Bookshelf

Struktur og funktion

Sympatisk nervesystem

Sympatiske neuroner har cellelegemer placeret i de intermediolaterale kolonner, eller laterale horn, i rygmarven. De præsynaptiske fibre forlader rygmarven gennem de forreste rødder og går ind i de forreste rami af T1-L2-spinalnerverne og videre til de sympatiske stammer via hvide rami communicantes. Herfra kan fibrene stige op eller ned ad den sympatiske stamme til henholdsvis et overlegent eller inferiort paravertebralt ganglion, passere til tilstødende forreste rygmarvsnerver via grå rami communicantes eller krydse gennem stammen uden at synapse og fortsætte gennem en abdominopelvisk splanchnisk nerve for at nå prævertebrale ganglier. På grund af den centrale placering af de sympatiske ganglier har de præsynaptiske fibre tendens til at være kortere end deres postsynaptiske modstykker.

Paravertebrale ganglier findes som knuder i hele den sympatiske trunk, der støder op til rygsøjlen, hvor præ- og postganglionære neuroner synapserer. Mens antallet kan variere fra individ til individ, er der generelt tre cervikale, 12 thorakale, fire lumbale og fem sakrale ganglier. Af disse har kun de cervikale ganglier navne som superior, middle og inferior cervikale ganglier. Det inferior cervikale ganglion kan fusionere med det første thorakale ganglion for at danne stellatganglionet.

Alle nerver distalt fra de paravertebrale ganglier er splanchniske nerver. Disse transporterer afferente og efferente fibre mellem CNS og viscera. Cardiopulmonale splanchniske nerver transporterer de postsynaptiske fibre, der er bestemt for brysthulen.

Nerver, der skal innervere de abdominale og pelvinske viscera, passerer gennem de paravertebrale uden at synapse og bliver til abdominopelvinske splanchniske nerver. Disse nerver omfatter de større, mindre, mindste og lumbale splanchniske nerver. De præsynaptiske nerver synapserer i sidste ende i prævertebrale ganglier, der ligger tættere på deres målorgan. De prævertebrale ganglier er en del af de nervøse plexusser, der omgiver aortaforgreningerne. Disse omfatter bl.a. de celiakale, aorticorenale og de overlegne og nedre mesenteriale ganglier. Det celiakale ganglie modtager input fra den store splanchniske nerve, det aorticorenale fra den lille og den mindste splanchniske nerve og det overlegne og det inferiore mesenteriale ganglie fra den mindste og den lumbale splanchniske nerve. Ganglien celiacus innerverer organer, der stammer fra forspiserøret: distal esophagus, mave, proximalt duodenum, pancreas, lever, galdesystem, milt og binyrer. Det overlegne mesenteriale ganglion innerverer de afledte organer fra midgut: distalt duodenum, jejunum, ileum, cecum, appendix, ascenderende colon og proximalt transversalt colon. Endelig giver det inferiore mesenteriale ganglion sympatisk innervation til de strukturer, der er udviklet fra bagtarmen: distalt tvær-, nedadgående og sigmoidcolon, rectum og øvre analkanal samt blære, ydre kønsorganer og gonader. For yderligere oplysninger henvises til den relevante StatPearls artikel i denne reference.

Den generelle regel om to neuroner for SNS- og PNS-kredsløb har flere bemærkelsesværdige undtagelser. Sympatiske og parasympatiske postganglionære neuroner, der synapserer på ENS, er funktionelt set en del af en kæde af tre eller flere neuroner. De præsynaptiske sympatiske fibre, der er bestemt for binyremarven, passerer gennem de celiakale ganglier og synapserer direkte på chromaffinceller. Disse unikke celler fungerer som postganglionære fibre, der udskiller adrenalin direkte i det venøse system.

Postganglionære sympatiske neuroner frigiver NE, der virker på adrenerge receptorer i målvævet. Receptorens subtype, alfa-1, alfa-2, beta-1, beta-2 eller beta-3, og de væv, hvori de udtrykkes, har indflydelse på NE’s affinitet for receptoren. For yderligere oplysninger henvises til StatPearls artikler vedrørende adrenerge receptorer på følgende referencer.

Som nævnt sætter SNS’et kroppen i stand til at håndtere stressorer via “kamp-eller-flugt”-reaktionen. Denne reaktion regulerer primært blodkarrene. Karrene er tonisk innerverede, og i de fleste tilfælde fører en stigning i sympatiske signaler til vasokonstriktion og det modsatte til vasodilation. Undtagelserne omfatter koronarkarrene og de kar, der forsyner skeletmuskulaturen og de ydre kønsorganer, for hvilke den modsatte reaktion forekommer. Denne modstridende virkning formidles af balancen mellem alfa- og betareceptorernes aktivitet. I fysiologisk tilstand øger beta-receptorstimulering udvidelsen af kranspulsårerne, men denne effekt afbødes af alfa-receptormedieret vasokonstriktion. I en patologisk tilstand, som f.eks. ved koronararteriesygdom, øges alfa-receptoraktiviteten, og beta-aktiviteten dæmpes. Dermed kan kranspulsårerne konstriktioneres via sympatiske stimulering. Sympatisk aktivering øger hjertefrekvensen og den kontraktile kraft, hvilket imidlertid øger det metaboliske behov og dermed er skadeligt for hjertefunktionen hos kompromitterede personer.

SNS er konstant aktivt, selv i ikke-stressende situationer. Ud over den førnævnte toniske stimulering af blodkarrene er SNS aktivt under den normale åndedrætscyklus. Sympatisk aktivering supplerer PNS ved at virke under inspiration for at udvide luftvejene, hvilket giver mulighed for en passende indstrømning af luft.

Dertil kommer, at SNS regulerer immuniteten gennem innervation af immunorganer som milt, thymus og lymfeknuder. Denne påvirkning kan op- eller nedregulere inflammation. Celler i det adaptive immunsystem udtrykker primært beta-2-receptorer, mens celler i det medfødte immunsystem udtrykker disse samt alfa-1- og alfa-2 adrenerge receptorer. Makrofager aktiveres ved alfa-2-stimulering og undertrykkes ved aktivering af beta-2 adrenerge receptorer.

De fleste postganglionære sympatiske neuroner er noradrenerge og frigiver også et eller flere peptider som f.eks. neuropeptid Y eller somatostatin. NE/neuropeptid Y-neuroner innerverer blodkarrene i hjertet og regulerer dermed blodgennemstrømningen, mens NE/somatostatin-neuroner i de celiakale og overlegne mesenteriske ganglier forsyner tarmens submucosale ganglier og er involveret i kontrollen af den gastrointestinale motilitet. Tanken er, at disse peptider tjener til at modulere det postsynaptiske neurons respons på den primære neurotransmitter.

Peptider har også associationer med kolinerge sympatiske postganglionære postganglionære neuroner. Disse neuroner findes oftest innerverende svedkirtler og prækapillære modstandskirtler i skeletmuskulaturen og producerer vasoaktivt intestinal polypeptid sammen med ACh. Calcitonin genrelateret peptid, en potent vasodilator, er også blevet opdaget i paravertebrale sympatiske neuroner.

Parasympatiske nervesystem

Parasympatiske fibre forlader CNS via kranienerverne (CN) III, VII, IX og X samt gennem S2-4-nerverødderne. Der findes fire par parasympatiske ganglier, og de er alle placeret i hovedet. CN III innerverer via det ciliære ganglion øjets iris- og ciliarmuskler. CN VII innerverer via ganglien pterygopalatine ganglien de lacrimale, nasale, palatinale og pharyngeale kirtler samt de sublinguale og submandibulære kirtler via ganglien submandibulærganglien. CN IX innerverer parotis-kirtlerne via ganglien oticus. Hver anden præsynaptisk parasympatisk fiber synapserer i et ganglion i nærheden af eller på væggen af målvævet; dette medfører, at de præsynaptiske fibre er betydeligt længere end de postsynaptiske. Placeringen af disse ganglier giver PNS sit navn: “para-” betyder “ved siden af”, deraf “parasympatisk.”

Vagusnerven, CN X, udgør ca. 75% af PNS og giver parasympatisk input til de fleste thorakale og abdominale viscera, idet de sakrale parasympatiske fibre innerverer det nedadgående og sigmoide colon og rektum. Vagusnerven har fire cellelegemer i medulla oblongata. Disse omfatter følgende:

• Dorsal nucleus: giver parasympatisk output til viscera
• Nucleus ambiguus: producerer motoriske fibre og præganglionære neuroner, der innerverer hjertet
• Nucleus solitarius: modtager afferenter for smagsfornemmelse og den fra viscera, og endelig
• Spinal trigeminal nucleus: Signeinal trigeminus-syndromet: modtager information om berøring, smerte og temperatur fra det ydre øre, strubehovedets slimhinde og en del af dura

Dertil kommer, at vagusnerven leder sensorisk information fra baroreceptorer fra carotis sinus og aortakorset til medulla.

Som nævnt i indledningen er vagusnerven ansvarlig for “hvile- og fordøjelsesprocesserne”. Vagusnerven fremmer hjertets afslapning i flere aspekter af funktionen. Den nedsætter kontraktiliteten i forkamrene og i mindre grad i ventriklerne. Den reducerer først og fremmest ledningshastigheden gennem den atrioventrikulære knude. Det er ved denne mekanisme, at massage af carotis sinus virker for at begrænse reentry ved Wolff-Parkinson-White-syndromet. Den anden nøglefunktion i PNS drejer sig om fordøjelsen. Parasympatiske fibre til hovedet fremmer spytdannelsen, mens de fibre, der synapserer til ENS, fører til øget peristaltisk og sekretorisk aktivitet. Vagusnerven har også en betydelig indvirkning på åndedrætscyklussen. I en ikke-patologisk tilstand udløses de parasympatiske nerver under udåndingen og trækker luftvejene sammen og stivner dem for at forhindre kollaps. Denne funktion har impliceret PNS i starten af postoperativt akut respiratorisk distress syndrom.

På grund af vagusnervens ekspansive natur er den blevet beskrevet som et ideelt “tidligt varslingssystem” for fremmede angribere såvel som til overvågning af kroppens helbredelse. Op til 80 % af vagusfibrene er sensoriske og innerverer næsten alle større organer. Parasympatiske ganglier har vist sig at udtrykke receptorer for interleukin-1, et centralt cytokin i det inflammatoriske immunforsvar. Dette aktiverer igen hypothalamus-hypofyse-nyrerne-aksen og SNS, hvilket fører til frigivelse af henholdsvis glukokortikoider og NE. Undersøgelser har korreleret inhiberet vagal virkning gennem vagotomi og kolinerge inhibitorer med betydeligt reducerede, hvis ikke elimineret, allergiske, astmatiske og inflammatoriske reaktioner.

Postganglionære parasympatiske neuroner frigiver ACh, der virker på muscariniske og nikotiniske receptorer, hver med forskellige underenheder: M1, M2 og M3 samt N1 og N2, hvor “M” og “N” står for henholdsvis muscarin og nikotin. De postganglionære ACh-receptorer og receptorerne på binyremarven er af N-typen, mens de parasympatiske effektorer og svedkirtlerne er af M-typen. Som i sympatiske neuroner udtrykkes og frigives flere peptider, f.eks. vasoaktivt intestinal peptid (VIP), neuropeptid Y (NPY) og calcitonin-genrelateret peptid (CGRP) i og fra parasympatiske neuroner. For yderligere oplysninger, se StatPearls artikel om kolinerge receptorer, her.

Enterisk nervesystem (ENS)

Enterisk nervesystem består af to ganglierede plexus: det myenteriske (Auerbach) og det submucosale (Meissner). Det myenteriske plexus sidder mellem den langsgående og cirkulære glatte muskulatur i GI-kanalen, mens det submucosale plexus er til stede i submucosa. ENS er selvstændigt og fungerer gennem lokal refleksaktivitet, men modtager ofte input fra og giver feedback til SNS og PNS. ENS kan modtage input fra postganglionære sympatiske neuroner eller præganglionære parasympatiske neuroner.

Den submucosale plexus styrer bevægelsen af vand og elektrolytter på tværs af tarmvæggen, mens den myenteriske plexus koordinerer kontraktiliteten af de cirkulære og longitudinale muskelceller i tarmen for at producere peristaltik.

Motilitet produceres i ENS gennem et reflekskredsløb, der involverer de cirkulære og longitudinale muskler. Nicotiniske synapser mellem interneuroner medierer reflekskredsløbene. Når kredsløbet aktiveres ved tilstedeværelsen af en bolus, udløses excitatoriske neuroner i den cirkulære muskel og inhibitoriske neuroner i den longitudinale muskel, hvilket producerer en smal sektion af tarmen proximalt i forhold til bolussen; dette er kendt som det propulsive segment. Samtidig udløses excitatoriske neuroner i den langsgående muskel og inhibitoriske neuroner i den cirkulære muskel, hvilket skaber det “modtagende segment” af tarmen, hvor bolussen vil fortsætte. Denne proces gentages med hvert efterfølgende afsnit af tarmen.

Det ENS opretholder flere ligheder med CNS. Som i CNS kan enteriske neuroner være bipolære, pseudounipolære og multipolære, mellem hvilke neuromodulation via excitatorisk og inhibitorisk kommunikation. Ligeledes bruger ENS-neuroner over 30 neurotransmittere, der ligner dem i CNS, hvor kolinerge og nitrergiske transmittere er de mest almindelige.

Mens en stor del af denne diskussion har fokuseret på de efferente funktioner i ANS, er de afferente fibre ansvarlige for talrige refleksaktiviteter, der regulerer alt fra hjertefrekvens til immunsystemet. Feedback fra ANS behandles normalt på et ubevidst niveau for at producere reflekshandlinger i de viscerale eller somatiske dele af kroppen. Den bevidste fornemmelse af indvoldene fortolkes ofte som diffuse smerter eller kramper, der kan korrelere med sult, mæthed eller kvalme. Disse fornemmelser skyldes oftest pludselig udspilning/kontraktioner, kemiske irritanter eller patologiske tilstande som iskæmi.