Parasympatický nervový systém

Vegetatívny nervový systém: sympatikus červenou, parasympatikus modrou

Parasympatický nervový systém (iné názvy parasympatická nervová sústava, parasympatikus, parasympatické nervstvo, kraniosakrálny autonómny systém; lat. pars parasympathica systemis autonomici) je jedna z dvoch zložiek vegetatívneho nervového systému.

Možno ho označiť ako "nerv pokoja", keďže slúži metabolizmu, regenerácii a tvorbe telových rezerv. Stará sa o pokoj, oddych a šetrenie sa. Vegetatívny systém ovláda bez vplyvu vedomia väčšinu vnútorných orgánov a krvný obeh.

Protihráč parasympatiku je sympatický nervový systém (SNS, sympatikus), ktorý spôsobí zvýšenie výkonu organizmu a je aktívny pri útočnom, únikovom správaní alebo výnimočnej námahe. Vďaka protichodným účinkom oboch systémov je možné jemné ovládanie orgánov.

Všeobecná stavba

Vegetatívne centrá parasympatiku ležia v oblasti mozgového kmeňa (pars cephalica) a v krížovej oblasti miechy (pars sacralis). Pars cephalica inervuje oko, slzné a slinné žľazy a orgány zabezpečené blúdivým nervom (nervus vagus). Pars sacralis naopak ovplyvňuje dolnú časť hrubého čreva, močový mechúr a genitálie

Kvôli anatomickej polohe neurónov je Parasympatikus niekedy označovaný Kraniosakrálny systém (z lat. cranium = lebka, os sacrum = krížová kosť). Naproti tomu sympatikus býva označovaný ako torakolumbálny systém keďže má neuróny umiestnené v mieche hrudnej a bedrovej časti (lat. thorax = hruď, lumbus = bedrá).

Gangliá

V gangliách (zhluky tiel neurónov) sú prepojené pregangliové nervové vlákna na neuróny, ktorých nervové vlákna (postgangliové) vedú k cieľovému orgánu. Na rozdiel od sympatiku ležia gangliá zvyčajne v blízkosti, ba dokonca vnútri cieľového orgánu. Prepojenie sprostredkujú chemické synapsy prenosom neurotransmiterov.

Neurotransmiter

Štruktúrny vzorec acetylcholínu

Prenosová chemická zlúčenina (neurotransmiter) parasympatického nervového systému je u pregangliových aj postgangliových neurónov acetylcholín. Acetylcholín je ester kyseliny octovej a aminoalkoholu cholínu.

Acetylcholín je syntetizovaný v presynaptickom zakončení neurónu pomocou enzýmu acetylcholíntransferáza z cholínu a acetyl-CoA (vyslov Acetyl-koenzým A).

Po uvoľnení do synaptickej štrbiny a väzbe na receptory je acetylcholín štiepený na cholín a kyselinu octovú a tým stráca schopnosť účinkovať ako neurotransmiter.

Receptory

Parasympatický systém disponuje dvoma typmi cholinergných receptorov, teda receptorov, ktoré sú vnímavé na acetylcholín. Takzvané nikotínové receptory (N receptory) sú aktivované okrem acetylcholínu nikotínom, muskarínové receptory (M receptory) sú okrem acetylcholínu aktivované muskarínom (jedom muchotrávky). Nikotínové receptory sa ďalej delia na N_M receptory, ktoré sa vyskytujú na nervovosvalovej platničke (synapse medzi nervom a inervovaným svalom), N_N receptory sú lokalizované v gangliách vegetatívneho systému. Muskarínové receptory sa delia na podtyp M₁ až M₅. M₁ sa vyskytuje vo vegetatívnych gangliách, M₂ v srdci, M₃ v hladkom svalstve, najmä v tráviacej sústave. Receptory M₄ a M₅ sa vyskytujú v mozgu, ich funkcia je zatiaľ však málo objasnená.

Nikotínové receptory

Schéma nikotínového receptoru acylcholínu

Nikotínové receptory nervovosvalovej platničky a vegetatívnych ganglií sa líšia iba v stavbe, vo funkcii sú identické.

Ide o jónové kanály v bunkovej membráne, ktoré sa stanú po kontakte s acetylcholínom priepustné pre katióny (napr. Na⁺ a Ca²⁺). Preto patrí nikotínový receptor k jonotropným receptorom.

Po naviazaní dvoch molekúl acetylcholínu sa otvorí kanál a vytvorí prúd Na⁺ a Ca²⁺ (pozri difúzia). Tento vyvolá skorý excitujúci synaptický potenciál, tzn. depolarizuje membránu. Ak je depolarizácia dosť silná je vyvolaný akčný potenciál.

Nikotínové receptory vďačia za svoj názov faktu, že môžu byť aktivované aj nikotínom, ďalej môžu byť aktivované napríklad karbacholom. N_M receptory sú blokované napríklad tubokurarínom, N_N receptory napríklad hexametóniom.

Muskarínové receptory

Muskarínové receptory patria k skupine G-proteín viažúcich receptorov. Po väzbe acetylcholínu sú aktivované ďalšie molekuly, tzv. druhí (sekundárni) poslovia, ktorí potom spôsobia zmeny v bunke. Preto sú tiež radené do skupiny metabolotropných receptorov.

Pri M₁, M₃, M₄ a M₅ receptore vyvolá väzba acetylcholínu prostredníctvom proteínu G_q aktiváciu Fosfolipázy C_β (PLC_β). Fosfolipáza štiepi fosfatidilinozitol-4,5-bifosfát (PIPP alebo PIP₂, fosfolipid) na inozitoltrifosfát (IP₃) a diacylglycerol (DAG). DAG ostane v membráne, ale IP₃ spôsobí uvoľnenie vápnika z endoplazmatického retikula. Tento vyvolá buď neskorý excitujúci synaptický potenciál, alebo alebo v prípade M₃ receptoru kontrakciu hladkého svalu.

M₂ receptory majú ako druhého posla G_i proteín (i ako inhibičný, brzdiaci). Tento v sínusovom a AV uzle srdca otvorí vybrané draslíkové kanály. Dôsledkom je negatívny chronotropný (pokles frekvencie) a dromotropný (spomalenie šírenia impulzu) účinok. Navyše je inhibovaná adenylátcykláza, čo spôsobí pokles vnútrobunkového cAMP. Tento sa prejaví negatívne na sile prúdu vpúšťaného vápnika, čo má negatívny inotropný účinok (zníženie kontrakcie) na srdce.

Muskarínové receptory sú inhibované atropínom, jedom prítomným okrem iných aj v Ľuľkovci zlmocnom (Atropa bella-donna).

Anatomická štruktúra

Pars cephalica

Jadrá pars cephalica ležia v jadrách nervus occulomtorius (hlavový nerv III), nervus facialis (VII), nervus glossopharyngeus (IX) a nervus vagus (X).

Nervus oculomotorius

Cieľový orgán	Účinok
Musculus sphincter pupillae	Kontrakcia
Ciliárny sval	Kontrakcia

Pregangliové nervové vlákna parasympatickej časti nervus occulomotorius (okohybný nerv) vychádzajú z nucleus accessorius nervi oculomotorii (Edingerovo Westphalovo jadro) a vedú k ciliárnemu gangliu. Tam sa napájajú na nervi ciliares breves. Tie vedú k musculus sphincter pupillae (zužuje zreničku), kde spôsobujú zúženie zreničky (miózu), a k ciliárnemu svalu, ktorú ovplyvňuje zakrivenie očnej šošovky.

Nervus facialis

Cieľový orgán	Účinok
Slzné žľazy	Aktivovanie
Glandula submandibularis	Aktivovanie

Parasympatická časť nervus facialis vychádza z nucleus salivatorius superior (horné slinné jadro) v medula oblongata (predĺžená miecha). Časť vláken nervus petrosus major vedie ku Ganglion pterygopalatinum, kde sa napája na neurón, ktorého axón vedie cez nervus lacrimalis (slzný nerv) k slzným žľazám, ktoré sú nabudené k sekrécii.

Ďalšia časť nervus facialis, chorda tympani, vedie ku ganglion submandibulare (podsánkové ganglium), kde je prepojený na neuróny, ktoré inervujú glandula submandibularis (slinná žľaza na sánke) a glandula sublingualis (pod jazykom). vyvolávajú tam Rozšírenie zásobujúcich ciev a zrieďujú tým sliny.

Nervus glossopharyngeus

Cieľový orgán	Účinok
Glandula parotis	Aktivovanie

Pregangliové parasympatické vlákna nervus glossopharyngeus (z gr. glossa = jazyk, pharynx = hrtan) vychádzajú z nucleus salivatorius inferior (spodné slinné jadro) v predĺženej mieche. Jeho vlákna prebiehajú čiastočne v nervus petrosus minor ku ganglion oticum (učné ganglium), kde sú prepojené na neuróny, ktoré vedú cez nervus auriculotemporalis ku glandula parotidea (príušná slinná žľaza), u ktorej zvyšujú vylučovanie slín.

Nervus vagus

Pregangliové parasympatické vlákna nervus vagus (blúdivý nerv) vychádzajú z nucleus dorsalis nervi vagi v predĺženej mieche. Nervus vagus opúšťa lebku cez foramen jugulare a sleduje Arteria carrotis communis a vena jugularis interna v krku smerom k telu. Tam inervuje srdce, bronchy, tráviaci systém a močovody.

Pars sacralis

Krížová časť parasympatiku vychádza z nucleus intermediomedialis a nucleus intermediolateralis v segmentoch miechy S2 až S4 (druhý až štvrtý krížový segment). Prebiehajú v nervus pudendus a oddeľujú sa od neho ako nervi pelvici do plexus hypogastricus inferior. Prepojenie na postgangliové neuróny prebieha buď v plexe alebo v malých gangliách inervovaných orgánov.

Pars sacralis inervuje časť hrubého čreva, močový mechúr a genitálie.

Dolné hrubé črevo

Hrubé črevo
Spustí sekréciu
Zvýši tonus
Relaxuje (vnútorný) sfinkter

Parasympatikus má vzpruživý účinok na hrubé črevo, rovnako ako na zvyšok tráviaceho systému. U žliaz je spustená sekrécia, zvýši sa tonus hladkej svaloviny a uvoľnia sa vnútorné sfinktery.

Navyše hrá parasympatikus rolu aj pri defekácii. Táto je umožnená reflexom, ktorý je prenášaný parasympatickými nervami. Ak sú stimulované voľné zakončenia nervov v konečníku, sú vysielané signály do krížovej oblasti miechy. Tieto spôsobia v mieche vyslanie signálu pre zostupné hrubé črevo (colon descendens), colon sigmoideum a konečník. Tieto signály idú parasympatickými vláknami (nervus pelvicus) a zvyšujú početnosť a silu peristaltických vĺn hladkých svalov steny čreva a uvoľnia vnútorný sfinkter anusu (vývod konečníka). Kým vnútorný sfinkter je z hladkej svaloviny, vonkajši je kostrový sval a tým podlieha vedomej kontrole.

Močový mechúr

Močový mechúr
Kontrakcia detrusoru
Uvoľnenie sfinkteru

Vyprázdňovanie močového mechúra (mikcia) podlieha z väčšiny kontrole parasympatiku. Zabezpečuje ho kontrakciou hladkej svaloviny v stenách mechúra, známej tiež ako musculus detrusor. Táto kontrakcia spôsobí stlačenie celého mechúra.

Navyše je parasympatikom uvoľnený sfinkter mechúra.

Genitálie

V genitáliách vyvolá parasympatikus vozodilatáciu (rozšírenie ciev) ktorá má za následok erekciu.

Účinok nervus vagus na vnútorné orgány

Parasympatická inervácia vnútorných orgánov je zabezpečená blúdivým nervom (n. vagus). Zasahuje do orgánov ako srdce, bronchy, žalúdok, črevo (až po druhú časť hrubého čreva inervovanú Pars sacralis), žlčník, pečeň, pankreas a močovody.

Srdce

srdce
spomalenie vedenia vzruchu (negatívny dromotropný účinok)
Pokles dráždivosti (negatívny batmotropný účinok)
Pokles frekvencie (negatívny chronotropný účinok)
Pokles kontraktility (negatívny inotropný účinok)

Na srdci vyvoláva parasympatikus spomalenie pulzu (negatívny chromotropný účinok) a oslabenie sily kontrakcie (negatívny inotropný účinok) ako aj dráždivosti (negatívny batmotropný účinok), a spomalí vedenie vzruchu zo sínusového uzla do AV uzla a vnútri AV uzla (negatívny dromotropný účinok.

Oblasti inervované pravým a ľavým vagovým nervom sa prekrývajú so srdcom, pričom pravý inervuje najmä sínusový uzol a ovplyvňuje tam frekvenciu pulzov a ľavý zase inervuje najmä AV uzol a tým šírenie vzruchu.

Cholinergné receptory v srdci sú typu M₂. Ich druhý posol je G_i proteín. V sínuse AV uzla spôsobí otvorenie podskupiny draslíkových kanálov. Prúd draslíka von z bunky spôsobí hyperpolarizáciu, teda zvýši sa jej membránový potenciál, čo sťaží vyvolanie akčného potenciálu ktorý by viedol ku kontrakcii svalu.

V samotných svalových bunkých srdca je inhibovaný enzým adenylátcykláza, čo spôsobí pokles koncentrácie vnútrobunkového cyklického adenozínfosfátu. Tento pokles sa prejaví negatívne na prúd vápnikových jónov do bunky. Vápnikové jóny sú potrebné pre kontrakciu svalov, preto má znížený príjem vápnika za následok slabšiu kontrakciu. Zároveň sú čiastočne inhibované pomalé sodíové kanály, tzv. "Funny-Channels" (závislé od cAMP), čím sa oddialí spontánna depolarizácia pacemakerových buniek (pokles frekvencie – negatívny chronotropný účinok).

Bronchy

Bronchy
Zvýši sekréciu
Kontrahuje hladkú svalovinu

V bronchoch vyvolá parasympatikus bronchokonstrikciu (zúženie bronchov) a zvýšenú sekréciu hlienu prostredníctvom stimulácie M₃ receptorov.

V hladkej svalovine bronchov spôsobí prúd vápnikových jónov do bunky vyvolaný IP₃ kontrakciu, ktorá vedie k zúženiu bronchov.

Zvýšená sekrécia bronchov je vyvolaná zvýšenýp prítokom krvi. Táto je spôsobená vazodilatáciou ciev pôsobením uvoľneného NO (oxid dusnatý).

Tráviaci systém

Tráviaca trubica
Zvýši sekréciu
Zvýši tonus
Relaxuje sfinktery

Tráviaci trakt má vlastný nervový systém (enterický nervový systém), ktorého aktivita je vegetatívnym nervovým systémom len upravovaná.

Vegetatívny nervový systém vo všeobecnosti podporuje trávenie, zvýšením peristaltiky a sekrécie tráviacich enzýmov. V žalúdku a črevách je navyše zvýšený tonus hladkej svaloviny a naopak sfinktery sú prostredníctvom oxidu dusnatého (NO) uvoľnené.

Zvýšenie sekrécie a tonusu je založené na rovnakých mechanizmoch ako je tomu v pľúcach.

Pečeň, žlčník a pankreas

Pečeň, žlčník, pankreas
Pečeň: syntéza glykogénu
Žlčník: kontrakcia
Pankreas: Exokrinná funkcia

V pečeni vyvoláva parasympatikus tvorbu glykogénu.

V žlčníku vyvoláva kontrakciu hladkého svalstva v stene mechúra a vyprázdnenie obsiahnutej žlče.

Zvýšením prekrvenia sa zvýši sekrécia žalúdočnej sliznice. Toto vyvolá zvýšené vylučovanie bielkoviny štiepiacich tráviacich enzýmov (trypsín, chymotrypsín, elastáza, karbonylpeptidáza).

Močovod

Močovod
kontrakcia hladkej svaloviny

Hladká svalovina močovodu je kontrahovaná inerváciou nervus vagus.

Klinický význam

Účinok parasympatiku môže byť ovplyvnený liekmi. Vytýčený účinok sa orientuje podľa príslušného účinku parasympatiku na orgán a jeho zmeny pri použití liekov. Rozoznávame parasympatolytiká, ktoré účinok parasympatiku inhibujú a parasympatomimetiká, ktoré parasympatikus podporujú.

Parasympatolytiká

Parasympatolytické látky ako atropín pôsobia ako kompetitívni inhibítori acetylcholínu. Po ich podaní dôsledkom inhibície parasympatiku prevláda sympatikus.

Používajú sa napríklad na rozšírenie zreničiek (mydriáza) pre terapeutické a diagnostické účely, liečbu kŕčov v oblasti žalúdka, čiev, močových ciest, ale aj dýchacích ciest (bronchospazmus). Parasympatolytiká sa dajú tiež použiť pri prudkom poklese srdcovej frekvencie (akútna bradykardia).

Parasympatomimetiká

Rozlišujeme priamo a nepriamo pôsobiace parasympatomimetiká. K priamo pôsobiacim, ktoré pôsobia podobne acetylcholínu patrí pilokarpín. Nepriamo pôsobiace parasympatomimetiká ako fyzostigmín sú reverzibilné (vratné) alebo ireverzibilné (nevratné) inhibítory cholínesterázy. Cholínesteráza zabezpečuje rozklad acetylcholínu, jej blokádou sa preto predlžuje účinok tohoto transmitera.

Príkladom využitia parasympatomimetík je napríklad terapia glaukómu.

Literatúra

• Kandel, Eric et al. (Vyd.): Neurowissenschaften, Spektrum 1995, ISBN 3-86025-391-3
• Rohen, Johannes W.: Funktionelle Neuroanatomie. Lehrbuch und Atlas. Schattauer, F.K. Verlag, 2001. ISBN 3-7945-2128-5
• Schmidt, Robert F.; Schaible, Hans-Georg (Vyd.): Neuro- und Sinnesphysiologie. Springer, Berlin 2006 (5. Vyd.). ISBN 3-540-25700-4
• Schmidt, Robert F.; Lang, Florian; Thews, Gerhard: Physiologie des Menschen. Mit Pathophysiologie. Springer, Berlin 2004. ISBN 3-540-21882-3