Fiziologia și farmacologia sistemului nervos vegetativ (3)

Deci, azi discutăm despre fiziologia sistemului simpatoadrenergic. Catecolaminele influenţează toate organele şi sistemele importante. Efectele asupra lor au loc în secunde şi se pot produce anticipând necesităţile fiziologice. O creştere a activităţii simpatoadrenergice, care precede un efort fizic intens, de exemplu, scade impactul efortului fizic asupra mediului intern.

Să vedem acum ce este cu efectele directe ale catecolaminelor, startând cu sistemul cardiovascular. Catecolaminele stimulează vasoconstricţia în teritoriul vascular subcutanat, mucos, renal şi splahnic, prin mecanisme mediate de receptorul alfa. Deşi vasoconstricţia a fost iniţial considerată un răspuns al receptorului alfa1, tonusul vascular pare să fie controlat mai complex, iar în unele zone implică şi răspunsuri mediate de receptorii alfa2. Circulaţia venoasă, în particular, este înzestrată cu receptori alfa2.

Reglarea diferenţiată a celor două tipuri de receptori alfa contribuie, în anumite circumstanţe, la un răspuns fiziologic integrat. Deoarece vasoconstricţia este minimă la nivelul circulaţiei coronariene şi cerebrale, debitul în aceste zone este menţinut în timpul stimulării simpatice. Vasele muşchilor scheletici conţin beta-receptori sensibili la niveluri circulante scăzute ale E, astfel încât debitul sanguin din muşchii scheletici este mărit în cursul activării medulosuprarenalei. Efectele catecolaminelor asupra cordului sunt mediate de receptorii beta1 şi constau în creşterea frecvenţei cardiace, îmbunătăţirea contractilităţii cardiace şi creşterea vitezei de conducere. Creşterea contractilităţii miocardului este ilustrată printr-o deplasare spre stânga şi în sus a curbei funcţiei ventriculare, care exprimă legătura între lucrul mecanic cardiac şi lungime fibrei musculare în diastolă (la orice lungime iniţială a fibrei, catecolaminele măresc lucrul mecanic cardiac).

De asemenea, catecolaminele măresc debitul cardiac prin stimularea venoconstricţiei, creşterea întoarcerii venoase şi creşterea forţei de contracţie atrială, mărind astfel volumul diastolic şi deci lungimea fibrei musculare. Accelerarea conducerii în ţesuturile joncţionale determină o mai mare sincronizare, deci o contracţie musculară mai eficientă. Stimularea cardiacă creşte consumul miocardic de oxigen, fiind un factor major în patogenia şi tratamentul ischemiei miocardice.

Din punct de vedere al metabolismului, catecolaminele cresc rata acestuia. La mamiferele mici, respiraţia mitocondrială în ţesutul adipos brun nu este cuplată funcţional cu NE. Într-o reacţie specifică, ţesutul adipos brun, NE stimulează receptorul beta3 adrenergic, care activează o proteină mitocondrială specifică de decuplare, reducând gradientul protonic dintre matricea mitocondrială internă şi citoplasmă şi decuplând astfel utilizarea substratului de sinteza ATP. La om, nu a fost stabilit cu certitudine un rol funcţional al ţesutului adipos brun, dar un număr crescut de probe sugerează un rol potenţial al acestuia în producerea de căldură, stimulată de catecolamine.

Din punct de vedere al mobilizării substratului, în diferitele ţesuturi, catecolaminele stimulează eliberarea materialului combustibil stocat, cu producerea substratului necesar consumului local (în cord, de exemplu, glicogenoliza furnizează substratul pentru metabolismul imediat la nivelul miocardului). Catecolaminele accelerează, de asemenea, mobilizarea rezervelor din ficat, ţesutul adipos şi muşchiul scheletic, eliberând în circulaţie substraturi (glucoză, acizi graşi liberi, lactat) ce vor fi utilizate de întreg organismul. Din punct de vedere al fluidelor şi electroliţilor, prin acţiune directă asupra tubilor renali, NE stimulează reabsorbţia sodiului, menţinând astfel volumul lichidului extracelular.

Dopamina, dimpotrivă, stimulează excreţia sodiului. NE şi E stimulează, de asemenea, pătrunderea potasiului în celulă, contribuind astfel la prevenirea hiperpotasemiei. Catecolaminele influenţează funcţiile viscerelor, acţionând asupra epiteliului glandular şi musculaturii netede. Muşchii netezi ai vezicii urinare şi intestinului sunt relaxaţi, în timp ce sfincterele corespunzătoare sunt contractate. Golirea veziculei biliare implică, de asemenea, mecanisme simpatice. La femei, contracţia muşchilor netezi, mediată de catecolamine, ajută ovulaţia şi contribuie la transportul ovulului de-a lungul trompei uterine, iar la bărbaţi asigură forţa propulsivă necesară lichidului seminal în timpul ejaculării. Receptorii alfa2 inhibitori de pe neuronii colinergici de la nivel intestinal contribuie la relaxarea intestinului. Catecolaminele provoacă bronhodilataţie prin mecanism mediat de receptori beta2.

Să vedem care sunt efectele indirecte ale catecolaminelor. Răspunsul fiziologic fundamental la catecolamine implică modificări ale secreţiei hormonale şi ale distribuţiei fluxului sanguin, ambele susţinând şi amplificând efectele directe ale catecolaminelor. Astfel, ajungem la nivelul sistemului endocrin. catecolaminele influenţează secreţia de renină, insulină, glucagon, calcitonină, parathormon, tiroxină, gastrină, eritropietină, progesteron şi, probabil, testosteron. Secreţia fiecăruia din aceşti hormoni este guvernată de bucle complexe de feedback. Cu excepţia tiroxinei şi a steroizilor sexuali, toţi ceilalţi hormoni sunt polipeptide care nu se află sub controlul direct al hipofizei.

Intervenţia simpatoadrenergică în secreţia acestor hormoni asigură un mecanism de reglare de către sistemul nervos central şi un răspuns hormonal coordonat, în concordanţă cu necesităţile homeostatice ale organismului. În ceea ce priveşte renina, stimularea simpatică determină creşterea eliberării de renină, printr-un efect direct mediat de receptorul beta, independent de modificările vasculare renale. Răspunsul reninei la depleţia de volum este mediat simpatic şi este iniţiat de scăderea presiunii venoase centrale.

Deoarece secreţia de renină activează sistemul angiotensină-aldosteron, vasoconstricţia produsă de angiotensină întreţine efectele directe ale catecolaminelor asupra vaselor sanguine, în timp ce reabsorbţia sodiului, mediată de aldosteron, completează creşterea directă a reabsorbţiei sodiului produsă de stimularea simpatică. Agenţii blocanţi ai receptorilor beta suprimă secreţia reninei. A venit rândul insulinei şi glucagonului. Stimularea nervilor simpatici pancreatici sau creşterea catecolaminelor circulante inhibă eliberarea de insulină şi creşte eliberarea glucagonului. Inhibarea secreţiei insulinice este mediată de receptorul alfa2, iar stimularea eliberării glucagonului este mediată de receptorul beta. Această combinaţie de efecte contribuie la mobilizarea substraturilor energetice, consolidând efectele directe ale catecolaminelor asupra lipolizei şi eliberării hepatice de glucoză. Deşi, de obicei, predomină supresia eliberării de insulină mediată de receptorul alfa, în anumite condiţii, un mecanism mediat de receptorul beta poate creşte secreţia insulinică.

Să trecem la funcţia simpatoadrenergică în anumite stări fiziologice şi fiziopatologice, startând cu prezentarea elementelor legate de susţinerea circulaţiei sanguine. Sistemul nervos simpatic funcţionează în scopul menţinerii unei circulaţii sanguine adecvate. În timpul ortostatismului şi depleţiilor volemice, scăderea impulsurilor aferente de la nivelul baroreceptorilor venoşi şi arteriali reduce aferenţele inhibitorii către centrul vasomotor, crescând astfel activitatea simpatică şi diminuând tonusul vagal eferent. În consecinţă, frecvenţa cardiacă este mărită, iar debitul cardiac este deviat din teritoriul pielii, ţesuturile subcutanate, mucoaselor şi al viscerelor. Stimularea simpatică a rinichilor creşte reabsorbţia sodiului, iar venoconstricţia mediată de simpatic măreşte întoarcerea venoasă.

Accentuarea hipotensiunii duce la stimularea medulosuprarenalei, iar E eliberată întăreşte efectele sistemului nervos simpatic. Stimularea simpatoadrenergică intensă ce acompaniază depleţia volemică severă poate contribui la apariţia cetoacidozei la alcoolici, ca şi cetoacidoza observată uneori în asociere cu hiperemeza din cursul sarcinii. În aceste circumstanţe, supresia insulinei, mediată de catecolamine, şi stimularea glucagonului potenţează marcat apariţia cetoacidozei. Refacerea volemiei şi aprovizionarea adecvată cu glucoză anulează rapid cetoacidoza în majoritatea cazurilor. Sistemul nervos simpatic asigură, de asemenea, suportul circulator în cursul insuficienţei cardiace congestive.

Venoconstricţia şi stimularea simpatică a cordului cresc debitul cardiac, în timp ce vasoconstricţia periferică direcţionează fluxul sanguin spre inimă şi creier. Semnalele aferente sunt mai puţin clare decât în simpla depleţie de volum, deoarece presiunea venoasă este, de obicei, crescută. În insuficienţa cardiacă severă, epuizarea NE la nivelul inimii poate afecta eficacitatea sprijinului circulator simpatic. Pe de altă parte, stimularea simpatică intensă poate îngreuna suplimentar funcţia cardiacă, sugerând un beneficiu posibil al blocării beta-adrenergice. Folosirea beta blocanţilor în tratamentul insuficienţei cardiace congestive trebuie totuşi considerată ca experimentală şi folosită cu mare prudenţă. În cazul traumatismelor şi şocului, în leziunile traumatice acute sau în şoc, catecolaminele suprarenale susţin circulaţia sanguină şi mobilizează substraturile energetice.

În faza cronică, reparativă, care urmează leziunii, catecolaminele contribuie, de asemenea, la mobilizarea substratului energogen şi la creşterea ratei metabolismului. Şi, în final, pentru efortul fizic, activarea simpatică din timpul efortului fizic creşte debitul cardiac şi asigură substrat suficient pentru nevoile metabolice crescute. Factori nervoşi centrali, cum este anticipaţia, împreună cu factori circulatori, ca de exemplu scăderea presiunii venoase, iniţiază răspunsul simpatic. Eforturile fizice uşoare stimulează exclusiv sistemul nervos simpatic (cele intense activează şi medulosuprarenala). Antrenamentul fizic se asociază cu scăderea activităţii sistemului nervos simpatic, atât în repaus, cât şi în cursul efortului fizic.

Hipoglicemia determină o creştere marcată a secreţiei de E de către medulosuprarenală. Atunci când creşterea concentraţiei glucozei scade sub nivelul nocturn, neuronii reglatori sensibili la glucoză din sistemul nervos central iniţiază o creştere rapidă, promptă, a secreţiei medulosuprarenaliene. Creşterea este intensă în special la valori ale glucozei de 25-50 ori faţă de nivelul bazal, stimulând descărcarea hepatică de glucoză şi formând un substrat energetic alternativ, sub forma acizilor graşi liberi, suprimând eliberarea insulinei endogene şi inhibând utilizarea, mediată de insulină, a glucozei din muşchi.

Multe manifestări clinice ale hipoglicemiei, de tipul tahicardiei, palpitaţiilor, nervozităţii, tremurăturilor şi amplificării pulsului, sunt secundare creşterii secreţiei de E. Aceste manifestări adrenergice constituie un sistem de "avertizare precoce" la diabeticii insulino-dependenţi. La pacienţii cu diabet zaharat vechi, răspunsul E la hipoglicemie poate fi diminuat sau absent, cu risc crescut de hipoglicemie severă.

În cazul expunerii la frig, sistemul nervos simpatic joacă un rol hotărâtor în menţinerea temperaturii corporale a corpului, în timpul expunerii la un mediu rece. Receptorii cutanaţi şi cei din sistemul nervos central răspuns la scăderea temperaturii prin activarea centrilor hipotalamici şi ai trunchiului cerebral, care cresc activitatea simpatică. Stimularea simpatică conduce la vasoconstricţie în paturile vasculare superficiale, diminuând astfel pierderea de căldură. Răspunsul simpatic implică o interacţiune complexă între temperatura scăzută a mediului extern şi receptorii alfa2 adrenergici. Aclimatizarea în timpul expunerii îndelungate la frig creşte capacitatea de producere metabolică de căldură, ca răspuns la stimularea simpatică.

Sistemul nervos simpatic este stimulat de supraalimentare şi inhibat de post. Reducerea activităţii simpatice în timpul postului sau inaniţiei contribuie la scăderea ratei metabolice, bradicardie şi hipotensiune, care apar în aceste situaţii. Creşterea activităţii simpatice în timpul perioadelor de aport caloric crescut contribuie la mărirea ratei metabolice, asociată măririi cronice a aportului alimentar.
Hipoxia cronică este asociată cu stimularea sistemului simpatoadrenergic, iar unele modificări cardiovasculare care însoţesc hipoxia sunt dependente de catecolamine.

Şi, în finalul acestui post, ar mai fi câte ceva de spus despre hipotensiunea ortostatică. Menţinerea presiunii arteriale în timpul ortostatismului depinde de prezenţa unui volum sanguin adecvat, de întoarcerea venoasă normală şi de integritatea sistemului nervos simpatic. De aceea, hipotensiunea posturală semnificativă reflectă deseori o depleţie a volumului fluidului extracelular sau o disfuncţie a reflexelor circulatorii. Afecţiuni ale sistemului nervos, ca de exemplu, tabesul dorsal, siringolielia sau diabetul zaharat, pot întrerupe aceste reflexe simpatice, rezultând hipotensiune ortostatică.

Deşi orice agent antiadrenergic poate afecta răspunsul simpatic postural, hipotensiunea ortostatică este mai evidentă după administrarea medicamentelor care blochează transmiterea impulsurilor în ganglionii sau neuronii adrenergici. Termenul de hipotensiune ortostatică idiopatică se referă la un grup de afecţiuni degenerative în care sunt implicaţi neuronii simpatici fie pre, fie postganglionari. Tratamentul hipotensiunii ortostatice este, de obicei, nesatisfăcător, cu excepţia cazurilor uşoare. Nu există o modalitate de a restabili relaţia normală dintre diminuarea întoarcerii venoase şi activitatea neuronală simpatică. Expansiunea volemică obţinută cu fludrocortizon şi o dietă bogată în sare, împreună cu purtarea unor ciorapi potriviţi, până în talie, şi ridicarea capului patului, pentru a evita o poziţie orizontală, vor menţine volumul plasmatic şi întoarcerea venoasă, determinând deseori o ameliorare a simptomatologiei.

Atât pentru acest post! Data viitoare "discutăm" despre farmacologia sistemului simpatoadrenergic.

Dragoste, Recunoştinţă şi Înţelegere!

Dorin, Merticaru