Центры симпатической нервной системы представлены ядрами, расположенными в боковых рогах серого вещества грудного и поясничного отделов спинного мозга (от I грудного до Н-ГУ поясничных сегментов). Аксоны нейронов, составляющих эти ядра, выходят из спинного мозга в составе его передних корешков и в виде белых соединительных ветвей вступают в узлы пограничного симпатического ствола. Эти волокна называются преганглионарными. Здесь большинство волокон переключаются на эффекторный ганглионарный нейрон. Отростки ганглиозных клеток образуют постганглионарные волокна, которые по серой соединительной ветви вновь возвращаются в спинномозговой нерв и достигают иннервируемого органа. Часть преганглионарных волокон, выходящих из ядер спинного мозга, проходит через вертебральные ганглии, не прерываясь, и переключаются на эффекторные нейроны в превертебральных ганглиях. Превертебральные ганглии представлены чревным, верхним и нижним брыжеечными узлами. Два первых узла вместе с отходящими от них ветвями образуют солнечное сплетение. Преганглионарные волокна относятся к типу В (тонкие миелиновые), постганглионарные – к типу С (безмиелиновые). Окончания преганглионарных волокон вырабатывают ацетилхолин, постганглионарных – в основном норадреналин. Исключение составляют постганглионарные волокна, иннервирующие потовые железы, и симпатические нервы, расширяющие сосуды скелетных мышц, в окончаниях которых вырабатывается ацетилхолин, взаимодействующий с М-холинорецепторами. Эти волокна называются симпатическими холинергическими. Надпочечники иннервируются симпатическими нервами, которые не прерываются в ганглиях, т. е. преганглионарными волокнами, в окончаниях которых выделяется ацетилхолин, взаимодействующий с Н-холинорецепторами.

Симпатическая нервная система иннервирует все органы и ткани организма, в том числе скелетные мышцы и центральную нервную систему. При возбуждении симпатических нервов усиливается работа сердца (положительные ино-, хроно-, тоно-, дромои батмотропное действия), расслабляется мускулатура бронхов и увеличивается их просвет, снижается моторная и секреторная деятельность желудочно-кишечного тракта, происходит сокращение сфинктеров мочевого и желчного пузыря и расслабление их тел, что приводит к прекращению выделения мочи и желчи, расширяется зрачок. Симпатическая нервная система не только регулирует работу внутренних органов, но и оказывает влияние на обменные процессы, протекающие в скелетных мышцах и в нервной системе. И. П. Павлов первым показал трофическое действие симпатической нервной системы на усиливающем нерве сердца. В лаборатории А. А. Орбели был проведен эксперимент на нервно-мышечном препарате лягушки. Путем раздражения двигательного нерва вызывали сокращения мышцы и доводили ее до степени утомления. Раздражение симпатического нерва восстанавливало работоспособность скелетной мышцы. Повышение работоспособности было результатом увеличения обменных процессов под влиянием симпатических возбуждений. Этот опыт вошел в историю как феномен Орбели – Гинецинского. На основании данного и многих других наблюдений было сформулировано понятие об адаптационно-трофической функции симпатической нервной системы, которая заключается в ее влиянии на интенсивность обменных процессов и приспособление их уровня к условиям существования организма. Симпатическая нервная система отвечает на любой стресс. Ее возбуждение приводит к увеличению активности мозгового вещества надпочечников и выделению адреналина, что вместе образует симпатоадреналовую систему.

Симпатический отдел автономной нервной системы – это система тревоги, мобилизации защитных сил и ресурсов организма.

Возбуждение симпатической нервной системы приводит к повышению кровяного давления, выходу крови из депо, поступлению в кровь глюкозы, ферментов, повышению метаболизма тканей. Все эти процессы связаны с расходом энергии в организме, т. е. симпатическая нервная система выполняет эрготрофную функцию.