Sistema nervioso autónomo

El sistema nervioso autónomo (SNA), anteriormente denominado sistema nervioso vegetativo, es una división del sistema nervioso periférico que inerva el músculo liso y las glándulas y, por lo tanto, influye en la función de los órganos internos. El sistema nervioso autónomo es un sistema de control que actúa en gran medida inconscientemente y regula las funciones corporales, como la frecuencia cardíaca, la digestión, la frecuencia respiratoria, la respuesta pupilar, la micción y la excitación sexual. Este sistema es el principal mecanismo de control de la respuesta de lucha o huida.

El sistema nervioso autónomo está regulado por reflejos integrados a través del tronco encefálico hasta la médula espinal y los órganos. Las funciones autonómicas incluyen el control de la respiración, la regulación cardíaca (el centro de control cardíaco), la actividad vasomotora (el centro vasomotor) y ciertas acciones reflejas como toser, estornudar, tragar y vomitar. Estos se subdividen luego en otras áreas y también están vinculados a los subsistemas autónomos y al sistema nervioso periférico. El hipotálamo, justo por encima del tronco encefálico, actúa como un integrador de funciones autónomas, recibiendo información reguladora autónoma del sistema límbico.

El sistema nervioso autónomo tiene tres ramas: el sistema nervioso simpático, el sistema nervioso parasimpático y el sistema nervioso entérico. Algunos libros de texto no incluyen el sistema nervioso entérico como parte de este sistema.El sistema nervioso simpático a menudo se considera el sistema de "lucha o huida", mientras que el sistema nervioso parasimpático a menudo se considera el sistema de "descanso y digestión" o "alimentación y reproducción". En muchos casos, ambos sistemas tienen acciones "opuestas" donde un sistema activa una respuesta fisiológica y el otro la inhibe. Una simplificación anterior de los sistemas nerviosos simpático y parasimpático como "excitador" e "inhibidor" fue anulada debido a las muchas excepciones encontradas. Una caracterización más moderna es que el sistema nervioso simpático es un "sistema de movilización de respuesta rápida" y el parasimpático es un "sistema amortiguador de activación más lenta", pero incluso esto tiene excepciones, como en la excitación sexual y el orgasmo, donde ambos juegan un papel..

Hay sinapsis inhibitorias y excitatorias entre las neuronas. Un tercer subsistema de neuronas se ha denominado transmisores no noradrenérgicos, no colinérgicos (porque utilizan óxido nítrico como neurotransmisor) y son parte integral de la función autonómica, en particular en el intestino y los pulmones.

Aunque el ANS también se conoce como el sistema nervioso visceral, el ANS solo está conectado con el lado motor. La mayoría de las funciones autónomas son involuntarias, pero a menudo pueden funcionar junto con el sistema nervioso somático que proporciona el control voluntario.

Estructura

El sistema nervioso autónomo se divide en sistema nervioso simpático y sistema nervioso parasimpático. La división simpática emerge de la médula espinal en las áreas torácica y lumbar, y termina alrededor de L2-3. La división parasimpática tiene un "flujo de salida" craneosacral, lo que significa que las neuronas comienzan en los nervios craneales (específicamente el nervio oculomotor, el nervio facial, el nervio glosofaríngeo y el nervio vago) y la médula espinal sacra (S2-S4).

El sistema nervioso autónomo es único porque requiere una vía eferente secuencial de dos neuronas; la neurona preganglionar primero debe hacer sinapsis con una neurona posganglionar antes de inervar el órgano diana. La neurona preganglionar, o primera, comenzará en el "flujo de salida" y hará sinapsis en el cuerpo celular de la neurona posganglionar, o segunda. La neurona posganglionar luego hará sinapsis en el órgano objetivo.

División simpática

El sistema nervioso simpático consta de células con cuerpos en la columna gris lateral de T1 a L2/3. Estos cuerpos celulares son neuronas "GVE" (eferente visceral general) y son las neuronas preganglionares. Hay varios lugares en los que las neuronas preganglionares pueden establecer sinapsis con sus neuronas posganglionares:

• Ganglios paravertebrales (3) de la cadena simpática (estos discurren a ambos lados de los cuerpos vertebrales)

1. ganglios cervicales (3)
2. ganglios torácicos (12) y ganglios lumbares rostrales (2 o 3)
3. ganglios lumbares caudales y ganglios sacros

• Ganglios prevertebrales (ganglio celíaco, ganglio aorticorrenal, ganglio mesentérico superior, ganglio mesentérico inferior)
• Células cromafines de la médula suprarrenal (esta es la única excepción a la regla de la vía de dos neuronas: la sinapsis es directamente eferente hacia los cuerpos celulares diana)

Estos ganglios proporcionan las neuronas posganglionares de las que se deriva la inervación de los órganos diana. Ejemplos de nervios esplácnicos (viscerales) son:

• Nervios cardíacos cervicales y nervios viscerales torácicos, que hacen sinapsis en la cadena simpática
• Nervios esplácnicos torácicos (mayor, menor, menor), que hacen sinapsis en los ganglios prevertebrales
• Nervios esplácnicos lumbares, que hacen sinapsis en los ganglios prevertebrales
• Nervios esplácnicos sacros, que hacen sinapsis en el plexo hipogástrico inferior

Todos estos también contienen nervios aferentes (sensoriales), conocidos como neuronas GVA (aferentes viscerales generales).

División parasimpática

El sistema nervioso parasimpático consta de células con cuerpos en una de dos ubicaciones: el tronco encefálico (nervios craneales III, VII, IX, X) o la médula espinal sacra (S2, S3, S4). Estas son las neuronas preganglionares, que hacen sinapsis con las neuronas posganglionares en estos lugares:

• Ganglios parasimpáticos de la cabeza: ciliar (nervio craneal III), submandibular (nervio craneal VII), pterigopalatino (nervio craneal VII) y ótico (nervio craneal IX)
• En o cerca de la pared de un órgano inervado por el vago (nervio craneal X) o los nervios sacros (S2, S3, S4)

Estos ganglios proporcionan las neuronas posganglionares de las que se deriva la inervación de los órganos diana. Los ejemplos son:

• Los nervios esplácnicos (viscerales) parasimpáticos posganglionares
• El nervio vago, que atraviesa el tórax y las regiones abdominales e inerva, entre otros órganos, el corazón, los pulmones, el hígado y el estómago.

Neuronas sensoriales

El brazo sensorial está compuesto por neuronas sensoriales viscerales primarias que se encuentran en el sistema nervioso periférico (SNP), en los ganglios sensoriales craneales: los ganglios geniculado, petroso y nodoso, anexos respectivamente a los nervios craneales VII, IX y X. Estas neuronas sensoriales controlan los niveles de dióxido de carbono, oxígeno y azúcar en la sangre, la presión arterial y la composición química del contenido estomacal e intestinal. También transmiten el sentido del gusto y el olfato, que, a diferencia de la mayoría de las funciones del SNA, es una percepción consciente. De hecho, el oxígeno y el dióxido de carbono en sangre son detectados directamente por el cuerpo carotídeo, un pequeño grupo de quimiosensores en la bifurcación de la arteria carótida, inervados por el ganglio petroso (IX). Las neuronas sensoriales primarias se proyectan (sinapsis) en neuronas sensoriales viscerales de "segundo orden" ubicadas en el bulbo raquídeo, formando el núcleo del tracto solitario (nTS), que integra toda la información visceral. El nTS también recibe información de un centro quimiosensorial cercano, el área postrema, que detecta toxinas en la sangre y el líquido cefalorraquídeo y es esencial para el vómito inducido químicamente o la aversión al gusto condicional (la memoria que asegura que un animal que ha sido envenenado por un la comida nunca lo vuelve a tocar). Toda esta información sensorial visceral modula constante e inconscientemente la actividad de las neuronas motoras del SNA. que detecta toxinas en la sangre y el líquido cefalorraquídeo y es esencial para el vómito inducido químicamente o la aversión condicional al gusto (la memoria que asegura que un animal que ha sido envenenado por un alimento no lo vuelve a tocar). Toda esta información sensorial visceral modula constante e inconscientemente la actividad de las neuronas motoras del SNA. que detecta toxinas en la sangre y el líquido cefalorraquídeo y es esencial para el vómito inducido químicamente o la aversión condicional al gusto (la memoria que asegura que un animal que ha sido envenenado por un alimento no lo vuelve a tocar). Toda esta información sensorial visceral modula constante e inconscientemente la actividad de las neuronas motoras del SNA.

Inervación

Los nervios autónomos viajan a los órganos de todo el cuerpo. La mayoría de los órganos reciben suministro parasimpático del nervio vago y suministro simpático de los nervios esplácnicos. La parte sensorial de este último llega a la columna vertebral en ciertos segmentos espinales. El dolor en cualquier órgano interno se percibe como dolor referido, más concretamente como dolor del dermatoma correspondiente al segmento medular.

Neuronas motoras

Las neuronas motoras del sistema nervioso autónomo se encuentran en los «ganglios autónomos». Los de la rama parasimpática se ubican cerca del órgano diana mientras que los ganglios de la rama simpática se ubican cerca de la médula espinal.

Los ganglios simpáticos aquí se encuentran en dos cadenas: las cadenas prevertebral y preaórtica. La actividad de las neuronas ganglionares autonómicas es modulada por “neuronas preganglionares” ubicadas en el sistema nervioso central. Las neuronas simpáticas preganglionares se localizan en la médula espinal, en el tórax y niveles lumbares superiores. Las neuronas parasimpáticas preganglionares se encuentran en el bulbo raquídeo donde forman núcleos motores viscerales; el núcleo motor dorsal del nervio vago; el núcleo ambiguo, los núcleos salivales y en la región sacra de la médula espinal.

Función

Las divisiones simpática y parasimpática suelen funcionar en oposición entre sí. Pero esta oposición es mejor denominarla de naturaleza complementaria que antagónica. Como analogía, uno puede pensar en la división simpática como el acelerador y la división parasimpática como el freno. La división simpática normalmente funciona en acciones que requieren respuestas rápidas. La división parasimpática funciona con acciones que no requieren una reacción inmediata. El sistema simpático a menudo se considera el sistema de "lucha o huida", mientras que el sistema parasimpático a menudo se considera el sistema de "descanso y digestión" o "alimentación y reproducción".

Sin embargo, muchos casos de actividad simpática y parasimpática no pueden atribuirse a situaciones de "lucha" o "descanso". Por ejemplo, ponerse de pie desde una posición reclinada o sentada supondría una caída insostenible de la presión arterial si no fuera por un aumento compensatorio del tono simpático arterial. Otro ejemplo es la modulación constante, segundo a segundo, de la frecuencia cardíaca por influencias simpáticas y parasimpáticas, en función de los ciclos respiratorios. En general, estos dos sistemas deben verse como moduladores permanentes de las funciones vitales, generalmente de forma antagónica, para lograr la homeostasis. Los organismos superiores mantienen su integridad a través de la homeostasis que se basa en la regulación de retroalimentación negativa que, a su vez, depende típicamente del sistema nervioso autónomo. Algunas acciones típicas de los sistemas nerviosos simpático y parasimpático se enumeran a continuación.

Sistema nervioso simpático

Promueve una respuesta de lucha o huida, se corresponde con la excitación y la generación de energía, e inhibe la digestión

• Desvía el flujo sanguíneo del tracto gastrointestinal (GI) y la piel a través de la vasoconstricción
• Se mejora el flujo de sangre a los músculos esqueléticos y los pulmones (hasta en un 1200% en el caso de los músculos esqueléticos)
• Dilata los bronquiolos del pulmón a través de la epinefrina circulante, lo que permite un mayor intercambio de oxígeno alveolar.
• Aumenta la frecuencia cardíaca y la contractilidad de las células cardíacas (miocitos), proporcionando así un mecanismo para mejorar el flujo sanguíneo a los músculos esqueléticos.
• Dilata las pupilas y relaja el músculo ciliar del cristalino, lo que permite que entre más luz en el ojo y mejora la visión lejana.
• Proporciona vasodilatación para los vasos coronarios del corazón.
• Constriñe todos los esfínteres intestinales y el esfínter urinario.
• Inhibe el peristaltismo
• Estimula el orgasmo

El patrón de inervación de la glándula sudorípara, es decir, las fibras nerviosas simpáticas posganglionares, permite a los médicos e investigadores utilizar pruebas de función sudomotora para evaluar la disfunción de los sistemas nerviosos autónomos, a través de la conductancia electroquímica de la piel.

Sistema nervioso parasimpático

Se ha dicho que el sistema nervioso parasimpático promueve una respuesta de "descanso y digestión", promueve la calma del retorno de los nervios a su función normal y mejora la digestión. Las funciones de los nervios dentro del sistema nervioso parasimpático incluyen:

• Dilatación de los vasos sanguíneos que conducen al tracto GI, lo que aumenta el flujo sanguíneo.
• Constricción del diámetro bronquiolar cuando la necesidad de oxígeno ha disminuido
• Ramas cardíacas dedicadas de los nervios accesorios espinales vago y torácico imparten control parasimpático del corazón (miocardio)
• Constricción de la pupila y contracción de los músculos ciliares, facilitando la acomodación y permitiendo una visión más cercana
• Estimula la secreción de las glándulas salivales y acelera el peristaltismo, mediando en la digestión de los alimentos e, indirectamente, en la absorción de nutrientes
• Sexual. Los nervios del sistema nervioso periférico participan en la erección de los tejidos genitales a través de los nervios esplácnicos pélvicos 2–4. También son responsables de estimular la excitación sexual.

Sistema nervioso entérico

El sistema nervioso entérico es el sistema nervioso intrínseco del sistema gastrointestinal. Ha sido descrito como "el segundo cerebro del cuerpo humano". Sus funciones incluyen:

• Detectar cambios químicos y mecánicos en el intestino
• Regular las secreciones en el intestino
• Control del peristaltismo y algunos otros movimientos

Neurotransmisores

En los órganos efectores, las neuronas ganglionares simpáticas liberan noradrenalina (norepinefrina), junto con otros cotransmisores como el ATP, para actuar sobre los receptores adrenérgicos, a excepción de las glándulas sudoríparas y la médula suprarrenal:

• La acetilcolina es el neurotransmisor preganglionar de ambas divisiones del SNA, así como el neurotransmisor posganglionar de las neuronas parasimpáticas. Se dice que los nervios que liberan acetilcolina son colinérgicos. En el sistema parasimpático, las neuronas ganglionares utilizan la acetilcolina como neurotransmisor para estimular los receptores muscarínicos.
• En la médula suprarrenal, no hay neurona postsináptica. En cambio, la neurona presináptica libera acetilcolina para actuar sobre los receptores nicotínicos. La estimulación de la médula suprarrenal libera adrenalina (epinefrina) en el torrente sanguíneo, que actúa sobre los receptores adrenérgicos, mediando así indirectamente o imitando la actividad simpática.

Se encuentra una tabla completa en Tabla de acciones de neurotransmisores en el SNA.

Historia

Galeno reconoció el sistema especializado del sistema nervioso autónomo. En 1665, Willis usó la terminología, y en 1900, Langley usó el término, definiendo las dos divisiones como los sistemas nerviosos simpático y parasimpático.

Efectos de la cafeina

La cafeína es un ingrediente bioactivo que se encuentra en bebidas de consumo común como el café, el té y las gaseosas. Los efectos fisiológicos a corto plazo de la cafeína incluyen aumento de la presión arterial y salida del nervio simpático. El consumo habitual de cafeína puede inhibir los efectos fisiológicos a corto plazo. El consumo de espresso con cafeína aumenta la actividad parasimpática en los consumidores habituales de cafeína; sin embargo, el espresso descafeinado inhibe la actividad parasimpática en los consumidores habituales de cafeína. Es posible que otros ingredientes bioactivos en el espresso descafeinado también puedan contribuir a la inhibición de la actividad parasimpática en los consumidores habituales de cafeína.

La cafeína es capaz de aumentar la capacidad de trabajo mientras las personas realizan tareas extenuantes. En un estudio, la cafeína provocó una mayor frecuencia cardíaca máxima mientras se realizaba una tarea extenuante en comparación con un placebo. Esta tendencia probablemente se deba a la capacidad de la cafeína para aumentar el flujo de salida del nervio simpático. Además, este estudio encontró que la recuperación después del ejercicio intenso era más lenta cuando se consumía cafeína antes del ejercicio. Este hallazgo es indicativo de la tendencia de la cafeína a inhibir la actividad parasimpática en consumidores no habituales. Es probable que el aumento de la actividad nerviosa estimulado por la cafeína provoque otros efectos fisiológicos a medida que el cuerpo intenta mantener la homeostasis.

Los efectos de la cafeína sobre la actividad parasimpática pueden variar según la posición del individuo cuando se miden las respuestas autonómicas. Un estudio encontró que la posición sentada inhibía la actividad autónoma después del consumo de cafeína (75 mg); sin embargo, la actividad parasimpática aumentó en la posición supina. Este hallazgo puede explicar por qué algunos consumidores habituales de cafeína (75 mg o menos) no experimentan los efectos a corto plazo de la cafeína si su rutina requiere muchas horas sentados. Es importante tener en cuenta que los datos que respaldan el aumento de la actividad parasimpática en la posición supina se derivaron de un experimento que involucró a participantes de entre 25 y 30 años que se consideraban saludables y sedentarios. La cafeína puede influir en la actividad autonómica de manera diferente para las personas más activas o de edad avanzada.