Johan Dahlin
9d186a13b2
17 KiB
ANS LPG_2025 ME Johansson handouts.pdf
OCR Transcript
- Pages: 56
- OCR Engine: pymupdf
- Quality Score: 1.00
Page 1
AUTONOMA NERVSYSTEMET (ANS) Maria E Johansson Sektionen för Fysiologi, Inst. för Neurovetenskap och Fysiologi maria.e.johansson@neuro.gu.se http://neurophys.gu.se/sektioner/fysiologi/cirkulation/kolinerg-anti-inflammatorisk-signalering
Page 2
CNS – hjärna och ryggmärg PNS – kranialnerver och spinalnerver Sensoriska (afferenta) delen Motoriska (efferenta) delen Autonoma nervsystemet (ANS) Somatiska nervsystemet Sympatikus Parasympatikus Hur delas nervsystemet in?
Page 3
Somatiska NS Sympatikus Binjuremärgen via bloodstream Adrenalin (A) Adrenergic receptors Smooth or cardiac muscles, glands, or other cells M-AChR Skeletal muscles N-AChR Acetylkolin (ACh) Ganglion N-AChR ACh Noradrenalin (NA) N-AChR ACh CNS CNS Autonoma NS: Parasympatikus Ganglion Somatiska vs Autonoma
Page 4
III X VII IX Midbrain/Mellanhjärnan Pons/Bryggan Hjärnstam Large intestine Inferior mesenteric ganglion Parasympathetic preganglionic neurons Parasympathetic postganglionic neurons Sympathetic preganglionic neurons Sympathetic postganglionic neurons Lacrimal gland Superior cervical ganglion Olfactory glands Medulla/ förlängda märgen Vagus nerve Salivary glands C8 C1 S5 S1 L5 L1 Superior mesenteric ganglion Celiac ganglion Spleen Lungs Heart Stomach Adrenal gland Kidney Eye Inferior cervical ganglion Middle cervical ganglion Urinary bladder Small intestine T12 T1 Cervical Spinal cord Thoracic Lumbar Sacral Sympathetic trunk ANS Parasympatikus Sympatikus
Page 5
Parasympatikus I • Post-ganglionär signalsubstans: acetylkolin (ACh) • Ursprung i hjärnstammen (kranialnerverna III,VII,IX och X) samt i ryggmärgens sakrala delar (S2-S4). • Cellkroppen hos post-ganglionära neuron är belägen ffa. i ganglier nära målorganet eller intramurala • Omkoppling mellan pre- och post- ganlionära neuron är ofta 1:1
Page 6
Parasympatikus II • De parasympatiska fibrerna förgrenar sig i liten utsträckning eller inte alls. • Transmittorn, acetylkolin (ACh), bryts snabbt ner i synapsbassängerna av enzymet acetylkolinesteras. • Effekten blir lokal och kortlivad.
Page 7
Sympatikus I • Ursprung i thorakala och lumbara delarna av ryggmärgen • Post-ganglionär transmittor: (nor)adrenalin (NA) • Omkopplingen sker i: – sympatiska gränssträngen – viscerala ganglier längre ut i bukhålan – binjuremärgen, vars celler är omvandlade neuron utan axoner • Vid omkoppling i sympatiska gränssträngen finns förbindelser uppåt/nedåt vilket medför att varje pre-ganglionärt neuron kan kontakta upp till 20 post- ganglionära neuron. Divergens
Page 8
Sympatikus II
- Fibrerna i det sympatiska nervsystemet förgrenar sig ofta kraftigt i den sympatiska gränssträngen.
- Effekten av NA/A sitter i länge eftersom signalsubstansen • måste återupptas i nervcellen för att brytas ner • fungerar enligt en metabol mekanism, inte en jonotrop • frisätts även till hela kroppen via binjurarna
- Resultatet blir ett diffust, mer långlivat svar med vissa karakteristiska drag. Ulf von Euler (1905-1983) The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1970
Page 9
Vilka funktioner påverkas av ANS? http://themonkeyshack.blogspot.com/2009/02/fight-or-flight.html
Page 10
Parasympatikus - ”Rest and digest” •Verksamt i situationer utan stress •Förmedlar omställningar som anpassar organismen till vila och matsmältning •Kallas ibland för det autonoma nervsystemets ”broms”
Page 11
Hur påverkar ett parasympatikuspåslag? Hjärtat Ögat / pupillen Körtlar i magtarmkanalen Svettkörtlar Lever Gallblåsan Parasympatikus Minskar frekvensen Stimulerar kontraherande muskel / konstrierar (minskad) pupill Stimulerar sekretion Ingen effekt (saknar PS innervering) Syntes av glykogen Excitering, gallblåsan tömmer sig
Page 12
System som domineras av parasympatikus • Hjärtat – sänker hjärtfrekvens • Matsmältningsorganen – stimulerar tarmperistaltik och näringsupptag i tarmen • De flesta sekretoriska organen – t.ex. stimulerar produktion av saliv och tårar
Page 13
Sympatikus
- ”Fight or flight”
Page 14
• Aktiveras under situationer av yttre stress. • Förbereder organismen på kamp- eller flyktbeteende. • Kallas ibland för autonoma nervsystemets ”gas”. Sympatikus - ”Fight or flight”
Page 15
Sympatikus Hur påverkar ett sympatikuspåslag? Hjärtat Ögat / pupillen Körtlar i magtarmkanalen Svettkörtlar Lever Gallblåsan Ökar frekvensen och kraften Inhiberar muskel / dilaterar pupiller Inhiberar sekretion Kraftig stimulering Frisättning av glukos Inhibering
Page 16
• Glatt muskulatur i blodkärlen – Vasokonstriktion (α1) • Inhiberar produktion av saliv och tårar men aktiverar svettkörtlarna • Ökar hjärtfrekvensen • Stimulerar glukosproduktion från levern • Stimulerar utsöndring av adrenalin/noradrenalin från binjuremärgen. Sympatikus
Page 17
Horners syndrom Skada på SNS (sympatiska gränssträngen) Orsaker:
- idiopatisk
- trauma,
- karotisdissektion/aneurysm,
- komplikation vid thyroideakirurgi,
- tumör,
- stroke
- Hos barn - förlossningsskada
Page 18
Balans mellan sympatikus & parasympatikus • De flesta organ är innerverade av både parasympatikus och sympatikus, vilka nästan alltid har motsatta effekter. • Varierande ”pådrag” i de olika nervtyperna tillåter en exakt reglering av organsystemets aktivitet i varje ögonblick.
Page 19
Balans mellan sympatikus och parasympatikus • Hjärtats ”egenfrekvens” genereras av speciella pacemaker celler i hjärtat (i SA-noden) som kan påverkas av både sympatikus och parasympatikus • Normalt dominerar parasympatikus men vid stress ökar sympatikus aktiviteten vilket medför bland annat hjärtklappning
Page 20
Hur kan sympatikus och parasympatikus ge olika ”svar” i samma målorgan?
Page 21
Synaptisk transmission – överföring av information Sker mellan nervcell – nervcell eller nervcell – målorgan I ANS – Acetylcholin (ACh) : kolinerga receptorer – Noradrenalin (NA) & adrenalin (A) : adrenerga receptorer Adrenalin / Noradrenalin (br eng) = Epinephrine / Norepinephrine (am eng)
Page 22
Parasympatisk synaptisk transmission • Det parasympatiska ”svaret” är kortlivat • Transmittorn acetylkolin (ACh) bryts snabbt ner av enzymet acetylkolinesteras till kolin och acetat
Page 23
Nikotinreceptorer – Aktiverande – finns på alla post-ganglionära neuron i ANS (både symp & parasymp), samt på ”post-ganglionära” cellerna i binjuremärgen Muscarinreceptorer – Aktiverande eller inhiberande – finns på samtliga parasympatiska målorgan. Kolinerga receptorer Muskarin Den aktiva komponenten hos Röd flugsvamp Amanita Muscaria Nikotin
Page 24
• Kolinerga nikotinreceptorer är jonkanaler som består av 5 sub enheter • När acetylkolin binder till nACh receptorn, öppnas jonkanaler (Na+ in, K+ ut) i cellmembranet → aktivering Kolinerga Nikotinreceptorer Muscle-type nicotinic receptor Neuronal-type nicotinic receptor
Page 25
Kolinerga Muskarinreceptorer Aktivering (Gq) (M1, M3, M5) -> aktivering av phospholipas C - > ökning av Ca2+ (frisättning av intracellulära kalciumjoner och eller öppning av kalciumkanaler) → depolarisering • G-protein kopplade receptorer • M1, M2, M3, M4, M5 subtyper Inhibering (Gi) (M2, M4) ->öppning av andra jonkanaler i cell membranet (K+ utsöndras) →inhibering samt inhibering av adenylyl cyclase -> minskning av cAMP -> inhibering
Page 26
– Neurotransmittorn: noradrenalin (adrenalin via binjuremärgen) – Sympatiska svaret varar längre jmf med parasympatiska – Noradrenalin verkar under längre tid pga: • Aktivt transport för återupptag • Diffunderar och tas upp i blodet • Metaboliseras: catechol – O – methyltransferase (COMT) and monoamine oxidase (MAO) Sympatisk adrenerg transmission
Page 27
Adrenerg transmission • Adrenerga receptorer är G- protein kopplade • Aktiverar eller inhiberar ”second messenger” system, tex cAMP, diacylglycerol (DAG), inositol trisphosphate (IP3) The Nobel Prize in Chemistry 2012 Robert J. Lefkowitz Brian K. Kobilka
Page 28
Adrenerga receptorer • alfa-receptorer: a1a, a1b, a1c, a2a, a2b, a2c • beta-receptorer: b1, b2, b3 • Viktigast ur fysiologisk synpunkt är: a1, b1 och b2 Noradrenalin & adrenalin α1 β1 β2 Adrenaline ≈ Noradrenaline Adrenaline = Noradrenaline Adrenaline >> Noradrenaline
Page 29
Adrenerga receptorer α1-receptorer • huvudsakligen i blodkärl i hud, slemhinnor och inre organ • Aktivering → vasokonstriktion (blodkärlen drar ihop sig) β1-receptorer • Ffa i hjärta och fettväv • Aktivering → hjärtats aktivitet ökar, fett frisätts β2-receptorer • Finns på de flesta sympatiska målorgan, särskilt blodkärl i skelettmuskulatur och hjärtats kranskärl • Aktivering → vasodilatation (blodkärlen slappnar av) • Mycket känsligare för adrenalin än för noradrenalin
Page 30
Balans mellan sympatikus & parasympatikus
Page 31
Salivsekretion - synergi effekt • Vilosekretion domineras av de små körtlarna (mukös saliv) • De mindre salivkörtlarna innerveras till mycket liten del av sympatikus, dock är blodkärlen till dessa rikligt innerverade av sympatikus (lite PS innervering) • De stora salivkörtlarna aktiveras när en äter och innerveras av båda delarna av ANS, synergistisk effekt som leder till salivsekretion (SNS->ökat protein koncentration, PNS -> ökad sekretion) • Läkemedel som inhiberar parasympatiskus har ofta muntorrhet som biverkning (ex psykofarmaka), men även läkemedel mot högt blodtryck och vissa sjukdomar (ex RA, Sjögrens syndrom, Parkinsons sjukdom) Ekström, J Tandläkartidningen 2000
Page 32
ANS och Hjärta
Page 33
Parasympatiska och Sympatiska Effekter på Hjärtat ACh frisätts → muscarin rec i hjärtat → mer K+ ut ur cellen → hyperpolarisering → aktionspotentialen sker mer sällan → lägre slagfrekvens Vagusstimulering: Sympatikus stimulering: NA frisätts → β1 rec i hjärtat → ökad Na+ influx → sänker tröskeln för aktionspotential →sker oftare → högre slagfrekvens samt → ökad cAMP →Ca2+ influx ökar → ökad kraft
Page 34
ANS och blodkärl Aalkjaer C, Nilsson H, De May JGR Physiol Rev Noradrenalin (NA) är den viktigaste transmittorn i SNS, men det finns även andra tex ATP (snabb första transmittor), neuropeptide Y (NPY) SNS innververar de flesta blodkärl, dock olika mycket. Tex mkt tät innervering av resistenskärl. Receptortyp och täthet spelar också roll! Mkt begränsad innervering av PS nerver, ffa könsorgan (NO, VIP, ACh) -> vasodilatation α1 β2 α1 α1 α1 α1 α1 α1
Page 35
ANS och körtlar • Parasympatikus har (oftast) en stimulerande effekt på körtlar • Svettkörtlar – ligger under sympatisk kontroll MEN sympatiska nervtrådar till svettkörtlar är kolinerga, dvs frisätter ACh – Undantag – handflator, fotsulor, adrenerg reglering (NA) – Har även adrenerga receptorer vilket möjliggör effekt av cirkulerande A, NA – Regleras via hypothalamus (pre-optic area)
Page 36
T1-L2
Esofagus
Magsäck
Tunntarm
Kolon
Sympatikus
Parasympatikus
VII. Facialis
Submandibular
Sublingual
IX. Glosso-pharyngeus
Parotis
X. Vagus
Esofagus
Magsäck
Tunntarm
Proximala - mittkolon
T1-T3
Spottkörtlar
•
Minskad sekretion
•
Minskad motilitet
•
Minskat blodflöde
•
Ökad sfinkter
kontraktion
•
Ökad sekretion
•
Ökad motilitet
•
Ökat blodflöde
•
Minskad sfinkter
kontraktion
Spottkörtlar
Lever
Tjocktarm
Pelvikusnerven
Distala kolon
Rektum
Preganglion
fibrer
Gallblåsa
Tunntarm
Magsäck
Acetylkolin
Noradrenalin
ANS & magtarmkanalen
Bild från Jenny Gustafsson, Block 9
Postganglion
fibrer
Page 37
ANS reglerar magtarmkanalen via ENS Enteriska nervsystemet (ENS) Autonoma nervsystemet (ANS)
Page 38
Men hur tolkar vi informationen?
Page 39
Afferenta (sensoriska) flöden i ANS Fortlöpande information om organismens tillstånd kommer från ett stort antal afferenta fibrer som löper parallellt med de efferenta. De afferenta fibrerna transporterar information från olika sensorer i kroppen:
- mekanoreceptorer
- kemoreceptorer
- smärtreceptorer
Page 40
Sensorer i ANS Tre generella typer av sensorer förekommer i ANS – Mekanoreceptorer: reagerar på tänjning, ger information om tryck, volym, flöde etc. – Kemoreceptorer: reagerar på omgivningens kemiska sammansättning: O2, pH, CO2 etc. Reglerar t.ex. andning och kompensationsmekanismer vid blödning – Smärtreceptorer: reagerar på både kemiska och mekaniska stimuli, förmedlar s.k. visceral smärta.
Page 41
Arterial Circulation Head Baro- receptorer Kemo- receptorer
Page 42
Reflexbåge Integration center Spinal cord (in cross-section) Interneuron Receptor 1 Stimulus 2 3 4 Sensory neuron 5 Effector Motor neuron Skin Reflexbåge – Alltid minst 5 komponenter:
- Sensorisk receptor
- Afferent nerv (ingående)
- Synaps/integrerat centrum (CNS)
- Efferent nerv (utgående)
- Målorgan
Page 43
Sympatiska nervtrådar (T11-L2) Parasympatiska nervtrådar (S2-S4) Somatiska motor neuron (n. pudendus) Sympatiska nervtrådar (T11-L2) -> NA -> b3R -> relaxation av glatt muskel -> a1R -> kontraktion av glatt muskel i urinröret / inre urinblåsesfinktern Parasympatiska nervtrådar (S2-S4) ->ACh ->m3R -> kontraktion av glatt muskel Somatiska motor neuron (n. pudendus) -> ACh -> nicotinR ->kontraktion av externa urinblåsesfinktern Autonom reflex - Urinblåsan ATP, NO Fowler CJ et al 2008
Page 44
Autonom reflex - Urinblåsan Fyllnad
- Mekanoreceptorer registrerar tänjning av blåsan (även fria nervändar reagerar på temperatur, pH etc) -> 2. SNS aktivering -> relaxerar blåsan, kontraherar inre sfinktern -> 3. kontraktion av yttre sfinkter Pontina miktionscentrum
Page 45
Autonom reflex - Urinblåsan Fyllnad 1. Mekanoreceptorer registrerar tänjning av blåsan (även fria nervändar reagerar på temperatur, pH etc) -> 2. SNS aktivering -> relaxerar blåsan, kontraherar inre sfinktern -> 3. kontraktion av yttre sfinkter 1. 2. 3. Tömning Ca 400-500 ml upplevs behov av att tömma blåsan -> Miktionscentrum -> PNS aktivering & SNS inhibering -> urinblåsan kontraheras, inre sfinktern relaxeras & externa sfinktern relaxeras
Page 46
Refererad smärta Adapted from HL Fields, Pain (McGraw Hill 1987)
Page 47
Överordnad kontroll av ANS Viktiga centra för kontroll och integration av ANS sitter i limbiska loben, hypothalamus och hjärnstammen
Page 48
Hjärnstammen – Vasomotor centrum (VMC) “Pressor area” / Vasokonstriktor area rostral ventrolateral medulla (RVLM) “depressor area“ / Vasodilator area caudal ventrolateral medulla (CVLM) NTS - nucleus tractus solitarius NA - nucleus ambiguus CV Physiology | Autonomic Innervation of the Heart and Vasculature
Page 49
Hypothalamus • Ett område med ett antal tätt packade kärnor basalt i hjärnan • En viktig länk mellan högre delar av nervsystemet och ANS • Limbiska systemet!
Page 50
Limbiska systemet - Hypotalamus Fig 59-4 • Känslor kan få kroppsliga uttryck, blekhet och hjärtklappning vid rädsla eller ilska • Stimulerar sympatikus vasokonstriktion i huden (a1 receptor) och ökad hjärtfrekvens (b1 receptor) Limbiska systemet har påverkan!
Page 51
ANS farmakologi Sympatomimetika
- Aktiverar adrenerga receptorer
- Agonister (alfa, beta) Sympatolytika Inhiberar adrenerga receptorer • Antagonister (alfa, beta) Parasympatomimetika Aktiverar kolinerga receptorer • Agonister (muskarina) • Kolinesterashämmare Parasympatolytika (antikolinergika) Inhiberar kolinerga receptorer • Antagonister (muskarina) Sympatiska nervsystemet Parasympatiska nervsystemet
Page 52
Betablockerare och beta-agonister Antagonister till sympatiska nervsystemet: Blockerar adrenalin och noradrenalins effekter på hjärta/kärl i behandlingssyfte. • Selektiva och icke selektiva • Beta-1 antagonister: Hypertension, arrytmier Agonister till sympatiska nervsystemet: Häver sammandragning av luftrörens muskler och vidgar luftrören (bronkdilaterande) • Selektiva och icke selektiva • Beta 2-agonister: Behandling mot astma och KOL Farmakologi – Sympatiska nervsystemet
Page 53
Antikolinergika -tex psykofarmaka -Vanliga biverkningar
- muntorrhet
- torra ögon
- suddig syn
- förstoppning
- urineringsbesvär
- hjärtklappning
- Atropin Muskarin receptor antagonist Kan utvinnas från belladonna och bolmört
- Pupilldilatation (mydriasis)
- Avslappning av glatt muskulatur
- Behandling mot bradykardi
- Motgift mot nervgas Atropa belladonna Farmakologi – Parasympatikus
Page 54
Parasympatomimetika
Vanligen kolinesterashämmare
- parasympatomimetika används tex för att behandla muntorrhet och torra ögon hos patienter med Sjögrens syndrom
Page 55
Cholinergic anti- inflammatory pathway
Page 56
Frågor?