Informatie

17.10: Autonoom zenuwstelsel - Biologie


In het autonome zenuwstelsel synapsen een preganglionische neuron van het CZS met een postganglionische neuron van het PNS. Het sympathische systeem activeert de "vecht- of vluchtreactie", terwijl het parasympathische systeem de "rust en vertering" -reactie activeert.

Het autonome zenuwstelsel dient als het relais tussen het CZS en de interne organen. Het regelt de longen, het hart, de gladde spieren en de exocriene en endocriene klieren. Het autonome zenuwstelsel bestuurt deze organen grotendeels zonder bewuste controle; het kan continu de condities van deze verschillende systemen monitoren en indien nodig wijzigingen doorvoeren. Signalering naar het doelweefsel omvat meestal twee synapsen: een preganglionische neuron (afkomstig uit het CZS) synapsen naar een neuron in een ganglion die op zijn beurt synapsen op het doelorgaan, zoals geïllustreerd in figuur 1. Er zijn twee afdelingen van de autonome zenuwstelsel die vaak tegengestelde effecten hebben: het sympathische zenuwstelsel en het parasympathische zenuwstelsel.

Oefenvraag

Welke van de volgende beweringen is onjuist?

  1. Het parasympathische pad is verantwoordelijk voor het rusten van het lichaam, terwijl het sympathische pad verantwoordelijk is voor de voorbereiding op een noodsituatie.
  2. De meeste preganglionaire neuronen in het sympathische pad vinden hun oorsprong in het ruggenmerg.
  3. Het vertragen van de hartslag is een parasympathische reactie.
  4. Parasympathische neuronen zijn verantwoordelijk voor het afgeven van noradrenaline op het doelorgaan, terwijl sympathische neuronen verantwoordelijk zijn voor het afgeven van acetylcholine.

[reveal-answer q=”310489″]Antwoord weergeven[/reveal-answer]
[hidden-answer a=”310489″]Statement d is onwaar.[/hidden-answer]

Sympathisch zenuwstelsel

De sympathisch zenuwstelsel is verantwoordelijk voor de "vecht- of vluchtreactie" die optreedt wanneer een dier in een gevaarlijke situatie terechtkomt. Een manier om dit te onthouden is door te denken aan de verrassing die een persoon voelt wanneer hij een slang tegenkomt ("slang" en "sympathiek" beginnen beide met "s"). Voorbeelden van functies die worden gecontroleerd door het sympathische zenuwstelsel zijn een versnelde hartslag en een geremde spijsvertering. Deze functies helpen het lichaam van een organisme voor te bereiden op de fysieke belasting die nodig is om te ontsnappen aan een potentieel gevaarlijke situatie of om een ​​roofdier af te weren.

De meeste preganglionaire neuronen in het sympathische zenuwstelsel vinden hun oorsprong in het ruggenmerg, zoals geïllustreerd in figuur 2. De axonen van deze neuronen komen vrij. acetylcholine op postganglionische neuronen in sympathische ganglia (de sympathische ganglia vormen een ketting die zich langs het ruggenmerg uitstrekt). De acetylcholine activeert de postganglionische neuronen. Postganglionaire neuronen laten dan los noradrenaline op doelorganen. Zoals iedereen die ooit haast heeft gevoeld voor een grote test, toespraak of atletisch evenement kan bevestigen, zijn de effecten van het sympathische zenuwstelsel behoorlijk doordringend. Dit komt zowel doordat één preganglionische neuron synapsen maakt op meerdere postganglionische neuronen, waardoor het effect van de oorspronkelijke synaps wordt versterkt, en omdat de bijnier ook noradrenaline (en het nauw verwante hormoon epinefrine) in de bloedstroom afgeeft. De fysiologische effecten van deze noradrenalineafgifte zijn onder meer het verwijden van de luchtpijp en de bronchiën (waardoor het dier gemakkelijker kan ademen), het verhogen van de hartslag en het verplaatsen van bloed van de huid naar het hart, de spieren en de hersenen (zodat het dier kan denken en rennen). ). De kracht en snelheid van de sympathieke reactie helpt een organisme om gevaar te vermijden, en wetenschappers hebben bewijs gevonden dat het ook LTP kan verhogen, waardoor het dier zich de gevaarlijke situatie kan herinneren en deze in de toekomst kan vermijden.

Parasympathisch zenuw stelsel

Terwijl het sympathische zenuwstelsel wordt geactiveerd in stressvolle situaties, Parasympathisch zenuw stelsel laat een dier "rusten en verteren". De functies van het parasympathische systeem besparen energie: het vertragen van de hartslag, het verminderen van de contractiele krachten van zowel de hart- als de gastro-intestinale spier en het verminderen van de geleidingssnelheid van de sinoatriale knoop en atrioventriculaire knoop.

Een manier om dit te onthouden is om te denken dat tijdens een rustige situatie zoals een picknick, het parasympathische zenuwstelsel de controle heeft (“picknick” en “parasympathisch” beginnen beide met “p”). Parasympathische preganglionaire neuronen hebben cellichamen die zich in de hersenstam en in het sacrale (naar beneden) ruggenmerg bevinden, zoals weergegeven in figuur 2. De axonen van de preganglionaire neuronen geven acetylcholine af op de postganglionische neuronen, die zich over het algemeen zeer dicht bij de doelorganen bevinden . De meeste postganglionaire neuronen geven acetylcholine af aan de doelorganen, hoewel sommige stikstofmonoxide afgeven. Acetylcholine werkt op twee soorten receptoren, de muscarine- en nicotine-cholinerge receptoren. De meeste overdrachten vinden plaats in twee fasen: wanneer gestimuleerd, geeft het preganglionaire neuron acetylcholine af bij het ganglion, dat inwerkt op nicotinereceptoren van postganglionaire neuronen. Het postganglionaire neuron geeft vervolgens acetylcholine af om de muscarinereceptoren van het doelorgaan te stimuleren.

Het parasympathische zenuwstelsel stelt de orgaanfunctie opnieuw in nadat het sympathische zenuwstelsel is geactiveerd (de gewone adrenalinestoot die u voelt na een "vecht-of-vlucht"-gebeurtenis). Effecten van de afgifte van acetylcholine op de doelorganen zijn onder meer het vertragen van de hartslag, een verlaagde bloeddruk en het stimuleren van de spijsvertering.


In de fysiologie

Autonomic Neuroscience is gewijd aan de belangrijkste bevindingen over de ontwikkeling, functie en disfunctie van het autonome zenuwstelsel. We moedigen inzendingen aan over fundamentele en klinische aspecten van autonome regulatie en de ontwikkeling ervan.

Lees verder

Jouw impact is belangrijk

Onze nieuwste impactstatistieken weerspiegelen de kracht van onderzoek dat voor iedereen toegankelijk is. Dank aan onze auteurs, recensenten en redacteuren voor het versnellen van wetenschappelijke ontdekkingen en het ontwikkelen van de oplossingen die we nodig hebben voor een gezond leven op een gezonde planeet.

Redactieraad

Deze sectie heeft geen hoofdredacteuren.

Onderzoeksonderwerpen


Apparaatgebaseerde therapieën voor arteriële hypertensie

Arteriële hypertensie is de meest voorkomende aanpasbare risicofactor geassocieerd met cardiovasculaire morbiditeit en mortaliteit. Hoewel antihypertensiva algemeen verkrijgbaar zijn, wordt bij veel patiënten de bloeddruk niet onder controle van de door de richtlijn aanbevolen streefwaarden. Er zijn verschillende op apparaten gebaseerde benaderingen geïntroduceerd om de bloeddruk te verlagen. De meeste van deze strategieën zijn gericht op het moduleren van de activiteit van het autonome zenuwstelsel. Klinische onderzoeken zijn verschoven van het opnemen van patiënten met resistente hypertensie die intensieve farmacologische behandeling ondergaan naar het opnemen van patiënten met milde tot matige hypertensie in de aan- of afwezigheid van antihypertensiva. Niersympathische denervatie is de meest uitgebreid onderzochte apparaatgebaseerde therapie voor hypertensie, en gerandomiseerde, schijngecontroleerde onderzoeken hebben principiële gegevens opgeleverd voor de bloeddrukverlagende werkzaamheid. Unilaterale elektrische baroreflex-activering, endovasculaire baroreflex-amplificatie en pacemaker-gemedieerde cardiale neuromodulatietherapie hebben veelbelovende resultaten opgeleverd in observationele onderzoeken, die moeten worden bevestigd in grotere, voldoende krachtige, schijngecontroleerde onderzoeken. Tot er meer bewijs beschikbaar komt, mag een op apparaten gebaseerde therapie voor hypertensie niet worden overwogen voor routinematige behandeling. Bij het overwegen van een apparaatgebaseerde behandeling voor hypertensie moet echter rekening worden gehouden met de onderliggende pathofysiologie bij elke patiënt en moeten de procedurele risico's worden afgewogen tegen het cardiovasculaire risico dat kan worden toegeschreven aan de verhoogde bloeddruk. Dit overzicht vat de pathofysiologische grondgedachte en het laatste klinische bewijs voor apparaatgebaseerde therapieën voor hypertensie samen.


Chemische signalering in het autonome zenuwstelsel

Waar een autonoom neuron verbinding maakt met een doelwit, is er een synaps. Het elektrische signaal van de actiepotentiaal veroorzaakt de afgifte van een signaalmolecuul, dat zal binden aan receptoreiwitten op de doelcel. Synapsen van het autonome systeem worden geclassificeerd als: cholinergisch, inhoudende dat acetylcholine (ACh) wordt vrijgegeven, of adrenerge, inhoudende dat noradrenaline is vrijgegeven. De termen cholinerge en adrenerge verwijzen niet alleen naar het signaalmolecuul dat vrijkomt, maar ook naar de klasse van receptoren die elk bindt.

Het cholinerge systeem omvat twee klassen van receptoren: de nicotine receptor en de muscarine receptor. Beide receptortypes binden aan ACh en veroorzaken veranderingen in de doelcel. De nicotinereceptor is a ligand-gated kationkanaal en de muscarinereceptor is a G-eiwit-gekoppelde receptor. De receptoren zijn genoemd naar en gedifferentieerd door andere moleculen die eraan binden. Terwijl nicotine zal binden aan de nicotinereceptor en muscarine zal binden aan de muscarinereceptor, is er geen kruisreactiviteit tussen de receptoren. De situatie is vergelijkbaar met sloten en sleutels. Stel je twee sloten voor - een voor een klaslokaal en de andere voor een kantoor - die worden geopend met twee afzonderlijke sleutels. De klaslokaalsleutel zal de kantoordeur niet openen en de kantoorsleutel zal de klasdeur niet openen. Dit is vergelijkbaar met de specificiteit van nicotine en muscarine voor hun receptoren. Een hoofdsleutel kan echter meerdere sloten openen, zoals een hoofdsleutel voor de afdeling Biologie die zowel de klas- als de kantoordeuren opent. Dit is vergelijkbaar met ACh dat zich aan beide typen receptoren bindt. De moleculen die deze receptoren definiëren, zijn niet cruciaal - het zijn gewoon hulpmiddelen voor onderzoekers om in het laboratorium te gebruiken. Deze moleculen zijn exogeen, wat betekent dat ze buiten het menselijk lichaam zijn gemaakt, zodat een onderzoeker ze zonder enige verwarring kan gebruiken endogeen resultaten (resultaten veroorzaakt door de moleculen die in het lichaam worden geproduceerd).

Het adrenerge systeem heeft ook twee soorten receptoren, de alfa (α)-adrenerge receptor en bèta (β)-adrenerge receptor. In tegenstelling tot cholinerge receptoren, worden deze receptortypes niet geclassificeerd volgens welke geneesmiddelen eraan kunnen binden. Het zijn allemaal G-eiwit-gekoppelde receptoren. Er zijn drie soorten α-adrenerge receptoren, . genoemd1,2, en3, en er zijn twee soorten β-adrenerge receptoren, . genoemd1 en2. Een bijkomend aspect van het adrenerge systeem is dat er een tweede signaalmolecuul is genaamd epinefrine. Het chemische verschil tussen noradrenaline en epinefrine is de toevoeging van een methylgroep (CH3) in epinefrine. Het voorvoegsel "nor-" verwijst eigenlijk naar dit chemische verschil, waarbij een methylgroep ontbreekt.

De term adrenerge zou u moeten herinneren aan het woord adrenaline, dat wordt geassocieerd met de vecht-of-vluchtreactie die aan het begin van het hoofdstuk wordt beschreven. Adrenaline en epinefrine zijn twee namen voor hetzelfde molecuul. De bijnier (in het Latijn, ad- = "bovenop" nier = "nier") scheidt adrenaline af. De uitgang "-ine" verwijst naar de chemische stof die wordt afgeleid of geëxtraheerd uit de bijnier. Een soortgelijke constructie uit het Grieks in plaats van het Latijn resulteert in het woord epinefrine (epi- = "boven" nephr- = "nier"). In wetenschappelijk gebruik heeft epinefrine de voorkeur in de Verenigde Staten, terwijl adrenaline de voorkeur heeft in Groot-Brittannië, omdat "adrenaline" ooit een geregistreerde, gepatenteerde medicijnnaam was in de Verenigde Staten. Hoewel het medicijn niet langer wordt verkocht, blijft de afspraak bestaan ​​om naar dit molecuul met de twee verschillende namen te verwijzen. Evenzo zijn noradrenaline en noradrenaline twee namen voor hetzelfde molecuul.

Nadat ze de cholinerge en adrenerge systemen hebben begrepen, is hun rol in het autonome systeem relatief eenvoudig te begrijpen. Alle preganglionaire vezels, zowel sympathische als parasympathische, geven ACh af. Alle ganglionaire neuronen - de doelen van deze preganglionische vezels - hebben nicotinereceptoren in hun celmembranen. De nicotinereceptor is een ligand-gated kationkanaal dat resulteert in depolarisatie van het postsynaptische membraan. De postganglionaire parasympathische vezels geven ook ACh af, maar de receptoren op hun doelwitten zijn muscarinereceptoren, die G-eiwit-gekoppelde receptoren zijn en niet uitsluitend depolarisatie van het postsynaptische membraan veroorzaken. Postganglionaire sympathische vezels geven noradrenaline af, behalve vezels die uitsteken naar zweetklieren en naar bloedvaten geassocieerd met skeletspieren, die ACh afgeven (tabel 1).

Signaalmoleculen kunnen tot twee brede groepen behoren. Neurotransmitters komen vrij bij synapsen, terwijl hormonen in de bloedbaan worden afgegeven. Dit zijn simplistische definities, maar ze kunnen helpen om dit punt te verduidelijken. Acetylcholine kan als een neurotransmitter worden beschouwd omdat het wordt afgegeven door axonen bij synapsen. Het adrenerge systeem vormt echter een uitdaging. Postganglionaire sympathische vezels geven noradrenaline af, wat als een neurotransmitter kan worden beschouwd. Maar het bijniermerg geeft epinefrine en norepinefrine af in de bloedsomloop, dus ze moeten als hormonen worden beschouwd.

Wat hier synapsen worden genoemd, passen mogelijk niet in de striktste definitie van synaps. Sommige bronnen zullen verwijzen naar de verbinding tussen een postganglionaire vezel en een doeleffector als neuro-effectorovergangen neurotransmitters, zoals hierboven gedefinieerd, zouden neuromodulatoren worden genoemd. De structuur van postganglionaire verbindingen is niet de typische synaptische eindbol die wordt gevonden bij de neuromusculaire junctie, maar zijn ketens van zwellingen langs de lengte van een postganglionaire vezel, een zogenaamde spataderen (Figuur 4).

Figuur 4. Autonome varicositeiten. De verbinding tussen autonome vezels en doeleffectoren is niet hetzelfde als de typische synaps, zoals de neuromusculaire junctie. In plaats van een synaptische eindbol, komt een neurotransmitter vrij uit zwellingen langs de lengte van een vezel die een uitgebreid netwerk van verbindingen vormt in de doeleffector. Bekijk deze CrashCourse-video voor een overzicht van het autonome zenuwstelsel!


Bekijk de video: zenuwstelsel - onderdelen zenuwstelsel (December 2021).