Αυτόνομο Νευρικό Σύστημα

Transcript

1 ΠΑΝ/ΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ Φυσιολογία Ι Αυτόνομο Νευρικό Σύστημα Κώστας Παπαθεοδωρόπουλος Αναπλ. Καθηγητής * Εργαστήριο Φυσιολογίας 2017

2 Γενικές Aρχές Οργάνωσης & Λειτουργίας του Aυτόνομου Νευρικού Συστήματος

3 Η Ανατομική Τοπογραφία του ΑΝΣ ως τμήμα του Νευρικού Συστήματος Έξοδος Ν.Σ. Σωματικό Κινητικό ΝΣ Έλεγχος Σκελετικών Μυών (Μονοσυναπτικά) Αυτόνομο ΝΣ Έλεγχος Λείων Μυών Καρδιακού Μυός Αδένων (Δυσυναπτικά) Εάν το Σωματικό σύστημα ελέγχει την κινητική συμπεριφορά το Αυτόνομο είναι ο φορέας για την εκδήλωση των άλλων συστατικών της συμπεριφοράς.

4 Νευρικό Σύστημα Σωματικό Αυτόνομο Σκελετικοί Μύες Κεντρικό { } Περιφερικό Λείοι Μύες Καρδιακός Μύς Αδένες Τόσο το σωματικό όσο και το αυτόνομο έχουν ανώτερους και κατώτερους κινητικούς νευρώνες.

5 Βασική Οργάνωση Φυσιολογικός Ρόλος Τρόποι Επιτέλεσής του

6 Βασικές Ανάγκες του Οργανισμού Να διατηρηθεί ενεργειακά. Να διατηρήσει μία σταθερή εσωτερική κατάσταση (Ομοιόσταση). Να αντιμετωπίσει έκτακτες πιεστικές καταστάσεις (stress). Να αναπαραχθεί.

7 Λόγω της ύπαρξης μυριάδας τρεχουσών και προοπτικών αναγκών του οργανισμού ( ) πολλές διεργασίες διατήρησης της σταθερότητας συνήθως ελέγχονται αυτόματα, μη συνειδητά, αντανακλαστικά, μπορούν να αφορούν ολόκληρο τον οργανισμό (διάχυτες), είναι πολλαπλές και σχετικά αργές, και βασίζονται σε προ-οργανωμένο πρότυπο. Οι αυτόνομες αυτές διεργασίες διεκπεραιώνονται από το Αυτόνομο Νευρικό Σύστημα. Το ΑΝΣ είναι ένα εκτεταμένο δίκτυο αλληλοσυνδεόμενων νευρώνων ευρέως κατανεμημένων στο σώμα. Οι αυτόνομες διεργασίες είναι εξαιρετικά συντονισμένες, παράλληλες και αποτελούν είδη προτύπων αποκρίσεων του οργανισμού για κάθε λειτουργία.

8 Ανώτερα κέντρα Ν.Σ. Κεντρικό Υποθάλαμος Ψυχοσωματικές αλληλεπιδράσεις Α.Ν.Σ. Ενδοκρινικό Σωματικό Ν.Σ. Περιφερικό

9 ΥΠΟΘΑΛΑΜΟΣ Μικροσκοπικό σύμπλεγμα πυρήνων νευρικών κυττάρων κάτω από τον θάλαμο (<1% εγκεφάλου). Τεράστια επίδραση στη φυσιολογίας του σώματος. Ολοκληρώνει πληροφορία από τον τελεγκέφαλο, το εγκεφαλικό στέλεχος, το νωτιαίο μυελό και ενδογενείς χημειοευαίσθητους νευρώνες του και οργανώνει κατάλληλες σπλαχνικές και σωματικές αποκρίσεις ανάλογα με τις ανάγκες του οργανισμού. Υποθάλαμος Παίζει βασικό ρόλο σε: έλεγχο αιματικής ροής, ρύθμιση ενεργειακού μεταβολισμού, ρύθμιση της θερμοκρασίας του σώματος, ισορροπία των υγρών του σώματος, αναπαραγωγική δραστηριότητα, συντονισμό αποκρίσεων σε συνθήκες κινδύνου.

10 Λειτουργίες Α.Ν.Σ. Προετοιμασία υποστήριξη του οργανισμού σε διαφορετικές καταστάσεις {πραγματικές ή εικονικές} Φορέας των λειτουργικών αλλαγών που προκαλούνται μετά από οποιαδήποτε μεταβολή της συγκίνησης ή της διάθεσης. (νοητική ομοιόσταση..)

11 Βασικές Λειτουργίες του Α.Ν.Σ. Ομοιόσταση Διεργασίες διατήρησης του οργανισμού Προσαρμογή του οργανισμού σε καταστάσεις stress

12 Χαρακτηριστικά Αυτόνομων Λειτουργιών Συνήθη Χαρακτηριστικά αυτόνομων διεργασιών: α) Δεν σταματούν ποτέ να δρούν στην καρδιακή και αναπνευστική λειτουργία, την λειτουργία των σπλάχνων και του μεταβολισμού. β) Συνήθως δεν υφίσταται ούτε συνειδητή επίγνωση των λειτουργιών αυτών, ούτε εκούσιος έλεγχος επ αυτών. γ) Έχουν συμπληρωματικότητα μεταξύ τους.

13 Χαρακτηριστικά Αυτόνομων Λειτουργιών Αυτόματα Αντανακλαστικά Χωρίς Θέληση (Ακούσια) Κεντρική Ρύθμιση Εξισορρόπηση Διέγερσης Αναστολής {επίτευξη συντονισμένου και διαβαθμισμένου ελέγχου, ανάλογα με τις ανάγκες του οργανισμού} Συνεχής Δράση Λειτουργίες διευρυμένες στο χώρο και το χρόνο {πολλαπλές, εκτεταμένες και σχετικά αργές δράσεις}

14 Σωματικό Ν.Σ. Αυτόνομο Νευρικό Σύστημα Συμπαθητικό Παρασυμπαθητικό ΚΝΣ Σκελετικοί Μύες Λείοι Μύες Καρδιακός Μύς - Αδένες Τόσο το σωματικό όσο και το αυτόνομο έχουν ανώτερους και κατώτερους κινητικούς νευρώνες.

15 Υποθάλαμος Αυτόνομο Νευρικό Σύστημα Συμπαθητικό Παρασυμπαθητικό Εντερικό Έλεγχος : Λείων Μυών - Καρδιακού Μυός - Αδένων Εντερικό {αντανακλαστικό δίκτυο νευρώνων στο τοίχωμα του γαστρεντερικού σωλήνα} Ο Υποθάλαμος ολοκληρώνει τις αποκρίσεις του ΑΝΣ και της ενδοκρινικής λειτουργίας με την συμπεριφορά, ειδικά αυτή που σχετίζεται με τις βασικές συνεχώς παρούσες ομοιοστατικές ανάγκες του οργανισμού.

16 Εγκεφαλικό Στέλεχος Νωτιαίο Μυελό

17 Χαρακτηριστικά Συμπαθητικού Παρασυμπαθητικού Συμπαθητικό: Ενεργοποιείται έντονα σε καταστάσεις πραγματικού ή συναισθανόμενου κινδύνου. Υποστηρίζει την αντίδραση «καθηλώσου, φύγε ή αγωνίσου» (freeze, flight or fight). Παρασυμπ/κό: Ευνοεί τις διαδικασίες διατήρησης του οργανισμού (πέψη, αύξηση, αποθήκευση ενέργειας, ανοσολογικές αποκρίσεις) Η ενεργοποίηση των δύο συστημάτων είναι αμοιβαία. Ωστόσο οι δύο αυτές επιδράσεις σε ένα όργανο μπορούν να ρυθμίζονται ανεξάρτητα. Ενώ όλα τα μέρη του σώματος δέχονται συμπαθητική νεύρωση, το παρασυμπ/κό περιορίζεται στα αληθώς σπλαγχνικά όργανα.

18 ΑΝΣ

19 Εγκεφαλικό Στέλεχος Θωρακική Άνω Οσφυϊκή μοίρα ΝΜ Ιερή μοίρα ΝΜ

20 Σπλαχνικές Προσαγωγές (Κεντρομόλες) Ίνες Τύποι ερεθισμάτων: Θερμοκρασία Μηχανικά: Διάταση αγγείων, κοίλων σπλάχνων, καρδιάς Χημικά: ph PO 2, PCO 2, γλυκόζη Βλαπτικά: κυρίως μέσω του συμπαθητικού.

21 Σπλαχνικές Προσαγωγές (Κεντρομόλες) Ίνες Πνευμονογαστρικό Νεύρο (κρανιακό X) Ένα από τα κρανιακά νεύρα, εκφυόμενο από τον προμήκη μυελό. Περιέχει τις περισσότερες από τις σπλαχνικές κεντρομόλες (αισθητικές) ίνες του παρασυμπαθητικού. Οι ίνες αυτές εκπορεύονται από θώρακα, κοιλία σχετίζονται με διάταση, αέρια, χημικές ουσίες (όχι με άλγος). Μεταφέρει όλες τις παρασυμπαθητικές προγαγγλιακές (κινητικές - φυγόκεντρες) ίνες προς τα σπλάχνα του θώρακα και της κοιλίας.

22 Οδοί κατανομής της Σπλαχνικής Αισθητικής Πληροφορίας στον Εγκέφαλο

23 Οδοί στο ΚΝΣ που Ελέγχουν τις Αυτόνομες Αποκρίσεις Πυρήνας Μονήρους Δεσμίδας Κεντρική δομή του σύνθετα αλληλοσυνδεόμενου συνόλου δομών στο εγκεφαλικό στέλεχος που συντονίζει τις αυτόνομες λειτουργίες.

24 Σωματικό Ν.Σ. Αυτόνομο Νευρικό Σύστημα Συμπαθητικό Παρασυμπαθητικό nach nach Νικοτινικοί υποδοχείς (nach) Σκελετικοί Μύες Yποδοχείς Νοραδρεναλίνης (α, β) Λείοι Μύες Καρδιακός Μύς - Αδένες Μουσκαρινικοί υποδοχείς (mach)

25 Ιονοτροπικοί Υποδοχείς Μεταβοτροπικοί Υποδοχείς (μέσω G ) είναι ιοντικοί δίαυλοι

26 Χημική Σύναψη 30 nm

27 Εκπολωτικό (μετα) συναπτικό δυναμικό στο μετασυναπτικό κύτταρο Παράδειγμα: (Excitatory PostSynaptic Potential) (Διεγερτικό Μετασυναπτικό Δυναμικό)

28 Νευρομυϊκή Σύναψη Η Νευρομυϊκή Σύναψη είναι Διεγερτική Στη ΝΜ σύναψη, η Ach δρά σε Νικοτινικούς υποδοχείς (Ν1).

29 Χολινεργική Διαβίβαση στα Γάγγλια Ακετυλοχολίνη (Acetylcholine) Νικοτινικός Υπδχ ( nach: Ν2 )

30 Κιρσοειδείς Διευρύνσεις αυτόνομων μεταγαγγλιακών νευρώνων Συνάψεις καθ οδόν μεταξύ μεταγαγγλιακών νευρώνων και στόχων τους Αύξηση των σημείων συναπτικής επίδρασης επί των κυττάρων στόχων.

31 Χολινεργική & Νοραδρενεργική Διαβίβαση στους στόχους nach mach Μουσκαρινικοί Υπδχ (mach) Ακετυλοχολίνης Νοραδρενεργικοί Υπδχ α1, α2, β1, β2

32

33 Δράσεις Μουσκαρινικών Υποδοχέων Ακετυλοχολίνης Οι μουσκαρινικοί προκαλούν κυρίως εκπόλωση αλλά και υπερπόλωση Μουσκαρινικοί υποδοχείς βρίσκονται και στα γάγγλια. Λείοι μύες μπορούν να εκφράζουν πολλαπλούς υπότυπους Μ υποδοχείς.

34 Δράσεις Μουσκαρινικών Υποδοχέων Διέγερση προγαγγλιακού νευρώνα Ν2 Μ Μουσκαρίνη

35 Υποδοχείς & Δράσεις Νοραδρεναλίνης Όλοι οι υποδοχείς της Νοραδρεναλίνης είναι μεταβοτροπικοί (λειτουργούν μέσω σύνδεσης με G πρωτεϊνες)

36 Στο ΑΝΣ συμμετέχει Πλειάδα Νευροδιαβιβαστών & Νευροτροποποιητών

37 Πρόσθετοι Νευροδιαβιβαστές Νευροτροποποιητές στο ΑΝΣ Σε πολλές συνάψεις του ΑΝΣ συν-εντοπίζονται μαζί με Ach - NA και άλλοι νευροδιαβιβαστές. Οι ουσίες αυτές προκαλούν ένα φάσμα μετασυναπτικών δράσεων, κυρίως τροποποιώντας τις δράσεις των κλασσικών Ach, NA.

38 Αντίληψη κινδύνου οδηγεί σε αμυντική συγκινησιακή αντίδραση σύμφωνα με την κλίμακα καθήλωση φυγή - μάχη (τα 3 Fs: freezing flight fighting). Σε αυτή την πρότυπη συμπεριφορική αντίδραση σε έκτακτες επείγουσες περιπτώσεις ανάγκης, ενεργοποιείται το Συμπαθητικό ΝΣ προκαλώντας:. Παρόμοια αντίδραση του ΣΝΣ παρατηρείται και στην συγκινησιακή κατάσταση του ενθουσιασμού.. Ένα κλασικό παράδειγμα λειτουργίας ΑΝΣ: Κινητικές Λειτουργίες Συμπαθητικού κατά την Φοβική Αντίδραση στον Κίνδυνο Αρτηριακής Πίεσης Καρδιακού Ρυθμού Καρδιακής Παροχής Αρτηριακής Πίεσης Αναπνευστικού Ρυθμού Βρογχοδιαστολή Δραστηριότητας Γαστρεντερικού Εφίδρωση Απελευθ. Γλυκόζης Διαστολή Ίριδας Οφθαλμού Ανύψωση Τριχών

39 Ρύθμιση Δύναμης Μυϊκής Σύσπασης στον Καρδιακό Μύ Στα καρδιακά μυϊκά κύτταρα η δύναμη σύσπασης ρυθμίζεται μέσω της ρύθμισης της παροδικής αύξησης της ενδοκυττάριας συγκέντρωσης Ca 2+. Συμπαθητική νεύρωση μέσω β-αδρενεργικών υποδοχέων προκαλεί της παροδικής ενδοκυττάριας [Ca 2+ ] και άρα προκαλεί της δύναμης συστολής: θετική ινότροπη δράση.

40 Ρύθμιση Δύναμης Μυϊκής Σύσπασης στον Καρδιακό Μύ Συμπαθητική νεύρωση μέσω β-αδρενεργικών υποδοχέων προκαλεί της παροδικής ενδοκυττάριας [Ca 2+ ] και άρα προκαλεί της δύναμης συστολής: θετική ινότροπη δράση. (αγωνιστής β υποδοχέων)

41 Ρύθμιση Δύναμης Μυϊκής Σύσπασης στον Καρδιακό Μύ Συμπαθητική διέγερση υφίσταται σε περιπτώσεις έντονης ενεργοποίησης που συνδέονται με στρές, φόβο, άγχος. Στις καταστάσεις αυτές αυξάνονται τα επίπεδα του νευροδιαβιβαστή νοραδρεναλίνης ή της ορμόνης αδρεναλίνης (του μυελού των επινεφριδίων). Ακετυλοχολίνη Οι ουσίες αυτές ενεργοποιούν τους β-υποδοχείς του κυττάρων του μυοκαρδίου. + - Βραχύτερη συστολή

42 Δράση mach στην ηλεκτρική δραστηριότητα του καρδιακού βηματοδ I f I K I f, I Ca Ach Καρδιακής συχνότητας I K Ach Ταχύτητα αγωγής I Ca

43 Νευρομυϊκή Διαβίβαση στον Καρδιακό Μυ Αντίθετες δράσεις NE & Ach στην ηλεκτρική δραστηριότητα του καρδιακού βηματοδότη Μάρτυρας ΝΕ Ach

44 Ρύθμιση Δύναμης Μυϊκής Σύσπασης στον Καρδιακό Μύ Στα καρδιακά μυϊκά κύτταρα η δύναμη σύσπασης ρυθμίζεται μέσω της ρύθμισης της παροδικής αύξησης της ενδοκυττάριας συγκέντρωσης Ca 2+. Η ενεργοποίηση των β-υποδοχέων προκαλεί επίσης: χάλασης συχνότητας συστολών (θετική χρονότροπη δράση).

45 Δράση mach στην ηλεκτρική δραστηριότητα του καρδιακού βηματοδότη I f I K I f, I Ca Ach Καρδιακής συχνότητας I K Ach Ταχύτητα αγωγής I Ca

46 Δράση mach στην ηλεκτρική δραστηριότητα του φλεβόκομβου I K I f, I Ca Μάρτυρας ΝΕ Ach Ach Καρδιακής συχνότητας Ach Ταχύτητα αγωγής

47 Νευρομυϊκή Διαβίβαση στον Καρδιακό Μυ Αντίθετες δράσεις NE & Ach στην ηλεκτρική δραστηριότητα του καρδιακού βηματοδότη Μάρτυρας ΝΕ Ach

48 Ρύθμιση Δύναμης Μυϊκής Σύσπασης στον Καρδιακό Μύ Συμπαθητική διέγερση υφίσταται σε περιπτώσεις έντονης ενεργοποίησης που συνδέονται με στρές, φόβο, άγχος. Στις καταστάσεις αυτές αυξάνονται τα επίπεδα του νευροδιαβιβαστή νοραδρεναλίνης ή της ορμόνης αδρεναλίνης (του μυελού των επινεφριδίων). Οι ουσίες αυτές ενεργοποιούν τους β-υποδοχείς του κυττάρων του μυοκαρδίου. Ακετυλοχολίνη + - Βραχύτερη συστολή