AUTONOMNÍ NERVOVÝ SYSTÉM REGULACE lokální versus systémová hormonální versus nervová • • Hormonální: •Hormony jsou látky chemické povahy, secernované specializovanými buňkami do krve nebo do mezibuněčné tekutiny, které působí na jiné tkáně a regulují řadu dějů v organismu •slouží k pomalému a dlouhodobému přenášení signálů endokrinní sekrece parakrinní sekrece autokrinní sekrece Nervová •centrální nervový systém •periferní nervový systém + - Adobe Systems Příklad systémové regulace pomocí ANS AUTONOMNÍ NERVOVÝ SYSTÉM Autonomní nervový systém je součástí periferního nervového systému, jehož úlohou je udržovat optimální vnitřní podmínky organismu (homeostázu). •Sympatický •Parasympetický •Enterický nervový systém Morfologie •fokální lokalizace autonomních jader v CNS •nakupení těl efektorových neuronů v podobě ganglií •nervová dráha od vegetativního jádra do efektoru obsahuje dva neurony AUTONOMNÍ NERVOVÝ SYSTÉM ANS vs. SOMATICKÝ NS ANS vs. SOMATICKÝ NS AUTONOMNÍ NERVOVÝ SYSTÉM Adobe Systems Fyziologie I seminář (VLFY0321s) 9 Cholinergní systém - Acetylcholin ̶Je to neurotransmiter všech neuromuskulárních plotének obratlovců, všech presynaptických neuronů v autonomním nervovém systému a také všech postgangliových neuronů parasympatického nervového systému. V CNS moduluje širokou škálu kortikálních aktivit, zejména bdění, spánek a konsolidaci paměťových stop. ̶ ̶Acetylcholin je ester cholinu a acetátu. Mozek získává téměř veškerý cholin z krve. Hlavním místem produkce cholinu jsou játra. Cholinergní přenos je ukončen acetylcholinesterázou (AChE), která je vázána na postsynaptickou membránu. ̶ ̶Receptory: muskarinové a nikotinové Pregangliová vlákna • Sympatikus, Parasympatikus Nikotinový receptor – Nervový (NN) a svalový (NM) typ – Excitace AUTONOMNÍ NERVOVÝ SYSTÉM Postgangliová vlákna • Parasympatikus Muskarinový receptor – Spřažený s G-proteinem – Excitační (M1, M3, M5) – Inhibiční (M2, M4) AUTONOMNÍ NERVOVÝ SYSTÉM Adobe Systems Muskarinové receptory ̶metabotropní receptory G-protein spřažený – reguluje iontové kanály. Odezva je relativně pomalá. Dosud bylo objeveno pět typů ̶Receptory M1 - "neuronální", se nacházejí ve vysoké hustotě v CNS, zejména v hipokampální formaci kůře. Excitace prostřednictvím Gq-proteinu připojeného k signální kaskádě, jejímž konečným výsledkem je snížení permeability membrány pro K+. Předpokládá se, že snížení jejich funkce nebo snížení jejich hustoty je jednou z příčin demence. ̶ ̶M2 receptory - "kardiální" - jsou nejvíce exprimovány v kardiomyocytech, ale lze je nalézt i v neuronálních tkáních ve vysokých hustotách. Inhibice prostřednictvím Gi-proteinu, který snižuje koncentrace cAMP, aktivuje kanály pro K+ (hyperpolarizace). Tímto mechanismem působí bloudivý nerv negativně chronotropně na sinusový uzel a negativně dromotropně na atrioventrikulární uzel. V CNS se vyskytují na presynaptických terminálech a jako autoreceptory inhibují sekreci acetylcholinu v kůře a hipokampální formaci. ̶ ̶M3 receptory - "žlázy a hladké svaly", zprostředkovávají cholinergní stimulaci sekrece žláz a kontrakci hladké svaloviny gastrointestinálního traktu (a dalších orgánů). Ve spojení s Gq-proteinem a prostřednictvím fosfolipázy C (katalyzuje tvorbu IP3 a DAG) zvyšuje intracelulární koncentraci vápníku. Přestože se v CNS vyskytují pouze v nízké hustotě, jsou schopny vyvolat velmi silný emetický efekt. ̶ ̶ Adobe Systems Fyziologie I seminář (VLFY0321s) 13 ̶M4 receptory - Nejsou dosud plně prozkoumány. Mechanismus jejich účinku je podobný jako u receptorů M2 (Gi-protein aktivuje K+ kanály snížením koncentrace cAMP). Nacházejí se především ve striatu, kde působí jako regulační autoreceptory cholinergních neuronů (M2 má stejný účinek v hipokampu a dalších kortikálních oblastech). ̶ ̶Receptory M5, jako M1 a M3, jsou spřaženy s Gq-proteinem. Většina dosavadních výzkumů M5 receptorů byla provedena in vitro. ̶ ̶M3 receptory jsou studovány velmi intenzivně vzhledem k jejich roli v patogenezi diabetu 2. typu. V CNS jsou umístěny na strukturách, které jsou zodpovědné za sledování a udržování hladiny glykémie (a tím regulují sekreci inzulínu), ), tj. v některých částech hypotalamu a parasympatických jádrech trupu. Ve slinivce břišní jsou exprimovány ve vysokých hustotách na beta buňkách Langerhansových ostrůvků. ̶To je významné, protože některá antipsychotika používaná k léčbě schizofrenie blokují M3 receptory a vedou tak k dysregulaci glykémie. Tento jev významně predisponuje k T2DM. ̶ ̶ Muchomůrka červená | muskarin, jedovaté, lupenaté houby, ozdoba lesa | FOTOGALERIE Adrenergní receptor – Spřažený s G-proteinem – Typ α – obecně excitační – Typ β – obecně inhibiční Postgandliová vlákna sympatiku AUTONOMNÍ NERVOVÝ SYSTÉM Autonomic nervous system ̶Postganglionic fibers ̶SNS ̶ Adrenergic receptor ̶G-protein coupled ̶ Autonomic nervous system Adrenergic receptor ̶G-protein coupled ̶Type α –Excitatory receptors ̶Type β – Inhibitory receptors ̶ Second messenger systems Fyziologie I - seminář 2016 Tibor Stračina Dřeň nadledvin – Modifikované sympatické ganglion – Stresové hormony vylučuje do krve AUTONOMNÍ NERVOVÝ SYSTÉM AUTONOMNÍ NERVOVÝ SYSTÉM Adobe Systems ̶Sekreční žlázy (slinné, potní, slzné a různé žlázy produkující hlen; hladké svaly, srdeční svaly) ̶Srdce a cévy pro kontrolu krevního tlaku a průtoku ̶Průdušky plic, aby uspokojily požadavky těla na kyslík —ANS reguluje ̶Trávicí a metabolické funkce jater, GIT, slinivky břišní ̶Funkce ledvin, močového měchýře, tlustého střeva, konečníku ̶ANS je nezbytný pro sexuální reakce pohlavních orgánů a reprodukčních orgánů ̶Interaguje s imunitním systémem těla — —Použitá mnemotechnická pomůcka: ̶Sympatické dělení má tendenci k Fs: fight, flight, fright,and sex : bojuj, uteč, strach a sex ̶Parasympatické dělení usnadňuje různé non-F procesy – jako trávení, růst, imunitní odpověď, ukládání energie ̶ —Ve většině případů jsou úrovně aktivity 2 divizí ANS reciproční – když je jedno vysoké, druhé má tendenci být nízké a naopak. ̶ ANS inervuje Obsah obrázku stůl Popis byl vytvořen automaticky Boron et al: Medical Physiology, 2017 MOZKOVÁ CENTRA KONTROLUJÍCÍ ANS Eating behavior Urinary bladder control Secondary respiratory center Blood pressure control Respiratory center Temperature control Water balance BARORECEPTORY VS. CHEMORECEPTORY •Inotropní •Chronotropní •Dromotropní •Batmotropní aferentní vlákna parasympatická vlákna sympatická vlákna BAROREFLEX I BP=HR x SV x R R HR GIT. VLIV SNS A PNS VLIV SNS VLIV PNS GIT. ENTERICKÝ NERVOVÝ SYSTÉM PARASYMPATIKUS DETRUSOR KONTRAKCE SFINKTER RELAXACE SYMPATIKUS DETRUSOR RELAXACE SFINKTER KONTRAKCE ANS A MOČOVÝ MĚCHÝŘ NEUROGENNÍ MOČOVÝ MĚCHÝŘ NÁZEV PŘÍZNAKY Neinhibovaný neurogenní močový měchýř Léze: nad pontinním centrem mikce Příznak: snížené uvědomění o plnosti močového měchýře může dojít k inkontinenci Detruzoro-sfinkterová dyssynergie Léze: mezi pontinním centrem mikce a sakrální míchou Příznak: detrusor je obvykle spastický; současná kontrakce detruzoru a močového svěrače zvyšují tlak v močovém měchýři; může vést k vezikoureterálnímu refluxu a poškození ledvin Smíšený typ A Léze: poškození sakrální míchy na jádře detruzoru s intaktním pudendálním jádrem Příznaky: detrusor sval je ochablý, močový měchýř je velký, vnější močový svěrač je spastický, inkontinence méně častá Smíšený typ B Léze: poškození sakrální míchy na pudendálním jádře s intaktním detrusorem Příznaky: močový měchýř je spastický a externí močový svěrač je ochablý; inkontinence je častá Porucha níže uloženého motorického neuronu Léze: sakrální mícha; hrudní sympatická inervace do dolních močových cest je zachována Příznak: močový měchýř je velký a hypotonický, méně častá inkontinence REGULACE SEXUÁLNÍCH FUNKCÍ SRDCE pozitivní chronotropní vliv pozitivní dromotropní vliv pozitivní inotropní vliv KŮŽE kontrakce napřimovačů (aerektorů) kožních chlupů dilatace kožních (a svalových) cév PLÍCE dilatace bronchů (beta2) PREGANGLIOVÁ CHOLINERGNÍ ZAKONČENÍ nadledviny (aktivují sekreci katecholaminů - adrenalinu) POSTGANGLIOVÁ CHOLINERGNÍ ZAKONČENÍ aktivace potních žláz SYMPATICKÝ NERVOVÝ SYSTÉM MOČOVÝ SYSTÉM v ledvinách aktivace sekrece reninu (beta1) snižují napětí detruzoru (beta2) a kontrahují sfinkter močového měchýře POHLAVNÍ ÚSTROJÍ u muže způsobuje ejakulaci (alfa 1) kontrakce dělohy u těhotných žen (alfa 1) a tokolýza (beta 2) GIT kontrakce žaludečního a střevních sfinkterů (alfa1) snížení napětí svaloviny žaludku a střeva snížení napětí žlučníku inhibice sekrece inzulinu (alfa2) aktivace sekrece inzulinu (beta2) inhibice exokrinní sekrece ovlivnění glukoneogeneze v játrech (beta2 a alfa1) SYMPATICKÝ NERVOVÝ SYSTÉM GIT zvyšuje tonus v žaludku a střevech snižuje napětí sfinkterů aktivuje žaludeční a střevní sekreci kontrakce žlučníku aktivace glykogeneze v játrech aktivace exokrinní sekrece POHLAVNÍ ÚSTROJÍ erekce způsobená vazodilatací (u obou pohlaví) SRDCE negativní chronotropní vliv negativní dromotropní vliv negativní inotropní vliv PLÍCE kontrakce svaloviny bronchů zvýšení bronchiální sekrece MOČOVÝ SYSTÉM kontrakce močovodu kontrakce detrusoru a snížené napětí sfinkteru v močovém měchýři PARASYMPATICKÝ NERVOVÝ SYSTÉM