Функции симпатической нервной системы и последствия ее активации

Обновлено: 22.04.2024

Строение автономной нервной системы, управляющей нашими органами независимо от сознания, ее функции. Участие в приспособительных реакциях организма. Механизм передачи нервного импульса (строение синапса). Ацетилхолин и норадреналин - основные посредники этой системы и их эффекты.

Почему мы не можем по своему желанию остановить собственное сердце или прекратить процесс переваривания пищи в желудке, почему внезапный испуг заставляет сильнее биться сердце? Существует отдельная часть нервной системы человека, которая управляет многими непроизвольными функциями нашего организма. Она называется вегетативной нервной системой. Это автономная нервная система, активность которой не контролируется нашим сознанием. Под контролем этой системы находится активность различных желез, сокращение гладких мышц, работа почек, сокращение сердца и многие другие функции.

Вегетативная нервная система поддерживает на заданном природой уровне кровяное давление, потоотделение, температуру тела, обменные процессы, деятельность внутренних органов, кровеносных и лимфатических сосудов. Вместе с эндокринной системой, о которой мы будем рассказывать в следующей главе, она регулирует постоянство состава крови, лимфы, тканевой жидкости (внутренней среды) в организме, управляет обменом веществ и осуществляет взаимодействие отдельных органов в системах органов (дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения и размножения).

Строение вегетативной нервной системы.

Функции их, как правило, противоположны (рисунок 1.5.17). Как видно из рисунка 1.5.17, если нервы симпатического отдела стимулируют какую-то реакцию, то нервы парасимпатического ее подавляют. Эти процессы разнонаправленного воздействия друг на друга в конечном итоге взаимно уравновешивают друг друга, в результате функция поддерживается на соответствующем уровне. Именно на возбуждение или торможение одного из таких противоположных по своей направленности влияний часто направлено действие лекарств.

Возбуждение симпатических нервов вызывает расширение сосудов головного мозга, кожи, периферических сосудов; расширение зрачка; снижение выделительной функции слюнных желез и усиление - потовых; расширение бронхов; ускорение и усиление сердечных сокращений; сокращение мышц, поднимающих волосы; ослабление моторики желудка и кишечника; усиление секреции гормонов надпочечников; расслабление мочевого пузыря; оказывает возбуждающее действие на половые органы, вызывает сокращение матки. По парасимпатическим нервным волокнам отдаются “приказы”, обратные по своей направленности: например, сосудам и зрачку - сузиться, мускулатуре мочевого пузыря - сократиться и так далее.

Вегетативная нервная система очень чувствительна к эмоциональному воздействию. Печаль, гнев, тревога, страх, апатия, половое возбуждение - эти состояния вызывают изменения функций органов, находящихся под контролем вегетативной нервной системы. Например, внезапный испуг заставляет сильнее биться сердце, дыхание становится более частым и глубоким, в кровь из печени выбрасывается глюкоза, прекращается выделение пищеварительного сока, появляется сухость во рту. Организм готовится к быстрой реакции на опасность и, если требуется, к самозащите. Так при длительном и сильном эмоциональном напряжении и возбуждении развиваются тяжелые заболевания, такие как: гипертензия, коронарная болезнь сердца, язвенная болезнь желудка и многие другие.

Представьте себе прогулку по холмистой местности. Пока дорога проходит по ее равнинной части, вы идете не спеша, дыхание ровное, и сердце бьется спокойно. При этом каждая клетка организма всегда помнит генетически запрограммированный оптимальный режим своего функционирования и далее стремится поддерживать его как эталонный. Мы уже упоминали в разделе 1.4.1, что свойство живого организма осуществлять деятельность, направленную на поддержание постоянства внутренней среды, называется гомеостазом.

Затем дорога пошла в гору и, как только это произошло, ваше тело стало выполнять дополнительную работу по преодолению силы земного притяжения. На выполнение этой работы всем участвующим в ней клеткам организма потребовалась дополнительная энергия, поступающая за счет увеличения скорости сгорания энергоемких веществ, которые клетка получает из крови.

В момент, когда клетка стала сжигать этих веществ больше, чем приносит кровь при данной скорости кровотока, она сообщает вегетативной нервной системе о нарушении своего постоянного состава и отклонении от эталонного энергетического состояния. Центральные отделы вегетативной нервной системы при этом формируют управляющее воздействие, приводящее к комплексу изменений для восстановления энергетического голодания: учащению дыхания и сокращений сердца, ускорению распада белков, жиров и углеводов и так далее (рисунок 1.5.18).

Рисунок 1.5.18. Функциональная модель описания вегетативной нервной системы

В результате, за счет увеличения количества поступающего в организм кислорода и скорости кровотока участвующая в работе клетка переходит на новый режим, при котором она отдает больше энергии в условиях повышения физической активности, но и потребляет ее больше ровно настолько, насколько необходимо для поддержания энергетического баланса, обеспечивающего клетке комфортное состояние. Таким образом, можно сделать вывод:

Поддержание постоянства внутренней среды клетки (гомеостаз) осуществляется за счет отрицательной обратной связи вегетативной нервной системы.

И, хотя она действует автономно, то есть выключение сознания не приводит к прекращению ее работы (вы продолжаете дышать, и сердце бьется ровно), она реагирует на малейшие изменения в работе центральной нервной системы. Ее можно назвать “мудрой напарницей” центральной нервной системы. Оказывается, что умственная и эмоциональная деятельность - это тоже работа, осуществляемая за счет потребления дополнительной энергии клетками головного мозга и других органов. При этом работают другие клетки, но с ними происходят процессы, аналогичные описанным ранее.

Для тех, кто хочет детальнее изучить работу вегетативной нервной системы, мы даем ее описание более подробно.

Как мы уже говорили выше, вегетативная нервная система представлена в центральных отделах симпатическими и парасимпатическими ядрами, расположенными в головном и спинном мозге, а на периферии - нервными волокнами и узлами (ганглиями).

Нервные волокна, составляющие ветки и веточки этой системы, расходятся по всему телу, сопровождаемые сетью кровеносных сосудов. Общая длина их составляет около 150 000 км.

В нашем теле все внутренние ткани и органы, “подчиненные” вегетативной нервной системе, снабжены нервами (иннервированы), которые, как датчики, собирают информацию о состоянии организма и передают ее в соответствующие центры, а от них доносят до периферии корректирующие воздействия.

Так же как и центральная нервная система, вегетативная система имеет чувствительные (афферентные) окончания (входы), обеспечивающие возникновение ощущений, и исполнительные (двигательные, или эфферентные) окончания, которые передают из центра модифицирующие воздействия к исполнительному органу. Физиологически этот процесс выражается в чередовании процессов возбуждения и торможения, в ходе которых происходит передача нервных импульсов, возникающих в клетках нервной системы (нейронах).

Переход нервного импульса с одного нейрона на другой или с нейронов на клетки исполнительных (эффекторных) органов осуществляется в местах контакта клеточных мембран, называемых синапсами (рисунок 1.5.19). Передача информации осуществляется специальными химическими веществами-посредниками (медиаторами), выделяемыми из нервных окончаний в синаптическую щель. В нервной системе эти вещества называют нейромедиаторами.

В состоянии покоя эти медиаторы, вырабатываемые в нервных окончаниях, находятся в особых пузырьках. Попробуем коротко рассмотреть работу этих медиаторов на рисунке 1.5.20. Условно (так как он занимает считанные доли секунды) весь процесс передачи информации можно разбить на четыре этапа. Как только по пресинаптическому окончанию поступает импульс, на внутренней стороне клеточной мембраны за счет входа ионов натрия происходит образование положительного заряда, и пузырьки с медиатором начинают приближаться к пресинаптической мембране (этап I на рисунке 1.5.20). На втором этапе осуществляется выход медиатора в синаптическую щель из пузырьков в месте их контакта с пресинаптической мембраной. После выделения из нервных окончаний (этап II) нейромедиатор проникает через синаптическую щель путем диффузии и связывается со своими рецепторами постсинаптической мембраны клетки исполнительного органа или другой нервной клетки (этап III). Активация рецепторов запускает в клетке биохимические процессы, приводящие к изменению ее функционального состояния в соответствии с тем, какой сигнал был получен от афферентных звеньев. На уровне органов это проявляется сокращением или расслаблением гладких мышц (сужением или расширением сосудов, учащением или замедлением и усилением или ослаблением сокращений сердца), выделением секрета и так далее. И, наконец, на IV этапе происходит возвращение синапса в состояние покоя либо за счет разрушения медиатора ферментами в синаптической щели, либо благодаря транспорту его обратно в пресинаптическое окончание. Сигналом к прекращению выделения медиатора служит возбуждение им рецепторов пресинаптической мембраны.

Рисунок 1.5.20. Функционирование синапса:

I - поступление нервного импульса; II - выделение медиатора в синаптическую щель; III - взаимодействие с рецепторами постсинаптической мембраны; IV - "судьба" медиатора в Синаптической щели - возвращение синапса в состояние покоя

1- обратный захват медиатора; 2 - разрушение медиатора ферментом; 3- возбуждение пресинаптических рецепторов

Как мы уже говорили, в вегетативной нервной системе передача информации осуществляется, главным образом, с помощью нейромедиаторов - ацетилхолина и норадреналина. Поэтому пути передачи и синапсы называют холинергическими (медиатор - ацетилхолин) или адренергическими (медиатор - норадреналин). Аналогично этому рецепторы, с которыми связывается ацетилхолин, называют холинорецепторами, а рецепторы норадреналина - адренорецепторами (смотри схему на рисунке 1.5.21). На адренорецепторы влияет также гормон, выделяемый надпочечниками, - адреналин.

Рисунок 1.5.21. Общая схема передачи информации по звеньям вегетативной нервной системы

Холино- и адренорецепторы неоднородны и различаются чувствительностью к некоторым химическим веществам. Так, среди холинорецепторов выделяют мускаринчувствительные (м-холинорецепторы) и никотинчувствительные (н-холинорецепторы) - по названиям естественных алкалоидов, которые оказывают избирательное действие на соответствующие холинорецепторы. Мускариновые холинорецепторы, в свою очередь, могут быть м₁-, м₂- и м₃-типа в зависимости от того, в каких органах или тканях они преобладают.

Адренорецепторы, исходя из различной чувствительности их к химическим соединениям, подразделяют на альфа- и бета-адренорецепторы, которые тоже в зависимости от локализации имеют несколько разновидностей.

Сеть нервных волокон пронизывает все человеческое тело, таким образом, холино- и адренорецепторы расположены по всему телу. Нервный импульс, распространяющийся по всей нервной сети или ее пучку, воспринимается как сигнал к действию теми клетками, которые имеют соответствующие рецепторы. И, хотя холинорецепторы локализуются в большей степени в мышцах внутренних органов (желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы, глаз, сердца, бронхиол и других органов), а адренорецепторы - в сердце, сосудах, бронхах, печени, почках и в жировых клетках, обнаружить их можно практически в каждом органе. Воздействия, при реализации которых они служат посредниками, очень разнообразны.

Препараты, влияющие на различные типы рецепторов, будут представлены в главе 3.2.

Парасимпатическая нервная система: как она успокаивает

Парасимпатическая нервная система является одной из 2-х частей вегетативной нервной системы и антагонистом симпатического отдела. То есть оказывает противоположное влияние на организм. Парасимпатический отдел нервной системы уравновешивает симпатический. В норме оба отдела действуют в противоположном направлении. Если тонус одной из систем преобладает, то тонус второй снижается.

В период формирования нервной системы ганглиозная пластина служит эмбриональным источником для парасимпатического отдела. Он состоит из узлов нервов, называемых ганглиями. Они формируются за счет перемещения клеток из частей мозга: средней и продолговатой. Парасимпатический отдел относится к надсегментарному, поэтому располагается как в спинном мозге, так и в головном. Снабжает нервами внутренние органы организма и висцеральные структуры в области головы. Иннервации этого отдела нет в кровеносных сосудах, мышцах, коже и надпочечниках.

Функции

Парасимпатический отдел помогает зрачкам глаз адаптироваться к видимости на близком расстоянии. Снижает количество сердечных сокращений, активирует слюнные железы и запускают выработку слюны. Основным назначением парасимпатического отдела нервной системы является восполнение запасов энергии в состоянии покоя человека, во время сна и отдыха. В это время снижается уровень глюкозы в крови, артериальное давление и пульс. А перистальтика и секреция в ЖКТ напротив усиливаются. Кроме того, система:

способствует выделению секреции бронхов и пищеварительной системы;
сужает бронхи;
стимулирует слюноотделение;
повышает перистальтику кишечника, приводит его в тонус и расслабляет стенки;
влияет на расслабление сфинктеров;
регулирует анаболические процессы;
влияет на эрекцию;
активирует защитные функции организма, такие как чихание, кашель и насморк;
обеспечивает опорожнение кишечника, желчного и мочевого пузыря;
сужает зрачки глаз;
участвует в приспособлении глаз к меняющимся условиям;
сокращает стенки мочевого пузыря.

Структура

Центральная область парасимпатической нервной системы включает в себя головной (краниальный) и спинномозговой (сакральный) отделы. Они расположены в крестцовых и пояснично-грудных сегментах спинного мозга. Из них выходят волокна передних корешков, которые расширяют сосуды, задерживают действие желез, выделяющих пот, и тормозят сокращение мышц рук и ног.

В парасимпатической системе различают два отдела:

Первый располагается в области крестцового отдела спинного мозга и в головном мозге. Мелкие ганглии являются основной массой узлов. Для парасимпатического отдела характерно присутствие коротких и длинных нейронных отростков.

В отличие от симпатического отдела парасимпатический не иннервирует нервами конечности и железы, выделяющие пот. Обе части дополняют друг друга и играют важнейшую роль в физиологических процессах организма. Результатом гармоничного взаимодействия двух отделов является нормальное дыхание, кровообращение, сокращение сердечной мышцы и желез, выделение гормонов.

Читайте далее

Мозг ребенка и жиры пищи: зачем нужны омега-3 кислоты?

Питание многих детей к школьному возрасту существенно отличается от здорового, сбалансированного рациона.

Симпатическая нервная система, или что работает во время стресса

Симпатическая нервная система представляет собой отдел вегетативной системы человека и является антагонистом парасимпатической системы, то есть является ее противоположностью. Обе части системы компенсируют действие друг друга. Например, симпатический отдел нервной системы в стрессовой ситуации отвечает за расход энергии, учащение пульса, повышение артериального давления, сужение зрачков, а парасимпатический, в свою очередь, — восполняет ее дефицит, расслабляет и успокаивает.

Симпатический отдел тесно связан с эмоциями человека и располагается, начиная от позвонков грудной клетки до позвонков поясничной области. Симпатическая часть связана с тазовым, грудным и брюшным сплетениями. В спинном мозге располагаются симпатические ядра, связанные с симпатическими узлами, находящимися вне его. От узлов начинаются нервные волокна, идущие к органам тела.

Строение

В структуре симпатической части вегетативной системы выделяют два отдела:

Периферическая часть образуется 2-мя симметричными стволами, которые находятся с боковых сторон позвоночника. Каждый ствол имеет волокна, ветви и нервные узлы, которые располагаются за пределами центральной нервной системы (ЦНС). Все части имеют тесную взаимосвязь между собой.

Симпатический отдел нервной системы имеет важное значение для жизнедеятельности человека. Главное действие заключается в его активации в опасные моменты. Но отдел находится в активном состоянии ежедневно и поддерживает нормальную работу всех органов и систем. Симпатическая система осуществляет следующие функции:

Способствует адаптации организма к новым, меняющимся условиям внешней среды. При этом меняется уровень обменных процессов в тканях, клетках и органах.
Обеспечивает подготовку к действиям в опасных или сложных ситуациях, которые могут угрожать жизни. Например, перед тем, как человек просыпается утром и совершает первое движение, активируется симпатическая система.
Повышает давление внутри глаз.
Сужает кровеносные сосуды и способствует повышению артериального давления. Это обеспечивает приток крови к важным в данный момент времени органам и тканям.
Увеличивает сокращение сердечной мышцы и количество ударов в минуту.
Способствует уменьшению секреции в желудочно-кишечном тракте и перистальтики.
Активирует секрецию потовых желез.
Сокращает сфинктеры.
Расслабляет мочевой пузырь.
Повышает содержание сахара в крови и увеличивает потребность в кислороде.

В случае сердечной недостаточности симпатический отдел нервной системы повышает свою активность. Это приводит к увеличению мышечных сокращений и сужению периферических сосудов. Такой эффект способствует прогрессированию болезни и может вызвать летальный исход.

Дисфункция вегетативной нервной системы

Вегетативная нервная система регулирует бессознательные функции организма, включая сердечный ритм, кровяное давление, регуляцию температуры, желудочно-кишечную секрецию, а также метаболические и эндокринные реакции на стресс, такие как синдром «борьба или бегство». Поскольку регулирование этих функций связано с различными и множественными системами органов, дисфункции автономных нервных систем охватывают различные и множественные нарушения.

Состоит эта система из трех подсистем:

Система регулирует деятельность сердечной мышцы, гладких мышц, эндокринных желез и экзокринных желез. Автономная нервная система функционирует непроизвольно (рефлексивно) автоматически без сознательного контроля. Система достигает этой способности возбуждать или ингибировать активность посредством двойной иннервации тканей и органов-мишеней. Большинство органов-мишеней и тканей иннервируются нервными волокнами как парасимпатических, так и симпатических систем. Системы могут действовать, чтобы стимулировать органы и ткани противоположными способами (антагонистическими). Например, парасимпатическая стимуляция действует для снижения частоты сердечных сокращений.

Напротив, симпатическая стимуляция приводит к увеличению частоты сердечных сокращений. Системы также могут действовать сообща, чтобы стимулировать активность. Вегетативная нервная система достигает этого контроля через два отдела: симпатическая нервная система и парасимпатическая нервная система.

Дисфункции вегетативной нервной системы распознаются симптомами, которые возникают в результате отказа симпатических или парасимпатических компонентов. Дисфункция может быть обширной и проявляться как общий вегетативный отказ или может быть ограничена более локализованной рефлекторной дисфункцией. При множественной атрофии системы, генерализованной вегетативной недостаточности, пациенты мужского пола испытывают задержку мочи или недержание и импотенцию (невозможность достижения или поддержания эрекции полового члена). Как мужчины, так и женщины испытывают атаксию (отсутствие координации мышц) и резкое снижение артериального давления, когда они пытаются встать (ортостатическая гипотензия).

Могут развиться симптомы, подобные болезни Паркинсона, такие как медленное движение, тремор и жесткие мышцы. Визуальные нарушения, нарушения сна и снижение потоотделения также могут возникать. Лица с вегетативной дисфункцией, которые не проявляют классических симптомов ортостатической гипотензии, могут проявлять менее драматическую дисфункцию, называемую ортостатической непереносимостью. Эти пациенты испытывают более мягкое падение артериального давления при попытке встать. Однако, поскольку пациенты имеют повышенную частоту сердечных сокращений при стоянии, они описываются как имеющие синдром постуральной тахикардии. Хотя это не так распространено среди населения в целом, как гипертония, ортостатическая непереносимость является вторым наиболее распространенным расстройством регуляции артериального давления и является наиболее распространенной вегетативной дисфункцией.

Ортостатическая гипотония и ортостатическая непереносимость могут приводить к широкому спектру нарушений. Общие синдромы ортостатической непереносимости включают: гиперадренергическую ортостатическая гипотензия (частичная диссотуния); синдром ортостатической тахикардии (симпатикотоническая ортостатическая гипотензия); постуральный ортостатический синдром тахикардии (синдром пролапса митрального клапана); синдром постуральной тахикардии (сердце солдата); гиперадренергическая постуральная гипотензия (вазорегуляторная астения); симпатоническая ортостатическая гипотензия (нейроциркуляторная астения); гипердинамическое бета-адренергическое состояние (синдром раздраженного сердца); и идиопатическая гиповолемия (ортостатическая анемия).

Ортостатическая непереносимость чаще затрагивает женщин; соотношение между мужчинами и женщинами составляет не менее 4: 1. Это наиболее часто встречается у людей в возрасте до 35 лет. Более тяжелые формы, такие как множественная атрофия системы, часто возникают позже в жизни (средний возраст начала 60 лет) и затрагивают мужчин в четыре раза чаще, чем женщины.

Симпатическая нервная система

Организм человека есть сложная структура, имеющая много систем для обеспечения жизнедеятельности человека. Его защита и возможность приспособления к окружающей среде, а так же регулирование процессов реакции на окружающие воздействия среды лежит на нервной системе. Другими словами, нервная система отвечает за адаптацию организма к внешним условиям воздействия.

Симпатическая нервная система, впервые, как понятие об автономной нервной системе, возникло в 1732 году. Вместе с парасимпатической системой они имеют противоположные функции. Если симпатическая система при стрессовых ситуациях активирует требуемые силы в организме с ростом траты энергии, то парасимпатическая отвечает за восполнение этой энергии, и ее накоплении. Эти две подсистемы есть составляющие вегетативной нервной системы (выполняет функции, которые контролировать не возможно), которая вместе с соматической системой (контролируемые функции) составляют нервную систему в целом.

Симпатическая система делится на центральную и периферическую. Центральная часть системы располагается в спинном мозге (в боковых рогах), отходящие от нее волокна иннервируют некоторые органы чувств (например глаза). Так же здесь располагаются пото-отделительные и сосудодвигательные элементы. Клиническим путем выявлено, что спинной мозг способствует трофике и высокому обмену веществ.

Периферическая часть включает большое количество нервных узлов и ветвей, которые взаимосвязаны друг с другом. Образуется он двумя стволами, которые симметричны и расположены по бокам позвоночника. Каждый из этих стволов состоят из нервных узлов и волокон, которые связаны между собой посредством ветвей. Оба ствола состоят из важных отделов: это тазовый (крестовый), брюшной (поясничный), грудной и шейный.

При возбуждении в симпатических образованиях скорость проведения сигнала гораздо меньше, чем при соматических образованиях (телесных), она составляет от 1 до 3 м/сек. Это обусловлено тем, что в симпатических волокнах необходима очень большая сила раздражения для вызова реакции. Присутствие большого числа нейронов при раздражении в соматической нервной системе есть причина тому, что эффект раздражения не находится в каком-то одном месте, а имеет большую площадь разноса. Сравнительно так же медленно происходит и реакция на данное возбуждение, и так же долго идет и процесс затухания возбудительных действий.

В общем, при наличии воздействий на симпатическую систему вызывается учащение сердцебиения, возможно сокращение некоторых мышечных органов и иногда расширение зрачков глаз.

Читайте также: