Innhold

• Det sympatiske nervesystemet
• Det parasympatiske nervesystemet
• Det enteriske nervesystemet
• Signalformidlingen
• Sensorisk innervasjon av innvollsorganene
• Overordnet kontroll
• Autonome effekter i utvalgte organer

av Fysiologisk institutt, Blindern (Jansen/Tønnesen). Gjengitt med tillatelse

av Fysiologisk institutt, Blindern (Jansen/Tønnesen). Gjengitt med tillatelse

av Kunnskapsforlaget. Gjengitt med tillatelse

Autonome nervesystem, betegnelse på den delen av nervesystemet som styrer aktiviteten i glatt muskulatur, hjertemuskulatur og kjertler, det vil si så godt som alle våre indre organer unntatt skjelettmusklene og skjelettet. Navnet autonome (selvstyrende) henger sammen med at vi ikke har noen direkte, viljemessig kontroll over aktiviteten i denne delen av nervesystemet. En annen vanlig betegnelse er det viscerale nervesystemet. Motstykket er det somatiske nervesystemet, den delen av nervesystemet som styrer aktiviteten i våre skjelettmuskler, og som gir opphav til våre vanlige bevisste sanseopplevelser. Det er likevel en stor grad av overordnet samordning av aktiviteten i disse to delene av nervesystemet. Sammen er de ansvarlige for å tilpasse aktiviteten i de enkelte organer til hele organismens behov.

Det autonome nervesystemet består av tre komponenter: det sympatiske, det parasympatiske og det enteriske nervesystemet. I periferien, dvs. utenfor hjernen og ryggmargen er de tre systemene separate anatomiske enheter, men med funksjonelle koblinger seg imellom. De atskiller seg anatomisk fra det somatiske nervesystem ved at det er flere ledd med nerveceller i de perifere nervebanene mellom sentralnervesystemet og effektororganene (kjertler, glatt muskulatur og hjertemuskulatur). I det somatiske nervesystemet går nervefibrene fra motoriske nerveceller i ryggmargen og hjernestammen direkte til sine tverrstripete skjelettmuskler.

(sympatikus) har sitt utspring fra sentralnervesystemet segmentalt i ryggmargen fra øverste torakal(bryst)segment til annet lumbal(lende)segment. Gjennom denne delen av ryggmargen ligger de såkalte preganglionære nevronene som en søyle i sidehornet i den grå substansen. Disse cellene sender sine aksoner (utløpere) ut gjennom ryggmargens ventrale røtter sammen med de somatiske motonevronenes aksoner.

De preganglionære sympatiske aksonene forlater snart ventralrøttene og går som en samlet bunt til sitt paravertebrale sympatiske ganglion. Disse er henimot ertestore samlinger av postganglionære nerveceller. Noen av de preganglionære aksonene danner synaptiske koblinger med sine segmentale postganglionære nerveceller. Andre aksoner fortsetter oppover eller nedover langs virvelsøylen i den såkalte sympatiske grensestreng og danner synaptiske forbindelser med postganglionære celler i nabosegmentenes paravertebrale ganglier. De postganglionære aksoner formidler signalene videre til hjertet og glatt muskulatur og kjertler i andre indre organer i toraks og hodet. Enkelte av de pre-ganglionære sympatiske aksoner løper igjennom grensestrengen uten å danne synaptiske koblinger der, og videre til postganglionære nerveceller beliggende utenfor grensestrengen i de såkalte prevertebrale ganglier. Disse formidler signalene videre til innvollsorganer i bukhulen og bekkenet. På denne måten blir de perifere sympatiske nervebanene til alle effektororganene bestående av to ledd: et preganglionært nevron fra ryggmargen til para- eller prevertebrale ganglier og et postganglionært nevron som sender sitt akson til det aktuelle effektororganet. De aller fleste sympatiske postganglionære aksoner bruker noradrenalin som nevrotransmittersubstans, som virker på adrenerge reseptorer på målcellene. Nært knyttet til det sympatiske nervesystemet er binyremargen. Dette er en indresekretorisk (endokrin) kjertel som innerveres av preganglionære sympatiske nervefibrer. Kjertelcellene produserer adrenalin ved aktivering av kjertelen som et hormon. Adrenalinet er kjemisk sett nær beslektet med noradrenalin og har mange lignende virkninger på effektororganene. Også utviklingsmessig har binyremargen mange likhetspunkter med de postganglionære sympatiske gangliecellene. Siden binyremargens adrenalin tømmes direkte i blodbanene, virker det imidlertid på adrenerge reseptorer over hele kroppen.

(parasympatikus) har i sitt perifere forløp også en toleddet oppbygning. De preganglionære nervecellene ligger delvis i hjernestammen og delvis i sakral(korsben)delen av ryggmargen. De parasympatiske hjernestammefibrene går ut gjennom 3. hjernenerve til øyet, gjennom 7. og 9. hjernenerve til spyttkjertler og gjennom 10. hjernenerve til bryst- og bukhulens innvollsorganer. I alle tilfellene går de preganglionære aksonene til postganglionære nevroner som er beliggende i veggen til effektororganet. De parasympatiske preganglionære fibrene fra sakralryggmargen går også ut gjennom de ventrale røttene og forløper i bekkenhulenerver til endetarm, urinblære og seksualorganer. Igjen befinner de postganglionære parasympatiske gangliecellene seg i eller like ved veggen i effektororganene. Dermed er den perifere del av parasympatikus også toleddet, men gjennomgående med ganske korte postganglionære aksoner. De parasympatiske postganglionære aksoner bruker acetylkolin som nevrotransmittersubstans, som virker på muskarinske reseptorer på målcellene.

Det enteriske nervesystemet består av flettverk av nerveceller som ligger i veggen i mage-tarmkanalen i hele dens lengde. Det er mer komplisert bygd enn de to andre delene av det autonome nervesystemet. Det består av et flertall ulike typer av nerveceller med både aktiverende og hemmende synaptiske effekter. Det totale antall nerveceller i det enteriske systemet er meget stort, sammenlignbart med det totale antall nerveceller i hele ryggmargen. Cellene er koblet sammen i kompliserte nettverk, med hverandre og med effektorcellene i tarmveggen. Systemet blir således i stand til å styre tarmens bevegelser (peristaltikk) og sekretoriske prosesser i forbindelse med fordøyelsen. Tarmen innerveres også av postganglionære fibrer fra det sympatiske og parasympatiske system. Disse påvirkningene formidles gjennom de enteriske gangliecellene som så påvirker effektorcellene i tarmen. Slike effekter er mest uttalt i mage/tolvfingertarmen og endetarmdelen av tarmkanalen. I det store og hele er imidlertid det enteriske nervesystemet alene i stand til å kontrollere det meste av tarmfunksjonen. Det er koblet slik at peristaltikk og sekresjon opprettholdes selv om sympatikus og parasympatikus er satt ut av funksjon. Denne autonomien og den spesielle strukturen av det enteriske systemet er grunnen til at det er hensiktmessig å behandle det enteriske systemet som en egen del av det autonome nervesystemet.

Signalformidlingen i det autonome nervesystemet er i prinsippet lik den vi kjenner fra det somatiske nervesystemet. De preganglionære aksonene danner synapser med de postganglionære nevronene, som via sine aksoner så formidler kontakten med de aktuelle effektororganene. I de pre- til postganglionære synapsene er acetylkolin transmittersubstansen både i det sympatiske og parasympatiske systemet. Slike synapser kalles kolinerge. I koblingene mellom de postganglionære terminale fibrene og effektorcellene er imidlertid transmittersubstansen ulik i de to systemene. Terminalene til de postganglionære parasympatiske nevronene er igjen kolinerge, mens de postganglionære sympatiske nevronene bruker noradrenalin som transmittersubstans (noradrenerge synapser). Disse forholdene er viktige både prinsipielt og praktisk fordi det finnes en rekke medikamenter og giftstoffer som påvirker signaloverføringen ved disse (og andre synapser). De aktuelle medikamentene har kjemisk sett en strukturell likhet med transmittersubstansen, og siden det er ulike transmittersubstanser i de to systemene, finnes det medikamenter som virker spesifikt på henholdsvis sympatisk og parasympatisk postsynaptisk signaloverføring.

Betingelsen for at en substans skal fungere som transmitter i en synapse er at den postsynaptiske cellen har spesielle reseptor(mottaker)molekyler i sin overflatemembran. For hver transmittersubstans finnes det flere ulike postsynaptiske reseptorer, ofte flere hovedtyper med funksjonelt forskjellige undergrupper. For acetylkolin finnes det to hovedtyper: nikotinske (fordi de også binder giftstoffet nikotin) og muskarinske reseptorer fordi de også binder muskarin (i tillegg til acetylkolin). Den kolinerge signaloverføring fra preganglionære aksoner til postganglionære nerveceller i både sympatikus og parasympatikus formidles av nikotinske reseptorer på de postganglionære cellene. Virkningen av parasympatiske postganglionære nerveceller på effektorcellene formidles av deres muskarinske reseptorer. Siden det er ulike kolinerge reseptorer i de to synapsene, finnes det også medikamenter som selektivt virker på den nikotinske ganglionære signaloverføringen, og andre som virker på de muskarinske reseptorene på effektororganene.

I synapsene mellom sympatiske postganglionære nerveceller og effektororganene er noradrenalin transmittersubstansen. De adrenerge reseptorene på effektorcellene tilhører imidlertid to ulike familier med flere undertyper (alfa- og betareseptorer, begge med undertyper 1 og 2). Noradrenalinbinding til de ulike reseptortypene har ulike effekter (aktivering eller hemming) i ulike organer og effektorceller. Igjen finnes det medikamenter med selektive effekter både på organer og effektorceller. Noen virker på adrenerge, andre på kolinerge synapser. Noen virker aktiverende (agonister), andre virker hemmende (antagonister eller blokkere). Noen virker selektivt på bestemte organer avhengig av distribusjonen av reseptorfamilier og -typer. På denne måten har det autonome nervesystemet et stort register av effekter på de ulike innvollsorganene, og legene et stort utvalg av viktige og vanlig brukte medikamenter som ofte selektivt kan bidra med å påvirke organfunksjonen ved ulike typer av funksjonsforstyrrelser.

Acetylkolin og noradrenalin ble tidligst påvist som transmittersubstans i det autonome nervesystemet. I løpet av det siste tiåret er det imidlertid påvist en rekke andre substanser som også fungerer som autonome transmittersubstanser. I mange tilfeller er disse stoffene nevropeptider, men det kan også være adenosintrifosfat eller serotonin. Ofte forekommer de i pre- eller postganglionære nerveterminaler i tillegg til de «klassiske» substansene noradrenalin eller acetylkolin. De frigjøres fra nerveterminalene sammen med den klassiske transmitteren. De kalles derfor ofte cotransmittersubstanser og bidrar til å modifisere effekten av hovedtransmitteren. Slike cotransmittere er tydeligvis spesielt ofte til stede i nervecellene i det enteriske systemet hvor signalformidlingen er mer komplisert enn i sympatikus og parasympatikus.

De indre organene er rikt innervert av sensoriske nervefibrer. Disse er delvis mekanoreseptorer som registrerer utspilingsgrad (volumreseptorer) eller trykk i hulorganer. Andre er kjemo-/osmoreseptorer som registrerer konsentrasjonen av aktuelle stoffer i tarminnhold, urin eller blod. Signalene fra disse reseptorene inngår i en rekke viktige reflekser som styrer aktiviteten i blant annet hjerte-/karsystemet, luftveiene, tarmsystemet og urinveiene. De sensoriske signalene virker på både sympatiske, parasympatiske og enteriske effektormekanismer. Disse sensoriske nervefibrene kalles derfor ofte visceral afferente fibrer. Deres signaler formidles delvis gjennom ryggmargens dorsale røtter og delvis gjennom de aktuelle hjernenerver.

Vanligvis gir de viscerale afferente fibrene ikke opphav til bevisste sanseopplevelser av samme karakter som f.eks. berøringsstimuli på hudoverflaten. Fornemmelser som sult, trang til vannlating og behov for tømming av endetarmen har sine opphav i sanseapparatet i de relevante organene. Under mer spesielle forhold kan imidlertid de visceralafferente signalene gi opphav til intense smerteopplevelser, som kolikk ved nyre-/gallestein eller tarmslyng og fødselsveer. Slike smerter skyldes tydeligvis spesielt kraftige kontraksjoner i disse hulorganenes glatte muskulatur. Andre typer av viscerale smerter oppleves ved nedsatt blodforsyning til deler av hjertet (angina pectoris, hjerteinfarkt).

Et spesielt forhold ved slike patologiske, viscerale smerter er at pasienten ofte ikke lokaliserer smerten til det affiserte organet. I stedet lokaliseres smerten til et hudområde tilhørende samme ryggmargsegment som det syke organet. Således gir angina pectoris ofte smerter som stråler ut i venstre arm. Tilsvarende kan gallestein ofte gi smerter under høyre skulderblad. Slik «feil projeksjon» av smertefornemmelsen betegnes som «referert» smerte, og det skyldes en overlapping av signalene fra viscerale afferenter og hudafferenter i det aktuelle ryggmargsegmentet.

Hypothalamus er et viktig hjerneområde for styring av aktiviteten i det autonome nervesystem og for samordning av denne aktiviteten med somatisk og endokrin aktivitet. Signalene fra hypothalamus når via direkte og indirekte nervebaner til områder i nedre del av hjernestammen, i nærheten av kjerneområdene for hjernenervene glossopharyngeus og vagus. Her ligger sentrene for refleksene som styrer blant annet hjerteaktivitet og blodtrykk via de to nervene. Dessuten sender hypothalamus og hjernestammen aksoner nedover hele ryggmargen til de preganglionære sympatiske og parasympatiske nervecellene. Disse forbindelsene inngår i den overordnede autonome kontrollen av hjertet, luftveier, mage-tarm-kanal og bekkenorganene.

Detaljene i denne styringen er ennå ikke klarlagt fullstendig. Det er imidlertid noen hovedprinsipper som går igjen i de ulike funksjonsmønstrene. Det er ofte en bakgrunnsaktivitet i de pre- og postganglionære sympatiske nevronene. Denne «sympatikus tonus» opprettholdes av de nedstigende fibrene fra hjernestammen. Med en slik bakgrunnstonus kan aktiviteten i et organ både økes og reduseres via sympatikus alene. Dessuten er mange indre organer under kontroll av både parasympatikus og sympatikus. De to har oftest motsatt virkning (aktivering/hemming) på et gitt effektororgan. Mange av reflekseffektene skyldes en samtidig påvirkning av både sympatikus og parasympatikus slik at økning i det ene er ledsaget av redusert aktivitet i det andre («resiprok» virkning). På denne måten effektiviseres den autonome kontrollen av aktiviteten i effektororganene.

Effektene på øyet kommer i stand ved påvirkning av sirkulært og radiært løpende glatt muskulatur i regnbuehinnen, og i den glatte muskulaturen i ciliærlegemet. Ciliærmuskulaturen påvirker linsens krumning, og fører til nærinnstilling av øyet når den kontraherer seg (nærsyn).

Spyttet er vesentlig vannholdig ved sympatikuspåvirkning og mer enzymholdig ved parasympatikuspåvirkning.

I hjertet skyldes effektene på slagfrekvensen virkninger på sinusknuten (SA-knuten) i forkammeret. Virkningene på slagkraften er sterkest fra sympatikus og skyldes virkning på hjertekammermuskulatur.

I magesekken skyldes effektene peristaltikk og sekresjon virkninger på glatt muskulatur i veggen og på kjertler i slimhinnen. Effektene på utløpet skyldes virkningene på en sirkulær glatt muskelbunt (pylorus) rundt utløpet av magesekken.

I urinblæren må veggmuskulaturen gi etter (hemmes) mens urinblæren fylles med urin. Ved blæretømming aktiveres veggmuskulaturen og lukkemuskelen ved utløpet hemmes.

De parasympatiske effektene formidles alle av kolinerge muskarinske resptorer. De sympatiske effektene formidles av flere forskjellige typer adrenerge reseptorer i effektorcellene (alfa, beta osv.).