Bicie serca, ciśnienie krwi, trawienie: te funkcje życiowe występują bez myśli, wszystko dzięki autonomicznemu układowi nerwowemu. Autonomiczny układ nerwowy kontroluje wszystkie mimowolne funkcje ludzkiego ciała. Jest on częścią obwodowego układu nerwowego (PNS).
Czym jest autonomiczny układ nerwowy
Funkcje nerwowe człowieka wywodzą się z mózgu i rdzenia kręgowego, czyli ośrodkowego układu nerwowego (OUN). PNS obejmuje wszystkie inne nerwy, które rozgałęziają się do reszty ciała. Obejmuje on somatyczny i autonomiczny układ nerwowy. Somatyczny układ nerwowy kontroluje dobrowolne ruchy mięśni szkieletowych.
Autonomiczny układ nerwowy ma dwa podstawowe poddziały: współczulny i przywspółczulny układ nerwowy. Zazwyczaj działają one wzajemnie w celu realizacji większości nieświadomych funkcji organizmu.
Współczujący układ nerwowy kontroluje walkę-lub-floty odpowiedź i jest najwięcej aktywny w czasach stresu. Przywspółczulny układ nerwowy kontroluje reakcję odpoczynku i trawienia i jest najbardziej aktywny w czasach bezpieczeństwa i relaksu.
Trzecim pododdziałem układu autonomicznego jest jelitowy układ nerwowy. Jego jedynym zadaniem jest regulacja procesów niezbędnych do trawienia.
Jakie są funkcje autonomicznego układu nerwowego?
Autonomiczny układ nerwowy reguluje mimowolne procesy fizjologiczne, takie jak trawienie, oddychanie i ciśnienie krwi. Większość jego funkcji występuje w podziale współczulnym i przywspółczulnym, które działają w równowadze w celu utrzymania homeostazy w organizmie.
Funkcje współczulne i przywspółczulne
Współczulny układ nerwowy jest odpowiedzialny za reakcję walki lub ucieczki. Jego aktywność wzrasta w sytuacjach takich jak podwyższony stres lub ćwiczenia. Aktywacja układu współczulnego ma na celu szybkie wyprowadzenie Cię z niebezpieczeństwa. Na przykład:
- Źrenice rozszerzają się, aby poprawić widzenie.
- Drogi oddechowe rozszerzają się, aby zwiększyć pobór tlenu.
- Zwiększa się częstość akcji serca i siła skurczu.
- Tętnice zaopatrujące serce i mięśnie szkieletowe rozszerzają się, podczas gdy wszystkie inne naczynia krwionośne zwężają się. Zwiększa to ciśnienie krwi i ułatwia przepływ krwi do serca i mięśni.
- Metabolizm mięśniowy zwiększa się, rozkładając zmagazynowany glikogen i tłuszcz na energię.
Aktywacja współczulna hamuje również funkcje, które mogłyby pochłaniać energię i spowalniać cię, takie jak trawienie i oddawanie moczu.
Przywspółczulny układ nerwowy kontroluje funkcje odpoczynku i trawienia. Jest bardziej aktywny w czasach bezpieczeństwa i relaksu. Aktywacja przywspółczulna sprzyja wzrostowi, reprodukcji i odpoczynkowi. Na przykład:
- Źrenice się zwężają.
- Zmniejsza się częstość akcji serca i kurczliwość.
- Drogi oddechowe się zwężają.
- Zwiększa się ślinotok i ruchliwość żołądka.
- Glukoza jest przekształcana w glikogen, który jest magazynowany w wątrobie.
Jak współpracują ze sobą te dwa działy?
Współczujący i przywspółczujący układy nerwowe działają wzajemnie do siebie. Oba są w ciągłym użyciu, ale aktywność seesaws w kierunku jednej lub drugiej strony, w zależności od sytuacji.
Ich nerwy na ogół nie unerwiają identycznych celów. Mogą unerwiać różne komórki w obrębie tego samego narządu, aby wywołać przeciwne efekty. Na przykład rozszerzenie źrenic jest kontrolowane przez współczulną aktywację mięśnia rozszerzacza, podczas gdy przywspółczulna aktywacja mięśnia zwieracza.
Nerwy przywspółczulne nie unerwiają tak wielu tkanek jak nerwy współczulne. Wzajemny efekt obserwowany podczas aktywacji przywspółczulnej jest często wynikiem zmniejszenia aktywności współczulnej. Na przykład, mimo że nerwy przywspółczulne nie unerwiają naczyń krwionośnych, podczas aktywności przywspółczulnej obniża się ciśnienie krwi.
Funkcje jelitowego układu nerwowego
Jelitowy układ nerwowy jest związany z procesami trawiennymi. Układy przywspółczulny i współczulny promują i hamują trawienie, ale układ jelitowy kontroluje mechanizmy fizjologiczne, które pozwalają na zachodzenie trawienia.
Nerwy jelitowe unerwiają mięśnie w przewodzie pokarmowym, aby kontrolować przepływ pokarmu przez organizm. Unerwiają również wyściółkę jelit w celu regulacji przepływu krwi, wydzielania i wchłaniania.
Jak zorganizowany jest Autonomiczny Układ Nerwowy?
Autonomiczny układ nerwowy zawiera zarówno czuciowe, jak i ruchowe rodzaje nerwów. Włókna czuciowe, lub aferentne, przenoszą informacje z ciała z powrotem do OUN. Włókna ruchowe, lub eferentne, przekazują polecenia z OUN do ciała w celu wygenerowania reakcji.
Wejście sensoryczne do autonomicznego układu nerwowego przekazuje informacje o stanie fizjologicznym organizmu. Na przykład chemoreceptory wykrywają ilość tlenu i glukozy we krwi, a baroreceptory ciśnienie krwi. Autonomiczne nerwy aferentne są wspólne dla całego układu, nie różnicują się na współczulne i przywspółczulne.
Efferentne nerwy autonomiczne w układzie przywspółczulnym i współczulnym mają układ dwunerwowy, ze zwojami, które przekazują sygnał między nimi. Pierwszy nerw jest "preganglionowy", a drugi "postganglionowy".
Jelitowy układ nerwowy nie wykorzystuje tego samego szeregu dwuneuronowego, co reszta autonomicznego układu nerwowego. Posiada również własne neurony czuciowe.
Układ dwunerwowy
Neurony przedzwojowe mają ciała komórek (somów) w mózgu i rdzeniu kręgowym. Ich długie aksony rozciągają się na obwodzie, gdzie tworzą synapsy na dendrytach ściśle skupionych somów. Te skupiska tworzą zwoje, stacje przekaźnikowe autonomicznego układu nerwowego.
Nerwy zwojowe współczulne pochodzą z nerwów rdzeniowych odcinka piersiowego i lędźwiowego rdzenia kręgowego. Neurony preganglionowe przywspółczulne pochodzą z nerwów czaszkowych rdzenia przedłużonego, a także z nerwów krzyżowych rdzenia kręgowego.
Zwoje współczulne leżą blisko rdzenia kręgowego, więc współczulne włókna preganglionowe są krótsze niż włókna postganglionowe. Zwoje przywspółczulne leżą blisko tkanek docelowych, więc włókna preganglionowe są długie, a włókna postganglionowe krótkie. Zwoje przywspółczulne również splatają się tworząc sploty nerwowe, co pozwala na pewne funkcje integracyjne modyfikujące sygnał nerwowy.
Włókna postganglionowe to aksony somów, które tworzą zwoje. Przenoszą one impuls nerwowy na dalszą drogę i synapsują na narządach wewnętrznych i gruczołach. W układzie nerwowym współczulnym są one zazwyczaj cienkie i niezmielinizowane. Oznacza to, że brakuje im osłonki mielinowej, która często izoluje włókna nerwowe. Włókna zwojowe w układzie przywspółczulnym są stosunkowo grube i silnie mielinizowane, więc impuls jest dobrze izolowany.
Odrębna organizacja jelitowego układu nerwowego
Jelitowe włókna nerwowe tworzą złożoną sieć w całym przewodzie pokarmowym. Wiele z tych włókien tworzy ścieżki odruchowe umożliwiające szybkie dostosowanie funkcji trawiennych.
Układ jelitowy generalnie kontroluje mechanizmy trawienia niezależnie od reszty układu nerwowego. Niektóre współczulne i przywspółczulne nerwy postganglionowe synapsują na nerwach jelitowych, aby modulować funkcje trawienne.
Neurotransmitery autonomiczne
Impulsy nerwów autonomicznych są przekazywane przez synapsy przez małe substancje chemiczne zwane neuroprzekaźnikami. Acetylocholina jest neuroprzekaźnikiem preganglionowym zarówno w układzie współczulnym, jak i przywspółczulnym. Acetylocholina jest neuroprzekaźnikiem powszechnie występującym w całym organizmie, działa również w mózgu i somatycznym układzie nerwowym.
Przywspółczulny układ nerwowy również wykorzystuje acetylocholinę jako jedyny neurotransmiter zwojowy. Współczulny układ nerwowy używa kilku różnych neurotransmiterów zwojowych. Większość nerwów uwalnia noradrenalinę, ale te, które sygnalizują gruczołom potowym, uwalniają acetylocholinę.
Wyspecjalizowane komórki w nadnerczu, zwane komórkami chromafinowymi, wykorzystują epinefrynę. Komórki chromafinowe nie mają aksonów i uwalniają adrenalinę bezpośrednio ze zwojów do żył, aby wywołać ogólnoustrojową aktywację współczulną.
Jelitowy układ nerwowy wykorzystuje różne neuroprzekaźniki, w tym acetylocholinę, tlenek azotu i serotoninę.
Co wpływa na zdrowie autonomicznego układu nerwowego?
Autonomiczny układ nerwowy sympatyczny i parasympatyczny ramiona muszą utrzymywać równowagę utrzymywać ciało zdrowego. Potrzebujemy współczulnego układu nerwowego, aby przejąć kontrolę podczas ostrego stresu lub zagrożenia. Jakkolwiek, chroniczna lub częsta zmiana w kierunku współczulnej dominacji i wzajemne zmniejszenie przywspółczulnej aktywności może prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych.
Jakie są skutki braku równowagi autonomicznej?
Badania wykazały, że nadaktywność współczulnego układu nerwowego przewiduje późniejszy rozwój wysokiego ciśnienia krwi i otyłości. Dzieje się tak poprzez dysregulację metabolizmu, sygnalizacji hormonalnej i ścieżek zapalnych.
Wysoka aktywność współczulna może również prowadzić do zwiększonej produkcji reaktywnych form tlenu (ROS) lub wolnych rodników. ROS są produkowane naturalnie w organizmie i są niezbędne dla wielu funkcji komórkowych. Jednak ich nadmierny poziom może prowadzić do stresu oksydacyjnego, który uszkadza DNA, białka i tkankę nerwową.
Połączenie nadaktywności współczulnej i upośledzenia układu przywspółczulnego może prowadzić do cukrzycy typu 2 i zaburzeń sercowo-naczyniowych, takich jak dysrytmia. Utrata aktywności przywspółczulnej wiąże się również z niższą jakością snu, co może nasilać inne problemy fizjologiczne i psychologiczne.
Co może być przyczyną zaburzeń autonomicznych?
Wiele czynników może przyczynić się do dysfunkcji autonomicznej, zwanej również neuropatią autonomiczną. Głównym predyktorem dysfunkcji autonomicznej jest przewlekły stres psychologiczny, który powoduje przesunięcie w kierunku dominacji współczulnej. Nie wszystkie zaburzenia autonomiczne obejmują zaburzenie równowagi autonomicznej, ale jest to typowy wynik. Inne czynniki przyczyniające się do dysfunkcji autonomicznej obejmują:
- Zaburzenia autoimmunologiczne
- Cukrzyca
- Inne zwyrodnieniowe zaburzenia neurologiczne (np. choroba Parkinsona)
- Niedobory żywieniowe
- Niektóre infekcje, w tym borelioza, tężec i HIV
- Używanie alkoholu i palenie papierosów
- Działania niepożądane niektórych leków
Zaburzenia autonomicznego układu nerwowego mogą również wynikać z czynników genetycznych lub uszkodzenia mózgu, rdzenia kręgowego lub nerwów obwodowych.
Jak mogę chronić swój autonomiczny układ nerwowy?
Są pewne rzeczy, które możesz zrobić, aby wesprzeć swój autonomiczny układ nerwowy i spróbować przesunąć dominację na przywspółczulny układ nerwowy.
Zmniejszenie lub wyeliminowanie źródeł stresu może pomóc w zapobieganiu nadaktywności układu współczulnego, ale często łatwiej powiedzieć niż zrobić. Działania relaksacyjne mogą również przesunąć funkcję autonomiczną w kierunku podziału przywspółczulnego, w tym joga i ćwiczenia powolnego oddychania.
Ćwiczenia mogą być również doskonałym sposobem na wsparcie autonomicznego układu nerwowego. Badania wykazały, że konsekwentny trening fizyczny może zwiększyć aktywność przywspółczulną, zmniejszyć ryzyko dysfunkcji autonomicznej, a nawet odwrócić niektóre uszkodzenia we wczesnej neuropatii autonomicznej serca. Może również poprawić sen, co korzystnie wpływa na nastrój i ogólny stan zdrowia.
Istnieją jednak pewne zastrzeżenia. W jednym z badań na starszych dorosłych ze zwierzętami domowymi stwierdzono, że spacery ze zwierzętami zmniejszyły stres i poprawiły równowagę autonomiczną, ale samotne chodzenie zwiększyło stres i aktywność współczulną. Sugeruje to, że istotne jest, aby wybrać taki rodzaj ćwiczeń, który naprawdę lubisz i nie powoduje dodatkowego stresu.
Ćwiczenie zwiększa również produkcję ROS w organizmie. W odpowiedzi organizm wytwarza antyoksydanty, które są korzystne dla autonomicznego układu nerwowego. Jednakże, ćwiczenia o wysokiej intensywności lub wyczerpujące wytwarzają zbyt wysokie poziomy ROS, aby organizm mógł je zrekompensować i może dojść do uszkodzenia oksydacyjnego.
Zalecenie to 30 minut ćwiczeń o umiarkowanej intensywności przez pięć dni w tygodniu. Należy pamiętać, że definicje wyczerpujących i umiarkowanych ćwiczeń będą zależały od osoby i jej poziomu sprawności.
Dieta bogata w antyoksydanty i czynniki przeciwzapalne wspiera zdrowy autonomiczny układ nerwowy i pomaga zrównoważyć uszkodzenia oksydacyjne. Przykłady obejmują oliwę z oliwek z pierwszego tłoczenia, kurkumę, jagody, pistacje, ciemną czekoladę i zieloną herbatę.
Najczęściej zadawane pytania
Co to jest autonomiczny układ nerwowy i jaka jest jego rola?
Autonomiczny układ nerwowy jest częścią obwodowego układu nerwowego, czyli nerwów, które rozgałęziają się od mózgu i rdzenia kręgowego. Układ autonomiczny kontroluje wszystkie mimowolne procesy zachodzące wewnątrz organizmu. Jego trzy działy to układ współczulny (walka lub ucieczka), układ przywspółczulny (odpoczynek i trawienie) oraz układ jelitowy (trawienie).
Jakie narządy są regulowane przez autonomiczny układ nerwowy?
Współczulny układ nerwowy reguluje więcej narządów niż przywspółczulny układ nerwowy. Układ przywspółczulny unerwia oczy, gruczoły łzowe i ślinowe, serce, płuca, przewód pokarmowy, pęcherz moczowy, zewnętrzne narządy płciowe, gruczoły potowe i wątrobę.
Oprócz żeńskich narządów płciowych, układ współczulny unerwia wszystkie te same narządy, mięśnie piloerekcyjne, naczynia krwionośne, mięśnie szkieletowe i tkankę tłuszczową. Oba układy unerwiają niektóre aspekty układu odpornościowego.
Jak mogę chronić swój autonomiczny układ nerwowy?
Możesz chronić swój autonomiczny układ nerwowy poprzez promowanie zmiany w kierunku dominacji układu przywspółczulnego. Strategie obejmują jogę, ćwiczenia oddechowe, ćwiczenia o umiarkowanej intensywności i diety bogate w antyoksydanty.
Referencje
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK538516/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK539845/
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6579/aa6782
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3123705/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8868289/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8701130/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK430888/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5900369/
