Układ współczulny (sympatyczny) i przywspółczulny

(parasympatyczny)

Wyższa Szkoła Medyczna LZDZ w Legnicy.

Ratownictwo Medyczne.

Jacek
Lissewski.

Układ współczulny (sympatyczny) i przywspółczulny

(parasympatyczny)

Komórki przedzwojowe układu sympatycznego tworzą kolumnę w rdzeniu kręgowym. Komórki
przedzwojowe układu parasympatycznego znajdują się w pniu mózgu oraz w segmentach krzyżowych
rdzenia kręgowego. Główne narządy docelowe układu autonomicznego to głowa, płuca, serce, układ
krwionośny, żołądek, nerki, pęcherz moczowy i genitalia.

Układ współczulny (sympatyczny)

i przywspółczulny

(parasympatyczny)

Reakcje układu autonomicznego

Układ współczulny:

•wzmożone wydzielanie gęstej śliny,

•szybsza praca serca

•zwiekszenie dostawy glukozy do mięśni i
mózgu przez rozkład glikogenu w
wątrobie,

•rozszerzenie źrenic,

•rozkurcz mięśnia rzęskowego oka
(zwolnienie akomodacji),

•stroszenie włosów,

•wydzielanie potu na dłoniach,

•rozkurcz mięśnia wypieracza moczu i
jednoczesny skurcz mięśnia zwieracza
cewki moczowej (trzymanie moczu),

•pobudzenie nadnerczy do produkcji
adrenaliny (hormonu walki),

•wzmaga skurcz mięśni gładkich

•podwyższenie cisnienia tętniczego krwi
poprzez zwężenie naczyń krwionośnych,

•rozszerzenie mięśni oskrzeli w płucach.

Układ przywspółczulny:

•zwężanie źrenicy

•hamowanie wydzielania śliny

•hamowanie czynności serca
(zmniejszanie siły skurczu)

•zwężanie oskrzeli

•rozszerzanie naczyń krwionośnych
powodujące spadek ciśnienia
tętniczego krwi

•nasilanie skurczów przewodu
pokarmowego

•kurczenie pęcherza moczowego

"walcz albo uciekaj„

„fight or flight”

„odpoczywać i trawić”

„rest and digest”

Reakcje układu autonomicznego – detektor

kłamstw

Poligraf mierzy podczas
przesłuchania, reakcje
fizjologiczne (ciśnienie krwi, tętno,
oddech, przewodnictwo skóry)
kontrolowane przez aktywność
układu sympatycznego.

The National Academy of Sciences
extrapolated that if the test were
sensitive enough to detect 80% of spies
(a level of accuracy which it did not
assume), in a hypothetical polygraph
screening of 10,000 employees
including 10 spies, 8 spies and 1,598
non-spies would fail the test. Thus,
roughly 99.6 percent of positives (those
failing the test) would be false positives.

Miejsca działania układu autonomicznego

Gruczoły

Mięśnie
gładkie

Mięśnie serca

Gruczoły

- Gruczoły endokrynne (dokrewne) – wydzielają do krwi substancje
(hormony) regulujące czynność tkanek.

- Gruczoły egzokrynne – wydzielają do duktów substancje pełniące różne
funkcje w ciele.

Dukty prowadzą od komórek gruczołów
egzokrynnych do powierzchni w ciele. Np. skóra,
jelita, jama ustna, wnętrze płuc.

Gruczoły wydzielania
wewnętrznego:

•1- szyszynka (ang.
Pineal gland)

•2 - przysadka mózgowa
(Pituitary gland)

•3 - tarczyca (Thyroid
gland)

•4 - grasica (Thymus)

•5 - nadnercza (Adrenal
gland)

•6 - trzustka (Pancreas)

•7 - jajniki (Ovary)

•8 - jądra (Testis)

•podwzgórze

•przytarczyce

Uwalnianie substancji z komórki gruczołu

Uwalnianie substancji z komórki gruczołu
jest procesem podobnym do uwalniania
neurotransmitera. Depolaryzacja błony
powoduje aktywacje wtórnego
przekaźnictwa (second messenger sm),
wzrost stężenia Ca2+, ruch cząsteczek
do błony komórkowej i uwolnienie
substancji.

Mięśnie gładkie

Komórki mięśni gładkich w
jelicie.

Mięśnie gładkie
znajdują się w ścianach
tętnic i żył, pęcherza
moczowego, macicy,
przewodów męskich i
żeńskich układów
rozrodczych, jelit,
przewodów układu
oddechowego,
trawiennego i źrenicy.
W mięśniach gładkich
nie występują płytki
końcowe.
Cholinergiczne
receptory muskarynowe
są sprzężone z siecią
przekaźnictwa
wtórnego. Aktywacja
receptora powoduje
napływ wapnia, co
aktywuje kalmodulinę
(odpowiednik troponiny
w mięśniu
szkieletowym). Efektem
tego jest przyłączenie
główki miozyny do
aktyny i skurcz komórki
mięśnia.

A. Trzy zdjęcia izolowanej
komórki mięśnia gładkiego
jelita: w roztworze
normalnym, 15s po
aplikacji Ach, po 4
minutach. B. Odpowiedz
komórki na agonistę Ach –
muskarynę. Widoczne salwy
potencjałów Ca2+
generujące skurcz mięśnia.

Mięśnie gładkie – perystaltyka jelit

Mięśnie gładkie w jelitach wykazują
spontaniczną aktywność miogeniczną.
Rytmiczny skurczu mięśni wywołany jest
mechanizmem cyklicznym: wolno inaktywujący
prąd depolaryzuje błonę komórki i powoduje
generację salw. Napływ Ca2+ aktywuje
wapniowo zależne kanały K+, co repolaryzuje
błonę. ACh depolaryzuje błonę i przyśpiesza
rytm, NE (norepinefryna) obniża napięcie
zwalniając rytm.

Mięśnie serca

Komórki mięśniowe serca (1),
jądra komórkowe (2), wstawki -
synapsy elektryczne (3)

Komórki mięśnia sercowego:

-poprzeczne prążkowanie i aparat kurczliwy złożony z pęczków
miofilamentów (podobny do mięśni prążkowanych)

-sprzężone przez złącza szczelinowe
-wyspecjalizowane w wykonywaniu rytmicznych i
skoordynowanych ruchów.

Budowa i czynność serca

Serce złożone jest z dwóch przedsionków (atrium) i dwóch
komór (ventricle). Przedsionki przyjmują krew, komory
reprezentują „pompę” Sygnał elektryczny powstaje w
węźle zatokowo-przedsionkowym (sinus node) w prawym
przedsionku. Potencjały czynnościowe rozchodzą się po
drodze elektrycznej w przedsionkach, powodując skurcz.
Skurcz komór następuje z opóźnieniem: odbywa się za
pośrednictwem węzła przedsionkowo-komorowego (AV) i
przez włókna Purkinjego pęczka Hisa. Pobudzenie z
włókien Purkiniego dochodzi do wierzchołka serca i
wywołuje skurcz komór.

1.

Przedsionki kurczą
się i komory
przyjmują krew.

2.

Zastawki
przedsionkowo-
komorowe są
zamknięte i
komory kurczą się,
wympompowując
krew do krążenia
płucnego (prawa
komora) i do tętnic
(lewa komora).

Potencjał czynnościowy w mięśniu sercowym

Mechanizm powstawania potencjału czynnościowego w mięśniu sercowym:

Powolna depolaryzacja – potencjał rozrusznikowy (spadek IK, wolny wzrost ICa)

Szybki wzrost – nagły wzrost ICa

Powolny spadek – spadek INaCa i wzrost IK

Wyjście z hiperpolaryzacji - wzrost If (prąd Na i K aktywowany
hiperpolaryzacją)

Autonomiczna kontrola serca

Antagonistyczne działanie układu autonomicznego na serce:

Układ współczulny uwalnia noradrenalinę (NE), co otwiera kanały wapniowe i
zwiększa siłę skurczu oraz przyśpiesza pracę serca.

Układ przywspółczulny uwalnia acetylocholinę (ACh), co zmniejsza
przepuszczalność dla Ca

2+

i zwalnia pracę serca.

Aktywność motoryczna

System motoryczny generuje:
- odruchy

- ruchy rytmiczne

- ruchy zamierzone

Odruchy i wzorce ruchowe

Krótka historia odruchów

Łuk odruchowy – droga impulsu nerwowego od receptora

do efektora

„The reflexion of sensorial into motor impressions…
takes place in the sensorium comune (common sensory
center)….This reflexion may take place either with
consiousness or without…”

Georg Prochaska, 1784

Charles Sherrington – ok. 1890. Odruch - podstawowa
jednostka funkcjonalna rdzenia kręgowego oraz innych
części układu nerwowego.

Jednostka zachowania (unit of behavior).

Konrad Lorenz ok.. 1950. Większość akcji i odpowiedzi
motorycznych można opisać jako fixed-action pattern. 3
elementy: motywacja do zrozumienia bodźca,
rozpoznanie, wrodzona reakcja odpowiednia do sytuacji.

Obecnie: response, complex reflex, motor pattern,
behavior

Odruchy skórne u pijawki – droga

monosynaptyczna

N – noxious

T – touch

P – pressure

L motoneuron -
longitudinal
muscles

AE motoneuron –
annulus erector
muscles

Odruch ucieczki u raka – kontrola centralna

MG – medial giant
fiber

LG – lateral giant
fiber

MoGs -
motoneurons

Odruch ucieczki u raka – droga polisynaptyczna

Różnice z obwodem u pijawki:

Poli- vs. monosynaptyczna droga

‘Wszystko albo nic’ vs. reakcja stopniowana

Inne - habituacja i modulacja

Neuromodulacja u kraba

Znakowane komórki zawierające
serotoninę u kraba

Wpływ oktopaminy na motoneurony
unerwiające mięśnie zginaczy. F5 -
motoneuron hamujący, pozostałe –
pobudzające. Oktopamina współpracuje z
centralnymi obwodami prostowania

Walka raków

Odruch ucieczki u kręgowców

Obwody odruchu ucieczki u kręgowców

Komórki Mauthnera odpowiedzialne za odruch ucieczki (‘wygięcie w C’). Droga mono- i
dwusynaptyczna oraz zwrotna kontrola. Poza komórkami Mauthnera, są jeszcze inne
komórki (np. reticulospinal neurons) zaangażowane w odruch ucieczki.

Odruch miotatyczny na rozciąganie

Odruchy mięśniowe i skórne

Badanie obwodów odruchów. Porównanie odpowiedzi w aksonie motoneuronu w
rdzeniu kręgowym na stymulację włókna wrzecionka mięśniowego (włókna
przewodzące szybkie) i włókna czuciowego skóry (włókna przewodzące wolne +
droga polisynaptyczna).

Rodzaje włókien nerwowych

Połączenia monosynaptycze i polisynaptyczne

A. Badanie obwodów odruchów. B. Porównanie odpowiedzi w aksonie motoneuronu w
rdzeniu kręgowym na stymulację wychodzących włókien mięśniowych.

Wnioski:

- aferenty Ia tworzą drogę pobudzającą monosynaptyczną z własnymi
motoneuronami i dwusynaptyczna hamującą droge z motoneuronami
antagonistycznymi

- aferenty II tworzą dwusynaptyczną pobudzającą drogę ze własnymi
motorneuronami.

neuron
pobudzający

neuron hamujący

Odruchy rdzeniowe

Odruchy rdzeniowe i wyższe

Bodźce czuciowe wyzwalają refleksy poprzez obwody rdzenia i dłuższe obwody
wyższe. Krótkie napięcie mięśnia kciuka powoduje szybką odpowiedź M1 w
rozciąganym mięśniu i wolniejszą odpowiedź M2 biorącą się z obwodu zawierającego
korę motoryczną.

Koordynacja odruchów

Hamujące interneurony koordynują odruchy.
A. Ia interneuron umożliwia koordynację mięśnia przeciwstawnego pojedynczym sygnałem.
Dodatkowo, otrzymuje on wyjścia z obwodów wyższych dzięki czemu sygnał zstępujący
aktywujący jedną grupę mięśni, automatycznie rozluźnia grupę przeciwstawną. Inne wejścia
zstępujące tworzą połączenia hamujące i pobudzające, zwiększając możliwości kontroli.
B. Komórki Renshawa tworzą hamowanie zwrotne z motoneuronami. Umożliwia to regulację
pobudzenia motoneronów i stabilizację ich częstości odpalania. Wejścia zstępujące
modulujące pobudzenie komórek Renshawa modulują pobudliwość motoneuronów w stawie.