autonomos (gör): auto = saját, nomos = szabályoz

autonomos (gör): auto = saját, nomos = szabályoz vegetus (lat) = élénk, erőteljes, eleven sympathétikós (gör) = együttérző "autonomic [Greek: auto = self; nomos = rule] means self-rule/self-govern. von lateinisch: vegetus - rüstig, lebhaft, munter Englisch: vegetative

19. A perifériás idegrendszer: parasympathicus idegrendszer Jellemezze a parasympathicus idegrendszer anatómiai felépítését: a praeganglionaris neuronok sejttestjeinek és axonjainak lokalizációja, ganglionsejtek és axonjainak lokalizációja. Rendszerezze a perifériás idegekben elhelyezkedo vegetatív axonokat az Erlanger-Gasser- klasszifikáció szerint (B és C rostok). Jellemezze a praeganglionaris rost és a vegetatív ganglionsejt közötti szinapszist. Definiálja a vegetatív alapfonatot. Írja le a postganglionaris rostok varicositasainak felépítését és funkcióját. Magyarázza el az acetil-kolin szintézisét, felszabadulását, az effektor szervek receptorain kifejtett hatásmechanizmusát és eliminációját a synapticus résbo l. Soroljon példákat cholinerg receptorok által mediált parasympathicus hatásokra. Említsen további, a parasympathicus idegekbo l felszabaduló neurotranszmittereket és általuk mediált hatásokat. Definiálja a vegetatív tónus fogalmát. 20. A perifériás idegrendszer: sympathicus idegrendszer, mellékvesevelo Jellemezze a sympathicus idegrendszer anatómiai felépítését: praeganglionaris neuronok sejttestjeinek és axonjainak lokalizációja, ganglionsejtek és axonjainak lokalizációja. Sympathicus adrenerg rendszer: magyarázza el a noradrenalin, illetve adrenalin bioszintézisét, a noradrenalin felszabadulását és eliminációját a synapticus résbo l. Sorolja fel az effektor szerveken található adrenerg receptorokat, és a hozzájuk kapcsolódó szignáltranszdukciós útvonalakat. Soroljon fel példákat az egyes receptorok által létrehozott szervi hatásokra. Jellemezze a mellékvesevelo anatómiai felépítését és hormonelválasztásának szabályozását. Ismertesse a catecholaminok transzportját a keringésben, és a szervezetbo l történo kiválasztásukat, lebontásukat. Sympathicus cholinerg, és non-adrenerg non-cholinerg sympathicus hatások.

A sympathicus vasoconstrictor tónus felfedezése Introduction a la médecine expérimentale, 1865 Claude Bernard It is dangerous to fall in love with a hypothesis and not willing to take no for an answer (P. Medawar) vasoconstrictio? n. auricularis magnus n. auricularis magnus átmetszése (vasoconstrictio) vasodilatatio

A vegetatív idegrendszer funkciói: Az akaratunktól független zsigeri működések szabályozása, a belso környezet ( milieu interieur ) állandóságának biztosítása. A simaizmok, mirigyek és a szív működésének szabályozása. Szenzoros, motoros és zsigeri működések központi idegrendszeri integrációja.

Képzeljünk el egy hallgatót, aki a postprandialis komfort torpid állapotában hallgatja a reggel 8 órai neurofiziológia elo adást. Ilyen idilli körülmények között vegetatív funkcióit a parasympathicus idegrendszer dominálja: szívfrekvencia: reguláris, lassú vérnyomás: normális-alacsony peristalsis, GI szekréció fokozott glykogén tárolás a májban fokozott splanchnicus érmeder dilatált h.cs. izom vérátáramlása csökkent Ezek a hatások a parasympathicus rendszer aktiválódásának következményei, a sympathicus rendszer relatív nyugalmi állapota mellett.

Képzeljük el ugyanezt a hallgatót az élettan szigorlatra várakozva: vegetatív funkcióit a sympathicus idegrendszer dominálja. szívfrekvencia: reguláris, de emelkedett pulzus : szapora vérnyomás: emelkedett bronchodilatáció bo r nyirkos, izzadtsággal borított h.cs. izom, szív, agy vérátáramlása megno (vazodilatáció) splanchnicus érmeder vérátáramlása csökkent (vazokonstrikció) glykogén lebontása a májban fokozott (vércukor emelkedett) Ezek a hatások a sympathicus rendszer aktiválódásának következményei.

A VEGETATÍV IDEGRENDSZER ÉLETTANA SIMAIZOM MIRIGYEK SZÍV

A vegetatív idegrendszer funkcionális anatómiai szerveződése

A PERIFÉRIÁS IDEGEK OSZTÁLYOZÁSA LANGLEY SZERINT SZOMATIKUS VEGETATÍV MOTOROS (efferens) SZENZOROS (afferens) SYMPATHICUS (efferens) PARASYMPATHICUS (efferens) ENTERÁLIS

Az autonóm idegrendszer kutatásának úttöro i Walter Holbrook GASKELL 1847-1914 Ulf S. von Euler 1905-1983 Walter Bradford Cannon 1871-1945 Wilhelm Feldberg 1900-1993 Henry Hallett Dale 1875 1968

GASKELL ~1885 A vegetatív idegrendszer anatómiai felépítése Chondrodendron tomentosum LANGLEY ~1900 nikotinecsetelés! Nicotiana tabacum STÖHR: Eine Nikotinanatomie werde ich nie anerkennen.

3 Kontroll 1 1 2 Ax S 2 3

MOTOROS SZENZOROS AUTONÓM ZNS KIR pregangl. posztgangl. PNS PIR

THORACOLUMBALIS SYMPATHICUS Th1-12, L1-3 Th 5-9 Th 10-11 CRANIOSACRALIS PARASYMPATHICUS III, VII, IX, X agyidegek S2-4

Psy 1:2 [n. vagus 1:7000] lokalizált hatás ('one-to-few' ) preggl. postggl. Sy 1:30, 1:180 diffúz hatás ('one-to-many') Fulton: anatomical basis of functional differences ratio index [ggl. ciliare; ggl. cervicale superius]

Parasympathikus pre Sympathikus post Sympathikus pre mellékvesevelo

A parasympathikus idegrendszer Nucleus Edinger-Westphal (III) Nucleus salivatorius superior (VII) N. motorius dorsalis nervi vagi (X) N. salivatorius inferior (IX) N. ambiguus (X)

A sympathikus idegrendszer = Th 5(6)-9(10) = Th 10-11

Nucleus intermediolateralis pars funicularis (PF) pars principalis (PP) pars intercalatus (PI) n. centralis autonomicus (CA) A gerincvelo i segmentális apparátus PF PP PI CA EFFERENSEK: PILOMOTOR, SUDOMOTOR, VASOMOTOR

Preganglionáris neuronok lokalizációja a thoracalis gerincvelo ben Retrograde jelölés a sympathikus határköteg felől Retrograde jelölés a mellékvese-velő felöl (Fluorogold) (True blue) retrográd jelölo festék

divergencia A prevertebrális ganglionok integratív funkciója. Viscero-viscerális reflex. konvergencia ggl. coeliacum substance P

GL SUBMAND IRIS ARTERIA URETER (EM) ARTERIA Ax

A szívizom adrenerg beidegzése

A vas deferens adrenerg beidegzése [Falck-Hillarp módszer]

A vegetatív alapfonat szerkezete N-A HILLARP : parciális sympathicus denerváció GCS Fluoreszcensmikroszkópia Elektronmikroszkópia IRIS

c A méh adrenerg innervációja fiziológiás denerváció plaszticitás

A vegetatív idegrendszer anatómiai szerveződése Kétneuronos rendszer, amelyben a pre- és a posztganglionáris neuron a vegetatív ganglionokban szinapszissal kapcsolódik egymással. A SYMPATHIKUS preganglionáris neuronok a THORACOLUMBALIS gerincvelő Th 1-12 és L 1-3 szegmentumaiból erednek. A PARASYMPATHIKUS CRANO-SACRALIS preganglionáris neuronok a III, VII, IX és X agyidegek vegetatív magjaiból és a gerincvelő S 2-4 szegmentumaiból erednek. A posztganglionáris neuronok VEGETATÍV ALAPFONAT formájában idegzik be a SIMAIZMOKAT, MIRIGYEKET és a SZÍVIZMOT.

A vegetatív idegrendszer transzmitterei I. klasszikus transzmitterek

Ad. Kémiai ingerületátvitel: Elliott 1904-ben felvetette, hogy az adrenalin transzmitterként szerepelhet ill., hogy az ingerületátvitel kémiai úton történik. Kollégái eltántorították a közlésto l Dixon 1910 körül kutyában próbálta bizonyítani, hogy a szívben a vagus-ingerlést követo bradycardiát az idegvégzo désbo l felszabaduló mediátor közvetíti. Kísérletei nem sikerültek, a kérdés lekerült a napirendro l (A MODELL jelento sége!!!) Otto Loewi ugyanezzel a kísérlettel bizonyította a kémiai ingerületátvitelt az igénytelen béka szív preparatumban! %

pióca Fühner - Dale - Feldberg bioassay Ach mérésére (A pióca izom rendkívül szenzitív az Ach-ra) Az Ach transzmitter szerepének bizonyítása in vivo minta Pióca h.cs. izom kontrakciója Ach jelenlétében Ach

Intraarteriális acetylcholinnal kiváltott izomkontrakció (a. radialis m. opponens pollicis) George H. Acheson, John L. Langohr, and John B. Stanbury SENSITIVITY OF SKELETAL MUSCLE TO INTRA-ARTERIAL ACETYLCHOLINE IN NORMAL AND MYASTHENIC MAN. J Clin Invest. 27: 439 445, 1948.

Intra-arteriális acetylcholin hatása az alkar vérátáramlására (humán vizsgálatok; az endothél funkció vizsgálata) Cukorbeteg (közvetlen rokon) Egészséges kontroll +Ach +Ach FDR: first-degree relatives Mette P. Sonne et al., Impaired endothelial function and insulin action in first-degree relatives of patients with type 2 diabetes mellitus Metabolism Clinical and Experimental 58 (2009) 93 101

sympathicus vs parasympathicus adrenerg vs cholinerg transzmisszió HH Dale, 1933

A verejtékmirigyeket sympathicus cholinerg posztganglionáris rostok idegzik be The general rule that When the sympathetic chain was postganglionic stimulated, so that beads of sweat fibres appeared in on the the hairless parasympathetic pads, parts venous fluid of the collected system during the are cholinergic, stimulation and acquired that those a stimulant in the sympathetic action on part the of leech the muscle system are corresponding adrenergic, to a still content holds; of 2.5-l0 but there µg of are acetylcholine exceptions per to litre. this rule Bár általánosságban igaz, hogy a parasympathicus posztganglionáris idegrostok cholinergek, a sympathicus posztganglionáris idegek pedig adrenergek, vannak kivételek When the sympathetic chain was stimulated, so that beads of sweat appeared on the hairless pads, the venous fluid collected during the stimulation acquired a stimulant action on the leech muscle corresponding to a content of 2.5-l0 µg of acetylcholine per litre.

KIBIAKOV FELDBERG CANNON LOEWI Ach szerepe a ganglionáris transzmisszióban

Ulf von EULER 1905-1983 Noradrenalin transzmitter szerepe Prostaglandin Substance P Nobel-díj, 1970

A noradrenalin (re)uptake leheto séget nyújt a noradrenerg idegvégzo dések azonosítására

Imaging of myocardial receptors: applications in the evaluation of cardiac disease Heart Metab. 2008; 41:16 20 Studies in patients have demonstrated diffuse down-regulation of beta-adrenoceptor density in hypertrophic cardiomyopathy and in congestive heart cardiac failure, two disorders where there is evidence of elevated levels of sympathetic activation. PET A myocardialis beta-receptorok számának csökkenése a szívműködés súlyos funkcionális zavarainak indikátora. Diagram illustrating the [11C]-labelled hydroxyephedrine (HED) transport model. NE, neuroeffector; U-1, uptake-1. PRE POST Figure 2. (a) Measurement of pre- and postsynaptic sympathetic innervation of the heart. Cardiac images in a patient suffering from hypertrophic obstructive cardiomyopathy. Left: Presynaptic sympathetic innervation measured with 11C-labeled hydroxyephedrine ([11C]HED). Right: b-adrenoceptor density measured with 11C-labeled (S)-CGP 12177 ([11C]CGP). (b) Left: Catecholamine re-uptake in patients with hypertrophic cardiomyopathy (HCM) and control individuals, measured as volume of distribution (V d, ml/g) of [11C]HED (means are indicated by the horizontal lines). Right: Maximum number of available binding sites (B max, pmol/g) forb-adrenoceptors in patients with HCM and control individuals, measured usi ng [11C]CGP (means are indicated by the horizontal lines). [11C]HED : presynaptic marker [11C]CGP : beta receptor marker (non selective beta antagonist) HCM: hypertrophias cardiomyopathia Catecholamin re-uptake Adrenerg receptor denzitás

Ach Ach nikotinos Ach receptorok NA Ach nikotinos Ach receptorok muscarinos Ach receptorok

Nucleus salivatorius superior (VII) Ganglionáris synapsisok intravitális jelölése és megfigyelése in vivo α-bungarotoxin specifikusan jelöli a postsynaptikus acetylcholin receptorokat (AChR α7) In Vivo Imaging of Presynaptic Terminals and Postsynaptic Sites in the Mouse Submandibular Ganglion, Corey M. McCann and Jeff W. Lichtman, Dev Neurobiol. 2008 May ; 68(6): 760 770. doi:10.1002/dneu.20621.

Ingerületáttevo dés a parasympathikus cholinerg végkészülékekben

Ingerületáttevo dés a sympathikus adrenerg végkészülékekben

símaizom szív

Ach Ach nikotinos Ach receptorok NA Ach nikotinos Ach receptorok muscarinos Ach receptorok M 1,2,3 1,2, 1,2,3 M 1,2,3 1,2, 1,2,3

A DALE-ELV (1934) AZ IDEGSEJT MINDEN VÉGZŐDÉSÉBŐL UGYANAZ(OK) A TRANSZMITTER ANYAG(OK) SZABADUL(NAK) FEL

A vegetatív idegrendszer transzmitterei II. Peptidek Ko-transzmitter, Ko-lokalizáció, Ko-release

Atropin-rezisztens vazodilatáció macska gl. submandibularisaban Eserin = physostigmin: Acetylcholinesterase inhibitor

Atropin-rezisztens vazodilatáció macska gl. submandibularisaban Eserin = physostigmin: Acetylcholinesterase inhibitor

NPY hatása a noradrenalinnal és a sy ingerléssel kiváltott vasoconstrictiora

A transzmitterek felszabadulása függ az ingerlés frekvenciájától Alacsony frekvenciás ingerlés esetében a kis molekulájú transzmitterek (Ach, NA), míg nagyfrekvenciás ingerlés esetében a peptidek is felszabadulnak.

A vegetatív idegrendszer transzmitterei III. Nitrogén monoxid (NO)

R. Furchgott L. Ignarro Alfred Nobel 1833-1896 F. Murad cyclic-gmp-specific phosphodiesterase type 5 (PDE5) sildenafil

NO VIP

SIF A sympathikus ganglionok transzmissziós folyamatai SIF (small intensely fluorescent cells) fepsp : 30 ms (Ach, nikotinos) sipsp: 2s (Dopamin, D 2 ) sepsp: 30 s (Ach, M 2 ) late slow EPSP: 4 min (GnRH)

A vegetatív idegrendszer transzmitter anyagai Preganglionáris neuronok: Acetilkolin VIP Postganglionáris neuronok: Sympathicus Parasympathicus synaptikus válasz sebessége gyors ATP Acetilkolin közepes Noradrenalin NO lassú NPY VIP (Adrenalin)

A transzmitter-felszabadulás preszinaptikus modulációja

A transzmitter-felszabadulás preszinaptikus modulációja

A transzmitter-felszabadulás preszinaptikus modulációja Ach effector homotrop effector heterotrop

A transzmitter-felszabadulás preszinaptikus modulációja

PRESYNAPTIKUS INTERAKCIÓK: NA release gátlása presynaptikus α 2 receptorok révén (90%-os gátlás) heterotrop interakciók: plexus myentericus: NA gátolja az Ach felszabadulását és vice versa homotrop interakciók: presynaptikus autoreceptorok (autoinhibitoros feedback) Adrenerg idegvégződés NA release presynaptikus modulációja: fokoz: adrenalin (β 2 ) angiotensin (AT 1 ) NA release presynaptikus modulációja: fokoz: adrenalin (β 2 ) angiotensin (AT 1 ) gátol: Ach (muscarinos) NA/A (α 2 ) serotonin (5-HT 1 ) adenosin (P 1 ) PGE histamin (H 1 ) enkephalin (δ) dopamin (D 2 ) ATP (P 2 ) (presynaptikus kalcium beáramlás gátlása; fokozott kálium- permeabilitás) Fokozott NA szintézis Fokozott vezikuláris Felszabadulás Csökkent re-uptake gátol: Ach (muscarinos) NA/A (α 2 ) serotonin (5-HT 1 ) adenosin (P 1 )

2. Vegetatív efferens idegrostok elektromos aktivitásának regisztrálása: nyugalomban: 0,1-3 Hz aktivált állapotban: 10 30 Hz Vegetatív preganglionáris neuronok tónusos aktivitása Sympathicus vazomotor tónus (erek) Parasympathicus vagus tónus (szív) Parasympathicus vagus tónus (hörgo k) bronchomotor tónus Mérése - mértéke: 1. Effektor válasz mérése denervációt követo en (idegátmetszés) Vérnyomásesés (sy tónus felfüggesztése után) Szívfrekvencia fokozódása (vagus tónus kiesése után)

A DENERVÁCIÓS TÚLÉRZÉKENYSÉG A denervált szövet fokozott érzékenysége saját transzmitterével (és rokon vegyületekkel) szemben. - transmitter-inaktiváció (reuptake) zavar - fokozott kalcium-permeabilitás

A DENERVÁCIÓS TÚLÉRZÉKENYSÉG A denervált szövet fokozott érzékenysége saját transzmitterével (és rokon vegyületekkel) szemben. * receptorok számának növekedése (de novo szintézis) * transzmitter-inaktiváció (re-uptake) zavara * simaizom gap junction-ok számának növekedése * fokozott kalcium-permeabilitás Pre- vs postganglionáris sympathectomia Paradox pupilla Horner-triász - fokozott (szindróma) kalcium-permeabilitás - transmitter-inaktiváció (reuptake) zavar

Horner szindróma: Ptosis, Myosis, Enophthalmus Horner syndrome results from damage to the sympathetic nerves of the face. Typically, only one side of the face is affected. Signs and symptoms are subtle but include decreased pupil size and drooping of the upper eyelid. 1998-2007 Mayo Foundation for Medical Education and Research (MFMER). All rights reserved. A single copy of these materials may be reprinted for noncommercial personal use only. "Mayo," "Mayo Clinic," "MayoClinic.com," "EmbodyHealth," "Reliable tools for healthier lives," "Enhance your life," and the triple-shield Mayo Clinic logo are trademarks of Mayo Foundation for Medical Education and Research.

HORNER-szindróma: ptosis (m. tarsalis) miosis (m. dil. pup.) enophthalmus (m. orbitalis) száraz bőr (sudomotor inn.) Pre- vs Post- ggl. denervatio denerváció 1 2 1 2 Paradox pupilla

Az egyes szervek vegetatív beidegzése

Sympathicus és parasympathicus rendszer kölcsönhatásai: [v.ö. Cannon, W.B. The wisdom of the body.] ellentétes hatások: viscerális símaizom (bélcs., húgyhólyag) szívizom csak sympathicus: verejtékmirigyek, erek csak parasympathicus: m. ciliaris bronchiális simaizom (!) Walter B. Cannon nyálmirigyek működését Sy és PSy idegek egyaránt fokozzák Neurohumorális kölcsönhatások: Neurohumorális kölcsönhatások rezisztencia erek sympathicus vasoconstrictor tónusa endothéliális NO (dilatátor)

A SZEM A LÉLEK, AZ AUTONÓM IDEGRENDSZER MŰKÖDÉSÉNEK (ÉS A DROGFOGYASZTÁS) TÜKRE miosis mydriasis Narcoticumok Opium/Heroin/Codeine Cocaine/Crack/ Methamphetamines Atropin The images to the left are of various pupil sizes. A 6mm, 7mm, or 8mm pupil size could indicate that a person is under the influence of cocaine, crack, meth., hallucinogens, crystal, ecstasy, etc. A 1mm or 2mm pupil size could indicate a person under the influence of heroin, opiates, or other depressant.

Szem M. dilatator pupillae M. sphincter pupillae M. ciliaris Szív Arteriolák Bo r Hasi zsigerek Vese Vázizom Vázizom Skeletal muscle Vázizom Skeletal muscle Piális Pial vessels erek Erectilis Blood vessels szövetek of erectile erei tissues adrenerg receptor sympathicus ingerlés parasympathicus ingerlés Contractio (pupilla tágulat, mydriasis Elernyedés (távolra nézés) Szívfrekvencia Contractio ereje Vezetési sebesség Constrictio Constrictio Constrictio Constrictio Dilatatio (adrenalin) Dilatatio (cholinerg) Contractio (pupilla constrictio, miozis) Contractio (közelre nézés) Szívfrekvencia Vezetési sebesség Dilatatio Dilatatio Lép Tüdő és légútak légútak mirigyek

adrenerg receptor sympathicus ingerlés parasympathicus ingerlés Máj Zsírszövet Verejtékmirigyek Mm. arrectores pilorum Mellékvese velőállomány Nyálmirigyek Gyomor Motilitás Sphincterek Secretio Belek Motilitás Sphincterek Secretio Epehólyag Pancreas Húgyhólyag M. detrusor Sphincter Vese (szigetapp. β-sejtek) Verejtékezés Izzadás: tenyér, talp, mentalis ) Contractio ( libabo r ) Noradrenalin és Adrenalin secretio Kis mennyiségű secretum Csökkent Contractio Csökkent Contractio Relaxatio Enzym secretio Insulin secretio Relaxatio Contractio Renin secretio Nagy mennyiségű secretum Amiláz secretio Fokozott Relaxatio Fokozott Fokozott Relaxatio Fokozott Contractio Enzym secretio Insulin secretio Contractio Relaxatio