Het Autonoom Zenuwstelsel

1. 1 Het Autonoom Zenuwstelsel Prof. Dr. P.P. van Bogaert

2. 2 Inleiding Naast het vrijwillig zenuwstelsel dat onze bewuste interacties met de omwereld regelt bestaat er in het zenuwstelsel een deel dat het autonoom, vegetatief of sympathisch zenuwstelsel heet.

3. 3 Het autonoom zenuwstelsel Controleert de viscerale functies Zorgt voor het behoud van het “milieu intérieur” Staat niet onder controle van het bewuste vrijwillig deel van het zenuwstelsel

4. 4 Organisatie van het autonoom zenuwstelsel Het autonoom zenuwstelsel bestaat uit drie delen: Het (ortho)sympathisch deel Het parasympathisch deel Het enterisch zenuwstelsel

5. 5 Beiden sympathische en parasympathische delen van het autonoom zenuwstelsel vormen belangrijke efferente zenuwbanen welke andere organen bezenuwen dan de gestreepte spiercellen Ze zijn gevormd door de schakeling van twee efferente neuronen

6. 6

7. 7 Preganglionaire zenuwen met een cellichaam dat in het centrale zenuwstelsel ligt en uitlopers sturen (output axonen) naar Postganglionaire zenuwen met het cellichaam in perifere ganglia buiten het centrale zenuwstelsel.

8. 8 Het enterische zenuwstelsel bestaat uit gevoelsneuronen, interneuronen en motoneuronen die een netwerk (plexus) vormen in de wand van de darmen. Dit enterisch netwerk kan autonoom functioneren maar staat onder controle van het autonoom zenuwstelsel.

9. 9 Orthosympathisch zenuwstelsel Preganglionaire neuronen De cellichamen van de preganglionaire orthosympathische motoneuronen bevinden zich in het thoracale en lumbale ruggenmerg tussen T1 en L3 De autonoom neuronen liggen in de intermedio laterale hoorn van de grijze stof De axonen van deze neuronen verlaten het ruggenmerg langs de voorste wortel samen met de axonen van de somatische motoneuronen

10. 10 Paravertebrale ganglia Vormen een keten van ganglia die paravertebraal loopt van het bovenste deel van de hals tot het staartbeen waar linker en rechter keten samen komen in het coccygeale ganglion De bovenste ganglia zijn Het ganglion cervicale superior dat gevormd wordt door de fusie van de ganglia van C1 tot C4 Het ganglion cervicale mediale gevormd door de fusie van de ganglia van C5 en C6 Het ganglion cervicale inferior dat gevormd is door de fusie van de onderste cervicale ganglia en het eerste thoracale ganglion. Het wordt ook ganglion stellatum genoemd. Er zijn elf thoracale en drie lumbale ganglia

11. 11

12. 12 Bij het binnentreden in een paravertebraal ganglion kan een preganglionair sympathisch axon drie wegen vormen Het axon kan een synaps vormen in het paravertebrale ganglion met postganglionaire neuronen Het axon kan de sympathische paravertebrale keten op- of neerwaarts volgen om te synapteren in naastbijgelegen ganglia Het kan door de paravertebrale ganglia lopen en dan synapteren in de ganglia van de prevertebrale plexus

13. 13 Prevertebrale ganglia Liggen vóór de aorta en langs de hoofdtakken van de arteries De belangrijkste prevertebrale ganglia zijn Het ganglion coeliacus Het bovenste mesenterisch ganglion Het aortico renaal ganglion Het onderste mesenterisch ganglion De bovenste en onderste hypogastrische ganglia

14. 14

15. 15 De postganglionaire neuronen De cellichamen van deze neuronen sturen takken uit, de grijze rami communicantes, die de spinale zenuwen vervoegen Deze niet gemyeliniseerde zenuwtakken zijn lang omdat de doelwitorganen veraf gelegen zijn De prevertebrale ganglia bevatten het cellichaam van postganglionaire neuronen bestemd voor de viscera

16. 16 Het parasympathisch zenuwstelsel De preganglionaire somata van de parasympathische neuronen zijn gelegen in specifieke kernen van het mesencephalon, de pons en het verlengde merg voor het craniale deel en thv de segmenten S2 tot S4 van het ruggenmerg voor het sacrale deel van de parasympathicus

17. 17

18. 18 De craniale zenuw III De kern van Edinger-Westphal vormt de parasympathische preganglionaire nucleus van het oculomotorische complex De axonen volgen de oculomotorische zenuw (zenuw III) tot het ganglion ciliare in de buurt van het oog. De postganglionaire zenuwen inerveren de gladde spieren van de musculus constrictor pupillae en van het ciliaire lichaam

19. 19 De craniale zenuw VII Ontstaat in de nucleus salivatorius superior die preganglionaire parasympathische vezels langs de nervus VII naar het ganglion pterigo-palatinum stuurt. Hieruit ontstaan postganglionaire zenuwen die de traanklieren en de submandibulaire speekselklieren bezenuwen

20. 20 De craniale zenuw IX De zenuwtakken die ontstaan uit de nucleus salivatorius inferior en het voorste deel van de nucleus ambiguus vormen de zenuwtakken van de nervus IX (Glossopharingeus) naar het ganglion oticum. Van hieruit ontstaan postganglionaire zenuwen naar de parotis klier

21. 21 De craniale zenuw X Vagale preganglionaire parasympathische neuronen met celkernen in de nucleus ambiguus en de dorsale kern van de vagus Uit deze kernen lopen zenuwtakken naar het hart, de longen, de maag en de darmen

22. 22 De sacrale parasympathische zenuwen Liggen in het sacrale deel van het ruggenmerg van S2 tot S4 De zenuwtakken lopen met de pelvische splanchnische zenuwen naar de postganglionaire ganglia in de wand van het dalende gedeelte van de dikke darm, colon en rectum en ook naar de blaas en naar de geslachtsorganen

23. 23 De afferente viscerale zenuwen Alle interne viscera bevatten talrijke viscerale afferente zenuwen Deze afferente viscera zijn gevoelig voor nociceptieve prikkels, uitrekking, de PCO2, PO2 en pH,glucose en temperatuur Talrijke viscerale nociceptieve afferente vezels zijn ongemyeliniseerde C-vezels en lopen samen met sympathische afferente vezels. Het cellichaam van deze afferente vezel ligt in het ganglion dorsale van de achterste wortel (radix dorsalis) De nervus vagus bevat talrijke viscerale afferente vezels. Deze vezels zijn gevoelig voor uitrekking van organen, bloedgaswaarden, PCO2 PO2 en pH. Het cellichaam ligt in het ganglion nodosum van de X

24. 24 Het enterisch zenuwstelsel Bevat 100*106 neuronen gelegen in de darmwand. Bevat afferente, inter- en efferente neuronen Bestaat uit netwerken van ganglia De plexussen: de myenterische plexus van Auerbach ligt tussen de externe longitudinale en de diepe circulaire gladde spierlagen en de submucosale plexus van Meisner ligt tussen de circulaire gladde spieren en de muscularis mucosae Speelt een rol in de controle van de motiliteit, secretie en transport

25. 25 Synaptische transmissie in het autonoom zenuwstelsel Viscerale organen vertonen zowel exciterende als inhiberende synapsen; Dit is het gevolg van de tegengestelde effecten van het sympathisch en het parasympathisch zenuwstelsel thv talrijke maar niet alle organen. Postganglionaire axonen vertonen verdikkingen (varicositeiten) over gans hun verloop. In deze varicositeiten zijn de transmitterstoffen opgestapeld in vesikels.

26. 26

27. 27 Preganglionaire neuronen Alle synapsen tussen pre- en postganglionaire neuronen werken door vrijstelling van acetylcholine (Ach). Ach werkt in op de N2 nicotinische receptoren. Nicotinische receptoren zijn ionotrope receptoren met een pentamerische structuur N2 receptoren worden geprikkeld door Ach, nicotine en tetramethylamonium N2 receptoren zijn ongevoelig voor d-tubocurarine.

28. 28

29. 29 Postganglionaire parasympathische neuronen Ach wordt door deze neuronen vrijgesteld. Ach werkt op metabotropische muscarinische receptoren Stimulatie van deze receptoren zal door middel van G-proteïnen verschillende intracellulaire effecten hebben

30. 30 Muscarinische metabotrope receptoren Bestaan in 5 pharmacologische subtypes van M1 tot M5 Worden gestimuleerd door Ach en muscarine Worden geblokkeerd door atropine M1, M3 en M5 activeren het Gaq en stimuleren phospholipase C met vrijstelling van IP3 en DAG M2 en M4 zijn gekoppeld met Gai of Gao en inhiberen het adenylylcyclase waardoor cyclisch AMP in de cel daalt

31. 31 Postganglionaire orthosympathische neuronen Stellen allen noradrenaline vrij Adrenergische receptoren zijn allen metabotrope receptoren Werken via G-proteïn gekoppelde receptoren Er bestaan a receptoren met a1 en a2 subtypes en b receptoren met b1, b2 en b3 subtypes

32. 32 Adrenergische receptor subtypes hebben een verdeling die specifiek is voor bepaalde weefsels a1 receptoren vindt men hoofdzakelijk thv de bloedvaten a2 receptoren vindt men op presynaptische zenuwvezels van postganglionaire neuronen b1 receptoren vindt men in het hart b2 receptoren vindt men in de gladde spieren van de bronchi B3 receptoren bevinden zich in vetcellen

33. 33 De orthosympathische postganglionaire zenuwtakken die de zweetklieren bezenuwen stellen Ach vrij dat inwerkt op muscarinische receptoren van de zweetklieren. In de bijniermerg bevinden zich chromaffiene cellen. Deze cellen zijn geïnnerveerd door preganglionaire sympathische neuronen. Deze cellen bevatten nicotinische receptoren en stellen adrenaline vrij in de bloedbaan.

34. 34 Sommige postganglionaire neuronen, zowel van het ortho- als van het parasympathische zenuwstelsel, bezitten muscarinische receptoren Ach stimuleert de ionotrope N2 nicotinische receptoren. Dit veroorzaakt een snelle EPSP Ach stimuleert ook metabotrope muscarinische receptoren met als gevolg een trage IPSP of EPSP

35. 35

36. 36 Muscarinische receptoractivatie veroorzaakt het sluiten van K+-kanalen van het M-type. Dit resulteert in een hogere prikkelbaarheid van de postganglionaire neuronen

37. 37 Eigenschappen van ortho- en parasympathisch zenuwstelsel

38. 38

39. 39 Niet klassieke transmitters Naast noradrenaline en Ach worden andere stoffen vrijgesteld zoals ATP en NO. Talrijke andere stoffen worden met noradrenaline of Ach vrijgesteld. Dit noemt men cotransmissie.

40. 40 ATP Zit samen met noradrenaline in postganglionaire sympathische neuronen die een vasoconstrictie veroorzaken Wordt uit vesikels vrijgesteld bij elektrische prikkeling Activeert P2-purinoceptoren van gladde spieren P2x-receptoren zijn ionotrope receptoren aanwezig in autonoom neuronen, gladde spiercellen van bloedvaten en van de blaas P2y en P2u zijn metabotrope G-proteïn gekoppelde receptoren

41. 41

42. 42 NO Wordt vrijgesteld door het vasculaire endotheel Wordt aangemaakt uit l-arginine door het enzyme NO-synthase (NOS) NO is een gas met een korte levensduur dat GTP in cyclisch GMP omzet

43. 43

44. 44 Viscerale controle door het centrale zenuwstelsel Fight or flight reactie In levensbedreigende omstandigheden en in omstandigheden waar stress of pijn aanwezig zijn alsook bij fysische inspanning gebeurt een massieve en gecoördineerde activatie van het sympathische zenuwstelsel met als gevolg Circulatie: stijging van hartfrequentie Verhoogde contractiliteit van de hartspier Stijging van de bloeddruk Ademhaling Verhoogde ventilatie door de longen Dilatatie van de bronchi Huid Toename van de zweetproductie Piloerectie Metabool Vrijstelling van glucose door lever en spieren Inhibitie van de insuline vrijstelling

45. 45 Bloed Verkorting van de bloedstollingtijd Mobilisatie van RBC uit de milt Gastro-intestinaal stelsel Verminderde activiteit

46. 46 In dezelfde omstandigheden vermindert de activiteit van het parasympathisch deel van het autonoom zenuwstelsel

47. 47 Verschillende integratieniveaus van het autonoom zenuwstelsel Het enterische zenuwstelsel kan op zichzelf los van het autonoom zenuwstelsel de activiteiten van het gastro-intestinale stelsel zoals motiliteit, secretie en absorptie van nutriënten regelen

48. 48

49. 49 Het ruggenmerg: bevat alle elementen van een orthosympathische reflexboog Afferente C-vezels Preganglionaire neuronen Postganglionaire neuronen in paravertebrale en prevertebrale ganglia Effectororganen bezenuwd door de postganglionaire axonen

50. 50

51. 51 Hersenstam Talrijke groepen neuronen (kernen) in de hersenstam komen tussen bij viscerale controle: Nucleus tractus solitarius (NTS) Ventrolaterale medula Medulaire raphae kernen Reticulaire stof Para brachiale nucleus

52. 52 Deze autonoom kernen Komen tussen bij autonoom reflexen Controleren specifieke autonoom functies zoals de regeling van de bloeddruk Moduleren de autonoom tonus

53. 53 De nucleus tractus solitarius (NTS) is één van de belangrijkste autonoom centra in de hersenstam Bevat tweede orde neuronen die signalen bekomen van alle perifere chemo- en baro receptoren alsook niet nociceptieve afferente input van elk orgaan in abdomen en thorax via de nervus vagus Krijgt ook signalen van de nervus IX, VII en V Stuurt signalen naar Intermediolaterale kolom Dorsale kern van de vagus Nucleus ambiguus Reticulaire stof en ventrolaterale medula

54. 54 Grote hersenen Thv de grote hersenen treft men structuren aan die de werking van het autonoom zenuwstelsel controleren. Hypothalamus ligt ventraal onder het derde ventrikel Stuurt signalen naar centra in de hersenstam zoals de dorsale motorische kern van de vagus en de intermedio-laterale hoorn van het ruggenmerg Het coördineert autonoom functies met betrekking tot de voedselinname, de thermoregulatie, het dag-nacht ritme, de waterbalans en de reproductieve functies Vormt een centraal coördinatiecentrum van het autonoom zenuwstelsel