Autonomní nervový systém (ANS) je jedním z hlavních řídicích systémů organismu. Je součástí centrálního nervového systému a zodpovídá za autonomní funkce. Je vůlí neovladatelný. Řídí, koordinuje a udržuje rovnováhu funkcí orgánů a tkání s hladkou svalovinou (stěna cév, bronchy, sekrece žláz, funkce GIT a močových vývodných cest). Jeho výhodou je neustálý tonus, který umožňuje jemnější regulaci než jen zapnuto – vypnuto. Toho je docíleno společným působením sympatiku a parasympatiku – dvou základních částí autonomního nervového systému, které mají za určitých okolností protichůdný efekt. Další výhodou je možnost okamžité reakce a dlouhodobé aktivace, která může být ještě posílena sekrecí hormonů dřeně nadledvin (adrenalin). Autonomní nervový systém je ovlivňován informacemi z vnitřního i vnějšího prostředí. Většinou se uplatňují prostřednictvím autonomních reflexů.
ANS rychle a velmi efektivně udržuje krevní tlak a průtok krve mozkem (baroreceptorový a ortostatický reflex), koordinuje funkce vnitřních orgánů v souladu s potřebami organismu (např. motilitu a sekreci v trávicím systému), podílí se na termoregulaci a pomáhá udržet homeostázu za ztížených podmínek (zvýšená zátěž, nemoc, stres; změny homeostázy, které není schopen organismus zvládnout zpětnými vazbami – hypoxémie, hypoglykémie, hypovolémie).
ANS se dělí na dvě části: sympatikus a parasympatikus. Sympatikus má převahu během dne, zajišťuje správnou úroveň kardiovaskulárních funkcí a dostatek živin při zátěži (katabolické funkce). Většinou působí celkově. Aktivace sympatiku je základem stresové odpovědi organismu, zodpovídá za přípravu těla na „boj nebo útěk“ („fight or flight“). Parasympatikus je aktivnější po jídle a v noci, zodpovídá za funkce „rest and digest“ – umožňuje tvorbu a ukládání zásob (anabolické funkce).
Někteří autoři počítají k autonomnímu nervovému systému také systém enterální, tvořený submukózním a myenterálním plexem trávicího traktu. Enterální systém funguje naprosto autonomně a sympatikus s parasympatikem jeho činnost koordinují podle potřeb organismu.
4.1. Struktura autonomního nervového systému
Autonomní nervový systém je řízen z hypotalamu, kde jsou uložena hlavní centra sympatiku i parasympatiku. Hypotalamus se podílí na řízení mnoha funkcí přímo souvisejících s homeostázou (např. termoregulace, příjem potravy) a jeho aktivita je zpětně ovlivňována teplotou krve, glykémií, koncentrací mastných kyselin, ale také některými hormony, mozkovou kůrou a limbickým systémem. Tyto informace jsou tak dostupné i autonomním centrům. Centrum sympatiku v hypotalamu je navíc přímo aktivováno angiotenzinem II a inhibováno antidiuretickým hormonem.
Další důležitá centra ANS jsou v mozkovém kmeni (kardioexcitační, kardioinhibiční, respirační, centra pro zvracení a slinění). Centra řídí úroveň aktivity sympatiku a parasympatiku a základních autonomních reflexů.
Nejnižší úroveň centrálních struktur autonomního nervového systému představují postranní rohy míšní s centry pro jednoduché autonomní reflexy (dilatace zornic, mikce, defekace, erekce).
Periferní částí sympatiku jsou visceromotorická (eferentní) vlákna vystupující z hrudní (T1 – T5) a bederní (L1-2) míchy (thorakolumbální systém). Anatomickým podkladem jsou krátká pregangliová vlákna, která tvoří v blízkosti míchy ganglia (paravertebrální ganglia), kde se propojují se sympatickými vlákny z různých úrovní míchy, a pak společně s periferními nervy procházejí do orgánů. Díky propojení vláken z různých úrovní má sympatikus převážně celkový účinek. Část vláken se nepřepojuje paravertebrálně, ale projdou až do prevertebrálních ganglií.
Parasympatikus vystupuje s některými hlavovými nervy (oculomotorius, facialis, glossopharyngeus a vagus) a ze sakrální míchy (proto kraniosakrální systém). Řídí činnost jednotlivých orgánů (pregangliová vlákna jsou dlouhá a dosahují do ganglií uložených těsně u řízených orgánů, takže účinek je více lokální, než efekt sympatiku). Vlákna parasympatiku také často zodpovídají za přenos informace z receptorů (baroreceptorů, chemoreceptorů, stretch-receptorů a dalších) do zodpovědného centra autonomního systému. Například Nervus vagus je některými autory považován za šestý (homeostatický) smysl, protože aferentně vede informace o vzniklé hypoglykémii, hypooxémii a hypovolémi.
Pregangliová vlákna sympatiku i parasympatiku jsou vždy myelinizovaná, což zaručuje velice rychlý přenos informace. Postgangliová vlákna jsou u obou systémů nemyelinizovaná.
Řízení funkcí autonomního nervového systému
Mediátory jsou v autonomním nervovém systému dva: acetylcholin (Ach) a noradrenalin (NA). Acetylcholin je přítomen ve všech autonomních gangliích (sympatiku i parasympatiku). Ve tkáních se mediátory liší podle toho, zda jde o sympatikus (noradrenalin) nebo parasympatikus (acetylcholin). Noradrenalin je ze synaptické štěrbiny zpětně vychytávaný presynaptickou částí a kromě toho je odbouráván enzymem monoaminooxidázou (MAO). Acetylcholin se v gangliích i synaptické štěrbině odbourává acetylcholinesterázou, která ukončuje působení mediátoru po jeho vyplavení a navázání na receptory. Odbourávání může být zablokováno některými látkami, například organofosfáty (insekticidy).
| Poznámka: Kokain blokuje zpětné vychytávání adrenalinu a noradrenalinu do presynaptických terminálů (tím zvyšuje aktivitu CNS ale i periferního sympatiku). Inhibitory MAO se užívají jako antidepresiva. |
Receptory v gangliích jsou vždy acetylcholinové nikotinové a vazbou mediátoru na receptor se aktivují iontové kanály, reakce je proto velmi rychlá. Periferní acetylcholinové receptory parasympatiku jsou vždy muskarinového typu. Periferní receptory sympatiku jsou společné pro noradrenalin i adrenalin (adrenergní receptory) a rozlišují se jako alfa a beta. Alfa i beta receptory se dále dělí na variantu jedna uloženou postsynapticky (většinou s excitačním efektem), a variantu dvě (presynapticky), která má inhibiční účinek. Tkáně jsou ovlivňované tím, které receptory obsahují a jaký je jejich počet, mohou se v nich vyskytovat i obě verze. Účinek sympatiku i parasympatiku závisí především na přítomnosti receptorů ve tkáních a na míře jejich aktivace.
| Pregangliové vlákno(myelinizované) | Mediátor a receptor v gangliu | Postgangliové vlákno(nemyelinizované) | Mediátor a receptor ve tkáni | Cílový orgán | |
|---|---|---|---|---|---|
| Sympatikus | krátké | Acetylcholin, nikotinový receptor | dlouhé | noradrenalin (receptory α,β) | cévy srdce žlázy |
| dlouhé | Acetylcholin, nikotinový receptor | dlouhé | Acetylcholin (muskarinový receptor) | potní žlázy | |
| dlouhé | Acetylcholin, nikotinový receptor (ve dřeni nadledvin) | (sekrece do krve) | noradrenalin + adrenalin (hormon )(receptory α,β) | srdce cévy játra (metabolismus) | |
| Parasympatikus | dlouhé | Acetylcholin, nikotinový receptor | krátké | Acetylcholin (muskarinový receptor) | žlázy (GIT)hladké svalysrdce |
Zvláštní postavení má v autonomním systému dřeň nadledvin, která je vlastně gangliem sympatiku. Po aktivaci se chová jako endokrinní žláza a vydává přímo do krve adrenalin, ale částečně i noradrenalin (asi 10 %) a dopamin. Adrenalin a noradrenalin produkované dření nadledvin jsou odbourávány až v játrech (enzymem katechol-O-metyl transferáza (COMT)). Jejich účinek je proto o něco delší.
| Poznámka: Podíl sekrece noradrenalinu ze dřeně nadledvin závisí na vylučování kortizolu z kůry nadledvin. Při jeho zvýšení se část dostává krví do dřeně a zvyšuje sekreci noradrenalinu. Stresová reakce organismu tak podporuje aktivitu sympatiku. |
Noradrenergní receptory, hlavní funkce
| Receptory | Účinek | Mediátor | |
| α1 | Vazokonstrikce Kontrakce hladké svaloviny Glykogenolýza | NA | A |
| α2 | Relaxace hladké svaloviny v GIT Sekrece reninu Agregace destiček Bronchodilatace Inhibice lipolýzy | NA | A |
| β1 | Myokard (zvýšení frekvence, kontraktility) Stimulace lipolýzy | NA | A |
| β2 | Vazodilatace cév svalů Relaxace hladkých svalů GIT, genitourinárního systému, cév Bronchodilatace, snížená sekrece hlenu v bronších Zvýšení glykogenolýzy v játrech | – | A |
| β3 | Lipolýza, termogeneze | NA | – |