Autonomní nervový systém Autonomní nervový systém •ANS, vegetativní nervová soustava, vegetativní nervový systém •Vegetativní nervový systém (VNS, neboli autonomní nervový systém – ANS) •Neovladatelný vůlí •Řídí aktivitu orgánů a tkání s hladkou svalovinou (stěna cév, bronchy, sekrece žláz, funkce GIT a močových vývodných cest atd). •Udržuje krevní tlak a průtok krve mozkem (baroreceptorový a ortostatický reflex), koordinuje funkce vnitřních orgánů v souladu s potřebami organismu (např. GIT motilitu a sekreci), podílí se na termoregulaci a pomáhá udržet homeostázu za ztížených podmínek (zvýšená zátěž, nemoc, změny homeostázy, které není schopen organismus zvládnout zpětnými vazbami – hypoxémie, hypoglykémie, hypovolémie). •Dvě základní částí vegetativního nervového systému sympatikus a parasympatikus. •Reakce okamžité a dlouhodobé aktivace na stres •Vegetativní nervový systém je ovlivňován informacemi z vnitřního i vnějšího prostředí. •Většinou se uplatňuje prostřednictvím vegetativních reflexů. • Sympatikus a parasympatikus •Sympatikus •Převažuje během dne. •Zajišťuje správnou úroveň kardiovaskulárních funkcí. •Zajišťuje dostatek živin při zátěži (katabolické funkce). •Anatomickým podkladem jsou krátká pregangliová vlákna vystupující z hrudní a bederní míchy (thorakolumbální systém). •Aktivace sympatiku je základem stresové odpovědi organismu, zodpovídá za přípravu těla na „boj nebo útěk“ („fight or flight“). •Parasympatikus •Aktivnější po jídle a v noci, •Funkce „rest and digest“ – umožňuje tvorbu a ukládání zásob (anabolické funkce). •Řídí činnost jednotlivých orgánů •Systém enterální, tvořený submukózním a myenterálním plexem. Enterální systém funguje naprosto autonomně a sympatikus s parasympatikem jeho činnost koordinují podle potřeb organismu. Centra a jádra •Centrum ANS •Hypothalamus •Formatio reticularis •Limbický systém •Parasympatikus •Jádra mozkového kmene – III, VII, IX, X •Nuclei intermediolaterales S2 – S4 •Sympatikus •Nuclei intermediolaterales C8 – L3 • Výsledek obrázku pro autonomní nervový systém Hypotalamus řídí řadu funkcí spojených s homeostázou (např. termoregulace, příjem potravy) a jeho aktivita je zpětně ovlivňována teplotou krve, glykémií, koncentrací mastných kyselin a dalšími, dále také některými hormony, mozkovou kůrou a limbickým systémem. Tyto informace jsou tak dostupné i vegetativním centrům. V mozkovém kmeni jsou centra VNS - kardioexcitační, kardioinhibiční, respirační, pro zvracení. Centra řídí úroveň aktivity sympatiku a parasympatiku a základních vegetativních reflexů. Periferní části sympatiku vystupují z hrudní (T1 – T5) a bederní (L1-2) míchy (torakolumbální systém), parasympatikus vystupuje s některými hlavovými nervy (oculomotorius, facialis, glossopharyngeus a vagus) a ze sakrální míchy (proto kraniosakrální systém). Nervy, ganglia a pleteně •Parasympaticus – čistě pasasympatická jsou pouze jádra hlavových nervů: •Nervus oculomotorius – ganglion ciliare •Nervus facialis – ganglion pterygopalatinum, submandibulare •Nervus glossopharyngeus – ganglion oticum •Nervus vagus •Nervi splanchnici sacrales •Sympaticus •Truncus sympaticus + ganglia cervicales superius, medium,inferius + ganglia thoracica + ganglia lumbalia + ganglia sacralia + ganglion impar •Plexus hypogasticus superior • • Výsledek obrázku pro parasympatic nuclei Výsledek obrázku pro truncus sympaticus nuclei Smíšené pleteně •Plexus cardiacus •Plexus pulmonalis •Plexus oesophagus •Plexus aorticus abdominalis •Plexus coeliacus •Plexus renalis a suprarenalis •Plexus testicularis et ovaricus •Plexus uretericus •Plexus mesentericus superior et inferior •Plexus hypogastricus inferior • Výsledek obrázku pro truncus sympaticus Sympatikus – zapojení vláken •Rozlišujeme tedy pregangliová vlákna vystupující z neuronů v jádře a postgangliová vlákna z neuronů v gangliu. Pregangliová vlákna jsou myelinizovaná, postgangliová myelinovou pochvu postrádají. •Nuclei intermediolaterals v bočních rozích míšních segmentů (C8 – L3) •Truncus sympticus + ganglia trunci sympatici + rami interganglionares • Zapojení vláken 1)Pregangliová vlákna Rami comunicantes albi Rami interganglionares 2) Postganliová Rami communicantes grisei – přidávají se k míšním nervům a inervují kožní žlázy a hladké svaly kůže Rami vasculares - přidávají se k cévám Rami viscelares – samostatně jsou k orgánům Mediátory ANS •Mediátory - acetylcholin (Ach) a noradrenalin (NA). •Acetylcholin je přítomen ve všech vegetativních gangliích (sympatiku i parasympatiku). •Receptory jsou vždy nikotinové a vazbou mediátoru na receptor se aktivují iontové kanály, reakce je proto velmi rychlá. •Ve tkáních se mediátory liší podle toho, zda jde o sympatikus (noradrenalin) nebo parasympatikus (acetylcholin, muskarinové receptory). •Acetylcholin se v gangliích i synaptické štěrbině odbourává acetylcholinesterázou, která ukončuje působení mediátoru po jeho vyplavení a navázání na receptory. Odbourávání může být zablokováno některými látkami: jako inhibitory acetylcholinesterázy účinkují organofosfáty (insekticidy). Noradrenalin je ze synaptické štěrbiny zpětně vychytávaný presynaptickou částí a kromě toho je odbouráván enzymem monoaminooxidázou (MAO). •Adrenalin a noradrenalin produkované dření nadledvin jsou odbourávány až v játrech, a to enzymem katechol-O-metyl transferázou (COMT). Jejich účinek je proto o něco delší. • Funkce vegetativního nervového systému •Sympatikus a parasympatikus pracují v souladu: jestliže se zvýší tonus sympatiku, automaticky se sníží tonus parasympatiku a opačně. •Například v srdci převaha sympatiku způsobí zvýšení frekvence, parasympatikus frekvenci snižuje. •Některé tkáně jsou však inervovány jen jedním ze zmíněných, jako například potní žlázy (sympatikus). •V jiných tkáních má každá složka vlastní úkol, v mužském pohlavním systému zodpovídá sympatikus za ejakulaci a parasympatikus za erekci. •Při potápěcím („diving“) reflexu, vyvolaném chladnou vodou působící na obličej, se pak aktivuje sympatikus i parasympatikus nezávisle na sobě, sympatikus zvýší vazokonstrikcí krevní tlak a parasympatikus sníží srdeční frekvenci, všechny tkáně se dobře prokrví, ale přitom se zbytečně nespotřebovává kyslík a živiny, mluvíme tedy o fyziologické disociaci vegetativního nervového systému. Stresová odpověď •Stresor aktivuje hypotalamus - vyplaví se kortikotropní stimulační hormon - Corticotropin Releasing Hormone (CRH) a aktivuje sympatikus. •Sympatikus působí na dřeň nadledvin a tak se kromě noradrenalinu (mediátor sympatiku) do krevního oběhu v cílových tkáních vylévá i adrenalin (hormon dřeně nadledvin). •Současně s aktivací sympatiku se CRH dostává do předního laloku hypofýzy a spustí produkci ACTH (Adrenokortikální hormon). ACTH aktivuje tvorbu a sekreci hlavního metabolického stresového hormonu kortizolu. Sekrece kortizolu do krve má zpoždění proti adrenalinu (30 – 40 minut), protože steroidní hormony nejsou skladovány a musí se na podnět syntetizovat de novo. •Po spuštění stresové reakce se tedy aktivují dvě osy: •1) Osa sympatiko – adrenální (sympatikus – dřeň nadledvin), která okamžitě spouští také sekreci ADH a má velký význam pro krátkodobou aktivaci metabolismu, udržení cirkulujícího objemu a posílení kardiovaskulárních funkcí. •2) osa hypotalamus – hypofýza – nadledviny, jejíž funkce je především v udržení dlouhodobě zvýšeného metabolizmu působením glukokortikoidů. •Aktivace retikulární formace zvýší svalový tonus a umožní rychlejší a přesnější svalovou činnost („útěk nebo boj“). Retikulární formace aktivuje také mozkovou kůru, ve které se působením CRH zvyšuje sekrece některých mediátorů a zvyšuje se tak pozornost, rychlost rozhodování a podobně. • Výsledek obrázku pro Corticotropin Releasing Hormone Stresové hormony •Noradrenalin •Adrenalin •Kortizol •Růstový hormon (somatotropní hormon, STH) •Prolaktin •Aldosteron •Hormony štítné žlázy •V mozku se vyplavením CRH zvýší sekrece některých neuromediátorů. Acetylcholin působí v mozku většinou jako excitační neuromediátor, který zvyšuje schopnost se soustředit, dopamin zrychluje schopnost se rozhodovat, čímž nemíníme, že dobře, a serotonin (tzv. hormon komfortu) zbavuje strachu. • Noradrenalin, který je spíše mediátor sympatiku, se v malé míře tvoří také ve dřeni nadledvin. Noradrenalin má silný vazokonstrikční účinek, způsobuje vazokonstrikci v kůži, GIT a v ledvinách. To vede k centralizaci krevního oběhu, zvyšuje se objem krve pro „útěk nebo boj“ rozhodujících v centrálních systémech, a to ve svalech, srdci a mozku. Noradrenalin zvyšuje stažlivost srdce a má lipolytický účinek. Volné mastné kyseliny se stávají zdrojem energie především pro srdeční sval. Zvyšuje také ventilaci, zesiluje tak dodávky kyslíku do organismu, a sekreci adrenalinu a ADH. Adrenalin, hormon dřeně nadledvin. Vyplavuje se velice rychle po aktivaci sympatiku a jeho sekreci udržuje také zvýšené vyplavování kortizolu (viz dále). Adrenalin má několik účinků. Metabolické účinky zvyšují glykémii. Adrenalin je nejrychleji vyplavený hormon a proto zajišťuje pro aktivovaný organizmus dostatek živin. Adrenalin štěpí zásobní formu glukózy – glykogen v játrech (glykogenolýza) a vede tak k hyperglykémii. Tento účinek je sice jen krátkodobý, zato velice rychlý. Svaly mají zásobu vlastní glukózy, proto adrenalin snižuje citlivost periferních receptorů pro inzulin, takže glukóza zůstává výhradně živinou pro mozek, kde jsou glukózové transportéry nezávislé na inzulinu. Glukokortikoid kortizol vzniká v kůře nadledvin jako odpověď na zvýšenou sekreci ACTH. Jeho hlavním úkolem je zabezpečit pro organizmus dostatek živin a to i po spotřebování zásob energie v podobě jaterního glykogenu. Spouští proteokatabolismus, který vede ke štěpení bílkovin na peptidy a aminokyseliny. Z glukoplastických aminokyselin se v játrech glukoneogenezou vytvářejí nové molekuly glukózy. Aby však glukózu tak složitě vyrobenou nespotřebovaly svaly, které mohou mít i jiný zdroj energie, mimo vlastních zásob glykogenu tedy například mastné kyseliny, snižuje kortizol citlivost periferních receptorů pro inzulin, podobně jako adrenalin. Při akutním stresu kortizol navíc zvyšuje nespecifickou imunitu, dlouhodobě však imunitu naopak snižuje, hlavně protože proteokatabolismus brání tvorbě protilátek a dělení buněk. Kortizol podporuje aktivitu sympatiku a tak udržuje vazokonstrikční účinky sympatiku i stresovou odpověď. Aktivovaný sympatikus naopak zvyšuje sekreci CRH a tím i kortizolu. Růstový hormon (somatotropní hormon, STH) se při stresu zvyšuje také, ale jen krátkodobě přibližně na dvě hodiny. Při dlouhodobějším stresu se jeho sekrece snižuje. Růstový hormon má v souvislosti se stresem především metabolické účinky. Aktivuje lipolýzu a tím zvyšuje bezprostřední zdroj energie v podobě mastných kyselin. Podobně působí prolaktin, jehož hladina se při stresu zvyšuje nejvíce, a to až stonásobně. Kromě metabolického účinku pravděpodobně akutně aktivuje imunitní odpověď. Na periferii totiž působí jako cytokin, váže se na receptory imunitních buněk a aktivuje T-lymfocyty a buněčnou imunitu. Při dlouhodobém stresu potlačuje prolaktin u žen ovulaci a omezuje reprodukci. Aldosteron je hormon kůry nadledvin a strukturálně mineralokortikoid. Během stresové reakce se jeho sekrece zvyšuje nepřímo díky vazokonstrikci renálních arterií. Snížená perfuze ledvin zvýší sekreci enzymu reninu, který aktivuje angiotenzinogen na angiotenzin I a II a ten v kůře nadledvin navodí sekreci aldosteronu. Aldosteron působí, podobně jako ADH, v distálním tubulu ledvin. Zvyšuje zpětné vstřebávání sodíku, na němž je osmotickými silami navázána voda, a tak opět zvyšuje cirkulující objem. Angiotenzin II má kromě toho celkové účinky, zvyšuje vazokonstrikcí krevní tlak. Sekrece hormonů štítné žlázy se během stresové odpovědi snižuje. Jediná výjimka je chlad. V chladu se zvýší koncentrace hormonů štítné žlázy, ale zřejmě se tak neděje zvýšením sekrece ze štítné žlázy, ale uvolněním T3 a T4 z tukové tkáně. V mozku se vyplavením CRH zvýší sekrece některých neuromediátorů. Acetylcholin působí v mozku většinou jako excitační neuromediátor, který zvyšuje schopnost se soustředit, dopamin zrychluje schopnost se rozhodovat, čímž nemíníme, že dobře, a serotonin (tzv. hormon komfortu) zbavuje strachu.