Az autonóm (vegetatív) idegrendszer Prof. Dr. Kéri Szabolcs SZTE ÁOK, Élettani Intézet 2018
VEGETATÍV vagy AUTONÓM IDEGRENDSZER Simaizmok, szívizom, mirigyek működtetéséért felelős zsigeri motoros rendszer. funkciói: Homeostasis: belső környezet állandósága Allostasis: belső környezet változása (alkalmazkodás) részei: szimpatikus idegrendszer (energiamobilizálás) paraszimpatikus idegrendszer (energiakonzerválás) enteralis idegrendszer
A vegetatív idegrendszer szerveződésének vázlata Cortex (prefrontalis régió) Limbikus rendszer (érzelmek) Hypothalamus (integratív szerep) Formatio reticularis (vitális funkciók) Gerincvelő (vegetatív reflexek) Agytörzsi magok Gerincvelő Vegetatív ganglion Preganglionaris axon Postganglionaris axon Effektor szerv
Visceromotoros rendszer: simaizom, szívizom, mirigyek Szkeletomotoros rendszer: harántcsíkolt izom (vázizom) Preganglionaris rost Ganglionok Postganglionaris rost PARASZIMPATIKUS 1: cranialis divízió SZIMPATIKUS: thoracolumbaris Motoros véglemez: harántcsíkolt izom - NEM a VEGETATÍV IDEGRENDSZER RÉSZE! PARASZIMPATIKUS 2: sacralis divízió A adrenalin, NA noradrenalin, Ach acetilkolin, N nikotinos acetilkolin receptor M muszkarinos acetilkolin receptor, alfa-béta adrenerg receptor
Szimpatikus idegrendszer
A szimpatikus idegrendszer felépítése 1. Preganglionaris neuron: thoracalis - felső lumbalis, intermediolateralis sejtoszlop - Preganglionaris axonok: B rostok (vékony myelinizált, 3 μm, 3-15 m/s) - Ramus communicans albicans: preganglionaris neuronok axonja elülső gyökéren kilépés ganglion (T1-L2) 2. Ganglionaris neuronok: para- vagy prevertebralis ganglion (ggl. celiacum/mesentericum), a szervektől távolabb - Postganglionaris axonok: C rostok (nincs myelin, 0.5-1.5 μm, 0.25-1.5 m/s) - Ramus communicans griseus: postganglionaris axonok perifériás ideg
Visceralis afferens Ggl. spinale Bőr Preganglionaris rost Lat. szarv Perifériás ideg Postganglionaris rost Postganglionaris rost r.c. albicans r.c. griseus Paravertebralis ganglion Prevertebralis ganglion
A szimpatikus idegrendszer transzmitterei Neurotranszmitterek: NORADRENALIN, ADRENALIN (kotranszmitter: neuropeptid Y, somatostatin) Felszabadulás: - postganglionaris idegvégződések (noradrenalin - transzmitter) - mellékvese velőállományából (döntően adrenalin hormon) Újrafelvétel, lebontás: - preszinaptikus reuptake (visszavétel) monoamin-transzporter (Na + -szimport) - lebontásuk: 1. mitokondriumokban MAO (monoamino-oxidáz) A noradrenalin, adrenalin, szerotonin B dopamin 2. cortex területén: COMT (katekol-o-metiltranszferáz), végtermék: 3-metoxi-4-hidroxi-fenil-etilglikol/mandulasav
Tirozin Noradrenalin Dihidrofenilalanin (DOPA) Tirozin hidroxiláz Dopamin-bétahidroxiláz DOPAdekarboxiláz Feniletanolamin N -metiltranszferáz Adrenalin
Noradrenalin Vanilmandulasav
Adrenerg receptorok: α1 (IP3/DAG): posztszinaptikus (pl. perifériás érösszehúzódás) α2 (camp ): pre-/posztszinaptikus (preszinaptikus autoreceptor, negatív feedback) ß1 (camp ): adrenalin/noradrenalin: mindkettőre hasonlóan érzékeny, főleg excitatoros (pozitív cardialis hatások) ß2 (camp ): adrenalinra érzékenyebb, főleg inhibitoros (pl. perifériás értágulat) ß3 (camp ): zsírszövet, harántcsíkolt izom (termogenezis)
Készenléti reakció (Cannon-féle vészreakció) Cardiovascularis: - szív: pozitív chrono-, dromo-, inotrop hatás (ß1) - erek: a. mérsékelt aktiválódás: noradrenalin vazokonstrikció (α1) = adrenalin vazodilatáció (ß2) teljes perifériás ellenállás nem változik b. fokozott aktiválódás: vazokonstrikció > vazodilatáció teljes perifériás ellenállás nő
Anyagcsere: - glikogenolízis, glükoneogenezis (α1, ß2) - pancreas ß-sejt inzulinelválasztás (α2) - lipolízis (ß3) Egyéb: - pszichés, viselkedési - tápcsatorna motoros, sósavelválasztás - bronchodilatáció (ß2) - pupilla kitágul (α1) - piloerectio (α1)
A mellékvesevelő A szimpatikus idegrendszer része: módosult ganglion + endokrin mirigy Medulla Adrenali n Adrenalin (80%), noradrenalin Chromaffin sejtek: medullában perikapilláris, máshol paraganglionaris kolinerg szimpatikus preganglionaris rostokat kapnak adrenalin szintézise, tárolása és felszabadulása (kotranszmitter: neuropeptid Y) Preganglionaris rostok Chromaffin sejtek (pheochromocyták) Kapilláris - Az adrenalin a véráramon keresztül jut el a célsejtekhez, szöveti COMT/MAO-A hatástalanítja - Vészreakció (Cannon): fizikai terhelés, pszichológiai stressz, fájdalom, vérnyomásesés, hipoglikémia
Nem konvencionális vegetatív transzmisszió I. Szimpatikus kolinerg innerváció: a verejtékmirigyiek és az ezeket ellátó erek szimpatikus posztganglionaris rostjai acetilkoint használnak II. Non-adrenerg-non-kolinerg transzmisszió: acetilkolin és katekolamin antagonistákkal (gátlókkal) nem felfüggeszthető vegetatív aktivitás Független neurotranszmitter: Neuropeptid Y, VIP (Vasoactive Intestinal Polypeptide), ATP VIP + acetilkolin: exokrin mirigyek (szekréció és véráramlás fokozása) VIP + NO: simaizomzat ellazítása (pl. gastrointestinalis rendszer körkörös simaizma)
Paraszimpatikus idegrendszer
Preganglionaris neuronok: A. Agytörzs vegetatív magjai: Edinger-Westphal mag (III) n. salivatorius superior (VII/V), inferior (IX) n. dorsalis nervi vagi (X) (secretomotoros) n. ambiguus (X) (visceromotoros) Edinger- Westphal B. Sacralis régió sacralis vegetatív mag N. salivatorius N. dorsalis nervi vagi Nucleus ambiguus
Ganglionaris neuronok: I. feji ganglionok: 1. ggl. ciliare (Edinger-Westphal magból) m. sphincter pupillae, m. ciliaris 2. ggl. pterygopalatinum (n. facialis/sal.sup.) glandula lacrimalis, nasalis mucosa 3. ggl. submandibulare (n. salivatorius superiorból) glandula submandibularis, sublingualis 4. ggl. oticum (n. salivatorius inferiorból) glandula parotidea II. mellüregi, hasüregi, medencei szervek falában vagy annak közelében lévő ganglionok (n. dorsalis nervi vagi, n. ambiguus)
Neurotranszmisszió a paraszimpatikus idegrendszerben Transzmitter: ACETILKOLIN (Ach) (kotranszmitter: enkephalin, substance P) Receptor: - ganglionaris neuronon: nikotinos (+M1) - célszerven: muszkarinos (M) - gátolja: atropin M1 (IP3/DAG): gyomorsav, exokrin mirigyek, központi idegrendszer (memória, figyelem, M4-5-el), ganglionok M2 (camp, K + csatorna): szív (negatív chrono- és dromotrop hatás) M3 (IP3/DAG, NO ): simaizmokban (direkt hatás: kontrakció, NO-hatás: relaxáció), mirigyek
A preganglionaris rost és a ganglionsejt közötti szinapszis Preganglionaris neuron Nikotinos M1 Peptid VIP, GRP Ganglionaris neuron Korai EPSP Késő EPSP Peptiderg EPSP/IPSP Posztszinaptikus akciós potenciál VIP Vasoactive Intestinal Polypeptide GRP Gastrin Releasing Peptide
A postganglionaris rost szinapszisai Vezikula: acetilkolin Varikozitás M1/M3 Vegetatív alapfonat: Schwann-sejtekből álló hálózat, amelybe a vegetatív rostok végső elágazódásai beágyazódnak Egy-egy vegetatív rost több ezer célsejtet idegez be (en passant szinapszis) Simaizom Kontrakció Receptor Receptor Varikozitás: Myelin nélküli posztganglionaris roston lévő gyöngyfüzérszerű megvastagodás A transzmitter ezekből szabadul fel és diffúzióval jut el a célszerv receptoraihoz
Az exokrin mirigyek vegetatív beidegzése Paraszimpatikus: acetilkolin (ACH) és VIP Enzimek, mucin, szekréció a kivezetőcsőben VIP Strukturális és szabályozófehérjék foszforilációja ACH A granulumok fúziója az apikális membránnal
Kolinerg szinapszis Kolin transzporter 1. Szinaptikus résben az acetilkolinészteráz semlegesíti: acetátra és kolinra bomlik (organofoszfátok gátolják) 2. Kolin reuptake (Na + -szimport) 3. Preszinaptikus terminálban Acetil-CoA + kolin egyesülés (kolin-acetiltranszferáz) 4. Vezikuláris acetilkolin transzporter (H + - antiport) Vezikuláris transzporter Egyéb paraszimpatikus transzmitterek: VIP vazodilatáció, mirigyszekréció NO simaizom relaxáció ATP simaizom kontrakció GRP peptiderg EPSP a ganglionban Enkephalin peptiderg IPSP
A vegetatív tónus Definíció: A vegetatív rostok spontán, kis frekvenciájú, nyugalmi állapotban történő ingerületleadásának következménye (1) Bőr és vázizom ereinek szimpatikus tónusa - akut spinális sokk (súlyos gerincvelősérülés) vérnyomás leesik (2) Szív paraszimpatikus tónusa - belégzéskor a tónus felfüggesztődik a szívfrekvencia nő - a denervált szív frekvenciája magasabb (3) Gastrointestinalis rendszer paraszimpatikus tónusa - éhezés és krónikus stressz alatt felfüggesztődik - időskorban csökken időskori székrekedés