Общий обзор вегетативной нервной системы (ВНС) – строение, отделы и функции

Анатомия

Нервная система — это совокупность клеток, которые посылают и получают электрические и химические сигналы по всему телу. Нервная система состоит из двух основных частей:

Центральная нервная система: состоит из головного и спинного мозга.

Периферическая нервная система: содержит все нейроны вне центральной нервной системы.

ANS является частью периферической нервной системы. Это коллекция нейронов, которые влияют на деятельность многих различных органов, включая желудок, сердце и легкие. В пределах ANS есть две подсистемы, которые имеют в основном противоположные эффекты:

Симпатическая нервная система (SNS): нейроны в SNS, как правило, подготавливают организм к реакции на что-либо в окружающей среде. Например, SNS может увеличить частоту сердечных сокращений, чтобы подготовить человека к бегству от опасности.

Парасимпатическая нервная система (ПНС): парасимпатические нейроны в основном регулируют функции организма, когда человек находится в состоянии покоя.

Как устроена ВНС?

Поскольку подробно отделы ВНС будут рассмотрены в соответствующих статьях, то скажем здесь самые основные данные.

Вегетативная система делится на два отдела: симпатический и парасимпатический. Основные различия между ними таковы:

• симпатическая система контролирует стрессовый ответ, а парасимпатическая – охранительный;

• ганглии симпатической системы расположены не в органах, а в особом образовании рядом с позвоночником – симпатическом стволе;

• эти части ВНС имеют различную локализацию центров в пределах границ головного и спинного мозга;

• структуры симпатической нервной системы встречаются чаще.

Где расположены «командные» центры?

Ствол мозга и спинной мозг является «базой» для расположения центров, откуда и осуществляется вегетативная иннервация внутренних органов. Они расположены:

• В мезенцефальном отделе (средний мозг), для дуги зрачкового рефлекса;

• В продолговатом мозге, который еще называется бульбарным отделом, расположены группы ядер каудальных черепно-мозговых нервов. Вегетативные волокна идут в составе блуждающего,языкоглоточного и лицевого нервов;

• Анатомический промежуток от 1 грудного до 2-3 поясничного сегмента спинного мозга. По этому длиннику в спинном мозге расположены тораколюмбальные вегетативные центры;

• Сакральные, или крестцовые центры. Они регулируют деятельность органов малого таза, волокна выходят в составе тазовых нервов.

Ошибочным будет считать, что ВНС отвечает за деятельность всех систем организма, локализуясь только в этих отделах. Как и везде в живой природе, главным принципом организации живой материи для обеспечения постоянства внутренней среды организма, является строгое подчинение нижележащих отделов вышележащим.

Поэтому существуют еще более высшие и «совершенные» командные органы. В то время как висцеральная нервная система управляет работой внутренних органов, высшие вегетативные центры – гипоталамус, полосатое тело и даже кора больших полушарий заняты сложнейшей работой: они выполняют «тонкую настройку» и регулировку высших вегетативных, в том числе эндокринных функций. Рассмотрим кратко, какое значение имеет гипоталамус для вегетативной нервной системы.

О гипоталамусе

Центральный отдел вегетативной нервной системы подразделяется на гипоталамус, гипофиз (объединенные в гипоталамо – гипофизарную систему), полосатое тело, и кору больших полушарий головного мозга. Такое подразделение в значительной степени является условным, поскольку существуют обширные и двусторонние связи, например, с ретикулярной формацией, лимбической системой, и эта связь настолько сложна, что до сих пор неизвестны все ее мельчайшие детали и подробности.

Гипоталамус – это скопление парных ядер, и число этих пар – 32. Выделяют передние, задние и средние ядра. Работа этих ядер тесно связана с осморегуляцией, температурой тела и выработкой определенных гормонов гипофиза.

Для того чтобы понять, насколько сложно устроен гипоталамус, приведем несколько примеров:

• Задние ядра при раздражении выдают признаки стресса: зрачки и глаза расширяются, сосуды сужаются, возникает тахикардия, угнетается моторика желудка и кишечника, выделяется адреналин, в печени распадается гликоген под влиянием глюкагона, уровень сахара крови повышается, «на всякий случай». Все знают, что глюкоза – это «стрессовое» вещество, которое выделяется в кровь, чтобы дать пищу мышцам на случай интенсивной физической нагрузки, например, погони за добычей или спасения бегством.

У человека стресс всегда является «обезглавленной» активностью, и поэтому он так вреден. Всякий стресс должен находить себе выход в физических упражнениях, тогда значительно реже будут возникать инфаркты, инсульты, заболеваемость диабетом и другие серьезные заболевания.

• При раздражении передних ядер происходят обратные эффекты, а также стимулируется мочеиспускание и дефекация;

• Средние ядра гипоталамуса контролируют многие обменные процессы. Их раздражение приводит к обжорству и ожирению, а разрушение – к отказу от пищи, истощению, анорексии;

• Паравентрикулярные ядра контролируют водный обмен. При их раздражении, например, опухолью, появляется патологическая жажда.

Существуют также центры, которые способствуют повышению уровня липидов в крови, переднее ядро регулирует температуру тела. При его разрушении возникает перегрев, или гипертермия, при которой человек быстро погибает, так как нарушается потоотдача.

Более «высшие сферы», такие, как кора, с помощью иннервации, а так же через интеграцию ВНС и АНС под «единым началом», позволяют провести окончательную связь всех нервных систем, выше которых – эмоции и личность.

Функция

Нервная система регулирует внутреннюю среду организма. Это важно для поддержания гомеостаза. Гомеостаз относится к относительно стабильным и сбалансированным условиям внутри тела, которые необходимы для поддержания жизни.

Немногое из того, что регулирует гомеостаз, включает: температуру тела, кровяное давление, частоту сердечных сокращений, метаболизм дыхания, уровни глюкозы в крови, уровни кислотности крови, уровни переваривания воды и электролитов.

ANS получает информацию из окружающей среды и других частей тела и соответственно регулирует деятельность органов. ANS также участвует в следующих функциях организма: выделение биологических жидкостей, таких как сексуальное реагирование на мочеиспускание и пот.

Одной из важнейших функций ANS является подготовка организма к действию посредством реакции «бой или бегство». Если организм воспринимает угрозу в окружающей среде, симпатические нейроны ANS реагируют следующим образом: увеличивая частоту сердечных сокращений, расширяя дыхательные пути, чтобы облегчить дыхание, высвобождая запасенную энергию, увеличивая силу в мышцах, замедляя пищеварение и другие процессы организма, которые менее важны для принятия действий. Эти изменения подготавливают организм к адекватному реагированию на угрозу окружающей среды.

У детей

В заключение нужно осветить вопрос, который часто волнует родителей – насколько созревшей является вегетативная нервная система у ребенка? Несмотря на то, что внутренние органы и системы ребенка работают так же, как и взрослого, существуют некоторые особенности вегетативной нервной системы у детей. Речь идет об их структуре, функции и сопротивляемости чрезмерным нагрузкам (имеется в виду реакция, например, на стресс).

Известно, что нормальная работа вегетативной системы и «разделение полномочий» возникает в два периода. Первый из них (предварительное созревание) происходит только к 12-13 годам. Затем, по мере роста скелета, часто интенсивного, нервы часто «не успевают», и могут возникать признаки вегетативной дисфункции. Только по завершении роста скелета наступает период нормальной работы автономной нервной системы, который завершается после полового созревания.

Что касается раннего детского возраста, то здесь наблюдается расплывчатость эффектов отдельных подсистем, неуверенное их торможение. Например, плач может вызвать интенсивное покраснение лица и сердцебиение, а от страха малыш может, как следует «сделать в штаны». В возрасте 6-7 лет возникает активация и расширение функции симпатического отдела нервной системы, а стабилизация и период первого баланса приходится на 12-13 лет.

Именно на этот возраст приходится период первых «гормональных бурь», формирование стереотипов поведения, и даже определяется уровень выброса гормонов, с помощью механизмов обратной связи.

В следующих статьях мы подробнее рассмотрим строение и функцию как симпатического, так и парасимпатического отдела, и рассмотрим их единство.

Факторы, которые влияют на то, как это работает

Ответ ANS на борьбу или бегство развивался, чтобы защитить организм от опасностей вокруг него. Тем не менее, многие стрессовые аспекты повседневной жизни могут также вызвать этот ответ. Примеры включают в себя: стресс, связанный с работой, финансовые проблемы, проблемы взаимоотношений. Хронический стресс может привести к тому, что ANS вызовет состояние борьбы или бегства в течение длительного времени. Это в конечном итоге нанесет вред организму.

Некоторые лекарства также могут влиять на работу ANS. Примеры включают в себя: кофеин фенилэфрин, который врачи используют для лечения низкого кровяного давления, или клонидин, который врачи используют для лечения высокого кровяного давления, или альбутерол, который помогает расслабить спазмы дыхательных путей во время острого приступа астмы, бета-блокаторы эсмолол и лабеталол.

Автономные расстройства и их причины.

Автономные расстройства влияют на функционирование ANS. Иногда они могут возникать в результате следующего: повреждение нейронов в пределах повреждения ANS в определенных частях мозга.

Также могут влиять на ANS определенные медицинские условия. Некоторые общие причины вегетативных расстройств включают:

• диабет;
• периферические нервные расстройства;
• болезнь Паркинсона.

Менее распространенные причины вегетативных расстройств включают:

• множественные системные атрофии (MSA) расстройства спинного мозга;
• синдром Ламберта-Итона;
• ботулизм;
• вирусные инфекции;
• повреждение нервов в шее.

Симптомы вегетативных расстройств

Вегетативные расстройства вызывают широкий спектр симптомов, в том числе: головокружение и помутнение рассудка из-за ортостатической гипотензии (ОН), которая обусловлена:

• значительным падением артериального давления, при резком вставании после сидения;
• уменьшается или отсутствует потоотделение, что приводит к непереносимости жары;
• сухость глаз и проблемы со слюноотделением;
• тошнота;
• рвота;
• запор;
• затруднение мочеиспускания;
• эректильная дисфункция;
• проблемы со зрением.

Тестирование

Чтобы диагностировать причину симптомов ANS, врач сначала оценит анамнез человека на наличие факторов риска.

Врач также может запросить одно или несколько из следующих действий:

тесты для выявления ортостатической гипотензии: врач может измерить ОГ с помощью теста наклона стола. В этом тесте человек лежит на кровати, которая наклоняет свое тело под разными углами, в то время как машина регистрирует частоту сердечных сокращений и кровяное давление.

электрокардиограмма: этот тест измеряет электрическую активность в сердце.

тест на пот: этот тест оценивает, правильно ли функционируют потовые железы. Врач использует электроды для стимуляции потовых желез и измеряет объем пота, который они производят в ответ на раздражитель.

тест на светоотражение зрачка: этот тест измеряет, насколько зрачки чувствительны к изменениям света.

Примечания

1. ↑Краткая медицинская энциклопедия.
2. ↑Словарь биолога.
3. ↑Например, в книге «Физиология человека / Под ред. В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько. — М.: Медицина, 1997. — Т. 1 — 448 с.; Т. 2 — 368 с.».
4. ↑Ромер А., Парсонс Т. Анатомия позвоночных. — Т. 2. — С. 260.
5. ↑Брин В.Б. и др. Основы физиологии человека в 2-х т. Учебник для высших учебных заведений. Ред. Б. И. Ткаченко. СПб., 1994. Т.1 – 567 с. Т.2 – 413 с.
6. ↑Stefan Boehm, Sigismund Huck. Receptors controlling transmitter release from sympathetic neurons in vitro // Progress in Neurobiology. — Volume 51, Issue 3, February 1997, Pages 225—242.
7. ↑Г. Росс, Ч. Росс, Д. Росс. Энтомология. — М.: Мир, 1985. — С.109.

Резюме

ANS регулирует внутренние органы для поддержания гомеостаза или для подготовки организма к действию. Симпатическая ветвь ANS ответственна за стимулирование борьбы или реакции полета. Парасимпатическая ветвь оказывает противоположное действие и помогает регулировать организм в состоянии покоя.

Вегетативные расстройства имеют много разных причин. Они могут возникать как естественное следствие старения или в результате повреждения частей мозга или ВНС. Они также могут возникать в результате основного расстройства, такого как диабет или болезнь Паркинсона.

Если человек испытывают симптомы возможного вегетативного расстройства, он должен обратиться к врачу. Доктор будет работать, чтобы диагностировать причину симптомов и назначить соответствующее лечение.

Периферический отдел

Этот отдел представлен нервными клетками и волокнами, расположенными вне спинного и головного мозга. Эта часть висцеральной нервной системы сопровождает сосуды, оплетая их стенку, идет в составе периферических нервов и сплетений (относящихся к обычной нервной системе). Периферический отдел также имеет четкое подразделение на симпатическую и парасимпатическую часть. Периферический отдел обеспечивает передачу информации от центральных структур висцеральной нервной системы к иннервируемым органам, то есть осуществляет реализацию «задуманного» в центральной вегетативной нервной системе.

Симпатический отдел

Представлен симпатическим стволом, расположенным по обе стороны от позвоночника. Симпатический ствол – это два ряда (правый и левый) нервных узлов. Узлы имеют связь друг с другом в виде мостиков, перебрасывающихся между частями одной стороны и другой. То есть, ствол выглядит как цепочка из нервных комочков. В конце позвоночника два симпатических ствола соединяются в один непарный копчиковый узел. Всего различают 4 отдела симпатического ствола: шейный (3 узла), грудной (9-12 узлов), поясничный (2-7 узлов), крестцовый (4 узла и плюс один копчиковый).

В области симпатического ствола располагаются тела нейронов. К этим нейронам подходят волокна от нервных клеток боковых рогов симпатической части центрального отдела вегетативной нервной системы. Импульс может переключаться на нейронах симпатического ствола, а может проходить транзитом и переключаться на промежуточных узлах нервных клеток, расположенных или вдоль позвоночника или вдоль аорты. В дальнейшем волокна нервных клеток после переключения в узлах формируют плетения. В области шеи это сплетение вокруг сонных артерий, в грудной полости это сердечное и легочное сплетения, в брюшной – солнечное (чревное), верхнее брыжеечное, нижнее брыжеечное, брюшное аортальное, верхнее и нижнее подчревные. Эти крупные сплетения делятся на более мелкие, от которых вегетативные волокна движутся к иннервируемым органам.

Парасимпатический отдел

Представлен нервными узлами и волокнами. Особенность строения этого отдела заключается в том, что нервные узлы, в которых происходит переключение импульса, располагаются непосредственно возле органа или даже в его структурах. То есть волокна, идущие от «последних» нейронов парасимпатического отдела к иннервируемым структурам, очень короткие.

От центральных парасимпатических центров, расположенных в головном мозге, импульсы идут в составе черепно-мозговых нервов (соответственно глазодвигательного, лицевого и тройничного, языкоглоточного и блуждающего). Поскольку блуждающий нерв участвует в иннервации внутренних органов, то в его составе волокна достигают глотки, гортани, пищевода, желудка, трахеи, бронхов, сердца, печени, поджелудочной железы, кишечника. Выходит, что большинство внутренних органов получает парасимпатические импульсы из системы разветвлений всего лишь одного нерва: блуждающего.

От крестцовых отделов парасимпатической части центральной висцеральной нервной системы нервные волокна идут в составе тазовых внутренностных нервов, достигают органов малого таза (мочевого пузыря, мочеиспускательного канала, прямой кишки, семенных пузырьков, предстательной железы, матки, влагалища, части кишечника). В стенках органов импульс переключается в нервных узлах, и короткие нервные веточки непосредственно контактируют с иннервируемой областью.

Метасимпатический отдел

Выделяется как некий отдельно существующий отдел вегетативной нервной системы. Выявляется преимущественно в стенках внутренних органов, обладающих способностью к сокращению (сердце, кишечник, мочеточник и другие). Состоит из микроузлов и волокон, образующих нервное сплетение в толще органа. Структуры метасимпатической вегетативной нервной системы могут реагировать как на симпатические, так и на парасимпатические влияния. Но, кроме того, доказана и их способность работать автономно. Считается, что перистальтическая волна в кишечнике – это результат функционирования метасимпатической вегетативной нервной системы, а симпатический и парасимпатический отделы лишь регулируют силу перистальтики.