Physiologie des autonomen Nervensystems und viszerale Kontrolle

Das autonome Nervensystem (ANS) ist der Teil des Nervensystems, der die inneren Organe und das innere Milieu weitgehend unterhalb der Ebene der bewussten Kontrolle reguliert. Es wirkt auf Herz, Blutgefäße, Atemwege, Darm, Drüsen und andere Eingeweide und passt Herzzeitvolumen, Blutdruck, Verdauung, Sekretion, Thermoregulation und viele andere Funktionen an, um den inneren Zustand des Körpers an seine Bedürfnisse anzupassen. Es arbeitet über zwei prinzipielle efferente Abteilungen, das sympathische und das parasympathische System, zusammen mit autonomen Afferenzen und zentralen Integrationszentren.

Definition

Das autonome Nervensystem ist der Teil des peripheren und zentralen Nervensystems, der glatte Muskulatur, Herzmuskulatur und Drüsen innerviert und viszerale Funktionen über sympathische und parasympathische Efferenzen, viszerale Afferenzen und zentrale autonome Netzwerke steuert.

Scope

Dieser Bereich führt den Leser in die autonome Physiologie als Thema innerhalb der Neurophysiologie ein: die anatomische und funktionelle Organisation der sympathischen und parasympathischen Abteilungen, die Chemie der adrenergen und cholinergen Neurotransmission, die Reflexbögen und zentralen Zentren, die die viszerale Leistung regulieren, und die daraus resultierenden Auswirkungen auf Herz, Gefäße und viszerale Organe. Er behandelt diese als Referenzphysiologie und nicht als klinische Leitlinie und verweist auf die detaillierteren Themeneinträge darunter.

Sub-topics

• Adrenerge Neurotransmission und Physiologie des Noradrenalins
• Cholinerge Neurotransmission und Acetylcholin-Physiologie
• Organisation und Efferenz des sympathischen und parasympathischen Systems

Core questions

• Wie sind die sympathischen und parasympathischen Abteilungen anatomisch und chemisch organisiert?
• Welche Neurotransmitter und Rezeptoren vermitteln autonome Effekte auf Zielorgane?
• Wie halten autonome Reflexe und zentrale Zentren kardiovaskuläre, respiratorische und viszerale Variablen innerhalb physiologischer Grenzen?
• Wie interagieren die beiden Abteilungen, um abgestufte, organspezifische Reaktionen zu erzeugen?

Key concepts

• Sympathische und parasympathische Abteilungen
• Präganglionäre und postganglionäre Neuronen
• Autonome Ganglien
• Adrenerge und cholinerge Neurotransmission
• Viszerale (autonome) Afferenzen
• Autonomer Reflexbogen
• Zentrales autonomes Netzwerk
• Duale und reziproke Innervation
• Homöostase des inneren Milieus

Mechanisms

Die autonome Leistung ist als eine efferente Zwei-Neuronen-Kette organisiert: ein präganglionäres Neuron mit seinem Zellkörper im zentralen Nervensystem synaptiert auf ein postganglionäres Neuron in einem autonomen Ganglion, das wiederum den Effektor innerviert. Im sympathischen System entspringen präganglionäre Neuronen aus dem thorakolumbalen Rückenmark und synaptieren in der sympathischen Kette und den prävertebralen Ganglien; im parasympathischen System entspringen sie aus dem Hirnstamm und dem Sakralmark und synaptieren in oder nahe dem Zielorgan. Die präganglionäre Übertragung ist in beiden Abteilungen cholinerg an nikotinischen Rezeptoren; die meisten sympathischen postganglionären Fasern setzen Noradrenalin frei, das auf adrenerge Rezeptoren wirkt, während parasympathische postganglionäre Fasern Acetylcholin freisetzen, das auf muskarinische Rezeptoren wirkt. Viszerale Afferenzen signalisieren mechanische und chemische Zustände der Organe, und zentrale Strukturen wie der Nucleus tractus solitarii, der Hypothalamus und Hirnstammkerne integrieren diesen Input und stellen den autonomen Tonus über Reflexe ein (Saper, 2002; Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017).

Clinical relevance

Die autonome Physiologie ist die Grundlage für das Verständnis, wie der Körper Blutdruck, Herzfrequenz, Atemwegskaliber, gastrointestinale Motilität und viele Arzneimittelwirkungen steuert, und sie liefert den konzeptionellen Hintergrund für autonome Störungen, die an anderer Stelle untersucht werden. Dieser Eintrag beschreibt die normale physiologische Organisation und ist keine Grundlage für individuelle Diagnose- oder Behandlungsentscheidungen.

Evidence & guidelines

Das hier dargestellte Material spiegelt lang etablierte physiologische Beschreibungen wider, die in Standardlehrbüchern der Neurowissenschaften und Physiologie (Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017) sowie in Übersichtsartikeln zur zentralen autonomen Organisation und autonomen Interaktionen mit anderen Systemen (Saper, 2002; Bellinger & Lorton, 2014) konsolidiert sind. Als Referenzphysiologie ist es nicht Gegenstand klinischer Praxisleitlinien.

History

Der Begriff und der moderne Rahmen des autonomen Nervensystems wurden Anfang des 20. Jahrhunderts von John Newport Langley etabliert, der dessen präganglionäre und postganglionäre Organisation beschrieb und sympathische, parasympathische und enterische Komponenten unterschied (Langley, 1921). Walter Cannon formulierte später das Konzept der Homöostase und die Rolle des sympathischen Systems bei der Mobilisierung des Körpers für Notfallreaktionen. Nachfolgende Arbeiten kartierten das zentrale autonome Netzwerk und die chemische Kodierung der autonomen Übertragung (Saper, 2002).

Key figures

• John Newport Langley
• Walter B. Cannon
• Clifford B. Saper

Seminal works

• langley-1921
• saper-2002

Frequently asked questions

Was ist der Unterschied zwischen dem somatischen und dem autonomen Nervensystem?

Das somatische Nervensystem steuert die Skelettmuskulatur über ein einzelnes Motoneuron unter willkürlicher Kontrolle, während das autonome Nervensystem die glatte Muskulatur, die Herzmuskulatur und die Drüsen über eine efferente Zwei-Neuronen-Kette steuert, die weitgehend unwillkürlich arbeitet.

Sind die sympathischen und parasympathischen Abteilungen immer gegensätzlich?

Sie wirken oft reziprok auf dasselbe Organ, aber nicht immer: In einigen Geweben haben sie komplementäre oder unabhängige Effekte, und viele Organe erhalten überwiegend eine Abteilung, sodass die Beziehung organspezifisch und nicht einheitlich antagonistisch ist.