a m p h i b i a n a n d a v i a n m u s c l e i s s od i f f i c u l t t o r e p r o d u c e i n a u n i f o r m m a n n e r , t h a t t h i s e f f e c t o f q u i n i n ec o u l d n o t b e a d e q u a t e l y e x a m i n e d i n t h e s e a n i m a l s .I t i s o b v i o u s , t h e r e f o r e , t h a t q u i n i n e a n t a g o n i z e s t h e e f f e c t s o f e s e r i n e .Th e a n t a g o n i s m b e t w e e n t h e t w o s u b s t a n c e s e x t e n d s a l s o t o t h e p r e -v e n t i o n o f t h e p o t e n t i a t i n g e f f e c t s o f q u i n i n e b y t h e p r e v i o u s i n j e c t i o no f e s e r i n e . Th u s , i n Fi g . 1 0 , t h e i n j e c t i o n o f q u i n i n e , a f t e r s u b s i d e n c e o ft h e p o t e n t i a t i n g a c t i o n o f e s e r i n e , d i d n o t p r o d u c e i t s u s u a l p o t e n t i a t i o n .Fi g .1 2 . He n , p e r n o c t o n ,3 - 6k g .Ma x i m a l m o t o r n e r v e t w i t c h e s o fg a s t r o c n e m i u s a t1 0 s e c . i n t e r v a l s . Ar t e r i a li n j e c t i o n so f : A, a t 1 , 1 5p g .v e r a t r i n e ; a t 2 , 1m g . q u i n i n eh y d r o c h l o r i d e ;B, a t 1 , 1m g . q u i n i n e h y d r o c h l o r i d e .Th e v e r a t r i n ee f f e c t .Th e c h a r a c t e r i s t i cp r o p e r t yo f t h e m a m m a l i a nm u s c l e t r e a t e d w i t h a s m a l l d o s e o f v e r a t r i n e i s t h a t i tr e s p o n d sr e -, p e t i t i v e l yt o as i n g l e s t i m u l u s , c a u s i n ga n i n c r e a s e i n t h e t e n s i o nd e v e l o p e db yt h e t w i t c h e s . Th i s e f f e c ta p p e a r se i t h e r w i t h n e r v e s t i m u l a t i o n o f t h en o r m a l ,o r w i t h d i r e c t e x c i t a t i o n o f t h e c u r a r i z e d o r d e n e r v a t e d m u s c l e[ Ba c q& Br o w n , 1 9 3 7 ] .I na m p h i b i a nm u s c l e u n d e r v e r a t r i n e t h e r e i s ,i n a d d i t i o n ,as e c o n d ,s l o wr e s p o n s et o as i n g l e s t i m u l u s , a c c o m p a n i e db y o s c i l l a t o r ya c t i o n ,p o t e n t i a l s [ Br o w n&i l a r v e y ,1 9 3 8c ] ..Th e e f f e c t o fv e r a t r i n e o n a v i a n m u s c l e l i e s b e t w e e n t h e s e t w o . Th e r e i s a w e l l - m a r k e dp o t e n t i a t i o no f t h eq u i c k r e s p o n s e sf o l l o w e db ya s m a l l s e c o n dr e s p o n s e ,w h i c h i s s e e no n l yw h e n t h er e c o r d i n g p a p e ri sm o v i n g r a p i d l y .I t h a s5 6QUI NI NEONSKELETALMUSCLEb e e n s h o w n p r e v i o u s l y [ Ha r v e y & Ko l b , 1 9 3 7 ] t h a t t h e s l o w r e s p o n s e ,i n a m p h i b i a n m u s c l e u n d e r v e r a t r i n e , d i s a p p e a r s w h e n q u i n i n e i s a d d e dt o t h e f l u i d b a t h i n g t h e m u s c l e , w h i l e i t p e r s i s t s i n t h e o p p o s i t e l e gs o a k e d o n l y i n Ri n g e r 's s o l u t i o n . I n b o t h a v i a n a n d m a m m a l i a n m u s c l et h e f u l l y d e v e l o p e d p o t e n t i a t i o n a f t e r v e r a t r i n e i s r a p i d l y r e d u c e d b yt h e i n j e c t i o n o f q u i n i n e ( Fi g . 1 2 A) . Th e v e r a t r i n e e f f e c t i s a l w a y s s m a l li n a m u s c l e w h i c h h a s p r e v i o u s l y r e c e i v e d q u i n i n e , e v e n t h o u g h l a r g ed o s e s o f v e r a t r i n e ( 5 0 - 1 0 0, u g .)a r e u s e d . Th i s i s t r u e o f b o t h n o r m a l a n dd e n e r v a t e d m u s c l e . Th e s e c o n d , s l o w r e s p o n s e i s a l s o a l m o s t c o m p l e t e l yr e m o v e d i n a v i a n m u s c l e ( Fi g . 1 2 B) , a s i n a m p h i b i a n m u s c l e .Fi g . 1 3 . Ca t , d e c e r e b r a t e , 2 - 2 k g . Ma x i m a l m o t o r n e r v e t w i t c h e s o f t i b i a l i s a n t e r i o r a t1 0 s e c . i n t e r v a l s . Ar t e r i a l i n j e c t i o n s : A, 1 ,1 0 , u g . a c e t y l c h o l i n e ; B, 1 ,1m g . q u i n i n eh y d r o c h l o r i d e ; 2 , 1 0, g .a c e t y l c h o l i n e .Th e e f f e c t o f q u i n i n e o n t h e c o n t r a c t i o n e v o k e d b y a c e t y l c h o l i n ea n d p o t a s s i u m c h l o r i d eTh e e f f e c t o f q u i n i n e o n t h e r e s p o n s e o f n o r m a l m u s c l e t o a c e t y l c h o l i n e .Th e t e n s i o n r e s p o n s e o f t h e n o r m a l m a m m a l i a n t i b i a l i s a n t e r i o r m u s c l e ,p r o d u c e d b y t h e c l o s e r a n g e a r t e r i a l i n j e c t i o n o f 5 - 1 0, u g .o f a c e t y l c h o l i n e ,i s r e g u l a r l y g r e a t e r t h a n t h a t p r o d u c e d b y as l i g h t l y s u p r a m a x i m a lm o t o r n e r v e s h o c k . As i m i l a r v o l u m e o f s a l i n e s o l u t i o n a t t h e s a m e p Hc a u s e s n o c o n t r a c t i o n . Th i s e f f e c t o f a c e t y l c h o l i n e i s a l m o s t c o m p l e t e l ya b o l i s h e d b y a p r e v i o u s a r t e r i a l i n j e c t i o n o f 0 5 - 1 0 m g . o f q u i n i n e ,a l t h o u g h a t t h e s a m e t i m e t h e r e s p o n s e t o n e r v e s t i m u l a t i o n i sp o t e n t i a t e d ( Fi g . 1 3 ) .5 7A. M. HARVEYW h e n o p t i c a l i s o m e t r i c m y o g r a m s a n d a c t i o n p o t e n t i a l r e c o r d s a r em a d e , t h e i n j e c t i o n o f a c e t y l c h o l i n e n o r m a l l y p r o d u c e s a n i r r e g u l a ro u t b u r s t o f a c t i o n p o t e n t i a l s , j u s t p r e c e d i n g a n d d u r i n g t h e m e c h a n i c a lr e s p o n s e . Af t e r a p r e v i o u s d o s e o f q u i n i n e o n l y a v e r y s m a l l e l e c t r i c a lr e s p o n s e a p p e a r s , a n d , a s s t a t e d a b o v e , t h e t w i t c h i s a l m o s t c o m p l e t e l ya b o l i s h e d . I n t h e r e s p o n s e o f t h e n o r m a l f o w l m u s c l e t o a c e t y l c h o l i n e ,y ., 0 e sI O] V.Fi g . 1 4 . He n , p e r n o c t o n , 2 * 5 k g . Op t i c a l m y o g r a m s a n d a c t i o n p o t e n t i a l s . Ar t e r i a li n j e c t i o n a t a , 1 0l s g .a c e t y l c h o l i n e ; b , 1 0 u g . a c e t y l c h o l i n e ; c , 2 0 m g . p o t a s s i u mc h l o r i d e ; d , 1 0 u g . a c e t y l c h o l i n e . Be t w e e n a a n d b , 1 m g . q u i n i n e h y d r o c h l o r i d e .Ti m e 1 0 m s e c .t h e q u i c k c o n t r a c t i o n a c c o m p a n i e d b y a n o u t b u r s t o f o s c i l l a t o r y p o t e n t i a l si s f o l l o w e d b y a s l o w m e c h a n i c a l r e s p o n s e , o r c o n t r a c t u r e , d u r i n g w h i c ht h e r e i s e l e c t r i c a l s i l e n c e [ Br o w n & Ha r v e y , 1 9 3 8 b ] . Th e i n i t i a l , q u i c kp h a s e o f t h e m e c h a n i c a l r e s p o n s e t o a c e t y l c h o l i n e , a n d t h e a c c o m p a n y i n ga c t i o n p o t e n t i a l s , a r e s u p p r e s s e d b y q u i n i n e , b u t t h e c o n t r a c t u r e i sp r e s e n t t o t h e s a m e d e g r e e a s b e f o r e ( Fi g . 1 4 ) .Br o w n [ 1 9 3 7 b ] s h o w e d t h a t t h e r e s p o n s e e v o k e d b y t h e c l o s e a r t e r i a li n j e c t i o n o f p o t a s s i u m c h l o r i d e s o l u t i o n i n t o n o r m a l m a m m a l i a n m u s c l ew a s a c c o m p a n i e d b y a s y n c h r o n o u s a c t i o n p o t e n t i a l s , r e s e m b l i n g t h o s e5 8QUI NI NEON SKELETALMUSCLEp r o d u c e d b y a s i m i l a r i n j e c t i o n o f a c e t y l c h o l i n e i n 1 0 0 0 t i m e s l o w e rc o n c e n t r a t i o n . Th i s r e s p o n s e t o p o t a s s i u m i o n s , i n c o n t r a s t t o t h a t t oa c e t y l c h o l i n e , w a s s e e n u n d i m i n i s h e d i n c u r a r i z e d m u s c l e . I n a v i a nm u s c l e p o t a s s i u m c h l o r i d e , l i k e a c e t y l c h o l i n e , e v o k e s a q u i c k c o n t r a c t i o nw i t h a c t i o n p o t e n t i a l s , f o l l o w e d b y a s l o w c o n t r a c t u r e , d u r i n g w h i c ht h e r e i s e l e c t r i c a l s i l e n c e . I n Fi g . 1 4 i t i s s e e n t h a t t h i s r e s p o n s e t op o t a s s i u m i s n o t g r e a t l y a f f e c t e d b y q u i n i n e , a l t h o u g h t h e q u i c k p h a s eo f t h e a c e t y l c h o l i n e r e s p o n s e i s a l m o s t c o m p l e t e l y a b o l i s h e d . As i m i l a ra s s o c i a t i o n o f a r e d u c e d r e s p o n s e t o a c e t y l c h o l i n e a n d a p e r s i s t e n tr e s p o n s e t o p o t a s s i u m c h l o r i d e i s s e e n i n m a m m a l i a n m u s c l e . Ve r yl a r g e d o s e s o f q u i n i n e d o , i n d e e d , r e d u c e t h e e f f e c t o f p o t a s s i u m ; b u t ad o s e o f q u i n i n e , a l r e a d y s u f f i c i e n t t o a b o l i s h t h e r e s p o n s e t o a c e t y l c h o l i n e ,m a y l e a v e i n t a c t t h e c l o s e l y s i m i l a r r e s p o n s e t o p o t a s s i u m i o n s . Th em e a n i n g o f t h i s c o n t r a s t w i l l b e d i s c u s s e d l a t e r .Fi g . 1 5 . Ca t , d e c e r e b r a t e , 2 - 8 k g . Ma x i m a l d i r e c t s t i m u l a t i o n o f d e n e r v a t e d ( 1 0 d a y s )t i b i a l i s a n t e r i o r e v e r y 1 0 s e c . Ri g h t l e g ( A, B, C, D ) a t a r r o w s , 0 - 5 u g . a c e t y l c h o l i n eb y a r t e r i a l i n j e c t i o n . 1 m i n . b e f o r e e a c h o f t h e l a s t t h r e e a c e t y l c h o l i n e i n j e c t i o n s0 5 m g . q u i n i n e h y d r o c h l o r i d e i .a . Le f t l e g ( E, F, G ) s a m e a s r i g h t l e g b u t e a c h d o s eo f a c e t y l c h o l i n e r a i s e d t o 1 0, u g .Th ee f f e c t o f q u i n i n eo n t h er e s p o n s e o fd e n e r v a t e d m u s c l e t o a c e t y l c h o l i n e .Th e r e s p o n s eo f t h e d e n e r v a t e d m a m m a l i a n m u s c l e t o a c e t y l c h o l i n e i sd o u b l e i n c h a r a c t e r ,a s i n n o r m a l f o w l a n d a m p h i b i a n m u s c l e ; a q u i c kt w i t c h a c c o m p a n i e d b y a n o u t b u r s t o f a s y n c h r o n o u s a c t i o n p o t e n t i a l sb e i n g f o l l o w e d b y a c o n t r a c t u r e [ Br o w n ,1 9 3 7c ] . Fi g .1 5 s h o w s s u c h ar e a c t i o n t o t h e i n j e c t i o n o f 0 5, u g .o f a c e t y l c h o l i n e .Th eq u i c k r e s p o n s e ,5 9A. M. HARVEYi n t h i s c a s e , i s n o t s i g n i f i c a n t l y c h a n g e d b y t h e i n j e c t i o n o f q u i n i n e , b u tw i t h s u c c e s s i v e d o s e s o f t h e l a t t e r t h e c o n t r a c t u r e p h a s e o f t h er e s p o n s et o a c e t y l c h o l i n e c o m p l e t e l y d i s a p p e a r s , a s c a n b e s e e n i n t h es u b s e q u e n tr e c o r d s s h o w n i n t h i s f i g u r e . W h e n l a r g e r d o s e s o f a c e t y l c h o l i n e a r e u s e d ,t h e t w o p h a s e s o f t h e r e s p o n s e m a y b e c o m e e q u a l l y d e p r e s s e d b yq u i n i n e( Fi g . 1 5 ) , b u t n e v e r c o m p l e t e l y a b o l i s h e d . Th e s e n s i t i v i t y o f a v i a nm u s c l et o a c e t y l c h o l i n e i s n o t a s g r e a t l y i n c r e a s e d b y d e n e r v a t i o n a s t h a t o fm a m m a l i a n m u s c l e [ Br o w n &Ha r v e y , 1 9 3 8 c ] . I n s o m e e x p e r i m e n t s o nt h e f o w l , t h e q u i c k p h a s e o f t h e r e s p o n s e o f t h e d e n e r v a t e d m u s c l ew a s a l s o r e d u c e d t o s o m e e x t e n t b y q u i n i n e . Th e p r o l o n g a t i o n o f t h ec o n t r a c t u r e b y e s e r i n e i s r e d u c e d b y t h e p r e v i o u s i n j e c t i o n o fq u i n i n e .Br e m e r & Mo l d a v e r [ 1 9 3 8 ] h a v e r e c e n t l y s h o w n t h a t t h e n e u r o -m u s c u l a r c o n t r a c t u r e i n t h e g a s t r o c n e m i u s m u s c l e o f t h e f r o g , w h i c h i se v o k e d b y t w o s u c c e s s i v e s t i m u l i l e s s t h a n 1 0 m s e c . a p a r t , i sc o m p l e t e l ya b o l i s h e d b y q u i n i n e . As i m i l a r e f f e c t o f q u i n i n e c a n b e d e m o n s t r a t e do n t h e p o s t - t e t a n i c c o n t r a c t u r e o f t h e d e n e r v a t e d a v i a n m u s c l e , w h i c hw a s d e s c r i b e d b y Br o w n &Ha r v e y [ 1 9 3 8 b ] .D I s c USSI ONTh e e x p e r i m e n t s r e c o r d e d i n t h e f o r e g o i n g s e c t i o n s h a v e s h o w n t h a tt h e e f f e c t s p r o d u c e d b y q u i n i n e , o n t h e r e s p o n s e s o f v o l u n t a r y m u s c l e st o d i f f e r e n t k i n d s o f s t i m u l i , a r e t h e c o m p l e x r e s u l t s o f s e v e r a l d i f f e r e n ta c t i o n s o f t h e a l k a l o i d . On t h e r e s p o n s e o f a m u s c l e t o a s i n g l e , m a x i m a li n d u c t i o n s h o c k , w h e t h e r t h i s i s a p p l i e d d i r e c t l y t o t h e c u r a r i z e d o rn e r v e - f r e e m u s c l e , o r t o t h e m o t o r n e r v e s o a s t o p r o d u c e a m a x i m a lv o l l e y o f i m p u l s e s , q u i n i n e h a s a p o t e n t i a t i n g e f f e c t , o f s u c h a k i n d t h a tt h e m e c h a n i c a l t w i t c h a n d t h e c o n c o m i t a n t a c t i o n p o t e n t i a l a r e b o t hi n c r e a s e d i n s t r e n g t h a n d d u r a t i o n . Th i s p o t e n t i a t i n g e f f e c t c a n n o t b ed u e , h o w e v e r , t o t h e e n t r y o f a d d i t i o n a l f i b r e s i n t o t h e r e s p o n s e s .Am a x i m a l i n d u c t i o n s h o c k a p p l i e d d i r e c t l y t o t h e m u s c l e , a s t o t h en e r v e - f r e e e n d o f a f r o g 's s a r t o r i u s , p r o d u c e s , u n d e r q u i n i n e , a na c t i o np o t e n t i a l w h i c h m a y h a v e t w i c e t h e a m p l i t u d e o f t h a t w h i c h a c c o m p a n i e dt h e n o r m a l t w i t c h o f t h e s a m e m u s c l e b e f o r e q u i n i n e w a s a p p l i e d ; a n di t i s n o t c r e d i b l e t h a t t h e n o r m a l m u s c l e s h o u l d r e s p o n d t o am a x i m a ls h o c k w i t h o n l y o n e - h a l f o f i t s f i b r e s . Th e e f f e c t i s , a g a i n , c e r t a i n l yn o td u e t o r e p e t i t i v e r e s p o n s e o f t h e f i b r e s ; t h e r e i s e v i d e n c e , o n t h e c o n t r a r y ,t h a t q u i n i n e , s o f a r f r o m c a u s i n g a t e n d e n c y t o r e p e t i t i v e r e s p o n s e ,a b o l i s h e s a r e p e t i t i v e a c t i v i t y o f a m u s c l e p r o d u c e d b y o t h e r s u b s t a n c e s .Th e r e i s e v i d e n c e , a g a i n , t h a t t h e e x c i t a b i l i t y o f t h e m u s c l e f i b r e s a t t h ee n d - p l a t e s t o t h e t r a n s m i t t e d e f f e c t o f n e r v e i m p u l s e s , a n d t o al e s s6 0QUI NI NEONSKELETALMUSCLEd e g r e e , e l s e w h e r e t o s t i m u l i a p p l i e d d i r e c t l yt o t h e c u r a r i z e dm u s c l e ,i s d e p r e s s e d b y q u i n i n e . Th e p o t e n t i a t i o n b e i n g , a c c o r d i n g l y , n o td u e t o a f a c i l i t a t e d r e s p o n s e o f a d d i t i o n a lf i b r e s ,o r t o ar e p e t i t i v er e s p o n s e , i t r e m a i n s t o b e c o n s i d e r e d w h e t h e r i t c a n b ea c c o u n t e df o r b y a n y o t h e r a c t i o n o f q u i n i n e o n m u s c l e ,o f w h i c hi n d e p e n d e n te v i d e n c e h a s b e e n o b t a i n e d . Tw o p o i n t s a r es t r o n g l y s u g g e s t i v e i nt h i s c o n n e x i o n . Th e s i n g l e a c t i o n p o t e n t i a l a c c o m p a n y i n gt h et w i t c h ,a s w e h a v e s e e n , i s i n c r e a s e d i n d u r a t i o n a s w e l l a s i na m p l i t u d e . Th i si n c r e a s e i n d u r a t i o n c a n n o t b e d u e t o a g r e a t e r t e m p o r a l d i s p e r s i o n o fo t h e r w i s e u n c h a n g e d a c t i o n p o t e n t i a l s f r o m i n d i v i d u a lf i b r e s ;f o rap r o l o n g a t i o n s o p r o d u c e d w o u l d i n v o l v e a d e c r e a s e o f t h e m a x i m u ma m p l i t u d e . On t h e o t h e r h a n d , a n i n c r e a s e d d u r a t i o n o f t h e a c t i o np o t e n t i a l i n e a c h f i b r e w o u l d a c c o u n t f o r t h e o b s e r v e d i n c r e a s e i n b o t ht h e a m p l i t u d e a n d t h e d u r a t i o n o f t h e a c t i o n p o t e n t i a l r e c o r d e d f r o mt h e w h o l e m u s c l e , w i t h o u t a n y o t h e r c h a n g e i n t h e a c t i o n p o t e n t i a l s o ft h e s i n g l e f i b r e s . Sc h a e f e r [ 1 9 3 6 ] f o u n d t h a t t h e d u r a t i o n o f t h e a c t i o np o t e n t i a l o f t h e r e s p o n s e o f a s i n g l e f i b r e h a s o n l y a b o u t o n e - h a l f o f t h ed u r a t i o n o f t h e s u m m e d a c t i o n p o t e n t i a l d u e t o a l l t h e f i b r e s , n u m b e r i n ga b o u t 4 0 0 , i n a f r o g 's s a r t o r i u s . Th e s i n g l e - f i b r e p o t e n t i a l w a v e s ,a c c o r d i n g l y , a r e n o t e x a c t l y s i m u l t a n e o u s , b u t s u c c e e d o n e a n o t h e r i na m a n n e r i n v o l v i n g a l a r g e o v e r l a p . Th e d e g r e e o f t h i s o v e r l a p w i l lc l e a r l y d e t e r m i n e t h e m a x i m u m n u m b e r o f f i b r e s s i m u l t a n e o u s l y i na c t i o n , a n dc o n s e q u e n t l y t h e a m p l i t u d e o f t h e r e s u l t a n t a c t i o n p o t e n t i a lo f t h e w h o l e m u s c l e ; a n d a n i n c r e a s e f o r e a c h f i b r e o f t h e t i m e d u r i n gw h i c h i t i s w h o l l y " p o s s e s s e d " b y t h e a c t i o n p o t e n t i a l , w i l l c l e a r l yi n c r e a s e t h i s o v e r l a p , a n d t h e r e w i t h t h e a m p l i t u d e a s w e l l a s t h e d u r a t i o no f t h e s u m m e d a c t i o n p o t e n t i a l . On t h e s a m e l i n e s t h e i n c r e a s e d t e n s i o na n d d u r a t i o n o f t h e m e c h a n i c a l t w i t c h c a n b e e x p l a i n e d b y a l o n g e rp e r s i s t e n c e o f t h e c o n t r a c t i o n w a v e i n t h e s i n g l e f i b r e u n d e r t h e i n f l u e n c eo f q u i n i n e . Th e v i e w t h a t s u c h a c h a n g e i n t h e e x c i t a t i o n w a v e m a y t h u si n c r e a s e t h e t e n s i o n o f a t w i t c h a n d t h e a m p l i t u d e o f t h e c o n c o m i t a n ta c t i o n p o t e n t i a l , i s s u p p o r t e d b y t h e o b s e r v a t i o n s o f D . Br o w n [ 1 9 3 6 ]a n d Ed w a r d s & Br o w n [ 1 9 3 4 ] , o n t h e e f f e c t s o f h i g h p r e s s u r e o n t h er e s p o n s e o f a m u s c l e t o s t i m u l a t i o n . I h a v e a t t e m p t e d t o o b t a i n m o r ed i r e c t e v i d e n c e o f t h e a c t i o n o f q u i n i n e o n t h e p o t e n t i a l w a v e i n a s i n g l ef i b r e o f t h e f r o g 's s a r t o r i u s , b y u t i l i z i n g t h e t w i t c h e s o f s i n g l e f i b r e s o ft h e m u s c l e , p r o d u c e d b y i m m e r s i o n i n a n i s o t o n i c ( 0 '6 % ) s o l u t i o n o fp u r e s o d i u m c h l o r i d e [ Ad r i a n & G e l f a n , 1 9 3 3 ] ; b u t u n f o r t u n a t e l y t h i ss p o n t a n e o u s a c t i v i t y i s q u i c k l y a b o l i s h e d b y q u i n i n e . On t h e o t h e r h a n d ,t h e d e m o n s t r a b l e l e n g t h e n i n g b yq u i n i i n e o f t h e r e f r a c t o r y p e r i o d o f t h e6 1A. M. HARVEYm u s c l e m a y b e c i t e d a s s t r o n g l y s u g g e s t i v e , a t l e a s t , o f ar e t a r d i n g e f f e c to n t h e d e c a y o f t h e e x c i t a t o r y p r o c e s s .To c o m p l e t e t h e p i c t u r e o f t h e a c t i o n o f q u i n i n e o n t h et w i t c hr e s p o n s e t o a s i n g l e s h o c k , m e n t i o n m u s t a l s o b e m a d e o f t h ed e f i n i t e ,t h o u g h r e l a t i v e l y w e a k , c u r a r e - l i k e e f f e c t o f q u i n i n e i nd e p r e s s i n gt r a n s m i s s i o n a t t h e m o t o r e n d - p l a t e s . As p o i n t e d o u t e a r l i e r , t h i se f f e c tw e a k e n s t h e p o t e n t i a t i n g a c t i o n d e s c r i b e d a b o v e , w h e n t h e m u s c l ei si n d i r e c t l y s t i m u l a t e d b y s i n g l e n e r v e v o l l e y s . Th e p o t e n t i a t i o n i ss t i l l ,u n d e r s u c h c o n d i t i o n s , s u f f i c i e n t t o m a s k t h ec u r a r i z i n g e f f e c t ; b u tt h e" i n d i r e c t " t w i t c h i s d e f i n i t e l y l e s s p o t e n t i a t e d b y q u i n i n e t h a n i st h et w i t c h e v o k e d b y a s h o c k a p p l i e d d i r e c t l y t o t h e m u s c l e .Th e d i f f e r e n t a n d t o s o m e e x t e n t a n t a g o n i s t i c a c t i o n s , w h i c h a r et h u si n v o l v e d i n t h e a c t i o n o f q u i n i n e u p o n v o l u n t a r y m u s c l e , n o to n l y a f f o r da n e x p l a n a t i o n o f t h e m i n o r d i f f e r e n c e s b e t w e e n i t s e f f e c t s o n t h es i n g l et w i t c h , a s p r o d u c e d b y d i f f e r e n t k i n d s o f s t i m u l a t i o n ; t h e y a l s op r o v i d ea n e x p l a n a t i o n f o r a m a j o r p a r a d o x p r e s e n t e d b y t h e a c t i o n o fq u i n i n e ,i n t h a t i t p o t e n t i a t e s t h e s i n g l e t w i t c h , b u t g r e a t l y d e p r e s s e s t h et e t a n i cr e s p o n s e t o a s e r i e s o f s h o c k s . W e h a v e s e e n t h a t l o n g e r d u r a t i o n o f t h ee x c i t a t i o n w a v e w i l l , b y i t s e l f , c a u s e t h e t e n s i o n o f a s i n g l e t w i t c h t or i s e t o a h i g h e r m a x i m u m , a n d i n c r e a s e t h e a m p l i t u d e o f t h e c o n -c o m i t a n t w a v e o f a c t i o n p o t e n t i a l ; t h e l e n g t h e n i n g o f t h e r e f r a c t o r yp e r i o d , h o w e v e r , w h i c h i s p r o b a b l y a n o t h e r a s p e c t o f t h e s a m e a c t i o n ,w i l l h a v e n o c o n c e r n w i t h t h e d i m e n s i o n s o f t h e s i n g l e t w i t c h . I t i so b v i o u s , o n t h e o t h e r h a n d , t h a t t h e l e n g t h e n i n g o f t h e r e f r a c t o r yp e r i o d w i l l d e p r e s s t h e m a x i m u m a t t a i n a b l e b y t h e t e t a n i c r e s p o n s et o a r a p i d s e r i e s o f s h o c k s , w h i l e t h e i n c r e a s e d o v e r l a p , d u e t o l o n g e rd u r a t i o n o f t h e r e s p o n s e s o f t h e i n d i v i d u a l f i b r e s t o a n y o n e s h o c k , w i l l ,i n t h i s c a s e , h a v e l i t t l e i f a n y e f f e c t o n t h e m a x i m u m t e n s i o n a t t a i n e db y t h e f u s e d r e s p o n s e s o f t h e w h o l e m u s c l e . As a r e s u l t , e v e n w i t h d i r e c tt e t a n i z a t i o n o f t h e c u r a r i z e d o r n e r v e - f r e e m u s c l e , q u i n i n e r e d u c e s t h et e n s i o n o f t h e r e s p o n s e . W h e n t h e t e t a n i z i n g s e r i e s o f s t i m u l i i s a p p l i e dt h r o u g h t h e n e r v e , t h e c u r a r e - l i k e a c t i o n o f q u i n i n e c o m e s a l s o i n t o p l a y ,i t s d e p r e s s a n t a c t i o n b e i n g , i n t h i s c a s e , a d d i t i v e t o t h a t c a u s e d b y t h el e n g t h e n e d r e f r a c t o r y p e r i o d . Af t e r l a r g e d o s e s o f q u i n i n e , t h e r e s p o n s et o a t e t a n i z i n g s t i m u l u s a p p l i e d t h r o u g h t h e n e r v e m a y b e l i t t l e m o r e t h a na n i n i t i a l t w i t c h , f o l l o w e d b y r a p i d r e l a x a t i o n d u r i n g t h e c o n t i n u e ds t i m u l a t i o n , a s a f t e r a w e a k d o s e o f c u r a r e [ Br i s c o e , 1 9 3 6 ] .I t i s n o t s u r p r i s i n g t h a t , w i t h a n a c t i o n o f s u c h c o m p l e x i t y , e a r l i e ri n v e s t i g a t i o n s o n t h e e f f e c t o f q u i n i n e o n t h e r e s p o n s e o f m u s c l e t os t i m u l a t i o n s h o u l d h a v e g i v e n a p p a r e n t l y d i s c o r d a n t r e s u l t s . Fo r6 2QUI NI NEONSKELETALMUSCLEe x a m p l e , t h e o b s e r v a t i o n s o f Sa n t e s s o n[ 1 8 9 2 ] ,w h o f o u n d t h a t t h ea b i l i t y o f f r o g 's m u s c l e t o p e r f o r m w o r k w a s i n c r e a s e d b y q u i n i n e , s e e m e dt o b e i n d i r e c t c o n f l i c t w i t h t h o s e o f Se c h e r[ 1 9 1 5 ] ,w h o f o u n d t h a tq u i n i n e h a d a d e p r e s s a n t e f f e c t o n t h e r e s p o n s e o f t h e s a m et y p e o fm u s c l e . Th e m e a n i n g o f t h e a p p a r e n t d i s c r e p a n c y b e c a m ec l e a r , h o w e v e r ,w h e n Sa n t e s s o n [ 1 9 1 9 ] p o i n t e d o u t t h a t h e r e c o r d e d t h e t w i t c hr e s p o n s e st o s i n g l e i n d u c t i o n s h o c k s , o f m u s c l e s w i t h i n t a c tc i r c u l a t i o n , w h i l eSe c h e r , p e r f u s i n g h i s m u s c l e s w i t h Ri n g e r 's s o l u t i o n , u s e d s h o r tp e r i o d so f t e t a n u s t o s t i m u l a t e t h e m . Ho w e v e r , Br o d y & So l l m a n n[ 1 9 2 3 ]s t a t e d t h a t q u i n i n e c a u s e d a d e p r e s s i o n o f t h er e s p o n s eo f t h e i s o l a t e df r o g 's m u s c l e b a t h e d i n " m o d i f i e d Lo c k e 's s o l u t i o n " a n d s t i m u l a t e dw i t h s i n g l e s h o c k s ; s o t h a t t h e r e h a s n o t b e e ng e n e r a l a g r e e m e n t c o n -c e r n i n g Sa n t e s s o n 's o r i g i n a l o b s e r v a t i o n s . I tm a y b e n o t e d t h a tb yb a t h i n g i n a s a l i n e s o l u t i o n t h e y i n t r o d u c e d a n o t h e r f a c t o r w h i c h I h a v ef o u n d t o b e u n f a v o u r a b l e t o t h ep o t e n t i a t i n g e f f e c t o fq u i n i n e o n t h er e s p o n s e o f a m p h i b i a n m u s c l e , e v e n t o s i n g l e s h o c k s ; t h i s e f f e c t n o t b e i n go b t a i n e d w i t h a n y r e g u l a r i t y u n d e r s u c hc o n d i t i o n s , u n l e s s t h e m u s c l ei s f u l l y c u r a r i z e d a n d s t i m u l a t e d d i r e c t l y .Ju s t a s q u i n i n e , b y p r o l o n g i n g t h e r e f r a c t o r y p e r i o d , a s h a s b e e ns u g g e s t e d , d i m i n i s h e s t h e t e t a n i c r e s p o n s e o f t h e m u s c l e t o r e p e t i t i v ee l e c t r i c a l s t i m u l a t i o n , s o i t d i m i n i s h e s o r e l i m i n a t e s t h e r e p e t i t i v e r e s p o n s ew h i c h t h e m u s c l e g i v e s t o a s i n g l e s t i m u l u s w h e n i t i s u n d e r t h e i n f l u e n c eo f e i t h e r e s e r i n e o r v e r a t r i n e ; t h o u g h t h e m e c h a n i s m s b y w h i c h t h e s et w o a l k a l o i d s i n d u c e t h e r e p e t i t i v e a c t i v i t y h a v e b e e n s h o w n t o b ee n t i r e l y d i f f e r e n t [ Ba c q & Br o w n , 1 9 3 7 ] . Ve r a t r i n e c a u s e s e v e n t h ec u r a r i z e d o r t h e d e n e r v a t e d m u s c l e t o g i v e a r e p e t i t i v e r e s p o n s e t o as i n g l e s h o c k ; a n d t h e a c t i o n o f q u i n i n e i n s u p p r e s s i n g t h i s e f f e c t o fv e r a t r i n e p r o b a b l y i n v o l v e s b o t h t h e l e n g t h e n i n g o f t h e r e f r a c t o r yp e r i o d o f t h e m u s c l e a n d t h e d e p r e s s i n g e f f e c t o f q u i n i n e o n t h e d i r e c te x c i t a b i l i t y o f t h e m u s c l e . Es e r i n e , o n t h e o t h e r h a n d , c a u s e s a r e p e t i t i v er e s p o n s e o f t h e m u s c l e t o a s i n g l e n e r v e v o l l e y , b u t h a s n o e f f e c t o n t h er e s p o n s e o f t h e c u r a r i z e d o r d e n e r v a t e d m u s c l e t o d i r e c t s t i m u l a t i o n[ Br o w n e t a l . 1 9 3 6 ] . Th e e f f e c t s o f e s e r i n e a n d o f a s e r i e s o f s y n t h e t i ca n a l o g u e s i n p r o d u c i n g t h i s r e p e t i t i v e r e s p o n s e o f a m u s c l e t o a s i n g l en e r v e v o l l e y w e r e f o u n d b y Ba c q & Br o w n [ 1 9 3 7 ] t o b e r o u g h l yp r o p o r t i o n a l t o t h e i r a n t i c h o l i n e s t e r a s e a c t i v i t i e s ; a n d t h i s w a s r e g a r d e da s s u p p o r t i n g t h e v i e w t h a t t h e r e p e t i t i v e r e s p o n s e i s d u e t o t h e p e r -s i s t e n c e , t h r o u g h a s u c c e s s i o n o f r e f r a c t o r y p e r i o d s , o f a c e t y l c h o l i n el i b e r a t e d b y t h e n e r v e v o l l e y , a n d n o r m a l l y d e s t r o y e d a l m o s t i m m e d i a t e l yb y c h o l i n e s t e r a s e a t t h e n e r v e e n d i n g s . On t h a t v i e w , t h e e f f e c t o f6 3A. M. HARVEYq u i n i n e i n l e n g t h e n i n g t h e r e f r a c t o r y p e r i o d m i g h t , b y i t s e l f , p r o v i d es u f f i c i e n t e x p l a n a t i o n o f t h e r e a d i n e s s w i t h w h i c h i t a b o l i s h e st h er e p e t i t i v e r e s p o n s e t o a s i n g l e n e r v e v o l l e y w h i c h e s e r i n e h a si n d u c e d ,o r p r e v e n t s t h e p r o d u c t i o n o f t h i s e f f e c t b y e s e r i n e , i f g i v e n i n a d v a n c eo f i t . Bu t q u i n i n e , a s w e h a v e s e e n , h a s a l s o a c u r a r e - l i k e a c t i o ni nr a i s i n g t h e t h r e s h o l d a t t h e m o t o r e n d - p l a t e s t o m o t o r n e r v e i m p u l s e s .Cu r a r e i t s e l f a n t a g o n i z e s t h e a c t i o n o f e s e r i n e o n t h e r e s p o n s e t o a n e r v ev o l l e y , a n d w e s h a l l s e e t h a t q u i n i n e , a g a i n l i k e c u r a r e , v e r y r e a d i l ya b o l i s h e s t h e r e p e t i t i v e r e s p o n s e o f a m u s c l e t o i n j e c t e d a c e t y l c h o l i n e .Th e r e a r e , a c c o r d i n g l y , a s p e c t s o f t h e a c t i o n o f q u i n i n e , a d d i t i o n a l t ot h o s e e f f e c t i v e a g a i n s t t h e r e p e t i t i v e r e s p o n s e d u e t o v e r a t r i n e , w h i c he n t e r i n t o i t s a c t i o n o n t h e e s e r i n e e f f e c t . Th e r e a r e , i n d e e d , s e v e r a lc o m p o n e n t s o f t h e q u i n i n e a c t i o n , o f w h i c h a n y o n e m i g h t s u f f i c e t oe x p l a i n t h e r e a d i n e s s w i t h w h i c h t h e r e p e t i t i v e r e s p o n s e t o as i n g l en e r v e v o l l e y , w h i c h e s e r i n e h a s p r o d u c e d , d i s a p p e a r s u n d e r t h e i n f l u e n c eo f q u i n i n e . I t i s m u c h m o r e d i f f i c u l t , i n t h e l i g h t o f f a c t s y e t a v a i l a b l e ,t o e x p l a i n t h e a c t i o n o f e s e r i n e i n r e m o v i n g o r p r e v e n t i n g t h e p o t e n t i a t i o no f t h e t w i t c h r e s p o n s e b y q u i n i n e . So f a r a s q u i n i n e h a s b e e n s h o w n t oh a v e a n y a c t i o n o n c h o l i n e s t e r a s e , i t i s i n t h e s a m e d i r e c t i o n a s t h a t o fe s e r i n e ; a n d t h e e f f e c t o f e s e r i n e i n p r e v e n t i n g t h e q u i n i n e p o t e n t i a t i o n ,w h i c h w e h a v e a t t r i b u t e d t o a l o n g e r d u r a t i o n o f t h e e x c i t a t i o n w a v e ,m u s t b e d u e t o a d i r e c t a c t i o n o f e s e r i n e o n m u s c l e , o f w h i c h w e h a v e ,h i t h e r t o , n o o t h e r e v i d e n c e .W h e n w e c o m e t o t h e a c t i o n o f q u i n i n e o n t h e r e s p o n s e o f t h e m u s c l et o a c e t y l c h o l i n e , w e e n c o u n t e r w h a t m i g h t , i f c o n s i d e r e d b y i t s e l f , b er e g a r d e d a s t h e f i r s t c o m p l e t e d i s c r e p a n c y , b e t w e e n t h e r e s p o n s e o f am u s c l e t o n e r v e i m p u l s e s , a n d i t s r e s p o n s e t o i n j e c t e d a c e t y l c h o l i n e .W h i l e t h e t w i t c h o f t h e m u s c l e i n r e s p o n s e t o a s i n g l e n e r v e v o l l e y i sp o t e n t i a t e d b y q u i n i n e i t s s u p e r f i c i a l l y s i m i l a r t w i t c h - l i k e r e s p o n s e t oa s m a l l a r t e r i a l i n j e c t i o n o f a c e t y l c h o l i n e i s , a t t h e s a m e t i m e , g r e a t l yr e d u c e d o r e v e n s u p p r e s s e d ; a n d t h e s a m e q u i n i n e t r e a t m e n t w h i c h h a sp r o d u c e d t h i s c o n t r a s t m a y l e a v e p r a c t i c a l l y u n c h a n g e d t h e r e s p o n s eo f t h e m u s c l e t o a n i n j e c t i o n o f p o t a s s i u m , w h i c h , b e f o r e t h e q u i n i n e w a sg i v e n , w a s c l o s e l y s i m i l a r t o t h a t e v o k e d b y a c e t y l c h o l i n e . I n c o n s i d e r i n gt h e m e a n i n g o f t h e s e d i f f e r e n c e s , i t i s n e c e s s a r y t o b e a r i n m i n d t h e f a c tt h a t , h o w e v e r c l o s e l y t h e r e s p o n s e o f t h e m u s c l e t o a n i n j e c t i o n o fa c e t y l c h o l i n e m a y a p p e a r t o r e s e m b l e a t w i t c h , t h e r e s e m b l a n c e i ss u p e r f i c i a l ; t h e r e s p o n s e t o a c e t y l c h o l i n e b e i n g , i n f a c t , a s h o r t b u r s to f i r r e g u l a r , a s y n c h r o n o u s t e t a n u s , e v e n w i t h t h e m o s t r a p i d i n j e c t i o np o s s i b l e [ Br o w n e t a l . 1 9 3 6 ] .6 4QUI NI NEONSKELETALMUSCLEW e h a v e a l r e a d y s e e n t h a t t h e r e g u l a r t e t a n i cr e s p o n s e o f t h em u s c l et o a r a p i d s e r i e s o f n e r v ev o l l e y s i s d e p r e s s e d b y q u i n i n e ,t h el e n g t h e n i n go f t h e r e f r a c t o r y p e r i o d a n d t h e c u r a r e - l i k e e f f e c t o n t h ee n d - p l a t et h r e s h o l d c o m b i n i n g t o p r o d u c e t h i sd e p r e s s i o n . Cu r a r ei t s e l f ,i n ad o s ew h i c h s c a r c e l y a f f e c t s t h er e s p o n s e t o as i n g l en e r v ev o l l e y , p r e v e n t st h e m u s c l e f r o m h o l d i n g a t e t a n u s i nr e s p o n s et o ar a p i ds e r i e s[ Br i s c o e ,1 9 3 6 ] ; a n d t h e r e s p o n s e o f t h e m u s c l e t o a ni n j e c t i o no fa c e t y l c h o l i n ei s , l i k e w i s e , m u c h m o r e s e n s i t i v e t o c u r a r i n e t h a n i s i t sr e s p o n s et oas i n g l e n e r v e v o l l e y [ Br o w n e t a l . 1 9 3 6 ] . W eh a v e , t h e r e f o r e ,a s i nt h ec a s e o f t h e t e t a n u s , t w o a c t i o n s o f q u i n i n e a d v e r s e t o t h er e s p o n s e o ft h e m u s c l e t o i n j e c t e d a c e t y l c h o l i n e , v i z . t h el e n g t h e n i n go f t h er e -f r a c t o r y p e r i o d a n d t h e r i s e o f e n d - p l a t e t h r e s h o l d , o f w h i c h t h e f o r m e rc a n n o t a f f e c t t h e t w i t c hr e s p o n s e t o as i n g l en e r v ev o l l e y ,w h i l et h el a t t e r , a s w e h a v e s e e n , i so v e r p o w e r e d b y t h ep o t e n t i a t i n ge f f e c t o nt h et w i t c h o f a l t e r e d c o n d u c t i o n i n t h e m u s c l e . W i t h t h e s e c o n s i d e r a t i o n si n m i n d , t h e c o n t r a s t b e t w e e n t h e d e p t e s s i o n b y q u i n i n e o f t h er e s p o n s et o i n j e c t e d a c e t y l c h o l i n e , a n d i t s p o t e n t i a t i o n o f t h e r e s p o n s e t o as i n g l en e r v e v o l l e y , n o l o n g e r a p p e a r s a n o m a l o u s . I t i s m o r e d i f f i c u l t t o e x p l a i nt h e f a i l u r e o f q u i n i n e t o d e p r e s s t h e r e s p o n s e t o a s u d d e n i n j e c t i o n o fp o t a s s i u m i o n s . I f t h e l e n g t h e n i n g o f t h e r e f r a c t o r y p e r i o d p l a y e d a ni m p o r t a n t p a r t i n d e p r e s s i n g t h e r e s p o n s e t o a c e t y l c h o l i n e , w e s h o u l de x p e c t t h i s a l s o t o a f f e c t t h e r e s p o n s e t o p o t a s s i u m , w h i c h i s a s i m i l a rb u r s t o f i r r e g u l a r t e t a n u s . Th e f a c t t h a t c u r a r i n e a l s o a b o l i s h e s t h er e s p o n s e t o a c e t y l c h o l i n e , w i t h o u t s e r i o u s l y a f f e c t i n g t h a t t o p o t a s s i u m ,s u g g e s t s t h a t t h e c u r a r e - l i k e a c t i o n o f q u i n i n e o n e n d - p l a t e t h r e s h o l dm a y b e t h e c h i e f f a c t o r i n i t s d e p r e s s i o n o f t h e r e s p o n s e s t o a c e t y l c h o l i n ea n d t h a t l e n g t h e n i n g o f t h e r e f r a c t o r y p e r i o d i s l i t t l e c o n c e r n e d i n t h i se f f e c t . Ho w e v e r t h a t m a y b e , t h e c o n t r a s t b e t w e e n t h e l i a b i l i t y o f t h ea c e t y l c h o l i n e c o n t r a c t i o n t o d e p r e s s i o n b y q u i n i n e , a n d t h e r e s i s t a n c eo f t h e p o t a s s i u m c o n t r a c t i o n t o t h e s a m e i n f l u e n c e , i s s u g g e s t i v e l ys i m i l a r t o t h e c o n t r a s t b e t w e e n t h e s a m e t w o r e s p o n s e s i n r e s p e c t o fl i a b i l i t y t o d e p r e s s i o n b y c u r a r i n e . On e w a y o f i n t e r p r e t i n g t h e c o n t r a s tw o u l d b e t o s a y t h a t a c e t y l c h o l i n e a c t s o n t h e m o t o r e n d - p l a t e , t h ee x c i t a b i l i t y o f w h i c h i s d e p r e s s e d b y c u r a r i n e o r b y q u i n i n e , s o t h a t t h et h r e s h o l d o f t h e m u s c l e f o r m o t o r i m p u l s e o r f o r a c e t y l c h o l i n e i s r a i s e db y t h e s e s u b s t a n c e s ; w h e r e a s p o t a s s i u m i o n s a c t o n s o m e o t h e r p a r t o ft h e m u s c l e f i b r e t h a n t h e m o t o r e n d - p l a t e , a n d t h e r e s p o n s e t o t h e m i sa c c o r d i n g l y l i t t l e a f f e c t e d b y c u r a r i n e o r q u i n i n e . Th e s a m e o b s e r v e df a c t s , h o w e v e r , w o u l d b e e q u a l l y w e l l a c c o u n t e d f o r , i f i t w e r e s u p p o s e dt h a t a c e t y l c h o l i n e a n d p o t a s s i u m p r o d u c e t h e i r v e r y s i m i l a r s t i m u l a t i n gP H. XCV.56 5A. M. HARVEYe f f e c t s o n t h e s a m e s t r u c t u r e , t h e m o t o re n d - p l a t e , t h ee x c i t a b i l i t y o fw h i c h i s l o w e r e d b y c u r a r e o r q u i n i n e s p e c i f i c a l l y f o ra c e t y l c h o l i n e , b u tn o t f o r p o t a s s i u m i o n s ; j u s t a s Br o w n &Fe l d b e r g [ 1 9 3 6 ]f o u n dt h a tc u r a r i n e i n a s u i t a b l e d o s e r e n d e r e d t h e c e l l s o f a g a n g l i o n i n s e n s i t i v et o a c e t y l c h o l i n e o r p r e g a n g l i o n i c i m p u l s e s , l e a v i n g t h e m s t i l lf u l l yr e s p o n s i v e t o p o t a s s i u m i o n s . On t h e r e s p o n s e s o f t h e n o r m a l a v i a na n da m p h i b i a n m u s c l e t o a c e t y l c h o l i n e , t h e e f f e c t o f q u i n i n e i s o f t h ek i n dw h i c h i t s a c t i o n o n n o r m a l m a m m a l i a n m u s c l e w o u l d l e a d o n e t oe x p e c t .Av i a n a n d a m p h i b i a n m u s c l e s r e s p o n d t o a c e t y l c h o l i n e w i t h aq u i c kc o n t r a c t i o n , a c c o m p a n i e d b y a n i r r e g u l a r b u r s t o f a c t i o np o t e n t i a l sf o l l o w e d b y a r e l a t i v e l y p e r s i s t e n t c o n t r a c t u r e , d u r i n g w h i c h t h em u s c l e sa r e e l e c t r i c a l l y " s i l e n t " . Qu i n i n e , a s w o u l d b e e x p e c t e d , a b o l i s h e s t h ei n i t i a l q u i c k p h a s e , a n d l e a v e s t h e c o n t r a c t u r e l i t t l e a f f e c t e d .I n c o n t r a s t t o t h e s e e f f e c t s , t h e a c t i o n s o f q u i n i n e o n t h e r e s p o n s e so f d e n e r v a t e d m u s c l e s p r e s e n t a n u m b e r o f a n o m a l i e s , a n d a r e d i f f i c u l tt o i n t e r p r e t . Th e g r e a t l y s e n s i t i z e d r e s p o n s e o f d e n e r v a t e d m a m m a l i a nm u s c l e t o a c e t y l c h o l i n e r e s e m b l e s t h a t o f n o r m a l a v i a n o r a m p h i b i a nm u s c l e i n h a v i n g a n i n i t i a l q u i c k p h a s e w i t h o s c i l l a t o r y a c t i o n p o t e n t i a l s ,f o l l o w e d b y a n e l e c t r i c a l l y"s i l e n t"c o n t r a c t u r e ; b u t q u i n i n e s u r p r i s i n g l ys u p p r e s s e s t h e c o n t r a c t u r e p h a s e o f t h i s r e s p o n s e o f t h e d e n e r v a t e dm a m m a l i a n m u s c l e b e f o r e i t a f f e c t s t h e i n i t i a l q u i c k p h a s e . I t m a y b er e c a l l e d t h a t c u r a r e a l s o a f f e c t s t h e s e c o n d , c o n t r a c t u r e p h a s e o f t h er e s p o n s e o f t h e d e n e r v a t e d m a m m a l i a n m u s c l e t o a c e t y l c h o l i n e a t l e a s ta s r e a d i l y a s i t a f f e c t s t h e i n i t i a l , q u i c k p h a s e . I t w o u l d b e i m p o s s i b l et o i n t e r p r e t t h e s e e f f e c t s o f t h e d e p r e s s a n t a l k a l o i d s i n t e r m s o f a c t i o na t d i f f e r e n t p o i n t s o r o n d i f f e r e n t s t r u c t u r e s o f t h e m u s c l e f i b r e . Atp r e s e n t t h e y c a n o n l y b e r e c o r d e d , t h e i r m a i n i n t e r e s t b e i n g i n t h ea d d i t i o n a l e v i d e n c e t h e y a f f o r d , o f t h e s i m i l a r i t y o f o n e o f t h e a c t i o n s o fq u i n i n e o n v o l u n t a r y m u s c l e t o t h a t s o c h a r a c t e r i s t i c o f c u r a r i n e a s t ob e c o m m o n l y n a m e d b y r e f e r e n c e t o t h a t a l k a l o i d .SUMMARY1 . Qu i n i n e h a s b e e n s h o w n t o h a v e a n u m b e r o f a c t i o n s o n s k e l e t a lm u s c l e , o n t h e m o t o r e n d - p l a t e , a n d o n t h e r e s p o n s e s o f t h e m u s c l e t ov a r i o u s o t h e r d r u g s . Th e s e a c t i o n s h a v e b e e n s t u d i e d i n m a m m a l i a n ,a v i a n , a n d a m p h i b i a n m u s c l e .2 . I t c a u s e s a n i n c r e a s e i n t h e t e n s i o n r e s p o n s e t o a s i n g l e m a x i m a ls t i m u l u s i n n o r m a l , c u r a r i z e d , a n d d e n e r v a t e d m u s c l e . Th i s m e c h a n i c a lp o t e n t i a t i o n i s a c c o m p a n i e d b y a n i n c r e a s e i n t h e a m p l i t u d e a n dd u r a t i o n o f t h e m u s c l e a c t i o n p o t e n t i a l .6 6QUI NI NEONSKELETALMUSCLE6 73 . Th e a b i l i t y o f t h e m u s c l e t o r e s p o n d t o a t e t a n u s i s d i m i n i s h e do n a c c o u n t o f a n i n c r e a s e i n t h er e f r a c t o r y p e r i o d o f t h e m u s c l ef i b r e s .4 . Th e e x c i t a b i l i t y a t t h e m o t o r e n d - p l a t e i s l o w e r e db y q u i n i n e ,a n d t h e a b i l i t y o f a t e t a n u s t o f a c i l i t a t e c o n d u c t i o n a t t h ee n d - p l a t e i sw e a k e n e d o r a b o l i s h e d .5 . Es e r i n e a n d v e r a t r i n e a r e n o l o n g e r a b l e t o e v o k e ar e p e t i t i v er e s p o n s e t o a s i n g l e s t i m u l u s i n a m u s c l e w h i c h h a s b e e n t r e a t e dw i t hq u i n i n e .6 . Th e r e s p o n s e o f t h e n o r m a l m a m m a l i a n m u s c l e t oi n j e c t e d a c e t y l -c h o l i n e i s a b o l i s h e d b y q u i n i n e . Th i s p h e n o m e n o n i s d u el a r g e l yt o t h ec u r a r i f o r m a c t i o n o f t h e d r u g , t h e o t h e r w i s e v e r y s i m i l a rr e s p o n s et o a ni n j e c t i o n o f a p o t a s s i u m s a l t b e i n g l i t t l e a f f e c t e d . Th e a c t i o n o fq u i n i n eo n t h e r e s p o n s e o f d e n e r v a t e d m u s c l e t o a c e t y l c h o l i n e i s d i s c u s s e d .I w i s h t o e x p r e s s m y a p p r e c i a t i o n t o Si r He n r y D a l e f o r h i s i n t e r e s t d u r i n g t h e c o u r s eo f t h i s i n v e s t i g a t i o n a n d t o D r G . L. Br o w n f o r h i s h e l p i n m a n y o f t h e e x p e r i m e n t s .REFERENCESAd r i a n , E. D . & G e l f a n , S. [ 1 9 3 3 ] . J. P h y s i o l . 7 8 , 2 7 1 .Ba c q , Z . M. & Br o w n , G . L. [ 1 9 3 7 ] . J. P h y s i o l . 8 9 , 4 5 .Bo y d , T. [ 1 9 3 6 ] . Am e r . J. P h y s i o l . 1 0 0 , 5 6 9 .Br e m e r , F. & Mo l d a v e r , J. [ 1 9 3 8 ] . C.R. So c . Bi o l ., P a r i s , 1 2 7 , 3 5 2 .Br i s c o e , G . [ 1 9 3 6 ] . La n c e t , 1 , 4 6 9 .Br o d y , J. G . & So l l m a n , T. [ 1 9 2 3 ] . Ar c h . i n t . P h a r m a c o d y n . 2 7 , 4 8 1 .Br o w n , D . E. S. [ 1 9 3 6 ] . Sy m p o s i a Qu a n t . Bi o l . 4 , 2 4 2 .Br o w n , G . L. [ 1 9 3 7 a ] . J. P h y s i o l . 8 9 , 2 2 0 .Br o w n , G . L. [ 1 9 3 7 b ] . J. P h y s i o l . 9 1 , 4 P .Br o w n , G . L. [ 1 9 3 7 c ] . J. P h y s i o l . 8 9 , 4 3 8 .Br o w n , G . L. [ 1 9 3 8 ] . J. P h y s i o l . 9 2 , 2 2 P .Br o w n , G . L., D a l e , H. H. & Fe l d b e r g , W . [ 1 9 3 6 ] . J. P h y s i o l . 8 7 , 3 9 4 .Br o w n , G . L. & v o n Eu l e r , U. S. [ 1 9 3 8 ] . J. P h y s i o l . 9 3 , 3 9 .Br o w n , G . L. & Fe l d b e r g , W . [ 1 9 3 6 ] . J. P h y s i o l . 8 6 , 2 9 0 .Br o w n , G . L. & Ha r v e y , A. M. [ 1 9 3 8 a ] . J. P h y s i o l . 9 3 , 2 8 5 .Br o w n , G . L. & Ha r v e y , A. M. [ 1 9 3 8 b ] . J. P h y s i o l . 9 4 , 1 0 1 .Br o w n , G . L. & Ha r v e y , A. M. [ 1 9 3 8 c ] . Un p u b l i s h e d o b s e r v a t i o n s .Ed w a r d s , D . J. & Br o w n , D . E. S. [ 1 9 3 4 ] . J. c e l l . c o m p . P h y s i o l . 5 . 1 .Fu r t h , 0 . V. & Sc h w a r t z , Ca r l [ 1 9 0 9 ] . P f l u g . Ar c h . g e s . P h y s i o l . 1 2 9 , 5 2 5 .Ha r v e y , A. M. & Ko l b , L. C. [ 1 9 3 7 ] . Un p u b l i s h e d o b s e r v a t i o n s .Ke n n e d y , F. & W o l f , A. [ 1 9 3 7 ] . Ar c h . Ne u r o l . P s y c h i a t . 3 7 , 1 4 2 .Ko l b , L. C., Ha r v e y , A. M. & W h i t e h i l l , M. R. [ 1 9 3 8 ] . Bu l l . Jo h n sHo p k . Ho s p . 6 2 , 1 8 8 .Sa n t e s s o n , C. G . [ 1 8 9 2 ] . Ar c h . e x p . P a t h . Th e r . 3 0 , 4 1 1 .Sa n t e s s o n , C. G . [ 1 9 1 9 ] . Ar c h . e x p . P a t h . Th e r . 8 4 , 1 7 6 .Sc h a e f e r , H. [ 1 9 3 6 ] .P f l i u g . Ar c h . g e s . P h y s i o l . 2 3 7 , 3 2 9 .Se c h e r , K. J. A. [ 1 9 1 5 ] . Ar c h . e x p . P a t h . P h a r m a k . 7 8 , 4 4 5 .W e i s s , So m a [ 1 9 2 5 - 6 ] . P r o c . So c . e x p . Bi o l ., N.Y., 2 3 , 5 6 7 .5 - 2