Autonomic nervous system Innervation of ■ smooth muscle ■ myocardium ■ glands The autonomic nervous system influences the activities of involuntary muscles and glands. 1

■ relative independence on cortex ■ neurons in both CNS and PNS ■ functionally is divided into: sympathetic system parasympathetic system enteric system ■ afferent ( viscerosensory) fibres accompany efferent fibers The general role of the ANS is to influence those visceral activities that are directed toward maintaining a relatively stable internal environment (e.g. by maintenance of BP or body temperature). These visceral activities occure with minimal direct conscious control. ANS is composed of three divisions. Aferentní fibers are VS fibers = pseudounipolar cells of DRG and ganglia of CN IX, X. - central arms of axons of DRG neurons end in the spinal ncl. intermediomedialis (of CN IX. and X. tr. solitarius or FR) Primary viscerosensory neurons start in the walls of viscera by mechano or chemoreceptors. They can be afferent limb of some reflexes – cough, micturition etc. They transmit pain as well – usually along the sympathetic 2

smooth muscle myocardium glands VM (GVE) neuron CNS PNS skeletal muscle SM (GSE) neuron autonomic ganglion smooth muscle myocardium glands VM (GVE) neuron pregangl. fiber myelinated postgangl. fibers unmyelinated In contrast to somatic motor system that has just one neuron connecting CNS with periphery, the ANS has a two-neuron linkage to peripheral effectors. The transmiter of all preganglionic fibers is acetylcholine, transmitter released by the postganglionic parasympathetic fibers is also acetylcholine. The transmitter released by the sympathetic postganglionic fibers is norepinephrine (noradrenalin). cholinergic cholinergic adrenergic 3

sympathetic thoracic-lumbar system cranial parasympathetic system sympathetic thoracic-lumbar system sacral parasympathetic system The sympathetic system is also called thoracolumbar because the preganglionic neurons are located in the intermediolateral nucleus which extends from spinal levels C8 through L2. The parasympathetic division is also called the craniosacral system because its preganglionic fibers emerge with CNs and at spinal cord levels S2-S4. Kůže, svaly a klouby končetin a stěny trupu parasympatickou inervaci nemají 4

■ dilates coronary arteries ■ increases heart rate Sympathetic system Catabolic reaction (activities that are mobilized during emergency and stress situations, “fight, fright and flight” responses) ■ dilates coronary arteries ■ increases heart rate ■ increases cardiac output ■ dilates bronchi ■ inhibits GIT motility ■ dilates pupil (mydriasis) ■ stimulates sweat glands secretion ■ stimulates secretion of viscous saliva anatomy The sympathetic system stimulates those activities that are mobilized by the organism during stress situations. Zvýšená akce sympatiku a následné vyplavení adrenergních mediátorů připravuje organismus k obraně, útoku nebo útěku 5

Parasympathetic system Anabolic reactions (activities associated with conservation and restoration of body resources “rest and digest” responses) ■ decreases heart rate ■ decreases cardiac output ■ constricts coronary arteries ■ constricts bronchi ■ constricts pupil (miosis) ■ accommodation (near vision) ■ increases GIT motility ■ stimulates secretion of watery saliva Parasympathetic system stimulates activities associated with conservation and restoration of body resources. 6

Sympathetic system Central part: ncl. intermediolateralis Ganglion Peripheral part: pregangl. fibres rr.com. albi postgangl. fibres The preganglionic sympathetic fibers pass through the ventral roots to spinal nerves, then white communicating branches to the sympathetic trunk. Most of preganglionic sympathetic neurons have relatively short axons, while postganglionic neurons have long axons. Noradrenaline Acetylcholine 7

Parasympathetic system Central part: CN III, VII, IX, X ncl. intermediolat. S2-4 Peripheral part: Ganglion Preganglionic fibers are long, postganglionic short. postgangl. fibres pregangl. fibres Acetylcholine Acetylcholine 8

Ganglia Ciliare, oticum, submand., pterygop. Ggll. in plexuses and organs para vertebral Symp. trunk pre vertebral Aortic plexuses The sympathetic fibers terminate in either paravertebral ganglia of the sympathetic trunk or pass through this chain and enter visceral nerves, which go to prevertebral ganglia (splanchnic nerves). The sympathetic system is organized to exert its influences over widespread body regions. Each preganglionic axon synapses with many postganglionic neurons. Long preganglionic parasympathetic fibers synapse in terminal ganglia located in or near the targets of the very short postganglionic axons with little divergence. 9

inhibition of peristalsis acceleration of peristalsis Sympathetic Parasympathetic heart rate increase decrease coronary arteries dilation constriction bronchioles relaxation pupil (mydriasis) (miosis) gall bladder contraction salivary secretion viscous watery GIT inhibition of peristalsis acceleration of peristalsis 10

I. Pars sympat. Paravertebral ganglia - truncus symphaticus cervical 3 thoracic 10 - 11 lumbar 4 - 5 sacral 4 - 5 ganglion impar Prevertebral ganglia coeliacum mesentericum sup. aorticorenale mesentericum inf. Tr. sympatikus – relay fibers for the head, trunk and limbs. 11

Ganglia tr. sympathici R. com. albus R. com. grisseus pregangl. f. postgangl. f. Grey com. branches go back to the branches of the spinal nerves and innervate smooth muscle and glands in the skin of the trunk and limbs. 12

rr. interganglionares Rr. interganglionares Jsou to podélné spojky mezi sousedními ggll.. Obsahují také pregangliová vlákna, která jsou na postgangliový neuron přepojena ve vyšším nebo nižším gangliu 14

rr. viscerales rr. vasculares Nn. cardiaci N. caroticus To prevertebral plexuses Vascular branches accompany vessels and form plexusses in their adventitia. They reach target organs along the vessels Visceral branches are fibers to viscera – e.g. nn. cardiaci fibers that do not synapse in the ganglia of the sympathetic trunk – nn. splanchnici nn. splanchnici 15

Anterior to transverse processes of C2-4 Ganglion cervicale superius m. orbitalis, mm. tarsales rr. orbitales CG n. jugularis CN X. a.car.int. n. petrosus prof CN IX. PPG nn. car-tymp n. car. int. rr. laryngophar. a.men.med. SCG rr. com. grisei C1-4 OG a. max. nn. car. ext. Uloženo před pr. transversi C2-C4 pregangliová vlákna přichází cestou tr. sympathicus (rr. interganglionares) z rozhraní krční a hrudní míchy N. jugularis - do ggl. inf. n. IX a ggl. sup. n. X. – jdou dále s větvením obou nervů N. caroticus int. – plexus caroticus int. – z něj vystupují další pleteně podél větví a. carotis int. a dále: nn. caroticotympanici do plx. tympanicus n. petrosus prof. –z canalis caroticus před hrot pyramidy a skrz synch. sphenopetrosa do canalis pterygoideus a ggl. pterygopalatinum plx.ophtalmicus pro ggl. ciliaris (m. dilatator pupillae) rr. orbitales – m. orbitalis a mm. tarsales Poškození krčního sympatiku: Hornerův trias pokles víček (obrna mm. tarsales), zúžení zornice (m. dilatator pup.) a enophtalmus (m. orbitalis) + vasodilatace a teplá kůže čela, snížená sekrece potu v obličeji. N. carotici ext. pleteň na této tepně pokračující po všech větvích. Např. pro ggl. oticum a submandibulare rr. laryngopharyngei (přidávají se k n. IX a X = plexus pharyngeus) n. cardiacus cervicalis sup. – do plx. cardiacus a. facialis n. card. cerv. sup. SMG Anterior to transverse processes of C2-4 16

Anterior to transverse processes of C6 and C7 Ganglion cervicale medium et inferius/ggl. stelatum a. car. com. rr. com grisei C4,5 MCG a. subcl. gl. thyr., parathyr. rr. com grisei C7,8 Th 1-3 n.cardiacus cerv. med. SG Ve výši pr. transversi C6 pregangliová vlákna jako rr. com. albi jdou z tr. sympatikus na rozhraní krční a hrudní míchy. Postgangliová vlákna: - rr. com. grisei – do nervů C4,5 - větve do plx. thyroideus inf. - n. cardiacus cervicalis med. spojka ke ggl. cervicale inf. – cervicothoracicum (stellatum) dvěma pruhy vláken kolem a. subclavia – ansa subclavia Gg.a cervicothoracicum před pr. transversi C7. Pregangliová vlákna z C8 a Th1-3 cestou rr. com. albi. Postgangliová vlákna: - rr. com. grisei C7,8 Th1-3 - větve do plx. subclavius – odtud na všechny její větve – do HK a také do plx. thyroideus inf. (HK tak má dvojí zdroj sympatiku – jednak cestou rr. com. grisei, jednak v periarteriálních pleteních. - n. vertebralis – plx. vertebralis – plx. basilaris (pro tepny zadní části circulus arteriosus cerebri) - n. cardiacus cerv. inf. plx vertebr. n. card. cerv. inf. Anterior to transverse processes of C6 and C7 17

Ggll. thoracica rr. com grisei - nn. intercost. nn. cardiaci th. rr. pulmonales rr. oesophagei 5 pregangl. f. rr. vasculares - aa. intercost. - aorta > plx. aorticus thorac. 9 n. splanchn. major 11 První hrudní ganglion je buď samostatné nebo splývá s ggl. cevicale inf. NN. splanchnici vedou jak šedá vlákna, tak (převážně) bílá vlákna nepřepojená. Přepojí se až v gangliích prevertebrálních. Vlákna jsou určena pro svalovinu trávicí trubice a její cévy. Obsahují též VS vlákna – vedou pocity z útrob a bolestivé pocity a představují aferentní rameno viscerálních reflexů. Postgangliová vlákna pak končí v pleteních intramurálního systému. V nn. splanchnici jsou též sekreční vlákna pro dřeň nadledviny. n. splanchn. minor n. splanchn. imus 18

Ggl. cerv.sup. Ggl. cerv. med. Ggl. cerv-th 19

Ganglia sacralia 4-5 Ganglion impar 1 Ganglia lumbalia 4-5 Ganglia sacralia 4-5 Ganglion impar 1 Rr. com. grisei (L1 – Co) Nn. splanchn. lumb. (plx. aorticus abd.) Nn. splanchn. sacrales (plx. hypogastr.) Ggl. lumbalia leží med. od m. psoas major Ggl. sacralia lež mediálně od foramina sacralia pelvina Pregangliová vlákna přichází jako rr. com. albi z L1-L3 ganglií Postgangliová - rr. comm. grisei jdou do všech lumbálních a sakrálních nervů pro sympatickou inervaci DK Nn. splanchnici lumbales – hlavně pregangliová vlákna, která se přepojí až v intramurálním systému orgánů. Jdou do plx. aorticus abdominalis - začíná těsně pod bránicí, opřádá celou břišní aortu, při bifurkaci aorty přechází na promontorium jako plx. hypogastricus sup. NN. splanchnici sacrales končí v plx. hypogastricus Rr. vasculares – vytváří pleteně na větvích a. iliaca int. Plx.ilacus dx. et sin. Pokračují podél cév DK jako plx. femoralis a navazující pleteně podél větví tepen DK To zn. že jak HK, tak DK má 2 cestay sympatické inervace: jednak přes rr. com. grisei, jednak přes pleteně kolem cév 20

Prevertebral ganglia Coeliacum Mesentericum sup. Aorticorenale Ggl. coeliacum Coeliacum Mesentericum sup. Aorticorenale Mesentericum inf. Ggl. mes. sup. Ggl. aorticor. Ggl. mes. inf. 22

Ggl. ciliare N. nasociliaris Ggl.cervic.sup. CN III E-W Ggl. ciliare afferents Ggl.cervic.sup. m. dilat. pup. vessels CN III E-W m. sph. pup. m. ciliaris Ggl. ciliare 23

nasal, paranasal, pharyng., palatal glands Ggl. pterygop. Ggl. pterygopalat. Nn. pterygop. Ggl.cervic.sup. SS + taste n. petr. prof. gl. lacrim. CN VII ncl.sal. sup nasal, paranasal, pharyng., palatal glands n. petr. major Ggl. pterygop. Canalis pteryg. 24

afferents from ant. 2/3 of tongue n. lingualis Ggl. submand. N. lingualis Ggl.cervic.sup. afferents from ant. 2/3 of tongue n. lingualis taste from tongue CN VII ncl.sal. sup. Chorda tymp. lingual glands gl. submand. gl. subling. Ggl. submand. 25

Ggl. oticum N. auriculotemporalis Ggl. oticum CN IX ncl.sal. inf. Plx. tympanicus CN IX ncl.sal. inf. Gl. parotis n. petr. min. n. tymp. Ggl.cervic.sup. glands of cheeks 26

Ncl. p. CN X pharynx,oesophagus, trachea, bronchi, lungs, heart, stomach, liver, kidneys, intestine to flex. coli sin., genital glands 27

Ncl. intermediolat. Sacral parasympathetic s. pregangl. f. - nn. splanch. pelvici to plx. hypog. sup. et inf. - ganglia pelvica > postgangl. f. - effectors intestine from flexura coli sin. organs of pelvis (except genital glands) erectile bodies of penis and clitoris 28

ANS innervates organs of thorax, abdomen and pelvis through mixed autonomic plexuses Plx. card. superf. et prof. Plx. aorticus thoracicus Plx. pulmonalis Plx. eosophageus 29

Abdomen Plx. aorticus abdom. coeliacus ... hepaticus, gastrici, lienalis, pancreaticus renalis et suprarenalis testicularis / ovaricus uretericus mesent. sup. (n. vagus) mesent. inf. (sacral parasymp.) Plexus aorticus abdominalis – odtud jdou pleteně podél cév – plx. coeliacus, gastricus, hepaticus, splenicus, duodenalis, pancreaticus, uretericus, testicularis/ovaricus, renalis, suprarenalis, dál podél větví a. mesenterica sup. et inf. až do plx. rectalis sup. 30

Pelvis * Plx. hypogastr. sup. ** N. hypogastr. dx. et sin. *** Plx. hypogastr. inf. * > plexus: rectales medii et inferiores vesicales prostaticus deferentialis uterovaginalis cavernosi penis / clitoridis ** Plexus hypogastricus sup. – nepárová pleteň, pokračování plx. aorticus při bifurkaci aorty a přes promontorium do malé pánve jako n. presacralis (spodní část pleteně). V této pleteni již nejsou vlákna z n. vagus. Odtud jdou vlákna přímo k pánevním orgánům nebo do plexus hypogastricus inf. a odtud k pánevním orgánům Pokračuje jako n. hypogastricus dx et sin., z ní vychází - plexus hypogastricus inf. – párová pleteń uložená po obou stranách rekta. Pleteň vybíhá ke všem pánevním orgánům – plx. rectalis, prostaticus .... Ty jsou prostoupeny ganglii, ve kterých se přepojují pregangliová vlákna sympatická i parasympatická. *** 31

32 Plx. hypogastr. sup. N. hypogastricus Plx. hypogastr. inf. Plx. vesicalis Plx. rectalis Plx. prostaticus 32

Enteric system ■ neurons and interneurons in the wall of digestive tube Plx. myentericus Auerbachi Plx. submucosus Meissneri ES carries out automatic functions. Neurons of ES release more than 20 different transmitters and modulators. ES coordinates the activity of all parts of the gut and related glands. It is formed by the network of preganglionic sympathetic and parasympathetic fibers, postganglionic parasymp. neurons, sensory neurons and interneurons. Motor neurons control the smooth muscle of the gut and local blood vessels, as well as secretion of the glandular cells of the mucosa. Plx. myentericus located between the inner circular and outer longitudinal muscle layers – controls motility of the gut Plx. submucosus located in the submucosa – controls secretory functions ■ plexuses contain small ganglia 33

Illustrations and photographs were copied from: Atlas der Anatomie des Menschen/Sobotta. Putz,R., und Pabst,R. 20. Auflage. München: Urban & Schwarzenberg, 1993 Netter: Interactive Atlas of Human Anatomy. Windows Version 2.0