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El componente simpático del sistema nervioso autónomo se encarga de aumentar el nivel de excitación y el gasto energético, es decir, el comportamiento primitivo de "lucha o huida" en momentos de estrés. Sin embargo, también tiene una actividad de fondo más sutil, ya que se coordina con el sistema nervioso parasimpático para las funciones homeostáticas.
Al igual que el sistema nervioso parasimpático, el centro integrador de la actividad simpática se encuentra en el hipotálamo. Puede estar influido por centros corticales superiores. Las fibras eferentes descienden del hipotálamo dentro de las columnas intermediolaterales de la médula espinal. Dado que las fibras simpáticas emergen del sistema nervioso central en los segmentos espinales T1 a L5, el sistema simpático también se conoce como flujo de salida toraco-lumbar.
Desde la médula espinal, hay dos neuronas en serie antes de llegar a la célula efectora. Entre ellas se interpone una sinapsis dentro de un ganglio. Los ganglios se disponen en dos patrones para el sistema simpático: paravertebral y prevertebral - véase el submenú. Además, las fibras nerviosas simpáticas pueden seguir distintas vías a través de los ganglios.
El transmisor preganglionar es la acetilcolina. En el órgano terminal, el transmisor es la noradrenalina. La excepción son las glándulas sudoríparas, inervadas simpáticamente pero estimuladas por la acetilcolina.
Además, las fibras aferentes vuelven desde la periferia a lo largo de las vías simpáticas.
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