det autonome nervesystemet

De preganglionære sympatiske aksonene forlater snart ventralrøttene og går som en samlet bunt til sitt paravertebrale sympatiske ganglion. Disse er bortimot 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 brystkassen og hodet. Enkelte av de preganglionære 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. Adrenalin 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.

De preganglionære nervecellene ligger delvis i hjernestammen og delvis i sakral(korsbein-)delen av ryggmargen. De parasympatiske hjernestammefibrene går ut gjennom tredje hjernenerve (nervus oculomotorius) til øyet, gjennom syvende (nervus facialis) og niende hjernenerve (nervus glossopharyngeus) til spyttkjertler og gjennom tiende hjernenerve (nervus vagus) 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 endetarmen, urinblæren og kjønnsorganene. 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 muskarin-følsomme reseptorer på målcellene.

Nervecellene er koblet sammen i kompliserte nettverk; både 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 magesekken, 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 hensiktsmessig å behandle det enteriske systemet som en egen del av det autonome 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 det 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 stoffer, både legemidler og giftstoffer, som påvirker signaloverføringen ved disse (og andre) synapser. De aktuelle legemidlene har kjemisk sett en strukturell likhet med transmittersubstansen, og siden det er ulike transmittersubstanser i de to systemene, finnes det legemidler 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 signaloverføringen 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 legemidler 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 legemidler 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 legemidler 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 kotransmittersubstanser og bidrar til å modifisere effekten av hovedtransmitteren. Slike kotransmittere er tydeligvis spesielt ofte til stede i nervecellene i det enteriske systemet hvor signalformidlingen er mer komplisert enn i sympatikus og parasympatikus.

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 kan skyldes en overlapping av signalene fra viscerale afferenter og hudafferenter i det aktuelle ryggmargsegmentet.

Detaljene i denne styringen er ennå ikke fullstendig klarlagt. 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 «sympatikustonus» 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.