Organizzazione generale del sistema simpatico

Organizzazione generale del sistema simpatico

Il sistema simpatico, chiamato anche sistema ortosimpatico, è una componente del sistema nervoso autonomo che permette all’organismo di adattarsi rapidamente alle situazioni di stress, pericolo o aumentata richiesta energetica.
La sua funzione principale è preparare il corpo alla risposta definita “fight or flight”, cioè “combatti o fuggi”. Quando viene attivato, il sistema simpatico modifica l’attività di numerosi organi aumentando le capacità dell’organismo di reagire a condizioni ambientali sfavorevoli.
Il sistema simpatico utilizza una struttura organizzativa costituita da due neuroni consecutivi: un neurone pre-gangliare e un neurone post-gangliare.
Il neurone pre-gangliare ha il corpo cellulare localizzato nel sistema nervoso centrale e il suo assone raggiunge un ganglio autonomo, dove avviene la sinapsi con il neurone post-gangliare.
Il neurone post-gangliare possiede invece il corpo cellulare nel ganglio e invia il proprio assone fino all’organo bersaglio.
A livello del ganglio simpatico il mediatore chimico utilizzato è l’acetilcolina, che agisce sui recettori nicotinici presenti sul neurone post-gangliare.
Il mediatore chimico principale utilizzato dal neurone post-gangliare simpatico è invece la noradrenalina, ad eccezione delle ghiandole sudoripare dove il neurotrasmettitore utilizzato è l’acetilcolina.

Localizzazione dei neuroni simpatici

I corpi cellulari dei neuroni pre-gangliari simpatici sono localizzati nelle colonne intermedio-laterali del midollo spinale.
Questa regione comprende il tratto compreso tra il primo segmento toracico e il terzo segmento lombare.
Per questo motivo il sistema simpatico viene anche definito sistema toraco-lombare.

A livello dei segmenti sacrali del midollo spinale non sono presenti neuroni pre-gangliari simpatici; in questa regione sono invece localizzati i neuroni pre-gangliari della divisione sacrale del sistema parasimpatico.
I neuroni post-gangliari simpatici hanno invece il corpo cellulare localizzato nei gangli autonomi.
Questi gangli sono organizzati principalmente in due gruppi:
la catena gangliare paravertebrale e i gangli prevertebrali.

Catena gangliare paravertebrale

La catena gangliare paravertebrale è costituita da due catene di gangli situate ai lati della colonna vertebrale.
Sono presenti circa 22 paia di gangli distribuiti lungo il decorso della colonna vertebrale.
Nei gangli paravertebrali avviene la sinapsi tra neurone pre-gangliare e neurone post-gangliare per molte strutture localizzate nella testa e nel torace.
I gangli cervicali della catena paravertebrale inviano fibre post-gangliari dirette verso strutture della testa, del cuore e dei polmoni.

La catena paravertebrale fornisce inoltre l’innervazione simpatica a:
vasi sanguigni della testa, del tronco e degli arti;
ghiandole sudoripare;
muscoli erettori del pelo.
I muscoli erettori del pelo sono responsabili del fenomeno della “pelle d’oca”.
Nell’uomo questo fenomeno ha un significato funzionale limitato, mentre negli animali svolge un ruolo importante durante la risposta di difesa. L’aumento del volume del pelo rende infatti l’animale più grande e minaccioso durante una situazione di pericolo.
Inoltre l’arruffamento del pelo contribuisce alla conservazione del calore in condizioni di freddo.

Gangli prevertebrali

I gangli prevertebrali sono localizzati anteriormente rispetto alla colonna vertebrale.
Sono principalmente tre:
il ganglio celiaco, il ganglio mesenterico superiore e il ganglio mesenterico inferiore.
A livello della cavità addominale le fibre pre-gangliari simpatiche attraversano la catena paravertebrale senza effettuare sinapsi e raggiungono questi gangli.
Nei gangli prevertebrali avviene la sinapsi con i neuroni post-gangliari, che successivamente raggiungono gli organi addominali.
Da questi gangli derivano quindi le fibre simpatiche dirette verso gli organi della cavità addominale.

Organi innervati dal sistema simpatico

Gli organi innervati dal sistema simpatico sono in parte gli stessi innervati dal parasimpatico, ma la distribuzione delle fibre nervose è differente.
Gli organi della testa e del torace ricevono principalmente fibre post-gangliari provenienti dai gangli paravertebrali.
Gli organi addominali ricevono invece fibre post-gangliari originate dai tre gangli prevertebrali.
I vasi sanguigni, le ghiandole sudoripare e i muscoli erettori del pelo ricevono un’innervazione esclusivamente simpatica.

I vasi sanguigni rappresentano un’eccezione importante perché non possiedono una vera innervazione parasimpatica.
Il sistema simpatico e quello parasimpatico presentano quindi una diversa organizzazione anatomica.
Nel parasimpatico, per esempio, il nervo vago è una struttura molto lunga che dal tronco dell’encefalo raggiunge gli organi toracici e addominali. Le fibre del nervo vago fanno sinapsi con piccoli neuroni post-gangliari localizzati direttamente all’interno degli organi.
Nel simpatico, invece, i neuroni post-gangliari sono generalmente più lunghi e raggiungono direttamente l’organo bersaglio.

Controllo centrale del sistema simpatico

L’attività dei neuroni simpatici non è autonoma, ma viene continuamente regolata da centri superiori del sistema nervoso centrale.
Il controllo proviene principalmente dal tronco dell’encefalo, dall’ipotalamo, dal sistema limbico e dalla corteccia cerebrale.
Nel tronco dell’encefalo sono presenti nuclei adrenergici della formazione reticolare che controllano il tono simpatico.
L’ipotalamo rappresenta un centro fondamentale nella regolazione delle risposte autonome perché integra informazioni provenienti dall’ambiente interno ed esterno.Anche il sistema limbico e la corteccia possono modulare l’attività simpatica.
Una situazione di stress può infatti essere generata non solo da uno stimolo fisico reale, ma anche da un pensiero o da una previsione di un evento pericoloso.Per esempio, immaginare una situazione minacciosa può essere sufficiente per attivare il sistema simpatico determinando aumento della frequenza cardiaca, sudorazione e aumento dello stato di allerta.

Effetti dell’attivazione simpatica

L’attivazione del sistema simpatico produce una serie di modificazioni coordinate che preparano l’organismo ad affrontare una situazione di emergenza.
La risposta simpatica viene spesso descritta con l’espressione “fight or flight”, mentre il parasimpatico viene associato alla condizione “rest and digest”.

Durante l’attivazione simpatica aumenta la frequenza cardiaca, aumenta la pressione arteriosa e aumenta la disponibilità di energia per i muscoli.

L’aumento della glicemia rappresenta uno degli adattamenti principali.
Quando l’organismo deve affrontare una situazione di stress è necessario fornire energia rapidamente alla muscolatura. Per questo motivo viene stimolata la mobilizzazione del glucosio dai depositi, soprattutto dal fegato, dove è conservato sotto forma di glicogeno.Contemporaneamente il sangue viene ridistribuito.Si verifica una riduzione del flusso sanguigno verso la cute e verso il sistema gastrointestinale, mentre aumenta il flusso diretto alla muscolatura scheletrica.
Questo permette di destinare maggiori quantità di ossigeno e nutrienti ai muscoli, che rappresentano il distretto più importante nella risposta di fuga o combattimento.

Effetti sul sistema respiratorio e sull’occhio

L’attivazione simpatica determina broncodilatazione.
L’aumento dell’attività muscolare richiede infatti una maggiore disponibilità di ossigeno e quindi l’apertura delle vie respiratorie permette un maggiore ingresso di aria.

A livello dell’occhio si verifica midriasi, cioè dilatazione della pupilla.

La midriasi simpatica è determinata dalla contrazione del muscolo radiale dell’iride.

Quando il muscolo radiale si contrae, le fibre disposte come raggi di una ruota provocano l’accorciamento dell’iride e l’aumento del diametro pupillare.

Questo permette una migliore capacità visiva durante situazioni di attenzione e pericolo.

La midriasi simpatica è diversa da quella provocata dall’atropina, che determina invece il rilasciamento del muscolo costrittore dell’iride.

Effetti sull’apparato gastrointestinale

L’attivazione simpatica riduce l’attività dell’apparato gastrointestinale.
La digestione richiede infatti una grande quantità di energia e di sangue, risorse che durante una situazione di emergenza devono essere utilizzate principalmente per il movimento e per la risposta immediata.

Per questo motivo il simpatico riduce la motilità intestinale e l’attività secretoria gastrointestinale.

Questo effetto è opposto a quello prodotto dal parasimpatico, che favorisce invece la digestione.

Recettori adrenergici nella risposta simpatica

Gli effetti prodotti dal sistema simpatico dipendono principalmente dall’attivazione dei recettori adrenergici.
I recettori α1 determinano soprattutto vasocostrizione.
La loro attivazione è fondamentale nella regolazione della pressione arteriosa.
Quando i barocettori aortici e carotidei rilevano una riduzione della pressione, inviano segnali ai centri del tronco dell’encefalo. Questi centri aumentano l’attività simpatica e stimolano i recettori α1 presenti nei vasi sanguigni.

La conseguenza è la contrazione della muscolatura liscia vascolare e l’aumento della pressione arteriosa.
I recettori β1 sono localizzati principalmente nel cuore e producono aumento della frequenza cardiaca e della forza di contrazione.
I recettori β2 provocano invece rilassamento della muscolatura liscia, soprattutto bronchiale, determinando broncodilatazione.
I recettori β3 partecipano alla regolazione del metabolismo lipidico stimolando la lipolisi.

Riflesso barocettivo

Un esempio importante di controllo autonomico della pressione arteriosa è rappresentato dal riflesso barocettivo.
I barocettori sono recettori sensibili alla deformazione della parete vascolare e sono localizzati principalmente nell’arco aortico e nelle arterie carotidi.
Quando la pressione aumenta, la parete del vaso si distende maggiormente e i barocettori inviano segnali ai centri del tronco dell’encefalo.
Quando invece la pressione diminuisce, la ridotta stimolazione dei barocettori determina un aumento dell’attività simpatica e una riduzione dell’attività parasimpatica.
Il risultato è un aumento della frequenza cardiaca, una maggiore contrattilità del cuore e una vasocostrizione periferica.
In questo modo l’organismo mantiene costante la pressione arteriosa nonostante le variazioni dell’ambiente interno ed esterno.