Les 1

Les 1.8 Opdrachten bij het autonome zenuwstelsel
Lesdoelstellingen:
 Je kunt de bouw van het autonoom zenuwstelsel met de schakelplaatsen en bijbehorende
neurotransmitters benoemen.

Je kunt de functie en effecten in het lichaam verklaren van het sympatische- en
parasympatisch zenuwstelsel.
Voorbereiding:

Bestudeer uit het boek van Burgerhout het hoofdstuk ‘Regeling van de vegetatieve
processen’ (blz. 163 – 180).

Bekijk evt. ter introductie uit het boek van Grégoire de paragraaf over het vegetatief
zenuwstelsel (blz. 309 – 312).

Maak onderstaande opdrachten en noteer vragen en onduidelijkheden.
Taak 1.7: 2 SBU begeleid
Omschrijving: De docent anatomie/ fysiologie zal vragen en onduidelijkheden betreffende het
onderwerp: ‘het autonoom zenuwstelsel’ bespreken.
Opdrachten ter voorbereiding:
1. Beschrijf de functie en het werkingsgebied van het autonome
zenuwstelsel.(BLZ 164)
De autonome zenuwstelsel heeft als functie de besturing van de inwendige
organen en de huid. De activiteiten van de inwendige organen worden
samengevat onder de term vegetatieve processen. Deze staan ten dienste van
het handhaven van de homeostase van het interne milieu. De term autonoom
zenuwstelsel wordt ook wel gebruikt, omdat de processen in de interne organen
en in de huid overwegend buiten onze wil worden gestuurd, zoals:
 Voedsel en vochtopname, spijsvertering en uitscheiding.
 Bloedomloop
 Energiewisseling en vet en koolhydraatdepots
 Aanpassing van processen tijdens arbeid en rust
 De mate van alertheid voor prikkels uit de omgeving en de reactie op
stress
 Vegetatieve uitingen gerelateerd aan gedrag, zoals blozen.
2. Beschrijf de locatie, de relaties en de functie van de hypothalamus in het
kader van autonome reacties. (BLZ 164-165)
De hypothalamus is een fylogenetische (ontstaan en ontwikkeling) oud ventraal
in het diencephalon gelegen gebied waarvan de vegetatieve neuronale en
hormonale besturing uitgaat van de processen die ten dienste staan van de
homeostase.
1
3. Maak een tabel met twee kolommen voor de sympathicus en de
parasympaticus. Zet in de ene kolom alle ergotrope functies en in de
andere kolom alle trofotrope functies.(BLZ 165-166)
Bij het overgaan van rust naar actie moeten ineens meer zuurstof en
voedingsstoffen naar de werkende spieren worden gedirigeerd. De sympathicus
activeert de systemen die hiervoor nodig zijn. Tegelijkertijd wordt de toevoer naar
niet actieve weefsels en organen verminderd. De sympathicus ondersteund het
handelen hetgeen wordt aangeduid met de term ergotroop effect. In de
rusttoestand na arbeid is er voldoende tijd voor het omzetten van
voedingsstoffen in bouwstoffen voor groei en herstel van weefsels (anabole
processen). Het stimuleren van deze processen is bij uitstek de taak van de
parasympaticus. De parasympaticus heeft voornamelijk verbindingen met
inwendige organen en niet met de spieren en de huid. Het stimuleren van
voeding, groei en herstel van weefsels door de parasympaticus noemt men en
trofisch of trofotroop effect.
4. Beschrijf nauwkeurig de route van het sympathische systeem vanaf het
centrale zenuwstelsel tot aan het doelorgaan. Benoem daarbij de
schakelplaatsen, waar het ene neuron schakelt op een volgend neuron.
(BLZ 166-167)
Een bijzonderheid van het sympathische systeem is dat de axonen die het
centrale zenuwstelsel verlaten met een onderbreking het doelorgaan enerveren.
In de ganglia die buiten het centrale zenuwstelsel liggen, wordt nog eenmaal
omgeschakeld.
2
5. Beschrijf op dezelfde manier de route van het parasympatische
systeem.(BLZ 168)
De preganglionaire parasympatische neuronen liggen in de hersenstam en in het
sacrale ruggenmerg. De afferente signalen voor de neuronen zijn vooral
afkomstig uit de hypothalamus. De parasympatische innervatie van het lichaam
beperkt zich tot het hoofd-hals gebied en de inwendige organen in de buik en
borstholte.
6. Leg uit hoe de pupil kan veranderen van grootte en op welke manier en
langs welke route vergroting en verkleining van de pupil plaats vindt.(BLZ
168-169 Intermezzo)
De pupil van het oog wordt verkleind door de circulaire irisspier (m. sphincter
pupillae) en vergroot door de radiaire spiervezels (m. dilatator pupillae). De
sympathicus activeert de radiaire irisspier, wat tot verwijding leidt. De
parasympaticus brengt vernauwing tot stand door activering van de circulaire
spier. De sympathische innervatie van de irisspier volgt een omslachtige route.
De primaire neuronen voor pupilverwijding liggen in de hypothalamus. De positie
van e hypothalamus in de schedel is vrijwel ter hoogte van de ogen. De vezels
dalen echter af naar de ruggenmergsegmenten C8-Th1, waar ze overschakelen
op de preganglionaire sympathische neuronen. De vezels van deze neuronen
gaan via de voorwortels van de spinale zenuwen naar de grensstreng, waar ze
opstijgen tot het bovenste grensstrengganglion (ganglion cervicale superius) aan
de beide zijden in de hals bij de onderkaak. Hier wordt overgeschakeld op
postganglionaire neuronen, waarvan de vezels langs de halsslagaders de
schedel binnentreden en via een oogspierzenuw de oogbol binnen gaan.
De preganglionaire vezels van de parasympatische innervatie van de iris zijn
afkomstig uit de kern van Edinger-Westphal in de hersenstam en lopen met de
n.oculomotorius mee naar het vlakbij de oogbol gelegen ganglion cilicaire. Van
hieruit lopen de postganglionaire vezels naar de m.dilattator pupillae. De
activiteiten van de cellen in de kern van Edinger-Westphal wordt bepaald door de
neuronen in het mesencephalon die met de retina n contact staan, zodat een
regelkring wordt gevormd voor het aanpassen van de wijdte van de pupil aan de
lichtintensiteit.
7. Benoem de neurotransmitters in de schakelcentra en op het eindorgaan
van het sympathische en het parasympatische systeem. Geef daarbij ook
aan hoe de neurotransmitters afgebroken kunnen worden. (BLZ 169-172)
De zenuwuiteinden van het vegetatieve zenuwstelsel hebben geen
gespecialiseerde structuur zoals de motorische eindplaatjes van de
skeletspierweefsels. De vrije zenuwuiteinden slingeren zich tussen de cellen
door en hebben over hun oppervlakte blaasvormig uitstulpingen (varicositeiten),
waarin zich blaasjes met neurotransmitters bevinden. De afgifte is daardoor veel
globaler dan bij de motorische eindplaatjes van de skeletspieren en
verscheidene cellen kunnen door neurotransmitter uit een varicositeit worden
beïnvloed.
Sympathische en parasympatische neuronen maken in hun preganglionaire
vezels gebruik van de neurotransmitter acetylcholine (cholinerge vezels), net als
de zenuwuiteinden van de skeletspiervezels. Aan het eind hebben zij echter
verschillende neurotransmitters. Hierdoor is het onder meer mogelijk dat
doelorganen waarop beide systemen eindigen, duidelijk te onderscheiden
boodschappen worden gegeven.
De neurotransmitter van de sympathische vezels is , op een enkele uitzondering
na, noradrenaline (noradrenerge vezels). Deze stof behoort tot de groep van de
3
catecholinen die ook in het centrale zenuwstelsel voorkomen. Een uitzondering
vormt de sympathische innervatie van de zweetklieren, hier is het de transmitter
acetylcholine.
Voor de parasympaticus is de postganglionaire transmitter altijd acetylcholine.
Acetylcholine die de oorzaak is van de parasympatische activering, wordt al snel
onwerkzaam gemaakt door het enzym cholinesterase dat acetylcholine splitst.
De deactivering van noradrenaline is een trager verlopend proces. Noradrenaline
wordt voor een groot deel weer opgenomen in postganglionaire vezels om
opnieuw te worden verbruikt. Daarnaast is het enzym monoamine-oxidase
(MAO) in staat noradrenaline te splitsen. Wanneer de transmitter naar het
omringende weefsel diffundeert, kan het enzym catechol-O-methyltransferase
(COMT) voor splitsing zorgen.
8. Leg uit hoe de receptoren op de doelorganen het effect van de
neurotransmitter op het doelorgaan bepalen en beredeneer wat het effect
van prikkeling van α- en β-receptoren is.(BLZ 170-172 Intermezzo)
De sympathicus heeft op verschillende doelorganen uiteenlopende werkingen.
Deze verschillende reacties zijn mogelijk doordat er op de celmembranen
verschillende receptormoleculen voor noradrenaline en adrenaline voorkomen.
Men onderscheid α en β- adrenerge receptoren. Al naar gelang van hun
receptorstructuur en de enzymen die ze in de cel activeren, hebben zij een ander
effect op de cel. Zo leidt activering van de α-receptoren op glad spierweefsel via
het enzym guanylylcyclase tot de productie van de second messenger cyclisch
GMP in de cel, wat aanleiding geeft tot contractie. De activering van β receptoren
stimuleert de vorming van cyclisch AMP via adenylcyclase, wat resulteert in
relaxatie van glad spierweefsel. Bij een trofotroop werkend weefsel dat moet
worden geremd om de ergotrope toestand tot stand te brengen, zijn α-receptoren
op de celmembranen aanwezig (bloedvaten in darm en huid). Bij organen en
weefsels die de ergotrope toestand ondersteunen vind men overwegend βreceptoren.
Binnen α- en β-receptoren worden vervolgens onderscheid gemaakt tussen α1-,
α2-, β1,- β2-, β3-receptoren.
Naast de genoemde transmitters word bij de postganglionaire vezels een
diversiteit van kleine peptiden (neuropeptiden) afgegeven die een modulerende
invloed hebben op het effect dat op de doelorganen wordt uitgeoefend
Doelorgaan
Hart:
SA-knoop
AV-knoop
Myocard
Coronaire vaten
Venen
Capaciteitsvaten
Skeletspierarteriolen
Bronchiën
Huid
Huidarteriolen
Zweetklieren
Haarspiertjes
Vetweefsel
Maag-darmkanaal
Maag
Darmen
Lever
Receptortype
Effect
β1
β1
β1
α
β2
Verhoging van de vuurfrequentie
Verhoging van de geleidingssnelheid
Vergroting van de contractiekracht
Vasoconstrictie
Vasodilatatie
Α
β2
cholinerg
α
β2
Venoconstrictie
Vasodilatatie
Vasodilatatie
Vasoconstrictie (in rust)
Relaxatie gladde musculatuur, verwijding lumen
α
cholinerg!
α
β3
Vasoconstrictie, verbleken
Zweetsecretie
Contractie, kippenvel
Lipolyse
β2
β2
β2
Vermindering spiercontracties
Remming peristaltiek
Glycogenolyse
4
Arteriolen
α
Vasoconstrictie
9.
Bedenk hoe je deze kennis als anesthesiemedewerker nodig hebt.(BLZ 172
Intermezzo)
Door de verschillen in de receptoren is het onder andere mogelijk
geneesmiddelen met een meer specifieke werking toe te dienen. Zo zijn er βadrenerge antagonisten die selectief de β1-receptoren blokkeren en dus werken
op de frequentie en de contractiekracht van het hart, terwijl geen of weinig
invloed op de bloedvaten en bronchiën wordt uitgeoefend.
10. Leg uit hoe het bijniermerg als het ware deel is van het sympathische
systeem en wat het effect is van prikkeling van het bijniermerg. (BLZ 172173)
Naast de invloed die de sympathicus door middel van de sympathische neuronen
heeft, wordt het lichaam ook beïnvloed door het hormoon adrenaline uit het
bijnier merg. Het bijniermerg wordt beschouwd als een omgevormde
sympathische ganglion. De sympathische preganglionaire vezels uit het
thoracale ruggenmerg lopen zonder te schakelen in de grensstreng door tot in
het bijnierweefsel. Vanuit die omgevormde postganglionaire cellen wordt de
neurotransmitter niet direct aan het doelorgaan afgegeven maar als het hormoon
adrenaline aan het bloedbaan afgegeven.
Aangezien de concentratie van de enzymen MAO en COMT in de bloedbaan
laag is, is het effect van adrenaline en noradrenaline in het bloed langduriger dan
het lokaal effect van noradrenaline uit de adrenerge zenuwuiteinden. Het
onwerkzaam maken van noradrenaline in de synaptische spleet door heropname
en afbraak door MAO maakt elke neurale stimulus hooguit maar enkele
seconden aanhoudt.
De concentratie van adrenaline in het bloed na eenmalige afgifte uit het
bijniermerg is gemiddeld 30 seconden verhoogd, waardoor het effect
verscheidene minuten kan aanhouden.
11. Leg in eigen woorden uit wat de effecten zijn van het autonome systeem op
hart en circulatie, skeletspierarteriën, het spijsverteringsstelsel en de
huid.(BLZ 173-175)
Hart en circulatie
De sympathicus stimuleert de hartactiviteit. Door de versnelling van de
gangmakercellen in de sinusknoop wordt de hartfrequentie verhoogd.
Tegelijkertijd gaat het myocard van de ventrikels krachtiger contraheren. Deze
effecten resulteren gezamenlijk in een grotere hoeveelheid bloed die naar de
weefsels wordt gestuurd (β1-receptoren).
De parasympaticus verlaagd de hartfrequentie en heeft geen directe invloed op
de contractiekracht. In rust heeft de parasympaticus een voortdurende invloed op
de hartactiviteit.
De skeletspieren
De skeletspierarteriën en arteriolen bevatten zowel α als β receptoren. In rust zijn
de arteriolen in spieren door α1-activering vernauwd: rustende spieren hebben
een zeer lage zuurstofbehoefte. Bij het begin van een beweging worden de β2receptoren gestimuleerd door noradrenaline en vooral door het hormoon
adrenaline uit het bijnier merg, waardoor vaten zich verwijden. De toegenomen
bloedstroom heeft een verhoogde wrijving op de arteriolenwanden tot gevolg,
waardoor de endotheelcellen de neurotransmitter stikstofmonoxide (NO)
afgeven. Dit resulteert in een verdere verwijding van de bloedvaten. Metabole
producten uit de werkende spiercellen ondersteunen deze vaatverwijdende actie,
5
zodat de sympathicus niet de volledige duur van de bewegingsactiviteit hoeft te
geven.
Parasympatische verbindingen met skeletspieren zijn niet aanwezig.
Spijsverteringsstelsel
De werking van de peristaltiek van maag en darmen is in principe mogelijk door
de zelfstandige werking van de gladde spiercellen in hun wanden. Daarnaast
heeft de intramurale zenuwplexus, die een uitgebreid netwerk van neuronen
vormt een belangrijke regelende functie. Het vegetatieve zenuwstelsel beïnvloed
die eigen activiteit echter voortdurend. De parasympaticus (n.vagus) veroorzaakt
activering van de peristaltische activiteit en ontspanning van de kringspieren en
stimuleert de secretie van sappen uit speekselklieren, kliercellen in de
maagwand en darmklieren, daardoor verloopt de vertering beter.
De sympathicus veroorzaakt een sterke vasoconstrictie (α1-receptoren) van de
bloedvaten van de darmtractus, waardoor de verteringsprocessen worden
geremd. Bij een sterke sympathische stimulering wordt ook de peristaltiek
onderdrukt. In een overwegend ergotrope toestand staat de spijsvertering vrijwel
stil.
Huid
De zweetklieren, de haarspiertjes en de bloedvaten in de huid staan onder
sympathische controle. Deze structuren liggen zo dicht bij elkaar dat
noradrenaline door diffusie bij alle drie de celtypen kan komen. De sympathicus
heeft echter twee transmitters, waardoor zweetklieren en bloedvaten apart
kunnen worden bestuurd. Wanneer het koud is, zullen de bloedvaten in de huid ,
die normaal door sympathische activiteit al enigermate vernauwd zijn, zich verder
vernauwen (verbleken van de huid). Tegelijkertijd kunnen de haarspiertjes
contraheren en er ontstaat kippenvel. Beide effecten komen tot stand dor de
inwerking van noradrenaline op α-receptoren. De zweetklieren worden bij koude
niet door noradrenaline geactiveerd. Zij worden sympathisch door middel van
acetylcholine bediend.
De bloedvaten in de huid worden ook parasympathisch geïnnerveerd. Dit
systeem is bij blozen actief.
12. Beschrijf nauwkeurig een vegetatieve reflexkring uit het spijsverteringsstelsel en
uit de geslachtsorganen.
In tegenstelling tot de somatische reflexen die aan bewegingen en
standsveranderingen uitwendig zijn waar te nemen, treed een groot deel van de
vegetatieve reflexen op zonder dat men er iets van merkt.
De afferente informatie ten behoeve van de reflexen komt tot stand door een
scala van sensoren. In tegenstelling tot de vegetatieve efferente is er geen
onderverdeling in sympathische of parasympatische afferenten. Ten behoeve
van het spijsverteringskanaal zijn er diverse sensoren, zoals het oog, de neus,
de tast en de smaaksensoren in de mondholte en de enterosensoren in de
keelholte, de slokdarm en de maag die zorgen dat de speekselsecreties op gang
komt, dat de motoriek van de maag wordt gestimuleerd en dat er maagsap wordt
afgegeven voordat het voedsel in de maagholte terechtkomt. Naast de reflexen
die de verteringsfunctie van de darmtractus ondersteunen, bestaat er een
intestino-intestinale reflex die bij sterke overrekking of bij aanwezigheid van
scherpe voorwerpen de dunne darm volledig kan stilleggen.
6
Andere vegetatieve reflexen zijn betrokken bij de regeling van de bloeddruk
(baroreceptorreflex), de besturing van de iris en de lensspieren van het oog, de
lediging van de blaas( mictiereflex0 en van het rectum (defactiereflex).
De geslachtsdelen worden zowel sympathisch als parasympatisch beïnvloed de
erectie van zowel de penis als de clitoris komt via de parasympatische neuronen
uit het sacrale ruggenmerg tot stand. De emissie van de zaadvloeistof tijdens de
orgasme wordt door de sympathicus gestuurd.
13. Leg uit hoe het komt dat een bepaald huidgebied vanuit verschillende
segmenten wordt geïnnerveerd voor gevoel en bijv. voor zweetsecretie.
(BLZ 176)
De innervatie van de huid heeft behalve een somatische component teven een
sympathische component. De sympathische segmentatie van de huid bestrijkt
geheel andere gebieden dan de dermatomenkaart van de sensibele vezels. Zo
kan een huidgebied in de hals somatisch worden geïnnerveerd door
ruggenmergsegment C3 en sympathisch door Th3.
14. Verklaar hoe pijn uit inwendige organen op bepaalde huidgebieden gevoeld
kan worden. Leg dit uit aan de hand van de klachten die kunnen ontstaan
bij hartlijden. (BLZ 18-179)
Door de nauwe segmentale relaties tussen dermatomen, myotomen en
viscerotomen in een ruggenmergsegment kunnen de weefsels elkaar
beïnvloeden. Zo kan een aandoening van een inwendig orgaan reflexen
activeren in een of meer segmenten waardoor het orgaan wordt geïnnerveerd
(segmentregel). De afferente vezels uit een ontstoken orgaan activeren
reflexmatig de motorische eenheden in bijbehorende myotomen, zodat bepaalde
spiergroepen van de thorax of buikwand hypertoon zijn en bij aanraking pijnlijk
worden (viscerosomatisch reflex). Bepaalde inwendige organen zoals lever, hart,
pancreas en galblaas hebben een duidelijk asymmetrisch presentatie op de huid.
De lever en de galblaas in de betreffende sympathische segmenten op de
rechter lichaamshelft en het hart en de pancreas links. (zie ook Intermezzo op
BLZ 179-180)
7