Het autonome zenuwstelsel bestaat uit het sympathisch, parasympathisch en enterisch zenuwstelsel (wordt in dit stuk niet op ingegaan). Via efferente zenuwbanen (zenuwvezels die vanuit het centrale zenuwstelsel naar het doelorgaan leiden) worden onbewuste processen in het lichaam gereguleerd, zoals pupilgrootte, hartslag, ademhaling, speekselproductie, vertering en aanspanning van de blaas. Het sympathisch en parasympathisch zenuwstelsel hebben verschillende functies. Daarnaast gebruiken ze (deels) andere typen neurotransmitters en receptoren.

De impulsgeleiding van het autonome zenuwstelsel gaat door middel van twee achter elkaar geschakelde neuronen die het centrale zenuwstelsel (CZS) en het perifere zenuwstelsel (PZS) met elkaar verbinden (AFBEELDING 1). Vervolgens kan er een respons opgewekt worden in een effectorcel (bijv. een klier- of hartspiercel). De geleiding gaat globaal als volgt: preganglionair neuron (gelegen in het CZS) —> contact tussen preganglionair neuron en postganglionair neuron in het ganglion —> postganglionair neuron (gelegen in het PZS) —> effectorcel. Hieronder volgt een uitgebreidere omschrijving van dit proces.

Het cellichaam van het preganglionaire neuron bevindt zich in het CZS. De uitloper (axon) van het preganglionaire neuron verlaat het CZS en maakt contact met het postganglionaire neuron die zich bevindt in een ganglion (zenuwknoop). Een ganglion is een groep cellichamen van neuronen in het perifere zenuwstelsel die in clusters bij elkaar liggen en meestal dezelfde functie hebben [1]. Het axon van het postganglionaire neuron verlaat het ganglion en geeft de zenuwimpuls uiteindelijk door aan de effectorcel, waarna er een respons optreedt (bijvoorbeeld het versnellen van de hartslag).

Het sympathisch zenuwstelsel mobiliseert het lichaam om arbeid te verrichten [2]. Het sympathisch zenuwstelsel wordt geassocieerd met ‘fight, flight or freeze’ situaties in stressvolle omstandigheden, waarbij het lichaam wordt voorbereid om snel te kunnen handelen. De pupillen zullen bijvoorbeeld vergroten en de hartslag zal toenemen.

De uitlopers van de preganglionaire neuronen van het sympathische zenuwstelsel ontspringen thoracaal en lumbaal in het ruggenmerg. Via een ganglion, bijvoorbeeld in de grensstreng (een aaneenschakeling van ganglia parallel lopend aan de wervelkolom), gaan de preganglionaire neuronen over in postganglionaire neuronen, welke vervolgens het doelorgaan zullen bereiken.

Extra:
Er zijn twee verschillende soorten ganglia te onderscheiden op basis van de anatomie: de paravertebrale ganglia en de prevertebrale ganglia. De paravertebrale ganglia lopen naast het ruggenmerg en vormen de grensstreng. De prevertebrale ganglia liggen tussen de paravertebrale ganglia en de doelorganen in (AFBEELDING 2). Deze voorzien verschillende organen, klieren en het enterische zenuwstelsel van het maag-darmstelsel. Voorbeelden van prevertebrale ganglia zijn de ganglia coeliacia, ganglion mesentericum superius en inferius.

Het parasympathisch zenuwstelsel is over het algemeen betrokken om het lichaam tot rust te laten komen, waardoor de term ‘rest and digest’ geassocieerd wordt met het parasympathisch zenuwstelsel. De uitlopers van de preganglionaire neuronen van de parasympathicus ontspringen craniaal vanuit de hersenstam en sacraal bij het ruggenmerg. Op craniaal niveau zijn verschillende hersenzenuwen betrokken bij het parasympathisch zenuwstelsel. Dit zijn de n. oculomotorius (III), n. facialis (VII), n. glossopharyngeus (IX) en de n. vagus (X). Op AFBEELDING 3 worden de functies van deze hersenzenuwen kort genoemd.

Sacraal ontspringen de zenuwen voor de beheersing van de genitaliën, de blaas en delen van de dikke darm. Ook bij het parasympathisch zenuwstelsel gaan preganglionaire neuronen over in postganglionaire neuronen in een ganglion, maar in dit geval spreekt men niet van paravertebrale of prevertebrale ganglia. De ganglia van het parasympathische zenuwstelsel liggen in of dichtbij het doelorgaan (AFBEELDING 2).

Neurotransmitters zijn stoffen die vrijkomen vanuit de uiteinden van axonen. Ze komen terecht in de synapsspleet en binden vervolgens op een receptor van het postsynaptisch membraan van andere neuronen of effectorcellen (AFBEELDING 4). Op die manier kan een signaal worden doorgegeven. De neurotransmitters van het parasympathisch en sympathische zenuwstelsel vertonen overeenkomsten, maar ook verschillen (AFBEELDING 5).

• Overeenkomsten: zowel bij het sympathische als parasympathische zenuwstelsel worden signalen tussen de pre- en postganglionaire neuronen via de neurotransmitter acetylcholine doorgegeven. Acetylcholine, afgegeven door het preganglionaire neuron, grijpt daarbij aan op de nicotine receptoren van het postganglionaire neuron.

• Verschillen:

  • Parasympathisch zenuwstelsel: gebruikt de neurotransmitter acetylcholine om signalen tussen de postganglionaire neuronen en de effectorcellen over te dragen. De effectorcellen bevatten muscarine receptoren waaraan acetylcholine kan binden. Daarom heet het ook wel het cholinerge systeem.

    Achtergrond acetylcholine: acetylcholine wordt aangemaakt via choline en acetyl co-enzym A in het cytoplasma van de synaptische uiteinden van een axon. Vervolgens wordt het opgeslagen in synaptische blaasjes (AFBEELDING 6). Na stimulatie van een neuron komt acetylcholine vrij in de synapsspleet en activeert de receptoren op het postsynaptisch membraan. Om ervoor te zorgen dat het postsynaptisch membraan niet continue wordt gestimuleerd, zal het enzym acetylcholinesterase acetylcholine in de synapsspleet afbreken. Tijdens dit proces komen choline en acetaat vrij. Choline wordt weer opgenomen in het axon en zal hergebruikt worden voor de aanmaak van nieuw acetylcholine.

  • Sympathisch zenuwstelsel: gebruikt de neurotransmitters noradrenaline (norepinefrine) en adrenaline (epinefrine) om signalen tussen de postganglionaire neuronen en de effectorcellen over te dragen. Daarom heet het ook wel het adrenerge systeem. Adrenaline en noradrenaline grijpen aan op de alfa- en bètareceptoren van de effectorcellen. Alleen de zweetklieren vormen een uitzondering; deze worden aangestuurd via het sympathische zenuwstelsel door middel van de neurotransmitter acetylcholine die inhaakt op muscarine receptoren.

    Achtergrond adrenaline/noradrenaline: adrenaline wordt voornamelijk in de bijnieren gemaakt en afgegeven aan het bloed. Noradrenaline wordt aangemaakt in neuronen en afgegeven als een neurotransmitter, maar kan ook door de bijnieren worden aangemaakt en daarna worden afgegeven aan het bloed. Zowel adrenaline en noradrenaline behoren tot de catecholamines (beide bevatten een catecholring en een aminogroep). De synthese gaat als volgt (de enzymen zijn tussen haakjes weergegeven): tyrosine —> (tyrosinehydroxylase) —> L-Dopa —> (dopa decarboxylase) —> dopamine —> (dopamine bèta-hydroxylase) —> noradrenaline —> (phenylethanolamine N-methyltransferase) —> adrenaline.

De catecholamines die in het bloed circuleren worden afgebroken door enzymen zoals catechol-O-methyltransferase (COMT). Noradrenaline dat is vrijgekomen in de synapsspleet wordt weer opgenomen door het axon, diffundeert weg van de synapsspleet of wordt in de synapsspleet afgebroken door het enzym monoamine oxidase (MAO). Op die manier worden effectorcellen niet continue getriggerd.

Auteurs

Auteur: Sarah Dekker, geneeskundestudent
Co-auteur: Lars Nijman, geneeskundestudent
Student reviewer: Bernice Roggeband, geneeskundestudent
Specialist reviewer: G. Schenk, universitair docent (VU) en onderzoeker Neurowetenschappen

Link voor verdieping
https://www.amboss.com/us/knowledge/Autonomic_nervous_system/

Referenties
[1] Widmaier, E. P. (2016). Vander’s Human Physiology (14de editie). McGraw-Hill Education.

[2] Costanzo, L. S. (2018). Physiology (6de editie). Elsevier.

Lieberman, M. A., & Peet, M. A. (2014). Marks’ Essentials of Medical Biochemistry (2nd edition). Lippincott Williams And Wilkins.