Las fibras nerviosas simpáticas preganglionares tienen sus cuerpos celulares en el asta intermediolateral de los segmentos espinales T1 a L2. Sus axones mielinizados salen de la médula espinal por las raíces anteriores. La raíz anterior es continua con un nervio espinal tras la fusión con la raíz posterior segmentaria. La fibra nerviosa simpática preganglionar pasa al nervio espinal y luego hace sinapsis con los cuerpos celulares de las fibras simpáticas postganglionares. Estas últimas se encuentran en los ganglios pre o paravertebrales (véase el submenú).
Unas pocas fibras preganglionares pasan directamente a través de los ganglios paravertebrales para hacer sinapsis dentro de los ganglios prevertebrales. Forman nervios discretos entre los ganglios que sólo contienen fibras eferentes preganglionares y aferentes de vísceras variadas. Algunos ejemplos son los nervios esplácnicos.
Las fibras preganglionares de determinados niveles medulares inervan un determinado conjunto de estructuras (véase el submenú).
Una generalización sobre las neuronas simpáticas preganglionares es que, en comparación con las neuronas parasimpáticas preganglionares, tienen un recorrido relativamente corto tras abandonar la médula espinal antes de llegar a la neurona postganglionar.
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