Введение
Парасимпатическая нервная система (ПНС) является одним из трех отделов автономной нервной системы, два других – симпатическая нервная система и энтеральная нервная система. Энтеральная нервная система иногда рассматривается как часть автономной нервной системы, а иногда – как независимая система. Автономная нервная система отвечает за регуляцию непроизвольных функций организма. Парасимпатическая система отвечает за стимуляцию активности, связанной с «отдыхом и перевариванием пищи» или «питанием и размножением», которая происходит, когда организм находится в состоянии покоя, особенно после еды, включая сексуальное возбуждение, слюноотделение, слезотечение, мочеиспускание, пищеварение и дефекацию. Ее действие описывается как дополнительное к действию симпатической нервной системы, которая отвечает за стимуляцию активности, связанной с реакцией «бей или беги». Нервные волокна парасимпатической нервной системы отходят от центральной нервной системы. К специфическим нервам относятся несколько черепно-мозговых нервов, в частности глазодвигательный нерв, лицевой нерв, языкоглоточный нерв и блуждающий нерв. Три спинномозговых нерва в крестцовой области (S2–4), обычно называемые тазовыми висцеральными нервами, также функционируют как парасимпатические нервы. Благодаря своему расположению парасимпатическая система обычно описывается как имеющая «краниосакральный отток», в отличие от симпатической нервной системы, которая характеризуется «тораколюмбарным оттоком».
The parasympathetic nervous system (PSNS) is one of the three divisions of the autonomic nervous system, the others being the sympathetic nervous system and the enteric nervous system. The enteric nervous system is sometimes considered part of the autonomic nervous system, and sometimes considered an independent system. The autonomic nervous system is responsible for regulating the body's unconscious actions. The parasympathetic system is responsible for stimulation of "rest and digest" or "feed and breed" activities that occur when the body is at rest, especially after eating, including sexual arousal, salivation, lacrimation (tears), urination, digestion, and defecation. Its action is described as being complementary to that of the sympathetic nervous system, which is responsible for stimulating activities associated with the fight or flight response. Nerve fibres of the parasympathetic nervous system arise from the central nervous system. Specific nerves include several cranial nerves, specifically the oculomotor nerve, facial nerve, glossopharyngeal nerve, and vagus nerve. Three spinal nerves in the sacrum (S2–4), commonly referred to as the pelvic splanchnic nerves, also act as parasympathetic nerves. Owing to its location, the parasympathetic system is commonly referred to as having "craniosacral outflow", which stands in contrast to the sympathetic nervous system, which is said to have "thoracolumbar outflow".
Структура
Парасимпатические нервы являются автономными или висцеральными ветвями периферической нервной системы (ПНС). Парасимпатическое нервное обеспечение осуществляется из трех основных областей:
Некоторые черепные нервы в черепе, а именно преганглионные парасимпатические нервы (III, VII, IX и X черепные нервы), обычно начинаются из специфических ядер в центральной нервной системе (ЦНС) и синапсируют в одном из четырех парасимпатических ганглиев: ресничном, крылонебном, ушном или подъязычном. Из этих четырех ганглиев парасимпатические нервы завершают свой путь к тканям-мишеням через ветви тройничного нерва (глазничный нерв, верхнечелюстной нерв, нижнечелюстной нерв). Блуждающий нерв (X черепной нерв) не участвует в этих черепных ганглиях, поскольку большинство его парасимпатических волокон направляются к широкому спектру ганглиев на или вблизи грудных внутренностях (пищевод, трахея, сердце, легкие) и брюшных внутренностях (желудок, поджелудочная железа, печень, почки, тонкий кишечник и примерно половина толстого кишечника). Вагусная иннервация заканчивается на границе между средней и задней кишкой, непосредственно перед селезеночным изгибом ободочной кишки. Тела преганглионных нервных клеток тазового спланхника расположены в боковом сером роге спинного мозга на уровне позвонков Th12–L1 (спинной мозг заканчивается на уровне позвонков L1–L2 с помощью conus medullaris), а их аксоны выходят из позвоночного столба в виде спинномозговых нервов S2–S4 через крестцовые отверстия. Их аксоны продолжают удаляться от ЦНС для синапса в автономном ганглии. Парасимпатический ганглий, где эти преганглионные нейроны синапсируют, будет расположен вблизи иннервируемого органа. Это отличается от симпатической нервной системы, где синапсы между пре- и постганглионными эфферентными нервами обычно происходят в ганглиях, расположенных дальше от органа-мишени. Как и в симпатической нервной системе, эфферентные парасимпатические нервные сигналы переносятся из центральной нервной системы к своим мишеням системой из двух нейронов. Первый нейрон в этом пути называется преганглионным или пресинаптическим нейроном. Его тело клетки находится в центральной нервной системе, а его аксон обычно простирается для синапса с дендритами постганглионального нейрона где-то в другом месте тела. Аксоны пресинаптических парасимпатических нейронов обычно длинные, простирающиеся от ЦНС в ганглий, который находится очень близко или встроен в их орган-мишень. В результате постсинаптические парасимпатические нервные волокна очень короткие. Окуломоторные волокна ПНС берут начало в ядре Эдингера-Вестфаля в центральной нервной системе и проходят через верхнюю глазничную щель, чтобы синаптизироваться в ресничном ганглии, расположенном непосредственно за глазницей. Из ресничного ганглия послеганглионные парасимпатические волокна выходят через короткие ресничные нервы, являющиеся продолжением носоресничного нерва (ветвь глазничного отдела тройничного нерва). Короткие ресничные нервы иннервируют глазницу для управления цилиарной мышцей (отвечающей за аккомодацию) и мышцей-сфинктером радужной оболочки, которая отвечает за миоз или сужение зрачка (в ответ на свет или аккомодацию). Существует два мотора, являющихся частью глазодвигательного нерва, известных как соматический мотор и висцеральный мотор. Соматический мотор отвечает за движение глаза в точных движениях и за поддержание фиксации взгляда на объекте. Висцеральный мотор помогает сузить зрачок. Парасимпатический аспект лицевого нерва контролирует секрецию подъязычных и подчелюстных слюнных желез, слезной железы и желез, связанных с носовой полостью. Преганглионные волокна берут начало в ЦНС в верхнем слюноотделении и отходят в виде промежуточного нерва (который некоторые считают отдельным черепным нервом), чтобы соединиться с лицевым нервом, расположенным дистальнее его выхода из ЦНС. Сразу после геникулятного ганглиона лицевого нерва (общий сенсорный ганглион) в височной кости лицевой нерв отдает два отдельных парасимпатических нерва. Первый – большой каменистый нерв, а второй – барабанная струна. Большой каменистый нерв проходит через среднее ухо и в конечном итоге объединяется с глубоким каменистым нервом (симпатические волокна), образуя нерв крылонебного канала. Парасимпатические волокна нерва крылонебного канала синапсируют в крылонебном ганглии, который тесно связан с верхнечелюстным отделом тройничного нерва. Послеганглионные парасимпатические волокна покидают крылонебный ганглий в нескольких направлениях. Один отдел отходит по верхнечелюстному отделу тройничного нерва и следует по соединительной ветви, чтобы соединиться со слезным нервом (ветвь глазничного нерва), прежде чем синапсировать в слезной железе. Эти парасимпатические волокна к слезной железе контролируют выработку слез. Отдельная группа парасимпатических волокон, отходящих от крылонебного ганглия, – это нисходящие небные нервы (ветвь верхнечелюстного отдела тройничного нерва), которые включают большой и малый небные нервы. Большой небный парасимпатический нерв синапсирует на твердом небе и регулирует слизистые железы, расположенные там. Малый небный нерв синапсирует на мягком небе и контролирует редкие вкусовые рецепторы и слизистые железы. Еще один набор ветвей от крылонебного ганглия – это задний, верхний и нижний латеральные носовые нервы и носонебные нервы (все ветви верхнечелюстного отдела тройничного нерва), которые обеспечивают парасимпатическую иннервацию желез слизистой оболочки носа. Вторая парасимпатическая ветвь, отходящая от лицевого нерва, – это барабанная струна. Этот нерв несет секретомоторные волокна к подъязычным и подчелюстным железам. Барабанная струна проходит через среднее ухо и прикрепляется к язычному нерву (нижнечелюстной отдел тройничного нерва). После соединения с язычным нервом преганглионные волокна синапсируют в подъязычном ганглии и отправляют постганглионные волокна к подъязычным и подчелюстным слюнным железам. Языкоглоточный нерв имеет парасимпатические волокна, которые иннервируют околоушную слюнную железу. Преганглионные волокна отходят от IX черепного нерва в виде барабанного нерва и продолжаются в среднее ухо, где образуют барабанный сплетение на барабанной возвышенности среднего уха. Барабанный сплетение нервов воссоединяется и образует малый каменистый нерв, который выходит через овальное отверстие для синапса в ушном ганглии. Из ушного ганглия послеганглионные парасимпатические волокна следуют вместе с височно-затылочным нервом (нижнечелюстная ветвь тройничного нерва) к околоушной слюнной железе.
Неравномерность
Блуждающий нерв, названный в честь латинского слова vagus (потому что нерв контролирует такой широкий спектр тканей-мишеней – vagus в латыни буквально означает «блуждающий»), обладает парасимпатическими функциями, которые начинаются в спинном ядре блуждающего нерва и ядре двусмысленности в ЦНС. Блуждающий нерв – необычный черепный парасимпатический нерв, поскольку он не соединяется с тройничным нервом для достижения тканей-мишеней. Еще одна особенность заключается в том, что у блуждающего нерва имеется автономный ганглий, расположенный примерно на уровне позвонка C1. Блуждающий нерв не обеспечивает парасимпатическую иннервацию черепа. Из-за своей повсеместности в грудной клетке и брюшной полости блуждающий нерв сложно однозначно проследить, поэтому будут рассмотрены его основные функции. Несколько парасимпатических нервов отходят от блуждающего нерва при его входе в грудную клетку. Один из них – возвратный гортанный нерв, который становится нижним гортанным нервом. От левого блуждающего нерва возвратный гортанный нерв огибает аорту, чтобы вернуться к гортани и проксимальному отделу пищевода, а от правого блуждающего нерва он огибает правую подключичную артерию, чтобы вернуться в то же место, что и его контрлатеральный аналог. Эти различные пути являются прямым следствием эмбриологического развития кровеносной системы. Каждый возвратный гортанный нерв обеспечивает трахею и пищевод парасимпатической секретомоторной иннервацией для связанных с ними желез (а также другими волокнами, не являющимися парасимпатическими). Другой нерв, отходящий от блуждающего нерва примерно на уровне входа в грудную клетку, – это сердечные нервы. Эти сердечные нервы формируют сердечное и легочное сплетения вокруг сердца и легких. Продолжаясь в грудной клетке, основные блуждающие нервы тесно переплетаются с пищеводом и симпатическими нервами из симпатических стволов, образуя пищеводное сплетение. Это очень эффективно, поскольку основная функция блуждающего нерва от этого момента заключается в контроле гладких мышц и желез желудочно-кишечного тракта. По мере того, как пищеводное сплетение входит в брюшную полость через пищеводное отверстие, формируются передний и задний вагусные стволы. Затем вагусные стволы соединяются с преаортическим симпатическим ганглием вокруг аорты, чтобы распространяться вместе с кровеносными сосудами и симпатическими нервами по всей брюшной полости. Парасимпатическая иннервация в брюшной полости включает поджелудочную железу, почки, печень, желчный пузырь, желудок и кишечную трубку. Парасимпатический вклад блуждающего нерва продолжается по кишечной трубке до конца средней кишки. Средняя кишка заканчивается на две трети пути по поперечной ободочной кишке, вблизи селезеночного изгиба.
Спланхозные нервы таза
Тазовые висцеральные нервы S2–4 работают согласованно для иннервации тазовых органов. В отличие от черепа, где один парасимпатический нерв отвечает за иннервацию определенной ткани или области, в большинстве случаев каждый из тазовых висцеральных нервов вносит вклад в иннервацию тазовых органов, направляя свои волокна к одному или нескольким сплетениям, прежде чем они расходятся к целевой ткани. Эти сплетения состоят из смешанных автономных нервных волокон (парасимпатических и симпатических) и включают в себя пузырный, простатический, ректальный, маточно-влагалищный и нижний подвздошный сплетения. Преганглионарные нейроны в этом пути не образуют синапсы в ганглиях, как это происходит в черепе, а синаптируют непосредственно в стенках иннервируемых тканей или органов. Пути волокон варьируются, и автономная нервная система каждого человека в области таза уникальна. Парасимпатический нервный путь контролирует висцеральные ткани таза, включая мочевой пузырь, мочеточники, уретральный сфинктер, анальный сфинктер, матку, предстательную железу, железы, влагалище и половой член. Бессознательно парасимпатическая нервная система вызывает перистальтические движения мочеточников и кишечника, перемещая мочу из почек в мочевой пузырь и пищу по кишечному тракту, а также, при необходимости, способствует опорожнению мочевого пузыря или дефекации. Стимуляция парасимпатической нервной системы вызывает сокращение детрузора (стенки мочевого пузыря) и одновременное расслабление внутреннего сфинктера между мочевым пузырем и уретрой, что позволяет мочевому пузырю опорожняться. Кроме того, парасимпатическая стимуляция внутреннего анального сфинктера расслабляет эту мышцу, обеспечивая дефекацию. В этих процессах участвуют и другие скелетные мышцы, но парасимпатическая нервная система играет важную роль в удержании мочи и кала. Исследование, опубликованное в 2016 году, предполагает, что весь сакральный автономный выход может быть симпатическим, что указывает на то, что прямая кишка, мочевой пузырь и репродуктивные органы могут иннервироваться исключительно симпатической нервной системой. Это предположение основано на детальном анализе 15 фенотипических и онтогенетических факторов, различающих симпатические и парасимпатические нейроны у мыши. Если предположить, что полученные результаты, вероятно, применимы и к другим млекопитающим, то эта точка зрения предполагает упрощенную, двухкомпонентную архитектуру автономной нервной системы, в которой парасимпатическая нервная система получает импульсы исключительно от черепных нервов, а симпатическая нервная система – от грудных и сакральных спинномозговых нервов.
Ощущение
Афферентные волокна автономной нервной системы, передающие сенсорную информацию от внутренних органов тела обратно в центральную нервную систему, не разделяются на парасимпатические и симпатические, как это происходит с эфферентными волокнами. Вместо этого, автономная сенсорная информация проводится по общим висцеральным афферентным волокнам. Общие висцеральные афферентные ощущения в основном представляют собой бессознательные висцеральные двигательные рефлекторные ощущения от полых органов и желез, передаваемые в ЦНС. Хотя бессознательные рефлекторные дуги обычно не ощущаются, в определенных случаях они могут вызывать болевые ощущения в ЦНС, проявляющиеся как отраженная боль. При воспалении брюшной полости или внезапном расширении кишечника организм интерпретирует афферентный болевой стимул как исходящий от соматических структур. Эта боль обычно не имеет четкой локализации и часто иррадиирует в дерматомы, соответствующие уровню спинного нерва, где расположен висцеральный афферентный синапс.
Наказание сосудов
Частота сердечных сокращений в значительной степени контролируется внутренней активностью кардиостимулятора сердца. У здорового сердца главным кардиостимулятором является скопление клеток на границе предсердий и полых вен, называемое синоатриальным узлом. Сердечные клетки обладают способностью генерировать электрическую активность независимо от внешней стимуляции. В результате клетки узла спонтанно генерируют электрическую активность, которая затем распространяется по сердцу, обеспечивая регулярный сердечный ритм. При отсутствии внешних стимулов синоатриальный ритм способствует поддержанию частоты сердечных сокращений в диапазоне 60-100 ударов в минуту (bpm). В то же время две ветви автономной нервной системы действуют согласованно, увеличивая или замедляя частоту сердечных сокращений. В этом контексте блуждающий нерв воздействует на синоатриальный узел, замедляя его проводимость и, таким образом, активно модулируя вагусный тонус. Эта модуляция опосредована нейромедиатором ацетилхолином и последующими изменениями ионных токов и кальция в клетках сердца. Блуждающий нерв играет ключевую роль в регуляции сердечного ритма, модулируя реакцию синоатриального узла; вагусный тонус можно количественно оценить, исследуя модуляцию сердечного ритма, вызванную изменениями вагусного тонуса. В целом, повышенный вагусный тонус (и, следовательно, вагусное влияние) связан со снижением и большей вариабельностью сердечного ритма. Основным механизмом, посредством которого парасимпатическая нервная система влияет на сосудистый и сердечный контроль, является так называемая респираторная синусовая аритмия (РСА). РСА описывается как физиологическое и ритмическое колебание частоты сердечных сокращений в соответствии с частотой дыхания, характеризующееся увеличением частоты сердечных сокращений во время вдоха и уменьшением во время выдоха.
Сексуальная активность
Еще одна роль, которую играет парасимпатическая нервная система, – это сексуальная активность. У мужчин кавернозные нервы из простатического сплетения стимулируют гладкие мышцы в волокнистых трабекулах спиральных артерий пениса, вызывая их расслабление и позволяя крови заполнять два кавернозных тела и губчатое тело пениса, что обеспечивает его эрекцию для подготовки к сексуальной активности. При эякуляции симпатическая нервная система участвует в процессе, вызывая перистальтику семявыносящего протока и закрытие внутреннего сфинктера уретры, чтобы предотвратить попадание спермы в мочевой пузырь. Одновременно парасимпатическая нервная система вызывает перистальтику мышцы уретры, а пудендальный нерв – сокращение луковично-губчатой мышцы (скелетная мышца не иннервируется вегетативной нервной системой), что обеспечивает насильственное извержение спермы. После завершения эякуляции пенис возвращается в вялое состояние. У женщин присутствует эректильная ткань, аналогичная мужской, но менее развитая, которая играет важную роль в сексуальной стимуляции. Парасимпатическая нервная система вызывает выделение секретов у женщин, уменьшающих трение. Также у женщин парасимпатические нервы иннервируют маточные трубы, что способствует перистальтическим сокращениям и продвижению ооцита в матку для имплантации. Секреты женских половых путей способствуют миграции сперматозоидов. Вегетативная нервная система (и симпатическая нервная система в меньшей степени) играет значительную роль в репродукции. Ацетилхолин действует на два типа рецепторов: мускариновые и никотиновые холинергические рецепторы. Большинство передач происходит в два этапа: при стимуляции преганглионарный нейрон высвобождает ацетилхолин в ганглии, который воздействует на никотиновые рецепторы постганглионарных нейронов. Затем постганглионарный нейрон высвобождает ацетилхолин для стимуляции мускариновых рецепторов целевого органа.
Типы никотиновых рецепторов
У позвоночных никотиновые рецепторы широко классифицируются на два подтипа, основываясь на основных местах их экспрессии: никотиновые рецепторы мышечного типа (N1), преимущественно в соматических моторных нейронах; и никотиновые рецепторы нейронного типа (N2), преимущественно в автономной нервной системе.
Связь с симпатической нервной системой
Симпатическая и парасимпатическая системы обычно функционируют противоположно друг другу. Симпатическая система обычно активируется в ситуациях, требующих быстрых реакций. Парасимпатическая система функционирует в условиях, не требующих немедленного ответа. Чтобы запомнить функции парасимпатической нервной системы, можно использовать мнемоническое правило SSLUDD (сексуальное возбуждение, слюноотделение, слезоотделение, мочеиспускание, пищеварение и дефекация).
История
Терминология "парасимпатическая нервная система" была введена Джоном Ньюпортом Лэнгли в 1921 году. Он первым предложил концепцию ПСНС как второго отдела автономной нервной системы.