Vegetatives Nervensystem - Autonomic nervous system
Vegetatives Nervensystem | |
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Einzelheiten | |
Bezeichner | |
Latein | Autonomici systematis nervosi |
Gittergewebe | D001341 |
TA98 | A14.3.00.001 |
TA2 | 6600 |
FMA | 9905 |
Anatomische Terminologie |
Das autonome Nervensystem ( ANS ), ehemals vegetatives Nervensystem , ist ein Teil des peripheren Nervensystems , der die glatte Muskulatur und die Drüsen versorgt und somit die Funktion der inneren Organe beeinflusst . Das autonome Nervensystem ist ein weitgehend unbewusst agierendes Kontrollsystem, das Körperfunktionen wie Herzfrequenz , Verdauung , Atemfrequenz , Pupillenreaktion , Wasserlassen und sexuelle Erregung reguliert . Dieses System ist der primäre Mechanismus zur Kontrolle der Kampf-oder-Flucht-Reaktion .
Das autonome Nervensystem wird durch integrierte Reflexe über den Hirnstamm zum Rückenmark und zu den Organen reguliert . Zu den autonomen Funktionen gehören die Kontrolle der Atmung , die Herzregulation (das Herzkontrollzentrum), die vasomotorische Aktivität (das vasomotorische Zentrum ) und bestimmte Reflexaktionen wie Husten , Niesen , Schlucken und Erbrechen . Diese werden dann in andere Bereiche unterteilt und auch mit autonomen Subsystemen und dem peripheren Nervensystem verknüpft. Der Hypothalamus , direkt über dem Hirnstamm , fungiert als Integrator für autonome Funktionen und erhält autonome regulatorische Impulse vom limbischen System .
Das autonome Nervensystem hat drei Zweige: das sympathische Nervensystem , das parasympathische Nervensystem und das enterische Nervensystem . Einige Lehrbücher umfassen das enterische Nervensystem nicht als Teil dieses Systems. Das sympathische Nervensystem wird oft als das „ Kampf-oder-Flucht “-System angesehen, während das parasympathische Nervensystem oft als das „Ruhe-und-Verdau“- oder „Futter-und-Zucht“-System betrachtet wird. In vielen Fällen haben diese beiden Systeme "entgegengesetzte" Wirkungen, wobei ein System eine physiologische Reaktion aktiviert und das andere sie hemmt. Eine ältere Vereinfachung des sympathischen und parasympathischen Nervensystems als „erregend“ und „hemmend“ wurde aufgrund der vielen gefundenen Ausnahmen aufgehoben. Eine modernere Charakterisierung ist, dass der Sympathikus ein "schnelles reaktionsmobilisierendes System" und der Parasympathikus ein "langsamer aktiviertes Dämpfungssystem " ist, aber auch dies hat Ausnahmen, wie etwa bei sexueller Erregung und Orgasmus , wobei beide eine Rolle spielen .
Es gibt hemmende und erregende Synapsen zwischen Neuronen . Ein drittes Subsystem von Neuronen wurde als nicht noradrenerge, nicht cholinerge Transmitter bezeichnet (weil sie Stickstoffmonoxid als Neurotransmitter verwenden ) und sind integraler Bestandteil der autonomen Funktion, insbesondere im Darm und in der Lunge .
Obwohl das ANS auch als viszerales Nervensystem bezeichnet wird, ist das ANS nur mit der motorischen Seite verbunden. Die meisten autonomen Funktionen sind unwillkürlich, können aber oft in Verbindung mit dem somatischen Nervensystem arbeiten, das eine willkürliche Kontrolle bereitstellt.
Struktur
Das autonome Nervensystem wird in Sympathikus und Parasympathikus unterteilt . Der Sympathikus entspringt im Brust- und Lendenbereich aus dem Rückenmark und endet um L2-3. Der Parasympathikus Teilung hat craniosacral „Abfluss“, was bedeutet , dass die Neuronen zu Beginn Hirnnerven (genauer gesagt der Oculomotorius , Gesichtsnerven , Glossopharyngeus und Vagusnerv ) und Sakral (S2-S4) , des Rückenmarks.
Das autonome Nervensystem ist insofern einzigartig, als es einen sequentiellen efferenten Weg mit zwei Neuronen erfordert; das präganglionäre Neuron muss zuerst mit einem postganglionären Neuron synapsen, bevor es das Zielorgan innervieren kann. Das präganglionäre oder erste Neuron beginnt am „Ausfluss“ und wird am Zellkörper des postganglionären oder zweiten Neurons synapsen. Das postganglionäre Neuron wird dann am Zielorgan synapsen.
Sympathische Teilung
Das sympathische Nervensystem besteht aus Zellen mit Körpern in der seitlichen grauen Säule von T1 bis L2/3. Diese Zellkörper sind "GVE" (general visceral efferent) Neuronen und sind die präganglionären Neuronen. Es gibt mehrere Orte, an denen präganglionäre Neuronen für ihre postganglionären Neuronen synapsen können:
- Paravertebrale Ganglien (3) der Sympathikuskette (diese verlaufen auf beiden Seiten der Wirbelkörper)
- Halsganglien (3)
- thorakale Ganglien (12) und rostrale lumbale Ganglien (2 oder 3)
- kaudale Lumbalganglien und Sakralganglien
- Prävertebrale Ganglien (Ganglion coeliacus, Ganglion aorticorenale, Ganglion mesenterica superior, Ganglion mesenterica inferior)
- Chromaffine Zellen des Nebennierenmarks (dies ist die einzige Ausnahme von der Zwei-Neuronen-Pfad-Regel: die Synapse ist direkt auf die Zielzellkörper efferent)
Diese Ganglien stellen die postganglionären Neuronen bereit, aus denen die Innervation der Zielorgane folgt. Beispiele für splanchnicus (viszerale) Nerven sind:
- Zervikale Herznerven und thorakale viszerale Nerven, die in der sympathischen Kette synapsen
- N. splanchnicus thorakal (größer, kleiner, am wenigsten), die in den prävertebralen Ganglien synapsen
- N. splanchnicus lumbalis , die in den prävertebralen Ganglien synapsen
- Sakrale Splanchnicusnerven , die im unteren Plexus hypogastricus synapsen
Diese enthalten alle auch afferente (sensorische) Nerven, die als GVA-Neuronen (general viszeral afferent) bekannt sind .
Parasympathische Teilung
Das parasympathische Nervensystem besteht aus Zellen mit Körpern an einem von zwei Orten: dem Hirnstamm (Hirnnerven III, VII, IX, X) oder dem sakralen Rückenmark (S2, S3, S4). Dies sind die präganglionären Neuronen, die an diesen Stellen mit postganglionären Neuronen synapsen:
- Parasympathische Ganglien des Kopfes: Ziliar ( Hirnnerv III ), Unterkiefer ( Hirnnerv VII ), Pterygopalatine ( Hirnnerv VII ) und Otic ( Hirnnerv IX )
- In oder in der Nähe der Wand eines vom Vagus ( Hirnnerv X ) oder Sakralnerven (S2, S3, S4) innervierten Organs
Diese Ganglien stellen die postganglionären Neuronen bereit, aus denen die Innervation der Zielorgane folgt. Beispiele sind:
- Die postganglionären parasympathischen splanchnischen (viszeralen) Nerven
- Der Vagusnerv , der durch den Brust- und Bauchbereich verläuft und unter anderem das Herz, die Lunge, die Leber und den Magen innerviert
Sensorischen Neuronen
Der sensorische Arm besteht aus primären viszeralen sensorischen Neuronen, die im peripheren Nervensystem (PNS) in den kranialen sensorischen Ganglien vorkommen: den geniculatum-, petrosalen und nodose-Ganglien, die jeweils an die Hirnnerven VII, IX und X angehängt sind. Diese sensorischen Neuronen überwachen die Ebenen von Kohlendioxid, Sauerstoff und Zucker im Blut, dem arteriellen Druck und der chemischen Zusammensetzung des Magen- und Darminhalts. Sie vermitteln auch den Geschmacks- und Geruchssinn, der im Gegensatz zu den meisten Funktionen des ANS eine bewusste Wahrnehmung ist. Blutsauerstoff und Kohlendioxid werden tatsächlich direkt vom Glomus carotis wahrgenommen, einer kleinen Ansammlung von Chemosensoren an der Gabelung der Halsschlagader, die vom Ganglion petrosus (IX.) innerviert wird. Primäre sensorische Neuronen projizieren (Synapse) auf viszerale sensorische Neuronen „zweiter Ordnung“, die sich in der Medulla oblongata befinden und den Kern des Trakts solitär (nTS) bilden, der alle viszeralen Informationen integriert. Der nTS erhält auch Input von einem nahegelegenen chemosensorischen Zentrum, der Area postrema, das Giftstoffe im Blut und im Liquor erkennt und für chemisch induziertes Erbrechen oder bedingte Geschmacksabneigung (die Erinnerung, die sicherstellt, dass ein Tier, das durch eine Essen berührt es nie wieder). All diese viszeralen sensorischen Informationen modulieren ständig und unbewusst die Aktivität der Motoneuronen des ANS.
Innervation
Autonome Nerven wandern zu Organen im ganzen Körper. Die meisten Organe werden parasympathisch durch den Vagusnerv und sympathisch durch Splanchnikusnerven versorgt . Der sensorische Teil des letzteren erreicht die Wirbelsäule an bestimmten Wirbelsäulenabschnitten . Schmerzen in einem inneren Organ werden als übertragene Schmerzen wahrgenommen , genauer gesagt als Schmerzen aus dem Dermatom , das dem Wirbelsäulensegment entspricht.
Organ | Nerven | Wirbelsäulen Herkunft |
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Magen |
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T5 , T6 , T7 , T8 , T9 , manchmal T10 |
Zwölffingerdarm | T5 , T6 , T7 , T8 , T9 , manchmal T10 | |
Jejunum und Ileum | T5 , T6 , T7 , T8 , T9 | |
Milz | T6 , T7 , T8 | |
Gallenblase und Leber |
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T6 , T7 , T8 , T9 |
Doppelpunkt |
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Bauchspeicheldrüsenkopf | T8 , T9 | |
Anhang |
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T10 |
Nieren und Harnleiter |
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T11 , T12 |
Motorische Neuronen
Motoneuronen des autonomen Nervensystems werden in ''autonomen Ganglien'' gefunden. Die des parasympathischen Astes befinden sich in der Nähe des Zielorgans, während die Ganglien des sympathischen Astes in der Nähe des Rückenmarks liegen.
Die sympathischen Ganglien befinden sich hier in zwei Ketten: der prävertebralen und der präaortalen Kette. Die Aktivität autonomer ganglionärer Neuronen wird durch „präganglionäre Neuronen“ im Zentralnervensystem moduliert. Präganglionäre sympathische Neuronen befinden sich im Rückenmark, im Brustkorb und in der oberen Lendenwirbelsäule. Präganglionäre parasympathische Neuronen werden in der Medulla oblongata gefunden, wo sie viszerale motorische Kerne bilden; der dorsale motorische Kern des Vagusnervs; im Nucleus ambiguus, den Speichelkernen und im Sakralbereich des Rückenmarks.
Funktion
Sympathische und parasympathische Divisionen funktionieren typischerweise gegensätzlich. Aber dieser Gegensatz wird eher als komplementär als als antagonistisch bezeichnet. Als Analogie kann man sich den Sympathikus als Beschleuniger und den Parasympathikus als Bremse vorstellen. Die sympathische Teilung funktioniert typischerweise bei Aktionen, die schnelle Reaktionen erfordern. Die parasympathische Teilung funktioniert mit Aktionen, die keine sofortige Reaktion erfordern. Das sympathische System wird oft als das „ Kampf-oder-Flucht “-System angesehen, während das parasympathische System oft als das „Ruhe-und-Verdau“- oder „Futter-und-Zucht“-System betrachtet wird.
Viele Fälle von sympathischer und parasympathischer Aktivität können jedoch nicht „Kampf“- oder „Ruhe“-Situationen zugeschrieben werden. So würde beispielsweise das Aufstehen aus liegender oder sitzender Position zu einem nicht nachhaltigen Blutdruckabfall führen, wenn nicht der arterielle Sympathikustonus kompensatorisch erhöht würde. Ein weiteres Beispiel ist die ständige sekundenschnelle Modulation der Herzfrequenz durch sympathische und parasympathische Einflüsse in Abhängigkeit von den Atemzyklen. Im Allgemeinen sollten diese beiden Systeme als permanente Modulation der Vitalfunktionen angesehen werden, in einer normalerweise antagonistischen Weise, um eine Homöostase zu erreichen . Höhere Organismen behalten ihre Integrität über die Homöostase, die auf einer negativen Feedback-Regulierung beruht, die wiederum typischerweise vom autonomen Nervensystem abhängt. Einige typische Aktionen des sympathischen und parasympathischen Nervensystems sind unten aufgeführt.
Zielorgan/-system | Parasympathikus | Sympathisch |
---|---|---|
Verdauungstrakt | Erhöhen Sie die Peristaltik und die Sekretionsmenge der Verdauungsdrüsen | Verringern Sie die Aktivität des Verdauungssystems |
Leber | Keine Wirkung | Verursacht die Freisetzung von Glukose ins Blut |
Lunge | Verengt Bronchiolen | Erweitert Bronchiolen |
Harnblase/ Harnröhre | Entspannt den Schließmuskel | Verengt den Schließmuskel |
Nieren | Keine Effekte | Verringern Sie die Urinausscheidung |
Herz | Verringert die Rate | Verbesserungs Rate |
Blutgefäße | Keine Wirkung auf die meisten Blutgefäße | Verengt die Blutgefäße in den Eingeweiden; BP erhöhen |
Speicheldrüsen und Tränendrüsen | Stimuliert; erhöht die Speichel- und Tränenproduktion | Hemmt; führen zu trockenem Mund und trockenen Augen |
Auge (Iris) | Stimuliert die Konstriktorenmuskulatur; Schüler einschnüren | Stimulieren Sie den Dilatatormuskel; erweitert die Pupillen |
Auge (Ziliarmuskeln) | Stimuliert, um das Vorwölben der Linse für die Nahsicht zu erhöhen | Hemmt; das Ausbeulen der Linse verringern; bereitet sich auf die Fernsicht vor |
Nebennierenmark | Keine Wirkung | Stimulieren Sie die Medullazellen zur Ausschüttung von Adrenalin und Noradrenalin |
Schweißdrüse der Haut | Keine Wirkung | Zur Schweißproduktion anregen |
Sympathisches Nervensystem
Fördert eine Kampf-oder-Flucht-Reaktion , korrespondiert mit Erregung und Energieerzeugung und hemmt die Verdauung
- Leitet den Blutfluss vom Magen-Darm- Trakt (GI) und der Haut durch Vasokonstriktion ab
- Die Durchblutung der Skelettmuskulatur und der Lunge wird verbessert (bei Skelettmuskeln um bis zu 1200%)
- Erweitert die Bronchiolen der Lunge durch zirkulierendes Adrenalin , was einen besseren alveolären Sauerstoffaustausch ermöglicht
- Erhöht die Herzfrequenz und die Kontraktilität der Herzzellen ( Myozyten ), wodurch ein Mechanismus für eine verbesserte Durchblutung der Skelettmuskulatur bereitgestellt wird
- Erweitert die Pupillen und entspannt den Ziliarmuskel zur Linse, wodurch mehr Licht in das Auge gelangt und die Fernsicht verbessert wird
- Bietet Vasodilatation für die Herzkranzgefäße des Herzens
- Schnürt alle Darm- Schließmuskel und der Harnröhrenschließmuskel
- Hemmt die Peristaltik
- Stimuliert den Orgasmus
Parasympathisches Nervensystem
Es wird gesagt, dass das parasympathische Nervensystem eine "Ruhe- und Verdauungsreaktion" fördert, die Beruhigung der Nerven fördert, zu einer normalen Funktion zurückkehrt und die Verdauung verbessert. Zu den Funktionen der Nerven innerhalb des parasympathischen Nervensystems gehören:
- Erweiterung der Blutgefäße, die zum GI-Trakt führen, wodurch der Blutfluss erhöht wird.
- Verengung des Bronchiolendurchmessers bei vermindertem Sauerstoffbedarf
- Dedizierte Herzäste des Vagus- und thorakalen Spinal- Hilfs-Nervens ermöglichen die parasympathische Kontrolle des Herzens ( Myokard ).
- Verengung der Pupille und Kontraktion der Ziliarmuskeln , erleichtert die Akkommodation und ermöglicht ein näheres Sehen
- Stimuliert die Sekretion der Speicheldrüsen und beschleunigt die Peristaltik , vermittelt die Verdauung der Nahrung und indirekt die Aufnahme von Nährstoffen
- Sexuell. Nerven des peripheren Nervensystems sind über die N. splanchnicus pelvine 2–4 an der Erektion des Genitalgewebes beteiligt . Sie sind auch für die Stimulierung der sexuellen Erregung verantwortlich.
Enterisches Nervensystem
Das enterische Nervensystem ist das intrinsische Nervensystem des Magen-Darm-Systems . Es wurde als "das zweite Gehirn des menschlichen Körpers" beschrieben. Seine Funktionen umfassen:
- Erfassen chemischer und mechanischer Veränderungen im Darm
- Sekretion im Darm regulieren
- Kontrolle der Peristaltik und einiger anderer Bewegungen
Neurotransmitter
An den Effektororganen setzen sympathische ganglionäre Neuronen Noradrenalin (Noradrenalin) zusammen mit anderen Cotransmittern wie ATP frei , um auf adrenerge Rezeptoren einzuwirken , mit Ausnahme der Schweißdrüsen und des Nebennierenmarks:
- Acetylcholin ist der präganglionäre Neurotransmitter für beide Bereiche des ANS sowie der postganglionäre Neurotransmitter parasympathischer Neuronen. Nerven, die Acetylcholin freisetzen, gelten als cholinerg. Im parasympathischen System verwenden ganglionäre Neuronen Acetylcholin als Neurotransmitter, um muskarinische Rezeptoren zu stimulieren.
- Am Nebennierenmark gibt es kein postsynaptisches Neuron. Stattdessen setzt das präsynaptische Neuron Acetylcholin frei, um auf Nikotinrezeptoren zu wirken . Die Stimulation des Nebennierenmarks setzt Adrenalin (Epinephrin) in den Blutkreislauf frei, das auf die Adrenozeptoren einwirkt und dadurch indirekt die sympathische Aktivität vermittelt oder nachahmt.
Eine vollständige Tabelle finden Sie unter Tabelle der Neurotransmitter-Aktionen im ANS .
Geschichte
Das spezialisierte System des autonomen Nervensystems wurde von Galen erkannt . Im Jahr 1665 verwendete Willis die Terminologie, und im Jahr 1900 verwendete Langley den Begriff und definierte die beiden Unterteilungen als sympathisches und parasympathisches Nervensystem.
Koffein-Effekte
Koffein ist ein bioaktiver Inhaltsstoff , der in häufig konsumierten Getränken wie Kaffee, Tee und Limonaden enthalten ist. Zu den kurzfristigen physiologischen Wirkungen von Koffein gehören ein erhöhter Blutdruck und ein Ausfluss der sympathischen Nerven. Der gewohnheitsmäßige Konsum von Koffein kann physiologische Kurzzeitwirkungen hemmen. Der Konsum von koffeinhaltigem Espresso erhöht die parasympathische Aktivität bei gewohnheitsmäßigen Koffeinkonsumenten; entkoffeinierter Espresso hemmt jedoch die parasympathische Aktivität bei gewohnheitsmäßigen Koffeinkonsumenten. Möglicherweise tragen auch andere bioaktive Inhaltsstoffe in entkoffeiniertem Espresso zur Hemmung der parasympathischen Aktivität bei gewohnheitsmäßigen Koffeinkonsumenten bei.
Koffein ist in der Lage, die Arbeitskapazität zu erhöhen, während der Einzelne anstrengende Aufgaben verrichtet. In einer Studie provozierte Koffein eine höhere maximale Herzfrequenz während einer anstrengenden Aufgabe im Vergleich zu einem Placebo . Diese Tendenz ist wahrscheinlich auf die Fähigkeit von Koffein zurückzuführen, den Abfluss der sympathischen Nerven zu erhöhen. Darüber hinaus fand diese Studie heraus, dass die Erholung nach intensivem Training langsamer war, wenn Koffein vor dem Training konsumiert wurde. Dieser Befund weist auf die Tendenz von Koffein hin, die parasympathische Aktivität bei nicht gewöhnlichen Konsumenten zu hemmen. Die durch Koffein stimulierte Zunahme der Nervenaktivität ruft wahrscheinlich andere physiologische Wirkungen hervor, wenn der Körper versucht, die Homöostase aufrechtzuerhalten .
Die Auswirkungen von Koffein auf die parasympathische Aktivität können je nach Position des Individuums bei der Messung autonomer Reaktionen variieren. Eine Studie ergab, dass die sitzende Position die autonome Aktivität nach dem Koffeinkonsum (75 mg) hemmte; jedoch erhöhte sich die parasympathische Aktivität in Rückenlage. Dieses Ergebnis könnte erklären, warum einige gewohnheitsmäßige Koffeinkonsumenten (75 mg oder weniger) keine kurzfristigen Auswirkungen von Koffein haben, wenn ihre Routine viele Stunden im Sitzen erfordert. Es ist wichtig anzumerken, dass die Daten, die eine erhöhte parasympathische Aktivität in Rückenlage belegen, aus einem Experiment mit Teilnehmern im Alter zwischen 25 und 30 Jahren stammen, die als gesund und bewegungsarm galten. Koffein kann die autonome Aktivität bei Personen, die aktiver oder älter sind, unterschiedlich beeinflussen.
Siehe auch
- Dysautonomie
- Internationale Gesellschaft für Autonome Neurowissenschaften
- Medullärer ischämischer Reflex
Verweise
Externe Links
- Artikel zum autonomen Nervensystem in Scholarpedia von Ian Gibbins und Bill Blessing
- Abteilung des Nervensystems