Парасимпатическая нервная система состоит из центрального и периферического отделов (рис.3).
Центральный отдел включает ядра, расположенные в мозговом стволе, а именно в среднем мозге (мезенцефалический отдел), мосту и продолговатом мозге (бульбарный отдел), а также в спинном мозге (сакральный отдел).
Периферический отдел представлен:
Некоторые из конкретных эффектов, вызванных симпатической и парасимпатической стимуляцией различных органов и тканей, приведены в таблице 3. Реакция «сражения или бегства», вызванная симпатической системой, по сути является реакцией всего организма. Изменения в органной и тканевой функциях по всему организму координируются таким образом, что происходит увеличение доставки богатой кислородом богатой питательными веществами крови к работающим скелетным мышцам. Как сердечный ритм, так и сократительная способность миокарда увеличиваются, так что сердце накапливает больше крови в минуту.
1) преганглионарными парасимпатическими волокнами, проходящими в составе III, VII, IX, X пар черепных нервов, а также в составе внутренностных тазовых нервов.
2) узлами III порядка;
3) постганглионарными волокнами, которые заканчиваются на гладкомышечных и железистых клетках.
Парасимпатическая часть глазодвигательного нерва (III пара) представлена добавочным ядром, расположенным в среднем мозге. Преганглионарные волокна идут в составе глазодвигательного нерва, подходят к ресничному узлу, расположенному в глазнице, там прерываются и постганглионарные волокна проникают в глазное яблоко к мышце, суживающей зрачок, обеспечивая реакцию зрачка на свет, а также к ресничной мышце, влияющей на изменение кривизны хрусталика.
Симпатическая стимуляция гладких мышц сосудов вызывает широко распространенную вазоконстрикцию, особенно в органах желудочно-кишечной системы и в почках. Эта вазоконстрикция служит для «перенаправления» или перераспределения крови от этих метаболически неактивных тканей и к сокращающимся мышцам. Бронходилатация в легких облегчает движение воздуха в легких и из него, так что максимальное поглощение кислорода из атмосферы и устранение углекислого газа из организма. Повышенная скорость гликогенолиза и глюконеогенеза в печени увеличивает концентрацию молекул глюкозы в крови.
Рис.3. Парасимпатическая нервная система (по С.П.Семенову). СМ – средний мозг; ПМ – продолговатый мозг; К 2 – К 4 – крестцовые сегменты спинного мозга, имеющие парасимпатические ядра; 1 – ресничный ганглий; 2 – крылонебный ганглий; 3 – подчелюстной ганглий; 4 – ушной ганглий; 5 – интрамуральные ганглии; 6 – тазовый нерв; 7 – ганглии тазового сплетения; III –глазодвигательный нерв; VII – лицевой нерв; IX – языкоглоточный нерв; Х – блуждающий нерв.
Это необходимо для мозга, поскольку глюкоза - единственная молекула питательных веществ, которую она может использовать для формирования метаболической энергии. Повышенная скорость липолиза в жировой ткани увеличивает концентрацию молекул жирных кислот в крови. Скелетные мышцы затем используют эти жирные кислоты для формирования метаболической энергии для сокращения. Обобщенная потливость, вызванная симпатической системой, позволяет человеку терморегулировать в течение этих условий повышенной физической активности и производства тепла.
Парасимпатическая часть промежуто-лицевого нерва (VII пара) представлена верхним слюноотделительным ядром, которое расположено в мосту. Аксоны клеток этого ядра проходят в составе промежуточного нерва, который присоединяется к лицевому нерву. В лицевом канале парасимпатические волокна отделяются в виде двух порций. Одна порция обособляется в виде большого каменистого нерва, другая – в виде барабанной струны.
Наконец, глаз регулируется таким образом, что зрачок расширяется, позволяя свету проникать в сетчатку, а линза адаптируется к дистанционному зрению. Парасимпатическая система снижает частоту сердечных сокращений, что помогает экономить энергию в условиях покоя. Секреция слюны усиливается, чтобы облегчить глотание пищи. Желудочную подвижность и секрецию стимулируют начать переработку проглоченной пищи. Кишечная подвижность и секреция также стимулируются для продолжения обработки и облегчения поглощения этих питательных веществ.
Повышается как экзокринная, так и эндокринная секреция от поджелудочной железы. Ферменты, высвобождаемые из экзокринных желез поджелудочной железы, способствуют химическому разрушению пищи в кишечнике, а инсулин, высвобождаемый из островков поджелудочной железы, способствует хранению питательных молекул в тканях после их абсорбции в организм. Другим физическим типом функции обслуживания, вызванным парасимпатической системой, является сокращение мочевого пузыря, что приводит к мочеиспусканию. Наконец, глаз регулируется таким образом, что зрачок сжимается, а объектив приспосабливается к ближнему зрению.
Большой каменистый нерв соединяется с глубоким каменистым нервом (симпатическим) и образует нерв крыловидного канала. В составе этого нерва преганглионарные парасимпатические волокна достигают крылонебного узла и заканчиваются на его клетках.
Постганглионарные волокна от узла иннервируют железы слизистой оболочки неба и носа. Меньшая часть постганглионарных волокон достигает слезной железы.
Фармацевтическое применение: холиномиметические препараты
Холиномиметические препараты - это те, которые производят эффекты в ткани, напоминающей те, которые вызваны стимуляцией парасимпатической нервной системой. Эти лекарственные средства имеют много важных применений, включая лечение заболеваний желудочно-кишечного тракта и мочевого тракта, которые связаны с депрессивной гладкомышечной активностью без препятствий. Например, послеоперационная илеус характеризуется потерей тонуса или параличом желудка или кишечника после хирургических манипуляций. Задержка мочи также может возникать после операции или может быть вторичной по поводу повреждения или заболевания спинного мозга.
Другая порция преганглионарных парасимпатических волокон в составе барабанной струны присоединяется к язычному нерву (из III ветви тройничного нерва) и в составе его ветви подходит к поднижнечелюстному узлу, где они прерываются. Постганглионарные волокна иннервируют поднижнечелюстную и подъязычную слюнные железы.
Парасимпатическая часть языкоглоточного нерва (IX пара) представлена нижним слюноотделительным ядром, расположенным в продолговатом мозге. Преганглионарные волокна выходят в составе языкоглоточного нерва, а затем его ветви – барабанного нерва , который проникает в барабанную полость и образует барабанное сплетение, иннервирующее железы слизистой оболочки барабанной полости. Его продолжением являетсямалый каменистый нерв, который выходит из полости черепа и вступает в ушной узел, где преганглионарные волокна прерываются. Постганглионарные волокна направляются к околоушной слюнной железе.
Обычно парасимпатическая стимуляция гладкой мускулатуры в каждой из этих систем органов приводит к сокращению для поддержания моторики желудочно-кишечного тракта, а также мочеиспускания. В фармакотерапии этих расстройств существует два разных подхода. Одним типом агента был бы агонист мускариновых рецепторов, который бы имитировал действие парасимпатического нейротрансмиттера, ацетилхолина и стимулировал сокращение гладких мышц. Одним из наиболее часто используемых агентов в этой категории является бетанехол, который можно давать подкожно.
Парасимпатическая часть блуждающего нерва (X пара) представлена дорсальным ядром. Преганглионарные волокна от этого ядра в составе блуждающего нерва и его ветвей доходят до парасимпатических узлов (III порядка), которые располагаются во внутриорганных сплетениях (пищеводном, легочном, сердечном, желудочном, кишечном, поджелудочном и др.), или у ворот органов (печени, почки, селезенки). Блуждающий нерв иннервирует гладкую мускулатуру и железы внутренних органов шеи, грудной и брюшной полости до сигмовидной кишки.
Другой подход заключается в увеличении концентрации и, следовательно, активности эндогенно продуцируемого ацетилхолина в нейроэффектном соединении. Введение ингибитора ацетилхолинэстеразы предотвращает деградацию и удаление нейроноактивного ацетилхолина. В этом случае неостигмин является наиболее широко используемым агентом. Неостигмин может вводиться внутримышечно, подкожно или устно.
Фармацевтическое применение: антагонисты мускариновых рецепторов
Обследование сетчатки во время офтальмоскопического обследования значительно облегчается мидриазом или расширением зрачка. Парасимпатическая стимуляция кругового мышечного слоя в радужной оболочке вызывает сокращение и уменьшение диаметра зрачка. Введение антагониста мускаринового рецептора, такого как атропин или скополамин, предотвращает это гладкое сокращение мышц. В результате симпатическая стимуляция радиального мышечного слоя не встречается. Это приводит к увеличению диаметра зрачка. Эти агенты даются в виде глазных капель, которые действуют локально и ограничивают возможность системных побочных эффектов.
Крестцовый отдел парасимпатической части вегетативной нервной системы представлен промежуточно-боковыми ядрами II-IV крестцовых сегментов спинного мозга. Их аксоны (преганглионарные волокна) покидают спинной мозг в составе передних корешков, а затем передних ветвей спинномозговых нервов. От них они отделяются в виде тазовых внутренностных нервов и вступают в нижнее подчревное сплетение для иннервации органов таза. Часть преганглионарных волокон имеет восходящее направление для иннервации сигмовидной кишки.
Массовый симпатический разряд, который обычно возникает во время реакции «во время полета» или во время тренировки, включает одновременную стимуляцию органов и тканей по всему телу. Среди этих тканей входят надпочечники, которые высвобождают адреналин и норадреналин в кровь. В значительной степени косвенные эффекты этих катехоламинов схожи и, следовательно, усиливают способность к прямой симпатической стимуляции. Однако существуют некоторые существенные различия в эффектах циркулирующих катехоламинов и норэпинефрина, высвобождаемого из симпатических нервов.
Парасимпатическая нервная система состоит из центрального и периферического отделов (рис. 11).
Парасимпатическая часть глазодвигательного нерва (III пара) представлена добавочным ядром, nucl. accessorius, и непарным срединным ядром, расположенными у дна водопровода мозга. Преганглионарные волокна идут в составе глазодвигательного нерва (рис. 12), а затем его корешка, который отделяется от нижней ветви нерва и подходит к ресничному узлу, ganglion ciliare (рис. 13), расположенному в задней части глазницы снаружи от зрительного нерва. В ресничном узле волокна прерываются и постганглионарные волокна в составе коротких ресничных нервов, nn. ciliares breves, проникают в глазное яблоко к m. sphincter pupillae, обеспечивая реакцию зрачка на свет, а также к m. ciliaris, влияющую на изменение кривизны хрусталика.
Продолжительность активности катехоламинов значительно дольше, чем активность нейранонаправленного норадреналина. Поэтому воздействие на ткани более продолжительное. Это различие связано с механизмом инактивации этих веществ. Норэпинефрин немедленно удаляется из нейроэффектного синапса путем повторного попадания в постганглионарный нейрон. Это быстрое удаление ограничивает продолжительность действия этого нейротрансмиттера. Напротив, в крови нет ферментов для деградации катехоламинов. Как и следовало ожидать, печеночный клиренс этих гормонов из крови потребует нескольких проходов через кровообращение.
Рис.11. Парасимпатическая нервная система (по С.П.Семенову).
СМ- средний мозг; ПМ- продолговатый мозг; К-2 - К-4 - крестцовые сегменты спинного мозга, имеющие парасимпатические ядра; 1- ресничный ганглий; 2- крылонебный ганглий; 3- подчелюстной ганглий; 4- ушной ганглий; 5- интрамуральные ганглии; 6- тазовый нерв; 7- ганглии тазового сплетения;III-глазодвигательный нерв; VII- лицевой нерв; IX- языкоглоточный нерв; Х- блуждающий нерв.
Центральный отдел включает ядра, расположенные в мозговом стволе, а именно в среднем мозге (мезенцефалический отдел), мосту и продолговатом мозге (бульбарный отдел), а также в спинном мозге (сакральный отдел).
Периферический отдел представлен:
1) преганглионарными парасимпатическими волокнами, проходящими в составе III, VII, IX, X пар черепных нервов и передних корешков, а затем передних ветвей II - IV крестцовых спинномозговых нервов;
2) узлами III порядка, ganglia terminalia;
3) постганглионарными волокнами, которые заканчиваются на гладкомышечных и железистых клетках.
Через ресничный узел, не прерываясь, проходят постганглионарные симпатические волокна от plexus ophtalmicus к m. dilatator pupillae и чувствительные волокна - отростки узла тройничного нерва, проходящие в составе n. nasociliaris для иннервации глазного яблока.
Рис.12. Схема парасимпатической иннервации m. sphincter pupillаe и околоушной слюнной железы (из А.Г.Кнорре и И.Д.Лев).
1- окончания постганглионарных нервных волокон в m. sphincter pupillаe; 2- ganglion ciliare; 3- n. oculomotorius; 4- парасимпатическое добавочное ядро глазодвигательного нерва; 5- окончания постганглионарных нервных волокон в околоушной слюнной железе; 6- nucleus salivatorius inferior;7-n.glossopharynge-us; 8 - n. tympanicus; 9- n. auriculotemporalis; 10- n. petrosus minor; 11- ganglion oticum; 12- n. mandibularis.
Рис. 13. Схема связей ресничного узла (из Foss и Herlinger)
1- n. oculomotorius;
2- n. nasociliaris;
3- ramus communicans cum n. nasociliari;
4- a. ophthalmica et plexus ophthalmicus;
5- r. communicans albus;
6- ganglion cervicale superius;
7- ramus sympathicus ad ganglion ciliare;
8- ganglion ciliare;
9- nn. ciliares breves;
10- radix oculomotoria (parasympathica).
Таким образом, катехоламины доступны, чтобы вызвать их эффект в течение относительно длительного периода времени. Поскольку они перемещаются в крови, органы и ткани по всему телу подвергаются воздействию катехоламинов. Поэтому они способны стимулировать ткани, которые непосредственно не иннервируются симпатическими нервными волокнами: в частности, гладкие мышцы дыхательных путей, гепатоциты и жировая ткань. В результате катехоламины имеют гораздо более широкую широту активности по сравнению с норадреналином, высвобождаемым из симпатических нервов.
Парасимпатическая часть промежуто-лицевого нерва (VII пара) представлена верхним слюноотделительным ядром, nucl. salivatorius superior, которое расположено в ретикулярной формации моста. Аксоны клеток этого ядра являются преганглионарными волокнами. Они проходят в составе промежуточного нерва, который присоединяется к лицевому нерву.
В лицевом канале от лицевого нерва парасимпатические волокна отделяются в виде двух порций. Одна порция обособляется в виде большого каменистого нерва, n. petrosus major, другая - барабанной струны, chorda tympani (рис. 14).
Рис. 14. Схема парасимпатической иннервации слезной железы, подчелюстной и подъязычной слюнных желез (из А.Г.Кнорре и И.Д.Лев).
Третья важная особенность, которая отличает катехоламины от нейронально высвобожденного норадреналина, связана с аффинностью адреналина к β-рецепторам. Норепинефрин имеет очень ограниченное сродство к этим рецепторам. Поэтому циркулирующий адреналин вызывает эффекты, которые отличаются от эффектов прямой симпатической иннервации, включая более сильное стимулирующее Воздействие на сердце и расслабление гладких мышц.
Адреналин и норадреналин имеют равное сродство к β 1 рецепторам, преобладающему адренергическому рецептору на сердце. Однако человеческое сердце также содержит небольшой процент рецепторов β 2, которые, подобно β 1 -рецепторам, являются возбуждающими. Поэтому адреналин способен стимулировать большее количество рецепторов и оказывать более сильное стимулирующее действие на миокард.
1 - слезная железа; 2 - n. lacrimalis; 3 - n. zygomaticus; 4 - g. pterygopalatinum; 5 - r. nasalis posterior; 6 - nn. palatini; 7 - n. petrosus major; 8, 9 - nucleus salivatorius superior; 10 - n. facialis; 11 - chorda tympani; 12 - n. lingualis; 13 - glandula submandibularis; 14 - glandula sublingualis.
Рис. 15. Схема связей крылонебного узла (из Foss и Herlinger).
1- n. maxillaris;
2- n. petrosus major (radix parasympathica);
3- n. canalis pterygoidei;
4- n. petrosus profundus (radix sympathica);
5- g. pterygopalatinum;
6- nn. palatini;
7- nn. nasales posteriores;
8- nn. pterygopalatini;
9- n. zygomaticus.
Бета два адренергических рецептора также обнаруживаются на гладких мышцах в нескольких органных системах. Эти рецепторы, как правило, ингибируют и вызывают расслабление гладких мышц. Сосудистая гладкая мышца в скелетной мышце содержит как α 1, так и β 2 рецепторы. Норепинефрин, который стимулирует только возбуждающие α 1 -рецепторы, вызывает сильную вазоконстрикцию. Однако адреналин, который стимулирует оба типа рецепторов, вызывает только слабую вазоконстрикцию. Вазодилатация, вызванная стимуляцией рецептора β 2, противодействует и, следовательно, ослабляет вазоконстрикцию, вызванную стимуляцией α 1 -рецептора.
Большой каменистый нерв отходит на уровне узла коленца, покидает канал через одноименную расщелину и, располагаясь на передней поверхности пирамиды в одноименной борозде, доходит до верхушки пирамиды, где через рваное отверстие покидает полость черепа. В области этого отверстия он соединяется с глубоким каменистым нервом (симпатическим) и образует нерв крыловидного канала, n. canalis pterygoidei. В составе этого нерва преганглионарные парасимпатические волокна достигают крылонебного узла, ganglion pterygopalatinum, и заканчиваются на его клетках (рис. 15).
Постганглионарные волокна от узла в составе небных нервов, nn. palatini, направляются в полость рта и иннервируют железы слизистой оболочки твердого и мягкого неба, а также в составе задних носовых ветвей, rr. nasales posteriores, иннервируют железы слизистой оболочки полости носа. Меньшая часть постганглионарных волокон достигает слезной железы в составе n. maxillaris, затем n. zygomaticus, анастомотической ветви и n. lacrimalis (рис. 14).
Другая порция преганглионарных парасимпатических волокон в составе chorda tympani присоединяется к язычному нерву, n. lingualis, (из III ветви тройничного нерва) и в составе его подходит к поднижнечелюстному узлу, ganglion submandibulare, и оканчивается в нем. Аксоны клеток узла (постганглионарные волокна) иннервируют поднижнечелюстную и подъязычную слюнные железы (рис. 14).
Парасимпатическая часть языкоглоточного нерва (IX пара) представлена нижним слюноотделительным ядром, nucl. salivatorius inferior, расположенным в ретикулярной формации продолговатого мозга. Преганглионарные волокна выходят из полости черепа через яремное отверстие в составе языкоглоточного нерва, а затем его ветви - барабанного нерва, n. tympanicus, который через барабанный каналец проникает в барабанную полость и вместе с симпатическими волокнами внутреннего сонного сплетения образует барабанное сплетение, где часть парасимпатических волокон прерывается и постганглионарные волокна иннервируют железы слизистой оболочки барабанной полости. Другая часть преганглионарных волокон в составе малого каменистого нерва, n. petrosus minor, выходит через одноименную щель и по одноименной борозде на передней поверхности пирамиды достигает клиновидно-каменистой щели, покидает полость черепа и вступает в ушной узел, ganglion oticum, (рис. 16). Ушной узел располагается на основании черепа под овальным отверстием. Здесь преганглионарные волокна прерываются. Постганглионарные волокна в составе n. mandibularis, а затем n. auriculotemporalis направляются к околоушной слюнной железе (рис.12).
Парасимпатическая часть блуждающего нерва (X пара) представлена дорсальным ядром, nucl. dorsalis n. vagi, расположенным в дорсальной части продолговатого мозга. Преганглионарные волокна от этого ядра в составе блуждающего нерва (рис. 17) выходят через яремное отверстие и далее проходят в составе его ветвей до парасимпатических узлов (III порядка), которые располагаются в стволе и ветвях блуждающего нерва, в вегетативных сплетениях внутренних органов (пищеводном, легочном, сердечном, желудочном, кишечном, поджелудочном и др.) или у ворот органов (печень, почки, селезенка). В стволе и ветвях блуждающего нерва насчитывается около 1700 нервных клеток, которые группируются в мелкие узелки. Постганглионарные волокна парасимпатических узлов иннервируют гладкую мускулатуру и железы внутренних органов шеи, грудной и брюшной полости до сигмовидной кишки.
Рис. 16. Схема связей ушного узла (из Foss и Herlinger).
1- n. petrosus minor;
2- radix sympathica;
3- r. communicans cum n. auriculotemporali;
4- n. . auriculotemporalis;
5- plexus a. meningeae mediae;
6- r. communicans cum n. buccali;
7- g. oticum;
8- n. mandibularis.
Еще один заслуживающий внимания пример релаксации гладких мышц посредством стимуляции β2-рецептора включает дыхательные пути. Бронходилатация или открытие дыхательных путей облегчают воздушный поток в легких. Любая прямая симпатическая иннервация к легким не имеет значения в этом отношении, поскольку только циркулирующий адреналин способен стимулировать эти рецепторы на гладких мышцах дыхательных путей.
В дополнение к разделам «Фармацевтическая заявка», которые были найдены во время обсуждения, дальнейшее применение лекционного материала к практике аптеки обеспечивается необходимыми тематическими исследованиями. Затем тематические исследования обсуждаются в разделах чтения. Успешное завершение тематических исследований требует навыков критического мышления и навыков решения более высокого уровня.
Рис. 17. Блуждающий нерв (из А.М.Гринштейна).
1- nucleus dorsalis;
2- nucleus solitarius;
3- nucleus ambiguus;
4- g. superius;
5- r. meningeus;
6- r. auricularis;
7- g. inferius;
8- r. pharyngeus;
9- n. laryngeus superior;
10- n. laryngeus recurrens;
11- r. trachealis;
12- r. cardiacus cervicalis inferior;
13- plexus pulmonalis;
14- trunci vagales et rami gastrici.
Крестцовый отдел парасимпатической части вегетативной нервной системы представлен промежуточно-боковыми ядрами, nuclei intermediolaterales, II-IV крестцовых сегментов спинного мозга. Их аксоны (преганглионарные волокна) покидают спинной мозг в составе передних корешков, а затем передних ветвей спинномозговых нервов, формирующих крестцовое сплетение. Парасимпатические волокна обособляются от крестцового сплетения в виде тазовых внутренностных нервов, nn. splanchnici pelvini, и вступают в нижнее подчревное сплетение. Часть преганглионарных волокон имеет восходящее направление и вступает в подчревные нервы, верхнее подчревное и нижнее брыжеечное сплетения. Эти волокна прерываются в околоорганных или внутриорганных узлах. Постганглионарные волокна иннервируют гладкую мускулатуру и железы нисходящей ободочной, сигмовидной кишки, а также внутренних органов таза.
Случай №1: Отравление инсектицидами
Бурный ветер заставлял ее непреднамеренно вдыхать инсектицид, который она распыляла по всему саду. Когда она начала сильно свистеть, ее отвезли в отделение неотложной помощи. Лечащий врач наблюдал другие симптомы, включая суженные зрачки и замедленную частоту сердечных сокращений.
Пример 2: Феохромоцитома
Какие типы вегетативных рецепторов чрезмерно стимулируются в результате этого торможения? Какое влияние может оказать инсектицид на генерализованное потоотделение у этого пациента? При воздействии достаточно высоких доз, какое влияние может оказать инсектицид на скелетные мышцы пациента? Может ли применение антагониста β-адренергического рецептора быть полезным при лечении этого пациента? Будет ли введение агониста β-адренергического рецептора Могут быть полезны при лечении этого пациента? Почему атропин подходит для лечения? «Нервный газ», зарин, является мощным необратимым органофосфатом. Какова вероятная причина смерти в результате воздействия этого чрезвычайно токсичного агента?
- Инсектициды содержат органофосфаты, которые ингибируют ацетилхолинэстеразу.
- Какова функция ацетилхолинэстеразы?
- Объясните, как инсектицид привел к появлению симптомов.
- Какие последствия может оказать инсектицид на желудочно-кишечную систему?