一、自主神经系统的定义
自主神经系统(Autonomic Nervous System),是脊椎动物的末梢神经系统,由躯体神经分化、发展,形成机能上独立的神经系统。单一地或主要地由传出神经组成,受大脑的支配,但有较多的独立性,特别是具有不受意志支配的自主活动。
自主神经系统是外周传出神经系统的一部分,能调节内脏和血管平滑肌、心肌和腺体的活动,又称植物性神经系统、不随意神经系统。由于内脏反射通常是不能随意控制,故名自主神经系统。自主神经系统可分为交感神经(Sympathetic Nerve)及副交感神经(Parasympathetic Nerve)(也称迷走神经)两部分。人们很早就注意到:情绪紧张、疼痛或损伤等情况有特别明显的自主性反应。
哺乳纲动物的自主神经系统包括从胸、腰部脊髓侧柱发出的交感神经和从脑干、骶部脊髓发出的副交感神经。一般内脏器官都由交感与副交感神经的双重支配。
二、自主神经系统的功能
1.交感神经与副交感神经的拮抗作用
交感、副交感神经对于接受双重神经支配的器官的作用,一般是相互拮抗的。例如交感神经使心搏加速,胃肠运动变慢;副交感神经使心搏变慢,胃肠运动加强。但这种拮抗作用是相辅相成的。此外交感神经兴奋时常伴有肾上腺髓质的分泌,因此称交感肾上腺系统。副交感神经兴奋时常伴有胰岛的分泌,所以又称迷走—胰岛系统。从能量代谢的角度看,交感神经的功能可促进能量消耗,而副交感神经的功能则加强能量储存,这两者也是相辅相成的。因为消耗后更便于储存,而储存正是为了以后的消耗。
2.紧张性效应
在安静状态下,自主神经纤维经常有低频的传出冲动传到效应器,起着轻微的经常刺激性作用,称紧张性效应。例如切断支配心脏的迷走或交感神经,可分别使心搏加快或减慢,这说明未切断前迷走神经使心搏减慢,交感神经使心搏加速。
3.交感—肾上腺活动与应急反应
当动物遇到各种紧急情况,如剧烈运动、失血、酷寒时,机体会发生一系列交感—肾上腺系统活动广泛加强的现象叫应急反应(应激反应)。美国生理学家W.B.坎农根据这种反应提出了应急学说。这些反应包括:心搏加速、皮肤及内脏血管的广泛收缩、支气管扩张、肝糖原分解加速等,其生理意义在于动员机体各种潜在力量以适应环境的剧变。如果切除动物的交感神经链,则动物应付紧急情况的能力就大为减弱。
4.化学传递
交感或副交感神经的节前纤维末梢所释放的递质都是乙酰胆碱:全部副交感神经的节后纤维末梢以及支配汗腺等少数器官的交感神经节后纤维末梢的递质也是乙酰胆碱,大部分交感神经节后纤维末梢的递质是去甲肾上腺素。
自主神经系统的中枢从脊髓直到大脑皮层的各个水平都有调节与控制自主功能的中枢。它们都能影响交感与副交感神经活动。在下丘脑似乎集中着那些专门影响交感活动的神经元。因此下丘脑有时被称为自主神经系统的头(神经)节。由于下丘脑还有重要的控制内分泌活动的功能,所以下丘脑又是内分泌的重要整合中枢。边缘系统包括海马、隔区、扣带回、杏仁核等,是自主神经系统的更高级中枢。但对各级水平的中枢神经元之间的详细组构方式及其作用路径和机制,均有待深入研究。
三、自主神经功能失调
自主神经系统直接或间接调节内脏器官的功能活动,维持机体内外环境的平衡。一旦功能紊乱,即可导致内脏功能活动的失调。自主神经功能失调,症状表现主要是自主神经控制的系统或器官(如心血管、胃肠道、呼吸、泌尿及生殖系统等)的躯体障碍。
自主神经功能紊乱的主要表现:①呼吸系统可出现呼吸深度和频率的变化;②心血管系统可出现阵发性高血压、周期性低血压、窦性心动过速或过缓以及类似心肌梗死的表现;③消化系统可出现胃肠功能及消化液分泌障碍;④泌尿系统可出现尿频、尿急、排尿困难,甚至尿失禁或尿潴留;⑤如症状为发作性,可表现为面部潮红、出汗异常、瞳孔扩大或缩小、心动过速或过缓、流涎、寒战、腹痛等;⑥其他可产生性功能紊乱、睡眠障碍等。
四、自主神经系统与维持人体最佳状态的关系
专家们总是形象地将交感神经系统比喻成汽车的油门系统,将副交感神经系统比喻成刹车系统。汽车要想安全、快捷地行驶在道路上,油门系统和刹车系统必须都要好,而且二者要配合默契。我们的军人在完成重要的军事任务,运动员要在重大的比赛中取得好成绩,外科医生在进行一场非常复杂的脑科或眼科手术,学生们在面对高考,这些任务都要求人体调动最好的状态,长时间集中注意力而工作。这时,需要保持一种积极、专注、愉快、放松的最佳状态,也就是需要我们的油门和刹车配合自如,交感神经和副交感神经都处于高活跃而相互平衡的状态。现在可以有非常精确的科学仪器,在任务状态下检测自主神经系统的功能状态,也可以通过科学、系统的人机交互训练的方式提高自主神经系统的活性和平衡性。