1.1.2. Симпатическая нервная система

А. Иннервируемые органы. В отличие от парасимпатических нервов, которые выходят из различных отделов ЦНС, все симпа­тические нервы выходят из спинного мозга (нейроны расположе­ны в боковых рогах, сегменты Сvll - Lll - ядро Якобсона, или яд­ро парамедианное дорсальное) и иннервируют все органы и ткани организма (рис. 1.2).

Симпатические нервы выходят в составе передних корешков и, отделившись от них, идут в виде белых соединительных вет­вей к симпатическому стволу. Это преганглионарные мякотные (миелиновые) волокна. Часть из них прерывается в узлах сим­патического ствола, другая часть проходит, не прерываясь.

От симпатического ствола отходят два нервных пути. Первый путь - серые соединительные ветви, представляющие собой по-стганглионарные симпатические волокна. Они вступают в спинно­мозговые (соматические) нервы, иннервирует лимфатические и кровеносные сосуды, железы, мышцы, поднимающие волосы, мышцы туловища и конечностей, скелетную мускулатуру, все орга­ны и ткани. Второй путь - нервы, идущие непосредственно к внутренним органам и сосудам. Небольшая часть волокон этих нервов является постганглионарными, большая преганглионарными. Последние образуют синапсы на клетках превертеб-ральных, а также шейных, нижних поясничных, крестцовых и копчиковых ганглиев. От нейронов этих ганглиев отходят постганглионарные волокна, иннервирующие внутренние органы и ткани организма.

Б. Локализация симпатических центров. В последнем шейном и двух первых грудных сегментах спинного мозга расположен спиноцилиарный центр, осуществляющий регуляцию функции гладких мышц глаза, в том числе мышцы, расширяющей зрачок. Эффекторные нейроны этого пути лежат в краниальном шейном симпатиче­ском ганглии. От II-IV грудных сегментов спинного мозга отходят симпатические волокна, иннервирующие слюнные железы. В пер­вых пяти грудных сегментах спинного мозга расположены симпа­тические нейроны, иннервирующие сердце и бронхи. Ганглионарные клетки этого пути лежат в основном в звездчатом ганглии или, реже, в узлах пограничного симпатического ствола. Сосуды и по­товые железы иннервируются всеми симпатическими преганглионарными нейронами спинного мозга. Таким образом, симпатиче­ские нервы регулируют функции всех органов и тканей организма, включая ЦНС и сенсорные рецепторы.

Норадренергические нейроны голубого пятна по своим морфо­логическим, биохимическим и электрофизиологическим свойствам

весьма сходны с периферическими нервными клетками. Есть данные о том, что многие норадренергические волокна, выхо­дящие из нижних частей ствола мозга, иннервируют артериолы и капилляры коры полушарий большого мозга. Подобные ней­роны могут участвовать в регуляции кровотока через кору, их можно рассматривать как центральный отдел симпатической нервной системы.

В. Медиаторы и рецепторы. 1. В ганглиях. Эфферентный вход в вегетативном ганглии (экстра- и интраорганный) представлен возбуждающим холинергическим преганглионарным волокном, образующим синапс с нейроном посредством N-холиноре-цептора (возбуждение передается с помощью ацетилхолина). Рецептор получил свое название (Д.Н.Ленгли) вследствие чувст­вительности к никотину: малые дозы никотина возбуждают ней­роны ганглия, большие блокируют. В вегетативных ганглиях, кроме ацетилхолина, имеются нейропептиды: мет-энкефалин, нейротензин, вазоактивный интестинальный пептид (ВИП), хо-лецистокинин, вещество Р, но их роль как медиаторов не дока­зана. N-холинорецепторы локализованы также на клетках ске­летных мышц, каротидных клубочков и мозгового слоя надпо­чечников. В ганглиях обнаружены также М-холинорецепторы (возбуждаются мускарином) и опиатные рецепторы. Они регу­лируют выделение медиатора ацетилхолина в синапсах ганглия и чувствительность N-холинорецепторов. В нейронах ганглиев можно зарегистрировать тормозные - гиперполяризационные -потенциалы. Вызываются они вставочными адренергическими клетками, регулирующими возбудимость ганглионарных нейро­нов.

2. В постганглионарных симпатических окончаниях главным ме­диатором является норадреналин - его около 90% (адреналина око­ло 7%, дофамина около 3%). Синтезируется норадреналин из ами­нокислоты тирозина в аксоне ганглионарного нейрона, в основном в терминальных симпатических окончаниях, примерно 1% - в теле нейрона. Поскольку в окончаниях симпатических ганглионарных нейронов выделяется норадреналин, эти нейроны называют адре­нергическими (рис. 1.3).

В ответ на раздражение симпатического нерва вместе с нор-адреналином выделяются также белок хромагринин, дофамин-b-гидроксилаза, мет-энкефалин. Эту смесь биологически активных веществ дополняют медиаторы соседних нервных окончаний, гормоны, метаболиты и ионы эффекторных клеток, поэтому принцип Дейла «один нейрон один медиатор» требует опреде­ленной коррекции. Однако в нервном окончании всегда имеется основной медиатор. В симпатических нервных окончаниях ос-

Инактивация медиатора. Примерно 75-80% выделившегося в синаптическую щель норадреналина захватывается обратно пре-синаптической мембраной и поступает в пузырьки. Не попавший в пузырьки норадреналин разрушается моноаминоксидазой (МАО), локализованной на пресинаптической мембране. Часть выделившегося в синаптическую щель и не связавшегося с пост- и пресинаптическими рецепторами норадреналина разрушается в области рецепторов постсинаптической мембраны ферментом катехол-О-метилтрансферазой (КОМТ) клеток-эффекторов, часть медиатора диффундирует в интерстиций и кровь. Вклад МАО и КОМТ в процессы инактивации выделившихся в синаптическую щель катехоламинов невелик, а доля участия этих ферментов в разных органах и тканях различна: в ЦНС действует в основном МАО, в периферической симпатической нервной системе -КОМТ.

3. Эффекторные рецепторы. Выделившийся из симпатических окончаний норадреналин действует на A- и B-адренорецепторы, являющиеся гликопротеидами (см. рис. 1.3). Деление рецепторов основано на чувствительности их к различным фармакологиче­ским препаратам: A-адренорецепторы блокируются фентоламином анренорецепторы пропранололом. Оба типа рецепторов делятся на два подтипа: А1- и А2-, В1- и В2-адренорецепторы. Антагонистами А1-адренорецепторов являются празозин, дропе-ридол, антагонистами А2-адренорецепторов - раувольсин, йохим-бин, В1адренорецепторов практолол, атенолол, В2-адрено-рецепторов - бутоксамин.

Распределение А и В-адренорецепторов в различных органах. В большинстве органов, реагирующих на катехоламины, со­держатся а- и р-адренорецепторы, причем одна гладкая мы­шечная клетка может иметь оба рецептора (табл. 1.1). В чис­том виде выделены из мембраны ос1-адренорецепторы. Они представляют собой белок с молекулярной массой 9600 и обу­словливают сокращение сосудов, матки, семявыносящего про­тока, семенных пузырьков, мышц, поднимающих волосы, и расслабление продольного и циркулярного мышечных слоев кишечника.

Г. Связь симпатических окончаний с адренорецепторами. Счи­тают, что симпатическую иннервацию имеют преимущественно А1 и В1-адренорецепторы (постсинаптические рецепторы). Акти­вируются они в основном медиатором норадреналином. А2- и В2-адренорецепторы, как правило, не имеют иннервации или она вы­ражена слабо, они расположены вне синапсов на клетках-эффек­торах и активируются циркулирующим в крови адреналином и диффундирующим норадреналином после его выделения преси-

наптическими окончаниями. Эти адренорецепторы обнаружены также на пресинаптических окончаниях, где они выполняют регу­лирующую функцию. Прямая связь посредством синапса имеет место в сердце, жировой ткани, сосудах и в ряде гладкомышечных органов (мышцы зрачка, матки, мышца, поднимающая волосы, семявыносящий проток, кишечник). Непрямой тип регуляции, как известно, осуществляется в большинстве органов: в скелетной мускулатуре, эндокринных железах, многих экзокринных железах. В этих органах медиатор из сосудистых симпатических сплетений диффундирует к местным окружающим сосуд клеткам либо раз­носится кровью. Имеется и третий вариант связи симпатических (постганглионарных адренергических) нервных волокон - они образуют синаптические контакты с нейронами интраорганной нервной системы: либо с преганглионарными парасимпатически­ми волокнами, либо с постганглионарными парасимпатическими волокнами посредством ос-рецепторов. Подобные взаимодействия симпатической и парасимпатической нервных систем установле­ны в органах пищеварительного тракта, предполагаются в сердце и мочевом пузыре.

Д. Эффекты активации А и В-адренорецепторов и механизмы их реализации. В физиологических условиях реакция какого-либо ор­гана на адреналин и норадреналин, поступающих с кровью либо выделяющихся при возбуждении симпатических нервов, зависит от преобладания А или В-адренорецепторов в данном органе и раз­личной их возбудимости. Активация А1- и А2-адренорецепторов мембран клеток-эффекторов ведет к деполяризации их и повы­шению функции органа, в том числе сфинктеров пищеварительного тракта. Мышцы желудка и кишечника при этом расслабляются. Однако если симпатический ствол раздражается в грудной полости, то, как правило, регистрируются не тормозные, а стимуляторные реакции желудка и двенадцатиперстной кишки. Стимуляторные ре­акции осуществляется, по-видимому, с помощью серотонинерги-ческих нервных волокон, имеющихся в составе симпатических стволов (рис. 1.4).

Активация Р-адренорецепторов вызывает разнонаправленные эффекты в различных органах. Активация В-адренорецепторов в сердце (их назвали В1-рецепторами, они хорошо иннервированны) ведет к деполяризации и возбуждению кардиомиоцитов, увеличе­нию частоты и силы сердечных сокращений, повышению автома-тии, облегчению атриовентрикулярной проводимости. При акти­вации Р-адренорецепторов эффекторных клеток гладкомышечных органов (их назвали В2-адренорецепторами, они менее иннервиро­ванны) возникает гиперполяризация, наблюдается снижение функ­ции органа, в частности расширение сосудов.

Рис. 1.4. Функциональная организация эфферентного отдела вегетативной

нервной системы (на примере пищеварительного тракта).

Нейроны: А - адренергический, С - серотонинергический, X - холинергический,

П - перинергический и соответствующие им а-, (3-, 8», М-, М- и Р-рецепторы;

сплошные линии - преганглионарные, прерывистые - постганглионарные

нервные волокна

При одновременной активации а- и (3-адренорецепторов сосуды суживаются вследствие преобладания а-адренорецепторов. Кроме того, при возбуждении обоих типов рецепторов возникают метабо­лические сдвиги с помощью вторых посредников: при активации сс-адренорецепторов -- инозит ол-3-фосфата (ИФз) и ионов Са²⁺; при стимуляции (3-адренорецепторов - аденилатциклазы - цАМФ. Мес-сенджерами для котехоламинов являются также цГМФ, диацил-глицерин (ДАГ). При взаимодействии катехоламинов с рецептора­ми особо важную роль играет регуляторный О-белок. Этот белок играет важную роль в функционировании и других рецепторов: бо­лее 80 типов рецепторов связаны с ионными каналами или фермен­тами посредством О-белка.

Е. Мозговой слой надпочечников. Этот слой представляет собой видоизмененный симпатический ганглий. Его клетки, с онтогенети­ческой точки зрения, гомологичны ганглионарным симпатическим нейронам» Они содержат включения, окрашивающиеся в желто-коричневый цвет двухромовокислым калием, что и послужило по­водом назвать их хромаффинными клетками. В виде скоплений

хромаффинные клетки встречаются на поверхности аорты, в облас­ти каротидного синуса, среди клеток симпатических ганглиев. Преганглионарные волокна образуют на этих клетках, как и на хромаффинных клетках надпочечников, возбуждающие холинергиче-ские синапсы. Выделение катехоламинов из мозгового вещества надпочечников регулируется исключительно нервными влияниями (перерезка преганглионарных симпатических волокон прекращает секрецию катехоламинов). При возбуждении преганглионарных волокон у человека в кровоток обычно выбрасывается смесь кате­холаминов, состоящая из адреналина (80-90%) и норадреналина (10-20%). Точки приложения для продуцируемых надпочечниками катехоламинов те же, что и у симпатической нервной системы, од­нако их действие более выражено, чем симпатических нервов, в об­ластях с редкой адренергической иннервацией (в циркулярных и продольных мышцах кишечника, крупных артериях, матке). Взаи­модействие катехоламинов с адренорецепторами вызывает различ­ные эффекты у разных органов, в частности торможение функции пищеварительного тракта, улучшение процесса передачи в нервно-мышечных синапсах и увеличение силы сокращений скелетных мышц, увеличение частоты и силы сокращений сердца, расширение бронхов. Все это имеет важное приспособительное значение, обес­печивая мобилизацию систем организма при физическом и эмо­циональном напряжениях.

Катехоламины усиливают высвобождение свободных жирных кислот из подкожной жировой ткани и образование глюкозы и лактата из гликогена, необходимых клеткам организма при на­пряжении. Ускоренное расщепление углеводов осуществляется с помощью активации аденилатциклазы, стимулирующей образова­ние цАМФ, который в свою очередь активирует фосфорилазу, рас­щепляющую гликоген -- источник энергии. Таким образом, катехо-ламины мозгового слоя надпочечников можно рассматривать как метаболические гормоны. Не случайно симпатэктомированные жи­вотные не в состоянии осуществлять физические усилия, плохо пе­реносят охлаждение и перегревание, с большим трудом справляют­ся с кровотечением. У симпатэктомированных животных не бывает проявления характерных защитных реакций и показателей агрес­сивности: тахикардии, повышения артериального давления, расши­рения зрачков. Введение в организм ганглиозидов стимулирует рост новых синапсов, ускоряет реиннервацию после повреждения нервных волокон. Клетки, подобные хромаффинным мозгового слоя надпочечников, называют трансдушпорами, их короткие аксо­ны не имеют синаптических контактов с другими клетками, они выделяют в кровь свои биологически активные вещества, называе­мые также гормонами. К клеткам-трансдукторам относят, кроме хромаффинных клеток, нейроны супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса, выделяющие вазопрессин и окситоцин; нейроны гипоталамуса, выделяющие в сосудистую систему факторы, регулирующие функцию гипофиза; клетки юкстагломерулярного аппарата почки, которые под влиянием постганглионарных симпатических волокон выделяют в кровь ренин.

Таким образом, симпатическая нервная система вместе с мозго­вым слоем надпочечников (симпатико-адреналовая система) ак­тивирует деятельность всего организма, мобилизует его защитные силы, обеспечивает выход крови из кровяных депо, поступление в кровь глюкозы, ферментов, усиливает метаболизм тканей, увели­чивает расход энергии. Возбуждение симпатической нервной сис­темы является пусковым звеном стрессорных эмоционально окра­шенных реакций.

Основные эффекты стимуляции симпатических нервов пред­ставлены в табл. 1.1.

Таблица 1.1 Влияния симпатических и парасимпатических нервов на органы

Орган	Симпатические	Тип рецептора	Парасимпати-
	эффекты		ческие эффекты
			(М-холино-
			рецепторы)
Сердце	Увеличение часто-	В 1,2	Уменьшение
	ты и силы сокра-	А	частоты и силы
	щений	(В1 преобладают	сокращений
Кровеносные со-	Сужение	А	Расширение
суды	(преобладающий		(иннервация
	эффект)		имеется только
	Расширение (см.	В2	в отдельных
	13.9.1)		органах)
Гладкие мышцы:
бронхов	Расслабление	В2	Сокращение
желудка и ки-	»	А1 и В2	Усиление мо-
шечника			торики
мочевого пузыря	»	В2	Сокращение
(детрузор)
мочеточника	»	В2	»
цилиарная	»	В2	»
пиломоторные	Сокращение	А

Продолжение таблицы 1.1

Зрачок	Расширение	А	Сужение
Сфинктеры:
желудка	Сокращение	А1	Расслабление
кишечника	»	А1	»
мочевого пузыря	»	А1	»
Матка	Сокращение	А1
	Расслабление	В2
	(в зависимости от
	вида животного и
	гормонального фона)
Половой член	Эякуляция	А1	Эрекция
Железы:
слюнные	Секреция	А	Секреция
желудка и кишеч-	Торможение	А1 В2	»
ника
поджелудочная:
секреция внешняя	Торможение »	А	Усиление »
секреция внутрен-		А
няя потовые	Секреция	М-холинорецеп-торы + (3	Секреция
Жировые клетки	Л и по л из	В1,2
Печень	Гликогенолиз	В2
	Гликонеогенез	В2
Основной обмен	Повышение	В