Autonoom zenuwstelsel: snelle stress-systeem bij acute stress

Bij een confrontatie met stressvolle omstandigheden treden er veranderingen op in onze organen via het (autonoom) zenuwstelsel zodat we fysiologisch zijn voorbereid om cognitief, emotioneel en gedragsmatig op een juiste manier kunnen reageren op de stressvolle omstandigheid. Het autonoom zenuwstelsel is onder te verdelen in een sympathisch en parasympathisch deel.

Sympathisch Zenuwstelsel (‘fight or flight’)
De hersenstructuur amygdala zet via 2 andere hersenstructuren (hypothalamus en in de hersenstam de nucleus tractus solitarius) in het lichaam het snelle stress-systeem – het sympatisch zenuwstelsel -, in gang. Het sympathisch zenuwstelsel zorgt voor de bekende fight, flight (of freeze) reactie van het lichaam.
Via zenuwbanen en een neurotransmitter (achetylcholine bij een tussenschakeling en noradrenaline bij de eindorganen) worden verschillende organen aangezet tot harder of minder hard werken.
Daarnaast wordt via het posteriore deel van de hypothalumus en de nervus splanchicus het middelste deel van een orgaan dat bovenop de nieren ligt (de bijniermerg) aangezet tot het afgegeven van veel adrenaline (98% van de afgifte door het bijniermerg) en minder noradrenaline (2%) aan de bloedbaan waardoor organen op deze manier vervolgens weer extra gestimuleerd of geremd worden. De conclusie is hierbij dat adrenaline eigenlijk het enige echte stresshormoon van het autonome zenuwstelsel is.

In een acute situatie is een flinke toename van de hartslag te zien. Deze onmiddellijke reactie is in de eerste plaats een gevolg van de inhibitie (remming) door de nervus vagus (parasympathicus, zie verderop voor verdere uitleg van het paraympathische zenuwstelsel). In tweede instantie begint na 5-6 seconden de relatief veel trager werkende sympathicus zijn bijdrage te leveren. De sympathicus verhoogt de frequentie alsook de contractiekracht van het hart. Na de sympathische reactie volgt in derde instantie de hormonale sympathische reactie ofwel adrenaline en noradrenaline worden afgescheiden door het bijniermerg.

Noradrenaline en adrenaline dat buiten de hersenen wordt aangemaakt en afgegeven kan de hersenen niet binnendringen.
Adrenaline wordt nog geproduceerd door de sympathische zenuwen in de bloedvaten, in vele organen en in de hersenen (medulla oblongata ofwel verlengde merg). Noradrenaline wordt ook in hersenen geproduceerd in de locus coeruleus (ligt in de hersenstam) bij nieuwe situaties en zorgt voor alertheid (kan leiden tot een stressgevoel als teveel wordt afgegeven).

De halfwaardetijd van adrenaline en noradrenaline  is het menselijk lichaam is korter dan 2 minuten (90 seconden). De afbraak van in het bloed van adrenaline en noradrenaline is veel langzamer (McCorry, 2007)
Adrenaline zou vooral een rol spelen bij mentale stresssituaties. Adrenaline zorgt ervoor dat door de lever glucose wordt afgegeven en het verhoogt de bloedcirculatie in de hersenen door het verhogen van de hartslag. De hersenen gebruiken 75% van alle glucose welke  in het lichaam geproduceerd wordt.
Noradrenaline speelt vooral een rol bij fysieke inspanning. Het stimuleert de afgifte van vrije vetzuren welke door de spieren gebruikt worden voor energie. Noradrenaline zorgt ook voor de verdeling van het bloed naar de spieren door het verhogen van de bloeddruk (Dienstbier, 2015).

De volgende organen laten dan volgende acties zien Zie tweede kolom onder hoe het sympathisch en parasympathisch zenuwstelsel een verschillende uitwerking op de organen hebben.

  sympathisch parasympathisch
ogen: pupil verwijding vernauwing
speekselklieren geen afscheiding (droge mond) afscheiding
long (luchtpijp, bronch-ien/ioli, longblaasjes) wijder vernauwing
ademhaling hoger, sneller (borst) langzamer, diep (buik)
hartslag en kracht toename afname
bloedvaten hart en spieren verwijding vernauwing
bloedplaatjes samenklonteren geen samenklontering
maag: zuursecr., dunne darm: peristaltiek afname toename
dikke darm vernauwing (diarree) verwijding
blaas ontspannen (drang plassen) aanspannen
huid vernauwing (bleek , koud) verwijding (kleur)
huid zweten, haren rechtop  
spieren aanspannen onstpannen
pijngevoel huid/spieren afname
pijngevoel ingewanden toename
bijniermerg: adrenalineafscheid. toename afname

Adrenaline en noradrenaline (het broertje van adrenaline) werken in het lichaam uiteindelijk op receptoren. Er zijn negen typen adrenerge receptoren, α één (A, B en D) en twee (A, B en C), en β één, twee en drie. Noradrenaline werkt vooral op de α (alfa)receptoren terwijl adrenaline vooral op de β (beta)receptoren werkt. Bloedvaten hebben zowel alfa als beta receptoren.

Bij een flinke allergische reactie of bij een hartstilstand met een andere oorzaak wordt door adrenaline in het hart in te spuiten getracht de hartstilstand op te lossen.
De hartspier zelf bevat vooral betareceptoren (β1 receptoren). De β2 receptoren bevinden zich op de wand van de bloedvaten om de gladde spiercellen te laten ontspannen.

Adrenaline zorgt er dus voor dat zoveel mogelijk bloed naar spieren wordt getransporteerd (door toename van snelheid en kracht van de hartslag en vasoconstrictie naar o.a. maag en darmen) om de kunnen vluchten of vechten. Het sympathisch zenuwstelsel werkt aldus het meest direct op het hart en de bloedvaten van het hart en de ademhaling (van der Zee, 2012).

verhoogde adrenaline/noradrenalineproduktie vindt plaats bij oa:
– hoogste punt: midden van de dag (tussen 12.00 en 14.00 uur)
– acute stress, haast, leven in stad (in vergelijking met leven in een dorp)
– werken (hoofdwerk, white collar: verhoging 50-100%; handwerk, blue collar: 100-150%)
– verveling (understimulation)
– angst, onzekerheid (vooral adrenaline)
– woede, boosheid, irritatie (vooral noradrenaline)
– langere fysieke inspanning
nog eerder bij slechte lichamelijke conditie, moeheid en/of overgewicht
– koude
– hitte
– pijn (bij bevalling door pijn stijging van 5-10x van rustniveau)
– dorst
– lage bloedsuikers/honger (of na eten van ongezonde voeding: snelle suikers)
– hoge bloedsuikers (waardoor bovenmatige insuline-aanmaak, daarna lage bloedsuiker)
– energiedrankjes
– roken
– alcohol en caffeine in oa koffie, cola en chocolade

Lagere adrenaline
– nacht (bij rust)
– hogere leeftijd (60-75 jr. maar minder snelle afbraak, verwijdering in het bloed)
– bij vrouwen (lab. tests, werk vs bezorgdheid om kind)
– in vrije tijd (zonder haast, tijdsdruk en/of passieve ontspanning)

Aanhoudende belasting ofwel overbelasting (chronische stress)
Uit onderzoek blijkt oa bij mensen die veel overuren maken dat in de avonduren het adrenaline ’s avonds tot 200% stijgt van het normale niveau  (overdag tot 150% van de normale waarde) en dat het op de dagen dat men niet hoeft te werken ook de adrenalineniveau’s nog duidelijk verhoogd blijven. Het duurt enige tijd voordat de adrenalineniveau’s weer gaan normaliseren ofwel dat er sprake is van herstel. Een hogere leeftijd (al vanaf 45 jr.) leidt tot een snellere verhoging bij overbelasting maar ook tot een langzamer herstel.

Langdurigere stress (uitscheiding van cortisol) zorgt ervoor dat we gevoeliger worden voor de kortdurende stresssituaties dmv:
– verhoogde gevoeligheid van de alfa en beta receptoren
– verhoogde adrenaline en noradrenaline produktie in bijniermerg
– verhoogde adrenaline en noradrenaline produktie in zenuwen

Parasympathisch zenuwstelsel (‘rest and digest’, ‘recharge and repair’ or ‘freeze’)
De tegenhanger van het sympathisch zenuwstelsel is dus het parasympathische zenuwstelsel.
Van het parasympathisch zenuwstelsel treden de zenuwen die in verbinding staan met de organen naar buiten in het bovenste en het onderste deel van het ruggemerg. Er zijn 3 zenuwen. Vanuit het bovenste deel van het ruggemerg zijn dit de craniale hersenzenuwen III, VII en IX (oogspieren, traanspieren en speekselklieren) en de nervus vagus (Nervus X; hart, maagdarmstelsel, bronchien in longen, urineleider). Vanuit het onderste deel van het ruggemerg treedt de zenuw naar buiten voor de beheersing van de urineblaas, delen van de dikke darm en de genitalien.
In de tussenschakeling van de parasympathische zenuwen zien we nicotinerge achetylcholinereceptoren en bij de eindorganen muscarinerge acetylcholinereceptoren.

Het parasympathisch zenuwstelsel zien we op de voorgrond staan in de volgende situaties:
1. voortdurende remming bij rust (rustfunctie)
De parasympathicus is het rempedaal. Het zorgt bijvoorbeeld voor een lagere hartslag. In rust wordt het hart voortdurend geremd door de parasympathicus waardoor er ongeveer een hartslag van 60 slagen per minuut is.

2. voldoende remming en herstel na inspanning (herstelfunctie)
Na een dag werk, zelfs na 1 uur werk of enkele uren werk is het belangrijk dat de parasympathicus weer de boventoon krijgt door dat er rust genomen wordt. Door niet over te werken zorgen de avonduren voor wat we noemen voldoende ‘unwinding’ waardoor de de kans op in- en doorslaapklachten afnemen en er herstel kan plaatsingen. In plaats van vechten-vluchten of ligt de nadruk op het weer opbouwen van het lichaam , ‘rest and digest’ , ‘feed and breed’ ofwel van groei, herstel en energieopbouw (recharge, reload and repair). Het parasympathisch zenuwstelsel zorgt voor een grotere productie van spijsverteringssappen, snelle darmbeweging, verwijding van de bloedvaten in het spijsverteringsstelsel en een snellere nierwerking. Het verlaagt verder de hartslagfrequentie en de ademfrequentie.

Als je inademt, activeer je het sympathisch zenuwstelsel en als je uitademt activeer je het parasympathisch zenuwstelsel (sapolsky, 2004). Een hogere hartritmevariabiliteit (HRV) is een goede indicator voor een goed werkend parasympathisch zenuwstelsel en een lage HRV is oa geassocieerd met atherosclerose en verhoogd risico voor overlijden na een hartaanval.

3. Overleef-functie  (Freezing: levensbedreigende situatie, vechten-vluchten onmogelijk)
Sommige bedreigende situaties kunnen leiden tot een soort shockreactie ofwel Freezing. Er is dan sprake van een tegelijkertijd sterk toegenomen activiteit van zowel het parasympathisch als het sympathisch deel van het autonoom zenuwstelsel. Dit is het geval bij een dreiging van de lichamelijke of psychologische integriteit en als de persoon niet aan de dreiging kan ontkomen (dus niet kan vluchten maar ook niet kan vechten omdat de dreiging van de ander te groot is). We zien dan:
1. lage hartslag (bradycardia), pupildilatatie
2. onbeweeglijkheid ofwel immobiliteit/Freezing (met verhoogde spierspanning met om
   trillen/beven)
3. verbeterde waarneming van grove visuele informatie
4. analgesia (verdoofd of ‘numb’ voelen)
De parasympathische reactie is in het begin duidelijk het sterkst. De verlaagde hartslag en onbeweeglijkheid zorgt oa voor een betere waarneming. Daarna kan soms alsnog een fight of flight reactie volgen als de situatie dit toelaat.
De afgelopen jaren is er veel onderzoek gedaan naar de verschillende onderdelen van de Freeze-reactie, voorspellers van de Freeze-reactie in beroepen waarbij deze reactie eerder te verwachten is (oa bij militairen, politie in risico-situaties, wie heeft een verhoogde kwetsbaarheid) alsook naar de hersengebieden die de Freeze-reactie mogelijk maken.

Het autonoom zenuwstelsel zorgt bij sympathische activatie vooral voor activatie van het cardiovasculair systeem: verhoging van hartslag, vergrote contractiekracht van het hart waardoor toename van bloeddruk, functionele herverdeling van bloed (in spieren verwijden zich bloedvaten, toename kan tot 400% toenemen; in ingewanden, huid en nieren vernauwing van bloedvaten). Verder doet zich voor: pupildilatatie, toename van transpiratie en versnelde ademhaling.
De hormonale reactie zorgt vervolgens voor de metabolische ondersteuning ofwel de energiebronnen. Glycogeen in de lever wordt vrijgemaakt in de bloedbaan in de vorm van glucose en vetten in de vorm van vrije vetzuren. De aggregatiesnelheid van de bloedplaatjes neemt toe waardoor het bloed sneller zal stollen bij een eventuele verwonding.

Meting van adrenaline en noradrenaline
Meting gebeurt vaak via urine omdat bloedprikken zelf al stress oplevert en dus de meetresultaten kan verstoren.