Au cours de l'évolution, il a fallu développer un système de contrôle efficace pour coordonner chez les individus de complexité croissante les fonctions de chaque organe et pour pouvoir adapter leur comportement aux changements des conditions d'environnement. Ce système de contrôle se compose du système nerveux central avec le cerveau et la moelle épinière, ainsi que deux voies séparées de communication avec les organes périphériques, le système nerveux somatique et le système nerveux végétatif. Le système nerveux somatique (nerfs de la sensibilité superficielle et profonde, des organes des sens et des muscles squelettiques) sert à percevoir l'état du monde environnant et à gouverner les mouvements du corps adaptés à la situation (perception sensorielle : menace réaction : fuite ou attaque). Le système nerveux végétatif associé au système endocrinien contrôle le monde intérieur. Il accorde les fonctions des organes internes aux besoins de l'organisme. Le contrôle par voie nerveuse permet une adaptation très rapide tandis que le système endocrinien règle l'état des fonctions à long terme. L'activité du système nerveux végétatif est indépendante du contrôle volontaire et fonctionne de façon autonome (d'où son nom de système nerveux autonome). Ses centres se trouvent dans l'hypothalamus, la moelle épinière et le tronc cérébral.

Le système nerveux végétatif présente une partie sympathique et une partie parasympathique. Les reseaux de ces deux systèmes comportent, à côté de nerfs efférents (issus du système nerveux central), des nerfs afférents. Dans les organes qui sont innervés à la fois par le système sympathique et le système parasympathique, l'activation de ces systèmes déclenche en général des réactions opposées.

En cas de maladie (dérangement des fonctions d'un organe), on cherchera souvent en utilisant des produits pharmaceutiques qui agissent sur le système végétatif à ramener à la normale le fonctionnement de l'organe.

L'effet biologique de susbtances qui inhibent ou stimulent le système sympathique ou inversement le système parasympathique, peut être aisément déduit de l'observation des rôles du système sympathique ou parasympathique. L'activation de la partie sympathique du système nerveux végétatif peut être considérée de façon simplifiée comme l'ensemble des réactions de l'organisme permettant d'aboutir rapidement à un état d'activité plus élevée, propice à une fuite ou un combat.

Les deux situations réclament une activité musculaire intense. L'oxygène et les substrats énergétiques doivent être amenés aux muscles en quantité suffisante et c'est pourquoi le flux sanguin au niveau des muscles, la fréquence et la force de contraction du cœur vont augmenter pour pouvoir pomper plus de sang dans la circulation. De plus, le rétrécissement des vaisseaux irriguant les intestins détournera le flux sanguin vers les muscles. Comme dans cette situation, la digestion des aliments est superflue et même gênante, le transport vers l'avant du contenu intestinal est freiné, le péristaltisme décroît et les muscles du sphincter se contractent. Cependant, pour augmenter la fourniture d'éléments nutritifs aux muscles et au cœur, le glucose hépatique doit être libéré dans le sang ainsi que les acides gras du tissu adipeux. Les bronches s'élargissent de façon à accroître le volume respiratoire et par là même l'apport d'oxygène au sang.

Les glandes sudoripares sont aussi innervées par le système sympathique (mains moites lors d'une émotion), elles constituent une exception en ce qui concerne le neurotransmetteur (acétylcholine).

Les conditions de vie des hommes modernes sont différentes de celles de l'homme des cavernes mais les fonctions biologiques n'ont pas changé.

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