A componente simpática do sistema nervoso autónomo está relacionada com o aumento do nível de excitação e do gasto de energia - comportamento primitivo de "luta ou fuga" em momentos de stress. No entanto, também tem uma atividade de fundo mais subtil, uma vez que se coordena com o sistema nervoso parassimpático para funções homeostáticas.
Tal como o sistema nervoso parassimpático, o centro de integração central da atividade simpática encontra-se no hipotálamo. Este pode ser influenciado por centros corticais superiores. As fibras eferentes descem do hipotálamo para as colunas intermediolaterais da medula espinhal. Como as fibras simpáticas emergem do sistema nervoso central nos segmentos espinhais T1 a L5, o sistema simpático é também conhecido como fluxo toraco-lombar.
A partir da medula espinal, existem dois neurónios em série antes de se atingir a célula efectora. Uma sinapse no interior de um gânglio intervém entre eles. Os gânglios estão dispostos em dois padrões para o sistema simpático: paravertebral e pré-vertebral - ver o submenu. Para além disso, as fibras nervosas simpáticas podem seguir várias vias diferentes através dos gânglios.
O transmissor pré-ganglionar é a acetilcolina. No órgão final, o transmissor é a noradrenalina. A exceção são as glândulas sudoríparas, que são inervadas simpaticamente mas estimuladas pela acetilcolina.
Além disso, as fibras aferentes regressam da periferia ao longo das vias simpáticas.
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