FISIOLOGIA DEL SISTEMA NERVIOSO AUTONOMO DRA. ROXANA VILLACORTA ACOSTA Médico – Reumatólogo Miembro de la Sociedad Peruana de Reumatología DR. EDGAR FERMÍN YAN QUIROZ Médico Cirujano

REGULACION E INTEGRACIÓN SISTEMA NEUROENDOCRINO HIPOTALAMO SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA NERVIOSO REGULACION E INTEGRACIÓN Vía sistémica Ajustes lentos y generalizados Hormonas vertidas a la sangre FUNCIONES ORGANICAS HOMEOSTASIS -Cerebro -Médula espinal -Acción consciente -Percibe el m. ext. SNP SNC sensitivo División Eferente División Aferente Sistema Autónomo Sistema somático - Actividad voluntaria - Contracción M . esquelético -Ajustes rápidos M. liso M. cardíaco Gl. Exocrinas REFLEJOS VISCERALES -Simpático -Parasimpático Regulación Funciones corporales

ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO AUTONOMO DIVISIÓN SIMPÁTICA: Segmentos medulares Toraco-Lumbar : T1 –L2 Asta Intermediolateral: Soma de la neurona vegetativa preganglionar Ramo comunicante blanco: Fibras pregaglionares ingresan a la cadena ganglionar. Cadena ganglionar Paravertebral: - Cervical Superior, Medio, Inferior - Ganglios correspondientes a cada segmento medular T1 – L2 Ramo comunicate gris: Algunas fibras postganglionares emergen por el nervio espinal. Ganglios Prevertebrales: Ganglio Celíaco, Mesentérico Sup, e Inf. Fibras Simpáticas Postganglionares: Sinapsis en Gl. Paravertebral o Prevertebral y terminan en el órgano efector.

DIVISION SIMPATICA Pupilas Glándulas salivales Corazón Bronquios de los pulmones Hígado Estómago Intestino delgado Glándula suprarrenales Riñon Intestino grueso Recto Vejiga Genitales

RUTAS DE LAS FIBRAS SIMPATICAS A nivel ganglionar las fibras preganglionares: 1) Hacen sinapsis con la N. postganglionar en el nivel medular en que penetran 2) Suben o bajan por la cadena de ganglios y hacen sinapsis en un ganglio Paravertebral de diferente nivel. 3) Recorren distancias largas y hacen sinapsis en un Ganglio Prevertebral 4) Las Fibras Postganglionares ingresan de nuevo al N. espinal ( Ramo comunicante gris) (Vasos sanguíneos, gl.sudoríparas, m.piloerector ). 5) Siguen un trayecto largo desde el asta intermediolateral hacia la médula suprarrenal (gránulos cromafínicos) para liberar Adrenalina (Ad).

1 2 1 3 2 3 3 Raíz posterior Piel Rama gris Rama blanca Neurona aferente 1 Neurona aferente Interneurona Piel 3 2 Neurona postganglionar Asta intermedio lateral Neurona preganglionar Rama gris Rama blanca Neurona eferente 3 3 Neurona postganglionar Ganglio de la cadena simpática Ganglio simpático Músculo Estómago

DIVISION PARASIMPATICA Segmentos Cráneo – sacro - Núcleos de los pares craneales : III, VII, IX, X - Segmentos sacros : S2, S3, S4 Ganglios de relevo: Ganglio Ciliar ( III ) G. Esfenopalatino ( VII ) G. Submaxilar ( VII ) G. Ótico ( IX ) G. localizados en el órgano efector (X) El X par tiene el 75% de fibras parasimpáticas: - Plexo Cardiovascular - Plexo Aparato Respiratorio - Plexo Tracto Gastrointestinal (1/2 superior colon) - Uréteres (1/3 superior) Fibras postganglionares S2, S3, S4 (N. Pélvico) ½ distal colon, recto, ano; ½ inferior uréteres, vejiga, Genitales externos (erección).

DIVISION PARASIMPATICA

SISTEMA AUTONOMICO - DIVISIÓN SIMPÁTICA - DIVISIÓN PARASIMPÁTICA

DIVISIÓN QUÍMICA DEL S.N.A. En base al Neurotransmisor liberado División Colinérgica: Acetilcolina (Ach) División Noradrenérgica: Noradrenalina, Adrenalina ( Nad, Ad ) NEURONAS COLINÉRGICAS: - Todas las fibras preganglionares simpáticas y parasimpáticas - Todas las fibras post ganglionares parasimpáticas - Algunas fibras post ganglionares simpáticas ejm. Gl.sudoríparas, vasos sanguíneos cutáneos, m. piloerector NEURONAS NORADRENERGICAS: - Fibras post ganglionares simpáticas

F. Preganglionares F. Preganglionares Sinapsis Sinapsis NEURONAS NORADRENERGICAS Simpático Parasimpático NEURONAS COLINERGICAS Ach Ach F. Preganglionares Fibras tipo B (miellinicas) Velocidad: 3-15 m/sg F. cortas Neurotransmisor ACh F. Preganglionares Fibras tipo B (miellinicas) Velocidad: 3-15 m/sg F. largas Neurotransmisor ACh Sinapsis Ganglio Paravertebral Ganglio Prevertebral Médula suprarrenal Sinapsis Ganglio pequeño cercano al efector Neuronas de los plexos Ach Glándulas sudoríparas Vasos sanguíneos cutáneos Adrenalina Corazón Vasos sanguíneos F. Postganglionares -Fibras largas -Nad, Ad, ACh -Efecto Enérgico y Generalizado Ach Glándulas Músculo liso Corazón F. Postganglionares -Fibras cortas - ACh -Efecto poco Enérgico, pero localizado Nad Corazón Vasos sanguíneos

TRANSMISION QUIMICA EN LOS GANGLIOS SIMPATICOS POTENCIAL DURACION TRANSMISOR RECEPTOR PPSE RÁPIDO 30 msg ACETILCOLINA (Ach) NICOTINICO PPSE LENTO 30 seg ACETILCOLINA M2 TARDIO 4 min GnRH PPSI LENTO 2 seg DOPAMINA D2

Biosíntesis y degradación de los neurotransmisores: Neurotransmisor colinérgico Axon terminal Mitocondria Acetil CoA Coa Acetilcolina Colinacetiltranferasa Colina Vesícula sináptica Receptor colinérgico Colina Acetato CÉLULA POSTSINÁTPICA Acetilcolinesterasa

BIOSINTESIS Y DEGRADACION DE LOS NEUROTRANSMISORES α2 α2 NEUROTRANSMISOR NORADRENERGICO NEUROTRANSMISOR COLINERGICO

RECEPTORES COLINERGICOS UBICACION TIPO DE RECEPTOR TRANSDUCCIÓN CELULAR NICOTINICOS Tipo I Tipo II Ganglios autonómicos Médula suprarrenal SNC M. Esquelético (placa motora Teminal) Excitatorio Apertura de canales iónicos (Na+ ↑) MUSCARINICOS M1 M2 M3 Ganglios autonómicos, SNC Músculo Cardíaco Músculo liso, Glándulas Secretoras Inhibitorio ↑ IP3 /DAG ↓ ACA, ↓ AMPc ↑ IP3 / DAG

RECEPTORES NORADRENERGICOS UBICACIÓN TIPO DE RECEPTOR TRANSDUCCIÓN CELULAR ALFA 1 ( α 1 ) ALFA 2 ( α 2 ) M. Liso vasos sanguíneos Membrana presináptica de F. preganglionares M. Liso de vasos sanguíneos Excitatorio Inhibitorio ↑ IP3 /DAG ↓ ACA, ↓ AMPc BETA 1 ( β 1 ) BETA 2 ( β 2 ) BETA 3 (β 3 ) Músculo Cardíaco Músculo liso vascular, TGI, Tracto Bronquial Utero Membrana presináptica de F.preganglionares Tejido adiposo, Placenta ↑ACA, ↑ AMPc ↓ACA, ↓ AMPc

ORGANO EFECTOR RESPUESTA COLINERGICA RESPUESTA NORADRENERGICA TIPO DE RECEPTOR OJO M. Radial iris Esfínter del iris - M. Ciliar ------------- Miosis Visión cercana α1 β2 Contracción (midriasis) --------------- Relajación Visión lejana CORAZÓN Nodo SA Aurículas -Nodo AV -Has His-Purkinje -Ventrículos Cronotropismo (-) Inotropismo (-) Dromotropismo (-) Dromotropismo(-) β1 Cronotropismo (+) Inotropismo (+) Dromotropismo (+) ARTERIOLAS -Coronarias -Piel y mucosas -M. esquelético -Cerebral -Pulmonar -Visceras abdomen -Gl. Salivales Constricción Dilatación ---------- α1,α2 constricción Contricción

RESPUESTA NORADRENERGICA ORGANO EFECTOR RESPUESTA COLINERGICA RESPUESTA NORADRENERGICA TIPO DE RECEPTOR VENAS SISTEMICAS -------- α1 β2 Constricción Dilatación PULMONES -M. bronquial -Gl. Bronquiales Contracción Estimulación Relajación Inhibición ESTOMAGO -Motilidad y tono -Esfínteres -Secreción Aumento α1,α2,β2 Disminución INTESTINO α2 Inhíbición VESICULA Y CONDUC. BILIAR VEJIGA -Detrusor -Trígono y esfínter

RESPUESTA NORADRENERGICA ORGANO EFECTOR RESPUESTA COLINERGICA RESPUESTA NORADRENERGICA TIPO DE RECEPTOR URETERES -Motilidad y Tono Aumento α1 UTERO Variable α1,β2 ORGANOS SEXUAL MASCULINO Erección Eyaculación PIEL -Músculos pilomotores -Gl. Sudoríparas --------- Secreción Generalizada Contracción Secreción ligera Localizada MEDULA SUPRARRENAL Sercreción de Ad y Nad ------ ------- GLÁNDULAS LAGRIMALES α PANCREAS -Acinos -Islotes Aumento secreción ↑ Insulina, Gluca α2 β2 Secreción disminuída Disminución Incremento

COMPARACION ANATOMICA Y FISIOLOGICA DEL S.N.A. CARACTERISTICAS SIMPATICO PARASIMPATICO FUNCIÓN Prepara al organismo para la acción Función Catabólica Conserva y almacena energía Función Anabólica EFERENCIA División Toracolumbar (T1 – L2) División Craneosacra III, VII , IX, X S2, S3, S4 FIBRAS PREGANGLIONARES Mielínicas tipo B Velocidad 3 – 15 m/seg Mielínicas Tipo B Velocidad 3 –15 m/seg GANGLIOS Paravertebrales Prevertebrales: Celíaco, Mesen sup, inf Pequeños próximos a las vísceras (ciliar, esfeno palatino,submaxilar, ótico) ó Células en los plexos. NEUOTRANSMISOR EN EL GANGLIO Acetilcolina FIBRAS POSTGANGLIONARES Largas, Amielínicas Tipo C 0.7- 2m/sg Cortas, Amielínicas ACTIVIDAD CARACTERISTICA Enérgica y Difusa Poco Enérgica y Precisa NEUROTRANSMISOR F.POSTGANGLIONAR Noradrenalina ( la mayoría) Acetilcolina (sólo algunas como Gládulas Sudoríparas etc.) Acetilcolina en todas las terminaciones

INERVACIÓN AUTONOMA DEL OJO Ganglio cervical superior Músculo elevador del parpado superior Segmento medular T1 M. dilatador de la pupila (α1) Ganglio ciliar M. esfínter de la pupila F. SIMPATICAS: Elevación párpado superior Midriasis F. PARASIMPÁTICAS: Miosis Mesencéfalo

INERVACIÓN AUTONOMA DE LAS GLÁNDULAS LAGRIMAL, SUBLINGUAL Y SUBMAXILAR PUENTE Núcleo Salivatorio Superior (VII) Nervio cigomático Ganglio trigeminal Glándula lagrimal Nervio maxilar I NEURONA N. petroso superficial mayor Ganglio pterigopalatino Nervio intermediario Nervio vidiano Ganglio geniculado Cuerda del tímpano F. PARASIMPÁTICAS ↑ secreción glandular Secreción acuosa profusa F. SIMPATICAS: ↓ secreción lagrimal Secreción espesa y viscosa Ganglio simpático cervical superior II NEURONA Nervio lingual Plexo Carotídeo externo Ganglio raquídeo Ganglio submaxilar Núcleo del asta intermedio lateral (T-1) I NEURONA Glándula Sublingual (α1) Glándula submaxilar (α1) Médula espinal Arteria carótida común

POSGANGLIONAR SIMPÁTICA Núcleo del asta intermedio INERVACIÓN DE LA GLÁNDULA PARÓTIDA Nerv. auriculotemporal BULBO RAQUIDEO Núcleo salivatorio inferior (IX) Ganglio trigeminal Ganglio ótico Nervio petroso menor NEURONA PREGANGLIONAR PARASIMPÁTICA Plexo timpánico PARÓTIDA F. PARASIMPÁTICAS ↑ secreción glandular F. SIMPATICAS: ↓ secreción glandular Ganglio inferior Nervio timpánico Ganglio simpático cervical superior NEURONA POSGANGLIONAR SIMPÁTICA Arteria carótida externa Núcleo del asta intermedio lateral (T-1) NEURONA PREGANGLIONAR SIMPÁTICA Arteria carótida común

INERVACIÓN AUTÓNOMA DEL CORAZÓN Y PULMONES Ganglio simpático cervical superior Bulbo raquídeo Ganglio simpático cervical medio Núcleo motor dorsal del X Ganglio simpático cervical inferior F. SIMPÁTICAS: Corazón (ß1): Cronotropismo + Inotropismo + Batmotropismo + Dromotropismo + Pulmones: Broncodilatación (ß2) ↓ Secreción glandular F. PARASIMPÁTICAS: Corazón (M2): Cronotropismo - Inotropismo - Batmotropismo - Dromotropismo – Broncoconstricción  Secreción glandular Corazón T2 – T4 Pulmones

Sistema Adenil Ciclasa - Simpático Adrenalina MIOCITO Ad Canal de Ca2+ AMPc dependiente tipo L 1 1  2 Membrana Celular Proteína G AC Apertura Cierra Citoplasma AMPc ATP Proteína Quinasa Activa Metabolismo Proteína Quinasa Inactiva  Canales Iónicos  Expresión de Genes

Sistema Adenil Ciclasa - Parasimpático Vesícula de Ach Adenilato ciclasa Proteina Gi Proteina Gi Apertura de canales de K+ Receptor M2 NODO SINUSAL

BARORREPTORES: Vías AFERENCIAS EFERENCIAS Centro Vasomotor Área Vasoconstrictora Área Vasodilatadora Área Sensorial N. Vago Haz Bulboespinal N. Glosofaríngeo N. Vago Corazón Seno Carotídeo Barorreceptores Aórticos Arteriolas y vénulas Medula Suprarrenal EFERENCIAS

PA Corteza cerebral Corazón Sist. Límbico Hipotálamo Tempera tura Núcleo del tracto solitario IX PAR Seno carotídeo BR X PAR Glu Glu Arteria carótida común Núcleo motor dorsal del vago Núcleo caudal e intermedio GABA Núcleo rostral Tracto bulboespinal Aorta BR PA Nodo AV Segmento medular T2 – T4 Nodo SA Corazón Glándula adrenal (Médula) Venas Disminución de la actividad simpática Glu Glutamato Arteriolas

Núcleo Paraventricular Corteza del Cíngulo Corteza Insular Núcleo Central de la Amígdala Área Hipotalámica lateral Núcleo Motor Dorsal del Vago Aferencia del Nervio Glosofaríngeo Aferencia del Nervio Vago Núcleo ambiguo Eferencia del Nervio Vago Núcleo del Fascículo Solitario

Estimula Centro Vasoconstrictor  Presión Arterial (< 80 mmHg)  Disponibilidad de O2  Hidrogeniones  CO2 Excitación de Quimiorreceptores Via IX y X Par Centro Vasomotor Estimula Centro Vasoconstrictor Estimula Medula suprarrenal  Actividad Simpática Noradrenalina Vasoconstricción Periférica  Actividad cardiaca  Presión Arterial

Excitación intensa del Centro Vasoconstrictor  Presión Arterial (< 60 mmHg)  Flujo sanguíneo en Centro Vasomotor  CO2  Ácido láctico Excitación intensa del Centro Vasoconstrictor Estimula Medula suprarrenal  Actividad Simpática Noradrenalina Vasoconstricción Periférica  Actividad cardiaca  Presión Arterial

ACCIONES DE LA ADRENALINA SOBRE LOS VASOS SANGUÍNEOS La maquinaria Beta 1 produce mioconstricción por el sistema de la Troponina - Tropomiosina Vasoconstricción Riñones, Intestino, Bazo y la Piel Vaso sanguíneo intestinal Mecanismo: PLC, PIP3 - DAG Receptor α1 Vasodilatación Adrenalina Vaso sanguíneo del músculo esquelético Receptor ß2 Mecanismo: Adenilciclasa, AMPc La maquinaria Beta 2 produce relajación a través del sistema Calcio - calmodulina. el sistema Ca - Calmodulina, inhibe la quinina de fosforilación, esto impide que se active la miosina y produce relajación

Ganglio simpático cervical medio INERVACIÓN SIMPÁTICA DE LAS ARTERIAS DEL MIEMBRO SUPERIOR Arteria braquial Ganglio simpático cervical medio A través de ramas del plexo braquial Ganglio simpático cervical inferior T2 – T8 Vasos del m. esquelético Vasodilatación

A través de las ramas de los plexos lumbar y sacro INERVACIÓN SIMPÁTICA DE LAS ARTERIAS DE LA EXTREMIDAD INFERIOR Arteria femoral T10 – L2 A través de las ramas de los plexos lumbar y sacro Ganglios simpáticos lumbar y sacro Vasos del m. esquelético Vasodilatación

Tejido conectivo elástico Célula endotelial Ach Tejido conectivo elástico Músculo liso vascular

Sistema Guanilil Ciclasa-GMPc IP2 DAG Célula Endotelial L-Arginina IP3 PLC  Ca++ Calmodulina  PG NOSa Retículo endoplásmico Ca++ Citrulina Acetilcolina R NOSi NO  GMPc GTP Guanilato ciclasa soluble  Músculo Liso Vascular Proteína Cinasa G  Miosina-P inactiva Miosina Actina VASODILATACIÓN Relajación

INERVACIÓN AUTÓNOMA DEL TRACTO GASTROINTESTINAL Núcleo motor dorsal del vago Bulbo raquídeo Ganglio celíaco F. SIMPÁTICAS: ↓ peristaltismo ↓ secreción glandular Contracción de esfínteres F. PARASIMPÁTICAS: ↑ peristaltismo ↑ secreción glandular Relajación de esfínteres Ganglio mesentérico superior Ganglio mesentérico inferior L1 – L2 S2, S3, S4

INERVACIÓN AUTÓNOMA DEL RIÑÓN Núcleo motor dorsal del nervio vago F. SIMPÁTICAS: Actua sobre los receptores α1 de las células yuxtaglomerulares secretando Renina Bulbo raquídeo Segmentos torácicos de la médula espinal Glándula suprrarrenal Plexo renal Ganglio renal en el plexo renal Ganglio de la cadena simpática Riñon

La corteza suprarrenal es una verdadera glándula endocrina La médula suprarrenal es un ganglio simpático modificado Glándula suprarrenal La célula cromafín es una neurona simpática postganglionar modificada Riñon Vaso sanguíneo Fibra simpática preganglionar (Nervio esplácnico mayor) La adrenalina es una neurohormona que entra en la sangre Médula suprarrenal Médula espinal Hacia los órganos o tejidos diana

T10 – L2 S2 – S4 S2 – S4 INERVACIÓN SENSITIVA DE LA VEJIGA Fase de Almacenamiento Al tiempo que la orina se acumula en la vejiga, ésta comienza a distenderse, provocando bajos niveles de aferencias (Activación de baja frecuencia) hacia la médula sacra a través del nervio pelviano RIÑON T10 – L2 Nervio Pelviano S2 – S4 Ganglio mesentérico inferior VEJIGA Ganglio de la Raíz Dorsal Nervio Pelviano Esfínter vesical interno (α1) Núcleo de Onuf S2 – S4 Esfínter vesical externo

Tronco simpático T10 – L2 S2 – S4 S2 – S4 INERVACIÓN DEL MÚSCULO DETRUSOR DE LA VEJIGA Y DEL ESFÍNTER VESICAL INTERNO F. SIMPÁTICAS: Relajación del músculo detrusor  ↑ Almacenamiento de orina Contracción de esfínter vesical interno Tronco simpático F. PARASIMPÁTICAS: Contracción del músculo detrusor Relajación de esfínter vesical interno RIÑON T10 – L2 S2 – S4 Ganglio mesentérico inferior VEJIGA Plexo hipogástrico Nervio Hipogástrico Nervio esplánico pelviano Nad Nad Esfínter vesical interno (α1) Núcleo de Onuf Nervio pudendo S2 – S4 Esfínter vesical externo Nad = Noradrenalina

Contracción y Relajación del Músculo Detrusor de la Vejiga Vamos a hacer un detalle del mecanismo molecular de esos 2 receptores encerrados en circulo Recordando que los receptores ß1, ß2 y ß3 tienen el mismo mecanismo de acción, al menos hasta la formación de AMPc Ouslander J. Management of Overactive Bladder. NEJM 2004; 350: 786 – 799.

Contracción y Relajación del Músculo Detrusor de la Vejiga Nervio Parasimpático Nervio Simpático Líquido extracelular M3 Proteína G PLC PIP2 Receptor B - 3 Proteina G Adenilciclasa Ca2+ PIP3 DAG AMPc ATP Retículo sarcoplásmico Contracción Relajación Cadena Ligera de Miosina Cinasa inactiva Cadena Ligera de Miosina Cinasa activa Actina Actina ADP P Incremento de la tensión del músculo Miosina inactiva Miosina ATPasa activa

INERVACIÓN AUTÓNOMA DEL CONDUCTO ANAL Tronco simpático F. SIMPÁTICAS: - Contracción esfínter anal F. PARASIMPÁTICAS: - Relajación esfínter anal T11 – L2 S2 – S4 Ganglio mesentérico inferior Esfínter INTERNO involuntario del canal anal Ano

Cuerpo cavernoso y esponjoso INERVACIÓN AUTÓNOMA DEL APARATO REPRODUCTOR MASCULINO Tronco simpático F. SIMPÁTICAS: Eyaculación Contracción del m. liso del conducto deferente, vesículas seminales y próstata F. PARASIMPÁTICAS: Erección Vasodilatación de las arterias del tejido eréctil (cuerpos esponjoso y cavernoso) L1 – L2 Conducto deferente Vesícula seminal S2 – S4 Plexos hipogástricos Próstata Cuerpo cavernoso y esponjoso

Fibras aferentes para el dolor A través de los plexos hipogástricos INERVACIÓN AUTÓNOMA DEL ÚTERO Fibras aferentes para el dolor F. SIMPÁTICAS: - Contracción uterina y vasoconstricción F. PARASIMPÁTICAS - Relajación uterina T10 – T12 Tronco simpático Útero T12 – L1 A través de los plexos hipogástricos A través de los plexos hipogástricos S2 – S4

SISTEMA SIMPATICO Prepara para la “huida o defensa” Función Catabólica Prepara para la “huida o defensa” Palidez : vasoconstricción redistribución sanguínea (m.cardíaco, m.esquelético) ↓ umbral de la formación reticular (alerta, despierto) Cabellos se “paran” (m. piloerector) Párpado superior abierto, Midriasis ↑ FC, ↑ RPT, ↑ PA Dilatación bronquial, ↑ flujo respiratorio ↓ motilidad intestinal Esfínteres anal y vesical inhibidos ↑ glándulas sudoríparas (lib. energía) ↑ glucosa y AGL séricos (energía) SISTEMA SIMPATICO

RED AUTÓNOMA CENTRAL Lengua Corteza sensitiva insular anterior Núcleo Ventral Posterior Parvocelular del Tálamo Complejo Amigdaloide Núcleo Parabraquial Hipotálamo Mesencéfalo Ganglio geniculado Nervio intermedio Cuerda del timpano Núcleo del tracto solitario Lengua 2/3 anteriores: VII par (Nervio facial) Ganglio inferior I NEURONA

SISTEMA PARASIMPATICO Función Anabólica Párpados superior caídos o cerrados Miosis Frecuencia cardíaca ↓ Presión Arterial Media ↓ Respiración ruidosa y lenta Actividad peristáltica excesiva Deseos de Defecar u Orinar