Survey
* Your assessment is very important for improving the work of artificial intelligence, which forms the content of this project
* Your assessment is very important for improving the work of artificial intelligence, which forms the content of this project
Objectives Autonomic nervous system Sompol Tapechum, M.D., Ph.D. Department of Physiology Faculty of Medicine Siriraj Hospital เมื่อจบบทเรียน นักศึกษาสามารถ 1. บอกความแตกตางระหวาง Autonomic และ Somatic nervous system ได 2. บอกชนิดและองคประกอบของ Autonomic nervous system แตละชนิดได 3. บอกกลไกการทํางานของ Autonomic nervous system ได 4. บอกหนาที่ของ Autonomic nervous system ตออวัยวะตางๆ ในรางกายได 1 Organization of Nervous System Organization of Nervous System ระบบประสาทสามารถแบงออกไดเปน 2 ระบบ ตามลักษณะการควบคุมการทํางาน ระบบประสาทแบงตามกายวิภาคเปน 2 สวน คือ Brain Spinal cord ระบบประสาทกลาง (Central nervous system: CNS) ไดแก สมอง (brain) และ ไขสันหลัง (spinal cord) ทําหนาที่รับรู, ประมวลผล และสั่งการ Nerves ของรางกาย คือ ระบบประสาทกาย (Somatic nervous system) ระบบประสาทอัตโนวัติ (Autonomic nervous system; ANS) นําสัญญาณรับรูตัวกระตุน (afferent) นําสัญญาณสั่งการตอบสนอง (efferent) 3 Somatic VS Autonomic External Environment Somatic Nervous System Efferent Voluntary response nt re 4 Reflex response Responses Afferent en t Central Nervous System (CNS) Eff er t en Somatic Nervous System Efferent nt r fe Ef Voluntary organs: • Skeletal muscle Autonomic Internal Nervous Environment System re fe Af fe Af Central Nervous System (CNS) Somatic nervous system Visceral receptor Stimuli Somatosensory receptor Afferent Afferent ระบบประสาทสวนปลาย (Peripheral nervous system: PNS) ไดแก เสนประสาท (nerves) และปมประสาท (ganglia) 2 Involuntary organs: • Smooth muscle • Cardiac muscle • Glands: exocrine, endocrine Autonomic Nervous System 5 Efferent 6 Somatic Reflex Arc Autonomic nervous system Reflex response only 1.Sensory receptor 2.Afferent (sensory) neuron 3.(Interneuron) 4.Efferent (motor) neurons 5.Effector (skeletal muscle) Baroreceptor Reflex (control of Cardiovascular system) 7 Autonomic reflex arc 8 Afferent Somatic 1.Visceral receptor 2.Afferent neurons (Interneuron) 3.Efferent neurons • Preganglionic • postganglionic 9 4.Effector Efferent (motor) pathway Autonomic Sensory receptors Skin, muscle, bone, joint Visceral organs, blood vessels Sensory neurons Dorsal root ganglia, cranial nuclei Dorsal root ganglia, cranial nuclei Present Sparsely distributed Present Few Present Few Present None Osmoreceptors, Receptors Pain Temperature Touch Proprioceptors Special receptors baroreceptors, chemoreceptors 10 Efferent pathways • Somatic efferent • One neuron • α-Motor neuron • type A fiber • Autonomic efferent • Autonomic ganglia • Two neurons •Preganglionic • type B fiber •Postganglionic • type C fiber Ganglion = collection of neurons outside CNS 11 12 Neuro-effector junction Efferent Somatic Motor neurons No specialized postsynaptic sites Anterior horn cells of Intermediolateral Postsynaptic nerve endings have several spinal cord Some cranial motor nuclei column of spinal cord Some cranial motor nuclei Postsynaptic nerve endings are several hundred Numbers of neurons in efferent pathway Effector organs No specialized presynaptic sites: no active zones Autonomic One Skeletal muscle Two Preganglionic Postganglionic swellings(Varicosities) nanometers from the effectors more diffuse control over target tissue Smooth muscle En passant Cardiac muscle Glands: exocrine, endocrine 13 Sympathetic nervous system: Preganglionic neurons Classes of ANS ระบบประสาท autonomic โดยทั่วไปแบงเปน 2 ระบบ Thoracolumbar outflow Sympathetic nervous system (C8 or T1- L3 or L4) Fight or Flight Cells are in intermediolateral column of spinal cord Parasympathetic nervous system 14 Type B fiber Rest and Digest Short Neurotransmitter release: Dual innervation system อวัยวะสวนใหญถูก supply ดวยทั้ง sympathetic และ parasympathetic nervous system ทั้งสองระบบมักจะกอใหเกิดการตอบสนองตรงขามกัน Acetylcholine (ACh) = cholinergic fiber Divergence (1:10) 15 Sympathetic nervous system: Postganglionic neurons 16 Sympathetic nervous system: Postganglionic neurons Sympathetic ganglia paravertebral preverebral Type C fiber, Long Neurotransmitter released: norepinephrine = adrenergic fiber Exception releases ACh at sweat glands and blood vessels in skeletal muscle chromaffin cells in adrenal medulla release epinephrine 17 18 Sympathetic: Neurotransmission Autonomic nervous system Thoracolumbar outflow 19 Sympathetic nervous system: Ganglionic transmission (1) Preganglionic neurons Sympathetic nervous system: Ganglionic transmission (2) Actually, there are others Na+ neurotransmitters released at ganglia involve both fast and slow synaptic transmission release ACh Postsynaptic receptors are nicotinic ACh receptors 20 Permeable to Na+ and K+ Response with fast EPSP K+ Note Neuronal (NN) and muscular (NM) type nicotinic receptors are distinct pharmachologically Antagonist for NN are trimethophan and hexamethonium 21 Adrenergic receptors 22 Adrenergic receptor: α2 and β Receptors for norepinephrine and epinephrine Metabotropic receptors: G-protein couple receptors There are at lease 4 types: α1, α2, β1 and β2 Second messenger Distribution α1 α2 β1 β2 IP3 DAG ↓cAMP ↑cAMP ↑cAMP Heart Airway, GI Urogenital Blood vessels Presynaptic terminal Sphincter Agonist Antagonist Clonidine Prazosin Isoproterenol Isoproterenol Dobutamine Terbutaline Propanolol Propanolol 23 24 Adrenergic receptor: α1 Sympathetic responses 25 Parasympathetic nervous system 26 Autonomic nervous system Preganglionic neurons Craniosacral outflow (brainstem and sacral spinal cord S2-S4) Type B fiber, Long Neurotransmitter release: ACh (cholinergic fiber) Postganglionic neurons Parasympathetic ganglia are near or in visceral organ supplied Type C fiber, Short Neurotransmitter release: ACh (cholinergic fiber) Pre:Post = 1:3 Ganglionic transmission is the same as sympathetic nervous system Cranosacral outflow 27 Parasympathetic: Neurotransmission 28 Cholinergic receptors มี 2 ชนิดคือ Nicotinic receptor Muscarinic receptors 29 เปน ionotropic receptor ยอมให Na+ และ K+ แพรผา นได พบที่ postganglionic neurons ของทั้งระบบประสาท sympathetic และ parasympathetic เปน metabotropic receptor G protein-coupled มี 5 subtypes M1-M5 30 Muscarinic receptors: M2, M4 Muscarinic cholinergic receptors M1 Second messenger IP3 DAG Distribution Ganglia Neuron CNS M2 M3 M4 M5 ↓cAMP IP3 DAG ↓cAMP IP3 DAG Smooth muscle Glands CNS CNS Open K+ channel Heart Ganglia Agonist Muscarine Antagonist Atropine Decrease cAMP Opening of K+ channels 31 32 Amanita muscaria Muscarinic receptors: M1. M3, M5 Parasympathetic responses 33 Autonomic control: Eyes Sympathetic •Radial muscle of iris •Ciliary muscle Parasympathetic •Circular muscle of iris •Ciliary muscle 34 Autonomic control: Heart contraction (α1) Relaxation (β) Midriasis Far vision contraction (M3) contraction (M3) Miosis near vision 35 Sympathetic •SA nodes •Cardiac muscle Parasympathetic •SA nodes •Cardiac muscle increase heart rate (β1) increase contractility (β1) decrease heart rate (M2) decrease contractility (M2) 36 Autonomic control: Vascular and airway smooth muscle Autonomic control: GI smooth muscle Vasular smooth muscle Sympathetic Skin, splanchnic vessels Contraction (α1) vessels in skeletal muscle Relaxation (Muscarinic) Parasympathetic Endothelial cells Release EDRF (M3) (EDRF=endothelial derived relaxing factorÎvessel relax) Sympathetic GI smooth muscle GI sphincter Relaxation (β2) Contraction (α1) Parasympathetic GI smooth muscle GI sphincter Contraction (M3) Relaxation Airway smooth muscle Sympathetic Parasympathetic Relaxation (β1) Contraction (M3) 37 Autonomic control: Genitourinary Sympathetic Relaxes Bladder Wall β2 Contracts α1 Sphincter Relaxes Uterus, Pregnant β2 Contracts α Pennis, Seminal vesicles Ejaculation α 38 Autonomic control: Micturation reflex Parasympathetic Contracts M3 Relaxes Contracts Erection M3 M 39 Autonomic control: Others Enteric nervous system (ENS) Glands (salivary, GI, lacrimal) Sympathetic Decrease secretion Parasympathetic Increase secretion Endocrine Sympathetic Kidney Pancreatic β cell 40 จัดเปนระบบประสาทอัตโนวัติระบบที่สาม ประกอบดวยจํานวนเซลลประสาท 80-100 ลานเซลล ประกอบดวยทั้ง sensory และ motor neuron จัดเรียงเปน network ของ ganglia ขนาดเล็กเปนรางแหอยูในผนังลําไส increase renin release decrease insulin secretion Metabolic functions Sympathetic Liver increase gluconeogenesis/glycogenolysis Fat increase lipolysis 41 Myenteric (Auerbach’s) plexus ระหวางชั้นกลามเนื้อ ควบคุมการเคลื่อนไหว (peristalsis) ควบคุมการคัดหลั่งสารจาก submucosal glands Submucosal (Meissner’s) plexus ใน submucosa ควบคุม submucosal vessels and glands 42 Enteric nervous system: Structure Enteric nervous system: Pathway Serotonin receptor antagonist: Ondansetron 43 Enteric nervous system: Peristalsis 44 Enteric nervous system: Neurotransmitters 45 Higher control of ANS Horner’s syndrome Ptosis Central autonomic network: Coordination of autonomic functions Miosis Endopthalmos Brainstem: 46 Anhydrosis nucleus tractus solutarius Medullary reticular formation Parabrachial nucleus Periaqueductal gray Hypothalamus Thalamus Forebrain and Amydaloid complex 47 Cancer involve upper part of 48lung Diabetic neuropathy Autonomic failure Diabetic ulcer Malfunction of the ANS resulted from an imbalance between the sympathetic and parasympathetic divisions. Diabetic neuropathy Dizziness or lightheaded Aging, DM, stroke and Parkinson's disease a drop in blood pressure when a person is Dizziness or lightheaded standing or stands up suddenly (orthostatic hypotension) The most common signs of ANS impairment are a drop in blood pressure when a person is standing or stands up suddenly (orthostatic hypotension) or a drop in blood pressure within one hour of eating a meal (postprandial hypotension). a drop in blood pressure within one hour of eating a meal (postprandial hypotension). 49 Questions ? ระบบประสาทอัตโนวัติคืออะไร ระบบประสาทอัตโนวัติมีความสําคัญอยางไร องคประกอบของระบบประสาทอัตโนวัติมีอะไรบาง มีการทํางานอยางไร ระบบประสาทอัตโนวัติมีกี่ระบบ อะไรบาง ทําหนาที่สําคัญอะไรบาง แตละ ระบบมีองคประกอบอะไรบาง ระบบประสาท sympathetic ระบบประสาท Parasympathetic ระบบประสาท Enteric 51 50