4.2: Основи вегетативної нервової системи

У цьому розділі будуть розглянуті ключові концепції анатомії вегетативної нервової системи (ANS), пов'язані з механізмом дії ліків. Для отримання більш детальної інформації щодо розглянутих концепцій скористайтеся посиланнями, наведеними для перегляду детального вмісту вегетативної нервової системи у книзі Open Stax Anatomy and Physiology: ^[1]

Огляд основної будови і функції нервової системи

Перегляньте анатомію сенсорного сприйняття.

Перегляньте анатомію рухових реакцій.

Огляд відділів вегетативної нервової системи.

Огляд вегетативних рефлексів і гомеостазу.

Перегляньте інформацію про кілька препаратів, що впливають на вегетативну нервову систему.

Складові та функції нервової системи

Малюнок 4.1 Центральна і периферична нервова система

Нервова система має два основних компоненти: центральну нервову систему (ЦНС) і периферичну нервову систему. Див. Малюнок 4.1. ^[2] Центральна нервова система (ЦНС) складається з головного та спинного мозку. Периферична нервова система включає нерви поза головним і спинним мозком і складається з сенсорних нейронів і рухових нейронів. Сенсорні нейрони відчувають навколишнє середовище і проводять сигнали в мозок, які стають свідомим сприйняттям цього стимулу. Це свідоме сприйняття може призвести до рухової реакції, яка проводиться від мозку до периферичної нервової системи через рухові нейрони, щоб викликати рух. Рухові нейрони складаються з соматичної нервової системи, яка стимулює добровільний рух м'язів, і вегетативної нервової системи ^[3], яка контролює мимовільні реакції. У цій главі мова піде про вегетативну нервову систему.

Два відділи ^[4] вегетативної нервової системи - симпатичний відділ (СНС) і парасимпатичний відділ (ПНС). СНС містить альфа- і бета-рецептори, а ПНС - нікотинові і мускаринові рецептори. Кожен тип рецепторів має специфічну дію при стимуляції (див. Рис. 4.2 для зображення відділів нервової системи і рецепторів в АНС).

Малюнок 4.2 Компоненти нервової системи і ANS-рецептори

Функції SNS та PNS та гомеостаз

Симпатична система пов'язана з реакцією «бій або втеча», а парасимпатичну активність часто називають «відпочинком і перетравленням». Див. Рис. 4.3 ^[5], щоб порівняти вплив на стимуляцію ПНС та SNS на органі-мішені. Вегетативна нервова система регулює багато внутрішніх органів за допомогою балансу цих двох відділів і грає важливу роль у гомеостатичних механізмах в організмі. ^[6]

Малюнок 4.3. Вплив стимуляції ПНС та SNS на органі-мішені

Стимуляція SNS в першу чергу призводить до збільшення частоти серцевих скорочень, підвищення артеріального тиску через звуження судин і розширення бронхів. Для порівняння, стимуляція ПНС викликає уповільнення роботи серця, зниження артеріального тиску за рахунок розширення судин, звуження бронхів, а також фокусується на стимуляції перистальтики кишечника, слиновиділення та розслаблення сечового міхура.

Гомеостаз - це баланс між двома системами. У кожного органу-мішені подвійна іннервація визначає активність. Наприклад, серце отримує зв'язки як з симпатичного, так і з парасимпатичного відділів. Стимуляція SNS призводить до збільшення частоти серцевих скорочень, тоді як стимуляція ПНС призводить до зниження частоти серцевих скорочень.

Щоб реагувати на загрозу — «боротися або втекти» — симпатична система стимулює багато різних органів-мішеней для досягнення цієї мети. Наприклад, якщо людина бачить ведмедя-грізлі в глушині, у індивіда є вибір стояти і битися з ведмедем або втекти. Для будь-якого вибору, кілька речей повинні відбуватися для додаткового кисню і глюкози, щоб бути доставлені до скелетних м'язів для боротьби або запуску. Дихальна, серцево-судинна та опорно-рухова системи активізуються, щоб швидко дихати, викликати бронходилатацію в легенях, щоб вдихати більше кисню, стимулювати серце перекачувати більше крові та підвищувати артеріальний тиск, щоб доставити його до м'язів. ^[7] Печінка створює більше глюкози для енергії для використання м'язів. Зіниці розширюються, щоб чіткіше бачити загрозу (або шлях втечі). Пітливість заважає організму перегріватися від надмірного скорочення м'язів. Оскільки травна система не потрібна в цей час загрози, організм шунтує багату киснем кров до скелетних м'язів. Для координації всіх цих цільових реакцій катехоламіни, такі як адреналін і норадреналін, вивільняються в симпатичній системі і диспергуються до багатьох нейрорецепторів на органів-мішенях одночасно. ^[8]

Хімічна сигналізація в вегетативній нервовій системі

Рисунок 4.4 Нейрони вегетативної системи проводять сигнали через прегангліонові нейрони до постгангліонових нейронів до органів-мішеней.

Нейрони проводять імпульси до синапсу органу-мішені. Синапс - це зв'язок між нейроном і його клітиною-мішенню. Зображення синапсних зв'язків див. на рисунках 4.4 ^{[9] та 4.5 [10]}.

Малюнок 4.5 Синапс - це зв'язок між нейроном та його клітиною-мішенню, де вивільняються нейромедіатори.

Прегангліонові нейрони

Синапс складається з прегангліонарного (пресинаптичного) нейрона і постгангліонарного (постсинаптичного) нейрона. Прегангліонові нейрони вивільняють ацетилхолін (АЧ) на нікотинові рецептори на постгангліонарному нейроні. Нікотин, що міститься в тютюнових виробах, також зв'язується і активує нікотинові рецептори, імітуючи ефекти АЧ. Це варто відзначити, тому що якби були розроблені ліки для впливу на нікотинові рецептори, то це вплинуло б як на системи SNS, так і на ПНС на прегангліонарному рівні. Натомість більшість ліків націлені на постгангліонові нейрони, оскільки кожен тип постгангліонових нейронів має різні нейромедіатори та різні рецептори-мішені.

Постгангліонові нейрони

Існують різні типи постгангліонових нейронів в гілках СНС і ПНС вегетативної нервової системи. Постгангліонові нейрони гілки ПНС класифікуються як холінергічні, що означає, що вивільняється ацетилхолін (АЧ), тоді як постгангліонові нейрони SNS класифікуються як адренергічні, що означає, що вивільняється норадреналін (NE). Терміни холінергічні і адренергічні відносяться не тільки до сигналу, який виділяється, але і до класу нейрорецепторів, які кожен зв'язується. (Див. Рис. 4.6 зображення вивільнення АЧ і NE і їх приєднання до відповідних адренергічних або нікотинових рецепторів.)

Холінергічна система ПНС включає в себе два класи постгангліонових нейрорецепторів: нікотиновий рецептор і мускариновий рецептор. Обидва типи рецепторів зв'язуються з ACH і викликають зміни в клітині-мішені. Ситуація схожа з замками і ключами. Уявіть собі два замки - один для класу, а інший для офісу - відкриваються двома окремими ключами. Клавіша класу не відкриє двері офісу, а ключ офісу не відкриє двері класу. Це схоже зі специфікою нікотину і мускарину для їх рецепторів. Однак відмичка може відкрити кілька замків, таких як відмичка для відділення біології, який відкриває як двері класу, так і офісу. Це схоже на АЧ, який зв'язується з обома типами рецепторів.

Адренергічна система СНС має два основних типи нейрорецепторів: альфа (α) -адренорецептор і бета (β) -адренорецептор. Існує два типи α-адренорецепторів, які називаються α1 і α2, і існує два типи β-адренорецепторів, які називаються β1 і β2. Додатковим аспектом адренергічної системи є те, що крім норадреналіну є другий нейромедіатор. Другий нейромедіатор називається адреналіном. Хімічна відмінність норадреналіну від адреналіну полягає в додаванні метильної групи (СН3) в адреналін. Приставка «nor-» насправді відноситься до цієї хімічної відмінності, в якій відсутня метильна група. ^[11]

Термін адренергічний повинен нагадувати вам слово адреналін, яке пов'язане з описуваної раніше реакцією «бій або втеча». Адреналін і адреналін - дві назви однієї і тієї ж молекули. Надниркова залоза (латинською, ad- = «поверх»; ниркова = «нирка») виділяє адреналін. Закінчення «-ine» відноситься до хімічної речовини, що отримується або витягується з надниркових залоз. ^[12]

Малюнок 4.6 Симпатичні та парасимпатичні пре-і постгангліонарні волокна і нейрорецептори

Інтерактивна активність

Запит$\PageIndex{1}$

Activity

ANS нейрорецептори і ефекти

Ефекти стимулювання кожного типу нейрорецепторів викладені в цьому розділі та надано зразкове використання ліків.

Симпатична нервова система

Рецептори SNS включають рецептори Альфа-1, Альфа-2, Бета-1 та Бета-2. Адреналін і норадреналін стимулюють ці рецептори, викликаючи загальну реакцію боротьби або польоту в різних органів-мішенях. Ліки, що викликають подібні ефекти, називаються адренергічними агоністами, або симпатоміметиками, оскільки вони імітують ефекти природної стимуляції СНС організму. З іншого боку, адренергічні антагоністи блокують дію рецепторів СНС. Дофамін також стимулює ці рецептори, але він заснований на дозуванні. Дофамін викликає вазодилатацію артерій в нирках, серці та мозку в залежності від дозування. Див. Таблицю 4.1 для порівняння стимуляції та інгібування цих рецепторів SNS.

Таблиця 4:1 Порівняння лікарських ефектів стимуляції та інгібування адренергічних рецепторів

рецептор	Ефекти стимуляції	Ефекти гальмування
Альфа-1	Скорочення гладкої мускулатури Стимуляція ЦНС Кровоносні судини: звуження судин до несуттєвих органів ШКТ: розслабити гладку мускулатуру і зменшити моторику Печінка: гліконеогенез Сечовий міхур: скорочення Матка: скорочення Зіниці: розширення Приклад ліків: Псевдоефедрин для лікування закладеності носа шляхом звуження судин	Розслабте гладкі м'язи вазодилатація Сечовий міхур: збільшення потоку сечі Приклад медикаменту: Тамсулозин для поліпшення потоку сечі
Альфа-2	вазодилатація Приклад ліків: клонідин для лікування гіпертонії	Чи не застосовується клінічно
Бета-1	В першу чергу стимулює серце при підвищеному серцебитті і скоротливості Також змушує нирки виділяти ренін Приклад ліків: Добутамін для лікування гострої серцевої недостатності для збільшення серцевого викиду	«Селективний бета-блокатор» використовується для зниження частоти серцевих скорочень і артеріального тиску Приклад ліків: Метопролол для зниження частоти серцевих скорочень та артеріального тиску
Бета-2	В першу чергу розслабляють гладкі м'язи Кровоносні судини: розширення судин Легкі: бронходилатація ГІ: зниження моторики Печінка: гліконеогенез Матка: розслаблення Приклад ліків: Альбутерол для бронходилатації	«Неселективні бета-блокатори» блокують рецептори бета-1 і бета-2, тому також викликають бронхозвуження. Приклад ліків: Пропранолол блокує рецептори бета-1 та бета-2, тому знижує артеріальний тиск, але ненавмисно викликає бронхозвуження

Інтерактивна активність

Запит$\PageIndex{2}$

Activity

Адренергічні агоністи

Адренергічні агоністи стимулюють рецептори Альфа-1, Альфа-2, Бета-1 або Бета-2. Стимуляція кожного типу рецепторів має різну дію і далі пояснюється нижче.

Агоністи рецепторів альфа-1: Стимуляція рецепторів Альфа-1 викликає звуження судин на периферії, що підвищує артеріальний тиск. Звуження судин також відбувається в слизових оболонках, що зменшує набряк і виділення для пацієнтів, які відчувають інфекції верхніх дихальних шляхів. Прикладами препаратів агоніста Альфа-1 є псевдоефедрин або фенілефрин, що використовується для лікування закладеності носа.

Агоністи рецепторів альфа-2: Стимуляція рецепторів Альфа-2 зменшує стимуляцію ЦНС і в основному використовується як антигіпертензивний або седативний засіб. Прикладом препарату агоніста Альфа-2 є клонідин, який використовується для лікування гіпертонії, а також використовується для лікування синдрому гіперактивності дефіциту уваги.

Агоністи рецепторів бета-1: Стимуляція рецепторів бета-1 в першу чергу впливає на серце, збільшуючи частоту серцевих скорочень та скоротливість. Це також змушує нирки виділяти ренін. Вплив на серце описується як позитивні хронотропні (збільшує частоту серцевих скорочень), позитивні інотропні (збільшує силу скорочення) і позитивні дромотропні (збільшує швидкість провідності між СА і АВ-вузлом) властивості. Ліки, що стимулюють рецептори Бета-1, в основному використовуються під час зупинки серця, гострої серцевої недостатності або шоку. Прикладом препарату агоніста рецепторів бета-1 є добутамін, який використовується для збільшення серцевого викиду у когось, хто відчуває гостру серцеву недостатність або шок. Див. Рис. 4.7 ^[13], що ілюструє дромотропні властивості стимулюючих рецепторів бета-1.

Малюнок 4.7 Дромотропні властивості впливають на швидкість провідності між SA та AV вузлами

Агоністи рецепторів бета-2: Стимуляція рецепторів бета-2 викликає розслаблення гладкої мускулатури в легенях, шлунково-кишковому тракті, матці та печінці. Ліки, що стимулюють рецептори бета-2, в основному використовуються для сприяння бронходилатації, яка відкриває дихальні шляхи, і часто використовуються для лікування пацієнтів з астмою або хронічною обструктивною хворобою легень (ХОЗЛ). Прикладом препарату агоніста рецепторів бета-2, що використовується при астмі, є альбутерол. Див. Рис. 4.8 ^[14] для ілюстрації ефектів стимуляції рецепторів бета-2 в легенях.

Побічні ефекти агоністів рецепторів бета-2 пов'язані зі стимуляцією рецепторів бета-2 в інших місцях в організмі. Наприклад, альбутерол може викликати тахікардію, стимулюючи рецептори бета-2 в серці. Стимуляція рецепторів бета-2 також може ненавмисно викликати гіперглікемію у пацієнтів з цукровим діабетом через активацію рецепторів бета-2 в печінці, викликаючи гліконеогенез.

Малюнок 4.8 Вплив ліків, що стимулюють рецептори бета 2 в легенях

Адренергічні антагоністи

Препарати-антагоністи адренергічних препаратів пригнічують рецептори Альфа-1, Альфа-2, Бета-1 та Бета-2. Ефекти інгібування кожного рецептора пояснюються далі нижче.

Антагоністи альфа-1: антагоністи Альфа-1 в основному використовуються для розслаблення гладкої мускулатури в сечовому міхурі і викликають розширення судин.

Приклади включають:

• Тамсулозин використовується для зниження опору збільшеної передміхурової залози і поліпшення потоку сечі.
• Празозин застосовується для виклику розширення судин і зниження артеріального тиску у пацієнтів з гіпертонічною хворобою.

Антагоністи Альфа-2: Ця класифікація використовується в дослідженнях, але має обмежене клінічне застосування.

Бета-антагоністи: Існує два типи бета-антагоністів: селективні бета-блокатори, які інгібують рецептори бета-1 і впливають лише на серце, та неселективні бета-блокатори, які блокують як рецептори бета-1, так і бета-2, впливаючи таким чином як на серце, так і легені. Бета-блокатори також називають, що мають негативні хронотропні (зниження частоти серцевих скорочень), негативні інотропні (зниження сили скорочення) і негативні дромотропні (зниження швидкості провідності між SA і AV вузлами) властивості. Медичній сестрі також важливо пам'ятати, що бета-блокатори можуть маскувати звичайні гіпоглікемічні симптоми тремору, тахікардії та нервозності у хворих на цукровий діабет.

Антагоністи бета-1: антагоністи бета-1 в першу чергу блокують рецептори в серці, викликаючи зниження частоти серцевих скорочень і зниження артеріального тиску. Прикладом є метопролол, селективний бета-блокатор, який використовується для лікування високого кров'яного тиску, болю в грудях через поганий приплив крові до серця, і кілька станів, пов'язаних з аномально швидкою частотою серцевих скорочень.

Антагоністи бета-2: неселективні бета-блокатори блокують рецептори бета-1 і рецептори бета-2 в легенях. Прикладом може служити пропранолол, який використовується для зниження артеріального тиску за рахунок зменшення частоти серцевих скорочень і серцевого викиду. Однак він також може спричинити бронхозвуження, ненавмисно блокуючи рецептори бета-2, тому його потрібно обережно застосовувати у пацієнтів з астмою або ХОЗЛ.

Інтерактивна активність

Запит$\PageIndex{3}$

Activity

Парасимпатична нервова система

Ацетилхолін (АЧ) стимулює нікотинові і мускаринові рецептори. Препарати, що стимулюють нікотинові і мускаринові рецептори, називаються холінергіками. Медикаменти в першу чергу призначені для стимуляції мускаринових рецепторів. Нікотин стимулює до- і постгангліоніческіе нікотинові рецептори, викликаючи розслаблення м'язів і інші ефекти ЦНС. Прикладом ліки, призначеного для стимуляції нікотинових рецепторів, є нікотиновий пластир, який використовується для надання допомоги при відмові від куріння.

Мускаринові агоністи також називаються парасимпатоміметиками і в першу чергу викликають скорочення гладкої мускулатури, що призводить до зниження частоти серцевих скорочень, бронхозвуження, підвищення шлунково-кишкового/сечостатевого тонусу та звуження зіниць. Існує два види мускаринових агоністів: прямої дії і непрямої дії. Агоністи прямої дії зв'язуються з мускариновим рецептором. Мускаринові агоністи непрямої дії працюють, запобігаючи розпаду АГ, тим самим збільшуючи кількість ацетилхоліну, доступного для зв'язування рецепторів.

Приклади препаратів мускаринового агоніста прямої дії включають:

• Пілокарпін: Використовується для лікування глаукоми, змушуючи циліарний м'яз скорочуватися і дозволяти дренажу водянистої гумору
• Бетанехол: Використовується для затримки сечі, стимулюючи сечовий міхур, викликаючи вихід сечі

Приклади препаратів мускаринового агоніста непрямої дії включають:

• Піридостигмін: Використовується для усунення м'язової слабкості у пацієнтів з міастенією
• Фізостигмін: Використовується для лікування отруєння фосфорорганічними інсектицидами
• Донепезил: підсилює пам'ять у деяких пацієнтів з ранньою хворобою Альцгеймера

Мускаринові антагоністи відносять до антихолінергічних препаратів або «парасимпатолітиків». Антихолінергічні засоби пригнічують АЧ і дозволяють SNS домінувати, створюючи подібні ефекти, як адренергіки. Їх загальна користь полягає в розслабленні гладкої мускулатури. «SLUDGE» - мнемонік, який зазвичай використовується для згадки про ефекти холінергічних засобів: S алівація зменшилася, L акрімація зменшилася, затримка сечовивідних січок, D невротичність/запаморочення, G I засмучений, Е так (розмитість зору/сухі очі). Антихолінергічні засоби також можуть викликати сплутаність свідомості та запор, і їх слід обережно застосовувати у літніх людей. Див. Рис. 4.9 ^[15] для ілюстрації «SLUDGE» ефектів антихолінергічних засобів.

Приклади антихолінергічних препаратів включають:

• Атропін: Специфічні антихолінергічні відповіді пов'язані з дозою. Невеликі дози атропіну пригнічують слинний і бронхіальний секрет і потовиділення; помірні дози розширюють зіницю, пригнічують акомодацію та збільшують частоту серцевих скорочень (ваголітичний ефект); більші дози зменшать моторику шлунково-кишкового тракту (ГІ) та сечовивідних шляхів; дуже великі дози пригнічують шлункову кислоту секреції
• Оксибутинін: Розслаблює гіперактивний сечовий міхур
• Бензтропін: зменшує тремор і м'язову ригідність при хворобі Паркінсона або при лікуванні екстрапірамідних реакцій антипсихотичних препаратів
• Скополамін: зменшує моторику шлунково-кишкового тракту та виділення шлунково-кишкового тракту; застосовується при заколисуванні та післяопераційній нудоті та блювоті ^{[16], [17], [18], [19]}

Рис 4.9. «SLUDGE» Ефекти антихолінергічних засобів: зниження слиновиділення, зниження сльозотечі, затримка сечі, сонливість/запаморочення, розлад шлунково-кишкового тракту, очі (розмитість зору/сухість очей). Також може викликати плутанину і запор

---

1. Контент можна знайти за адресою https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/12-1-basic-structure-and-function-of-the-nervous-system
2. «1201 Огляд нервового System.jpg" від CNX OpenStax. ліцензується відповідно до CC BY 4.0 Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/12-1-basic-structure-and-function-of-the-nervous-system
3. «Компонент нервової системи» Блер Баббіт в Технічному коледжі Чіппева-Веллі ліцензується відповідно до CC BY 4.0
4. «Компонент нервової системи» Блер Баббіт в Технічному коледжі Чіппева-Веллі ліцензується відповідно до CC BY 4.0
5. «вегетативна нервова система a7» невідомим ліцензується відповідно до CC BY-NC-SA 3.0 Доступ безкоштовно за адресою https://blog.coturnix.org/2010/08/24/bio101-physiology-regulation-and-control/
6. Ця робота є похідною від Анатомія та фізіологія від OpenSTAX, ліцензована під CC BY 4.0. Доступ безкоштовно на Access безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/1-introduction ↑
7. Ця робота є похідною від Анатомія та фізіологія від OpenSTAX, ліцензована під CC BY 4.0. Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/1-introduction
8. Ця робота є похідною від Анатомія та фізіологія від OpenSTAX, ліцензована під CC BY 4.0. Доступ безкоштовно на Access безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/1-introduction ↑
9. «Вегетативна нервова система» CNX OpenSTAX ліцензована відповідно до CC BY 4.0
10. «Синапс» від CNX OpenStax ліцензується відповідно до CC BY 4.0 Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/12-5-communication-between-neurons
11. «Симпатичні та парасимпатичні пре-та постгангліонові волокна та нейрорецептори» Домініка Слаузена в Технічному коледжі Долини Чіппева ліцензується відповідно до CC BY 4.0
12. Ця робота є похідною від Анатомія та фізіологія від OpenSTAX, ліцензована під CC BY 4.0. Доступ безкоштовно на Access безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/1-introduction ↑
13. «Система провідності Heart.jpg 2018 року» від OpenStax College ліцензована відповідно до CC BY 3.0
14. «Бронходилататори» від BruceBlaus ліцензовано відповідно до CC BY 4.0
15. «" SLUDGE» ефекти антихолінергічних засобів» Домініка Слаузена в Технічному коледжі Чіппева Долина ліцензується відповідно до CC BY 4.0
16. Макк'юстіон, Л., Вулджон-дімаджо, К., Вінтон, М, і Йегер, Дж. (2018). Фармакологія: підхід до процесу сестринського догляду, орієнтований на пацієнта. Ельзев'є. ←
17. Герш, К., Хаймгартнер, Н., Ребар, К., & Вілліс, Л. (ред.). П фармакологія зробила неймовірно легко. Вольтерс Клювер. ←
18. Ліллі, Л., Коллінз, С., і Снайдер, Дж. (2014). Фармакологія та сестринський процес. Ельзев'є. ←
19. Ця робота є похідною від Принципів фармакології LibreTexts, ліцензованої відповідно до CC BY-NC-SA 4.0