آناتومی پایه دستگاه عصبی خودمختار: بخش سمپاتیک و بخش پاراسمپاتیک

دستگاه عصبی خودمختار (Autonomic Nervous System یا ANS) بخشی از سیستم عصبی محیطی است که کنترل عملکردهای غیرارادی بدن را بر عهده دارد، مانند ضربان قلب، هضم غذا، تنفس، تنظیم فشار خون و تعریق. دستگاه عصبی خودمختار به دو بخش اصلی تقسیم می‌شود: سیستم سمپاتیک و سیستم پاراسمپاتیک. همچنین یک بخش کمتر شناخته شده به نام سیستم عصبی روده‌ای (Enteric Nervous System) نیز وجود دارد که به عنوان بخشی از ANS در کنترل عملکردهای گوارشی ایفای نقش می‌کند.

بخش‌های اصلی دستگاه عصبی خودمختار

۱. سیستم سمپاتیک (Sympathetic Nervous System)
– عملکرد: سیستم سمپاتیک به بدن کمک می‌کند در شرایط استرس، خطر یا فعالیت بدنی واکنش نشان دهد. این سیستم مسئول ایجاد پاسخ “جنگ یا گریز” است.
– ساختار:
– نورون‌های پیش‌عقده‌ای (Preganglionic neurons): در بخش سینه‌ای (T1 تا L2) و کمری نخاع قرار دارند.
– گانگلیون‌های سمپاتیک: شامل زنجیره سمپاتیک (Sympathetic chain) است که در دو طرف نخاع قرار گرفته‌اند. نورون‌های پیش‌عقده‌ای از نخاع خارج شده و به این گانگلیون‌ها متصل می‌شوند.
– نورون‌های پس‌عقده‌ای (Postganglionic neurons): پیام‌ها را از گانگلیون‌ها به ارگان‌های عمل‌کننده (مانند قلب، ریه‌ها، عروق خونی، عضلات صاف و غدد) منتقل می‌کنند.
– عملکرد فیزیولوژیکی:
– افزایش ضربان قلب و فشار خون.
– گشاد شدن راه‌های هوایی برای ورود بیشتر اکسیژن.
– کاهش فعالیت‌های گوارشی.
– آزادسازی گلوکز از کبد برای انرژی سریع.

۲. سیستم پاراسمپاتیک (Parasympathetic Nervous System)
– عملکرد: سیستم پاراسمپاتیک در حالت استراحت بدن فعال است و به حفظ عملکردهای عادی بدن و بازگشت بدن به حالت آرامش کمک می‌کند. این سیستم مسئول ایجاد پاسخ “استراحت و هضم” است.
– ساختار:
– نورون‌های پیش‌عقده‌ای: در ساقه مغز (از طریق اعصاب جمجمه‌ای مانند عصب واگ یا Vagus Nerve) و بخش خاجی (ساکرال) نخاع قرار دارند.
– گانگلیون‌های پاراسمپاتیک: نزدیک به ارگان‌های هدف (مانند قلب، ریه‌ها، دستگاه گوارش و مثانه) قرار دارند.
– نورون‌های پس‌عقده‌ای: پیام‌ها را از گانگلیون‌ها به ارگان‌های هدف منتقل می‌کنند.
– عملکرد فیزیولوژیکی:
– کاهش ضربان قلب.
– افزایش فعالیت‌های گوارشی و ترشح آنزیم‌های هضمی.
– تحریک تخلیه مثانه و انقباض عضلات صاف.

۳. سیستم عصبی روده‌ای (Enteric Nervous System)
– عملکرد: این سیستم در دیواره‌های دستگاه گوارش قرار دارد و کنترل حرکات عضلات صاف روده، ترشحات گوارشی و جریان خون گوارشی را بر عهده دارد.
– ساختار: شبکه‌های عصبی وسیع در داخل دیواره‌های روده که به طور مستقل از مغز و نخاع می‌توانند عمل کنند، اگرچه تحت تأثیر سیستم‌های سمپاتیک و پاراسمپاتیک نیز قرار می‌گیرند.
– عملکرد فیزیولوژیکی:
– تنظیم حرکات پریستالتیک (حرکات موج‌مانند برای حرکت مواد غذایی در طول دستگاه گوارش).
– کنترل ترشحات غدد گوارشی.

عملکرد دستگاه عصبی خودمختار
۱. نورون‌های پیش‌عقده‌ای (Preganglionic Neurons):
– این نورون‌ها در سیستم عصبی مرکزی (مغز یا نخاع) قرار دارند و پیام‌های عصبی را به سمت گانگلیون‌های خارج از سیستم عصبی مرکزی منتقل می‌کنند.
– این نورون‌ها در هر دو سیستم سمپاتیک و پاراسمپاتیک از استیل‌کولین (ACh) به عنوان انتقال‌دهنده عصبی استفاده می‌کنند.

۲. نورون‌های پس‌عقده‌ای (Postganglionic Neurons):
– نورون‌های پس‌عقده‌ای پیام‌های عصبی را از گانگلیون‌ها به ارگان‌های هدف منتقل می‌کنند.
– در سیستم سمپاتیک، نورون‌های پس‌عقده‌ای معمولاً از نوراپی‌نفرین (نورآدرنالین) به عنوان انتقال‌دهنده عصبی استفاده می‌کنند، اما در سیستم پاراسمپاتیک این نورون‌ها نیز از استیل‌کولین (ACh) استفاده می‌کنند.

جمع‌بندی:
دستگاه عصبی خودمختار با دو بخش اصلی سمپاتیک و پاراسمپاتیک، مسئول تنظیم عملکردهای غیرارادی بدن است. سیستم سمپاتیک در مواقع استرس یا فعالیت بدنی فعال می‌شود و پاسخ‌های سریع برای مقابله با شرایط بحرانی فراهم می‌کند، در حالی که سیستم پاراسمپاتیک بدن را به حالت استراحت و بازیابی بازمی‌گرداند. سیستم عصبی روده‌ای نیز به عنوان بخشی از ANS، کنترل دقیق عملکردهای گوارشی را بر عهده دارد.

پرسش‌ها

۱- بخش سمپاتیک بزرگ تر از بخش پاراسمپاتیک است؟

بله، بخش سمپاتیک دستگاه عصبی خودمختار از نظر ساختار و گسترش گسترده‌تر از بخش پاراسمپاتیک است. چند دلیل برای این موضوع وجود دارد:

۱. موقعیت نورون‌های پیش‌عقده‌ای و گانگلیون‌ها:
– سیستم سمپاتیک از نورون‌های پیش‌عقده‌ای که در بخش‌های سینه‌ای و کمری نخاع قرار دارند (سطوح T1 تا L2)، گسترش بیشتری دارد و از زنجیره‌ای از گانگلیون‌های سمپاتیک استفاده می‌کند که در طول نخاع در هر دو طرف قرار گرفته‌اند. این زنجیره سمپاتیک (Sympathetic chain) شبکه گسترده‌ای از گانگلیون‌ها را تشکیل می‌دهد که به سمت بخش‌های مختلف بدن می‌روند و تعداد زیادی از اندام‌ها و بافت‌ها را کنترل می‌کنند.

– در مقابل، سیستم پاراسمپاتیک به طور عمده از نورون‌های پیش‌عقده‌ای که در ساقه مغز (از طریق اعصاب جمجمه‌ای مانند عصب واگ) و قسمت خاجی نخاع (S2 تا S4) قرار دارند، تشکیل شده است. این سیستم گانگلیون‌هایش را در نزدیکی یا داخل ارگان‌های هدف قرار می‌دهد که تعدادشان کمتر و تمرکز آنها بیشتر بر روی تنظیم دقیق عملکردهای خاص است.

۲. تعداد ارگان‌های تحت کنترل:
– سیستم سمپاتیک طیف گسترده‌ای از ارگان‌های بدن را تحت تأثیر قرار می‌دهد، از جمله قلب، ریه‌ها، عروق خونی، غدد عرق، عضلات صاف و غدد فوق کلیوی. این سیستم به دلیل نقش آن در پاسخ “جنگ یا گریز” تقریباً به همه بخش‌های بدن اثر می‌گذارد.

– سیستم پاراسمپاتیک بیشتر بر عملکردهای داخلی مانند هضم غذا، تنظیم ترشحات گوارشی، ضربان قلب در حالت استراحت، و عملکرد مثانه تمرکز دارد. به همین دلیل، ارگان‌های هدف آن محدودتر از سیستم سمپاتیک هستند.

۳. تعداد نورون‌های پس‌عقده‌ای:
– در سیستم سمپاتیک، نورون‌های پس‌عقده‌ای متعددی وجود دارند که از گانگلیون‌ها به سمت ارگان‌های هدف مختلف می‌روند. این گسترش وسیع نورون‌های پس‌عقده‌ای باعث می‌شود که سیستم سمپاتیک تعداد بیشتری از بافت‌ها و اندام‌ها را در یک زمان تنظیم کند.

– در سیستم پاراسمپاتیک، نورون‌های پس‌عقده‌ای کمتر و تخصصی‌تر هستند و معمولاً نزدیک یا داخل ارگان‌های هدف قرار دارند، که این منجر به اثر محدودتر و دقیق‌تر می‌شود.

نتیجه‌گیری:
در مجموع، سیستم سمپاتیک به دلیل وسعت گسترش نورون‌ها، زنجیره گسترده گانگلیون‌های سمپاتیک و تعداد بیشتری از ارگان‌های هدف، ساختار بزرگ‌تری نسبت به سیستم پاراسمپاتیک دارد. هرچند که هر دو سیستم با همکاری یکدیگر برای حفظ هموستازی و تنظیم عملکردهای بدن ضروری هستند.

۲- عمل دستگاه سمپاتیک چیست؟ 

دستگاه سمپاتیک بخشی از سیستم عصبی خودمختار است که وظیفه آماده‌سازی بدن برای مواجهه با شرایط استرس‌زا یا بحرانی را بر عهده دارد. این سیستم به عنوان بخشی از پاسخ “جنگ یا گریز” (Fight or Flight) عمل می‌کند و به بدن کمک می‌کند تا در مواقع اضطراری یا فعالیت‌های بدنی شدید، واکنش سریع و مؤثری نشان دهد.

عملکردهای اصلی دستگاه سمپاتیک:

۱. افزایش ضربان قلب:
– دستگاه سمپاتیک باعث می‌شود قلب سریع‌تر بتپد تا خون بیشتری به عضلات و اندام‌های حیاتی ارسال شود. این امر به افزایش سطح اکسیژن و مواد مغذی در عضلات فعال کمک می‌کند.

۲. افزایش فشار خون:
– با انقباض عروق خونی، دستگاه سمپاتیک فشار خون را بالا می‌برد تا جریان خون به ارگان‌های ضروری مانند مغز و عضلات افزایش یابد.

۳. گشاد شدن راه‌های هوایی (برونکودیلاسیون):
– دستگاه سمپاتیک باعث گشاد شدن راه‌های هوایی می‌شود، که امکان ورود هوای بیشتر به ریه‌ها و تأمین بهتر اکسیژن برای بدن را فراهم می‌کند.

۴. کاهش فعالیت دستگاه گوارش:
– در شرایط استرس، دستگاه سمپاتیک فعالیت‌های گوارشی را کاهش می‌دهد. این شامل کاهش حرکات روده و ترشحات گوارشی است، زیرا در این شرایط بدن انرژی خود را بر روی ارگان‌های حیاتی متمرکز می‌کند و عملکردهای غیرضروری مانند هضم را متوقف می‌کند.

۵. گشاد شدن مردمک چشم:
– دستگاه سمپاتیک باعث گشاد شدن مردمک چشم (میدریاز) می‌شود تا نور بیشتری به چشم وارد شود و توانایی دیدن در شرایط کم‌نور افزایش یابد.

۶. تحریک غدد عرق:
– این سیستم غدد عرق را تحریک می‌کند تا تعریق افزایش یابد و بدن از طریق تبخیر عرق خنک شود، به ویژه در مواقعی که بدن تحت فشار فیزیکی یا استرس است.

۷. آزادسازی گلوکز از کبد:
– دستگاه سمپاتیک باعث می‌شود کبد گلوکز بیشتری به جریان خون آزاد کند تا انرژی فوری در دسترس باشد. این گلوکز به‌عنوان منبع انرژی سریع برای عضلات در شرایط بحرانی استفاده می‌شود.

۸. کاهش جریان خون به ارگان‌های غیرضروری:
– دستگاه سمپاتیک جریان خون به ارگان‌هایی مانند پوست و دستگاه گوارش را کاهش می‌دهد و آن را به سمت عضلات اسکلتی، قلب و مغز هدایت می‌کند.

جمع‌بندی:
دستگاه سمپاتیک بدن را برای واکنش‌های سریع در برابر تهدیدات یا فعالیت‌های فیزیکی شدید آماده می‌کند. این سیستم با افزایش ضربان قلب، افزایش فشار خون، گشاد کردن راه‌های هوایی و افزایش ترشح گلوکز، بدن را در حالت آماده‌باش قرار می‌دهد و انرژی و اکسیژن لازم را برای مقابله با شرایط بحرانی فراهم می‌کند.

پرسش ۳- تاثیر سمپاتیک بر عضلات صاف برونش ها، روده و دیواره مثانه چیست؟ 

دستگاه سمپاتیک تأثیرات مهمی بر عضلات صاف برونش‌ها، روده و دیواره مثانه دارد که به بدن کمک می‌کند در شرایط استرس یا فعالیت فیزیکی شدید، منابع انرژی و اکسیژن را به طور بهینه مدیریت کند. این تأثیرات به شرح زیر است:

۱. تأثیر بر عضلات صاف برونش‌ها (راه‌های هوایی):
– گشاد شدن برونش‌ها (Bronchodilation):
– دستگاه سمپاتیک باعث شل شدن عضلات صاف برونش‌ها می‌شود و در نتیجه راه‌های هوایی گشاد می‌شوند. این فرآیند ورود هوای بیشتری به ریه‌ها را ممکن می‌سازد و اکسیژن‌رسانی به خون را افزایش می‌دهد.
– این اثر به‌خصوص در هنگام فعالیت‌های بدنی شدید یا استرس مفید است، زیرا نیاز به اکسیژن در این شرایط بیشتر می‌شود.

۲. تأثیر بر عضلات صاف روده:
– کاهش حرکات روده (Reduced Peristalsis):
– دستگاه سمپاتیک فعالیت عضلات صاف روده را کاهش می‌دهد. این کاهش شامل کاهش حرکات پریستالتیک (حرکات موج‌مانند روده که مسئول جابه‌جایی محتویات گوارشی هستند) و کاهش ترشح مایعات گوارشی است.
– در شرایط استرس یا بحران، بدن اولویت خود را به عملکردهای حیاتی مانند گردش خون و تنفس می‌دهد و فعالیت‌های غیرضروری مانند هضم غذا را موقتاً کاهش می‌دهد.

۳. تأثیر بر عضلات صاف دیواره مثانه:
– کاهش انقباض مثانه (Relaxation of the Bladder Wall):
– دستگاه سمپاتیک باعث شل شدن عضلات صاف دیواره مثانه می‌شود و انقباض مثانه را کاهش می‌دهد. این اثر موجب جلوگیری از دفع ادرار در شرایط استرس‌زا می‌شود.
– در عین حال، عضلات اسفنکتر (که خروجی مثانه را کنترل می‌کنند) تحت تأثیر سمپاتیک سفت‌تر می‌شوند، که باعث جلوگیری از تخلیه مثانه می‌گردد.

جمع‌بندی:
– دستگاه سمپاتیک با گشاد کردن برونش‌ها، شل کردن عضلات صاف روده و کاهش انقباضات دیواره مثانه به بدن کمک می‌کند تا در مواقع استرس، انرژی خود را به سمت عملکردهای حیاتی مانند افزایش اکسیژن‌رسانی و گردش خون متمرکز کند.

پرسش ۴- جایگاه جسم سلولی نورون‌های پیش عقده ای سمپاتیک کجاست؟ 

جسم سلولی نورون‌های پیش‌عقده‌ای سمپاتیک (Preganglionic Sympathetic Neurons) در دستگاه عصبی سمپاتیک نقش مهمی در انتقال سیگنال‌های عصبی از سیستم عصبی مرکزی به گانگلیون‌های سمپاتیک دارند. در اینجا ویژگی‌های این نورون‌ها را بررسی می‌کنیم:

ویژگی‌های جسم سلولی نورون‌های پیش‌عقده‌ای سمپاتیک:

۱. موقعیت آناتومیک:
– جسم سلولی این نورون‌ها در ناحیه خاکستری نخاع در نواحی سینه‌ای و کمری (مناطق T1 تا L2) قرار دارد.
– این نورون‌ها در قسمت lateral horn (ساقه جانبی) نخاع واقع شده‌اند.

۲. ساختار:
– هسته: جسم سلولی دارای یک هسته بزرگ است که شامل کروماتین و هسته‌های کوچک است. هسته‌ها به پردازش اطلاعات و تولید پروتئین‌ها کمک می‌کنند.
– سیتوپلاسم: سیتوپلاسم این نورون‌ها شامل ارگانل‌های مختلفی مانند میتوکندری، دستگاه گلژی، و ریبوزوم‌ها است که به تولید انرژی و سنتز پروتئین‌ها کمک می‌کنند.
– دندریت‌ها: دندریت‌ها به عنوان ساختارهایی هستند که سیگنال‌های عصبی را از دیگر نورون‌ها دریافت می‌کنند و این سیگنال‌ها را به جسم سلولی منتقل می‌کنند.

۳. آکسون:
– آکسون نورون‌های پیش‌عقده‌ای سمپاتیک نسبتاً کوتاه است و به سمت گانگلیون‌های سمپاتیک حرکت می‌کند. آکسون‌ها به گانگلیون‌های نزدیک به نخاع (مثل زنجیره سمپاتیک) متصل می‌شوند.

۴. انتقال‌دهنده عصبی:
– نورون‌های پیش‌عقده‌ای سمپاتیک از استیل‌کولین (ACh) به عنوان انتقال‌دهنده عصبی اصلی استفاده می‌کنند. این انتقال‌دهنده عصبی در سیناپس‌های بین نورون‌های پیش‌عقده‌ای و پس‌عقده‌ای آزاد می‌شود و بر روی گیرنده‌های نوع نیکوتینی نورون‌های پس‌عقده‌ای تأثیر می‌گذارد.

۵. عملکرد:
– نورون‌های پیش‌عقده‌ای سمپاتیک نقش کلیدی در فعال‌سازی پاسخ‌های “جنگ یا گریز” دارند. این نورون‌ها سیگنال‌های عصبی را به گانگلیون‌های سمپاتیک ارسال می‌کنند که منجر به واکنش‌های مختلف فیزیولوژیکی مانند افزایش ضربان قلب، گشاد شدن برونش‌ها و کاهش فعالیت دستگاه گوارش می‌شود.

جمع‌بندی:
جسم سلولی نورون‌های پیش‌عقده‌ای سمپاتیک در نواحی خاصی از نخاع قرار دارد و به انتقال سیگنال‌های عصبی به گانگلیون‌های سمپاتیک کمک می‌کند. این نورون‌ها با استفاده از استیل‌کولین به عنوان انتقال‌دهنده عصبی، نقش حیاتی در تنظیم پاسخ‌های سمپاتیک و فعال‌سازی عملکردهای بدن در شرایط استرس ایفا می‌کنند.