Физиология вегетативной нервной системы и висцеральный контроль

Вегетативная нервная система (ВНС) — это отдел нервной системы, который регулирует внутренние органы и внутреннюю среду преимущественно ниже уровня сознательного контроля. Воздействуя на сердце, кровеносные сосуды, дыхательные пути, кишечник, железы и другие внутренние органы, она регулирует сердечный выброс, артериальное давление, пищеварение, секрецию, терморегуляцию и многие другие функции, чтобы поддерживать внутреннее состояние организма в соответствии с его потребностями. Она функционирует через два основных эфферентных отдела — симпатический и парасимпатический, а также через афферентные вегетативные волокна и центральные интегративные центры.

Definition

Вегетативная нервная система — это часть периферической и центральной нервной системы, которая иннервирует гладкие мышцы, сердечную мышцу и железы, контролируя висцеральные функции через симпатические и парасимпатические эфферентные волокна, висцеральные афферентные волокна и центральные вегетативные сети.

Scope

Эта область ориентирует читателя на физиологию вегетативной нервной системы как на тему в рамках нейрофизиологии: анатомическую и функциональную организацию симпатического и парасимпатического отделов, химию адренергической и холинергической нейротрансмиссии, рефлекторные дуги и центральные центры, регулирующие висцеральный выход, а также результирующие эффекты на сердце, сосуды и внутренние органы. Она рассматривает эти аспекты как справочную физиологию, а не как клиническое руководство, и указывает на более подробные тематические статьи ниже.

Sub-topics

• Адренергическая нейротрансмиссия и физиология норадреналина
• Холинергическая нейротрансмиссия и физиология ацетилхолина
• Организация и отток симпатического и парасимпатического отделов

Core questions

• Как анатомически и химически организованы симпатический и парасимпатический отделы?
• Какие нейротрансмиттеры и рецепторы опосредуют вегетативные эффекты на органы-мишени?
• Как вегетативные рефлексы и центральные центры поддерживают сердечно-сосудистые, дыхательные и висцеральные параметры в физиологических пределах?
• Как два отдела взаимодействуют, чтобы производить градуированные, органоспецифические реакции?

Key concepts

• Симпатический и парасимпатический отделы
• Преганглионарные и постганглионарные нейроны
• Вегетативные ганглии
• Адренергическая и холинергическая нейротрансмиссия
• Висцеральные (вегетативные) афферентные волокна
• Вегетативная рефлекторная дуга
• Центральная вегетативная сеть
• Двойная и реципрокная иннервация
• Гомеостаз внутренней среды

Mechanisms

Вегетативный выход организован как двухнейронная эфферентная цепь: преганглионарный нейрон с телом клетки в центральной нервной системе образует синапс с постганглионарным нейроном в вегетативном ганглии, который, в свою очередь, иннервирует эффектор. В симпатическом отделе преганглионарные нейроны исходят из грудопоясничного отдела спинного мозга и образуют синапсы в симпатическом стволе и превертебральных ганглиях; в парасимпатическом отделе они исходят из ствола мозга и крестцового отдела спинного мозга и образуют синапсы в целевом органе или рядом с ним. Преганглионарная передача является холинергической на никотиновых рецепторах в обоих отделах; большинство симпатических постганглионарных волокон высвобождают норадреналин, действующий на адренергические рецепторы, в то время как парасимпатические постганглионарные волокна высвобождают ацетилхолин, действующий на мускариновые рецепторы. Висцеральные афферентные волокна сигнализируют о механическом и химическом состоянии органов, а центральные структуры, такие как ядро одиночного тракта, гипоталамус и ядра ствола мозга, интегрируют этот вход и устанавливают вегетативный тонус через рефлексы (Saper, 2002; Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017).

Clinical relevance

Физиология вегетативной нервной системы лежит в основе понимания того, как организм контролирует артериальное давление, частоту сердечных сокращений, просвет дыхательных путей, моторику желудочно-кишечного тракта и многие действия лекарств, а также обеспечивает концептуальную основу для вегетативных расстройств, изучаемых в других разделах. Эта статья описывает нормальную физиологическую организацию и не является основой для индивидуальной диагностики или принятия решений о лечении.

Evidence & guidelines

Материал здесь отражает давно установленное физиологическое описание, консолидированное в стандартных учебниках по нейронаукам и физиологии (Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017) и в обзорной литературе по центральной вегетативной организации и вегетативным взаимодействиям с другими системами (Saper, 2002; Bellinger & Lorton, 2014). Как справочная физиология, она не является предметом клинических рекомендаций.

History

Термин и современная концепция вегетативной нервной системы были установлены Джоном Ньюпортом Лэнгли в начале двадцатого века, который описал ее преганглионарную и постганглионарную организацию и выделил симпатические, парасимпатические и энтеральные компоненты (Langley, 1921). Уолтер Кэннон позже сформулировал концепцию гомеостаза и роль симпатической системы в мобилизации организма для экстренных реакций. Последующая работа картировала центральную вегетативную сеть и химическое кодирование вегетативной передачи (Saper, 2002).

Key figures

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

Seminal works

• langley-1921
• saper-2002

Frequently asked questions

В чем разница между соматической и вегетативной нервной системой?

Соматическая нервная система контролирует скелетные мышцы через один двигательный нейрон под произвольным контролем, тогда как вегетативная нервная система контролирует гладкие мышцы, сердечную мышцу и железы через двухнейронную эфферентную цепь, которая действует в значительной степени непроизвольно.

Всегда ли симпатический и парасимпатический отделы действуют противоположно?

Они часто действуют реципрокно на один и тот же орган, но не всегда: в некоторых тканях они имеют комплементарные или независимые эффекты, и многие органы получают преимущественно иннервацию от одного отдела, поэтому взаимосвязь является органоспецифической, а не равномерно антагонистической.