Jako pierwszą omówimy część, która nosi nazwę układu sympatycznego (współczulnego). Ośrodki tej części znajdują się w substancji szarej odcinka piersiowego i lędźwiowego rdzenia kręgowego. Z komórek tych ośrodków odchodzą włókna osiowe, które opuszczają rdzeń kręgowy wraz z korzonkami brzusznymi nerwów rdzeniowych. Włókna te oddzielają się od nerwu rdzeniowego w postaci białego pasemka (nosi ono nazwę gałązki łączącej białej) dążącego do zwoju kręgowego sympatycznego. Zwoje sympatyczne w liczbie 17—21 par leżą po obu stronach przedniej powierzchni kręgosłupa na szyi, w klatce piersiowej i w jamie brzusznej. Utworzone są z komórek nerwowych, do których docierają wspomniane przed chwilą włókna komórek rdzeniowych. Włókna te po wejściu do zwoju ulegają rozgałęzieniu i biegną ku górze i ku dołowi tworząc połączenie między kolejnymi zwojami w postaci pnia sympatycznego. Rozgałęzienia te tworzą synapsy z komórkami zwojów, które swoje włókno osiowe wysyłają w postaci gałązki łączącej szarej, wchodzącej w skład każdego z nerwów rdzeniowych. Wraz z tymi ostatnimi włókna sympatyczne docierają do takich narządów, jak naczynia krwionośne, gruczoły skórne itp. Niektóre włókna sympatyczne przechodzą przez zwoje nie tworząc synaps i zdążają do zgrupowania komórek nerwowych położonego w jamie brzusznej niedaleko przepony. Zgrupowanie to nosi nazwę splotu słonecznego i z jego to komórkami włókna sympatyczne tworzą synapsy. Komórki splotu słonecznego wysyłają z kolei włókna, które oplatając ściany naczyń krwionośnych docierają wraz z nimi do poszczególnych narządów wewnętrznych. Przebieg włókien sympatycznych i drogę impulsu od ośrodka rdzeniowego do narządu przedstawia rysunek, na którym można dostrzec dwie charakterystyczne cechy układu sympatycznego. Zanim impuls nerwowy wysłany z ośrodka rdzeniowego dotrze do narządu, przechodzi przez synapsę znajdującą się bądź to w zwoju sympatycznym, bądź to w splocie słonecznym. Innymi słowy, droga impulsu sympatycznego składa się z dwu neuronów i z dwu włókien. Jedno z tych włókien nosi nazwę przedzwojowego, drugie — zazwojowego. Dla porównania warto przypomnieć, że impuls płynący do mięśnia z komórki przednich rogów rdzenia kręgowego biegnie tylko przez jedno włókno. Drugą, znacznie ważniejszą z punktu widzenia czynności cechą jest rozgałęzianie się włókna przedzwojowego i tworzenie synaps z licznymi komórkami zwojów. Wskutek tego impuls wysłany przez jedną komórkę w rdzeniu kręgowym dociera równocześnie do wielu komórek zwojów, a za ich pośrednictwem do wielu różnych narządów. Innymi słowy, reakcja wywołana pobudzeniem układu sympatycznego obejmuje wiele narządów. Tutaj znowu należy przypomnieć, że impuls wysłany przez komórkę ruchową przedniego rogu rdzenia docierał wyłącznie do jednego mięśnia, a właściwie tylko do pewnej liczby jego włókien, a więc reakcja wywołana przez ten impuls miała wybitnie ograniczony charakter. Rozlany charakter reakcji wywołanej impulsami układu sympatycznego uwarunkowany jest nie tylko rozgałęzieniami włókien przez rozwojowych, ale i tym, że przekazanie impulsu sympatycznego na odpowiedni narząd odbywa się za pośrednictwem substancji chemicznej. Już na początku bieżącego stulecia uczony angielski Elliot zauważył, że taki sam efekt jak podrażnienie układu sympatycznego wywołuje podanie zwierzęciu substancji wydzielanej przez gruczoł dokrewny, zwany nadnerczem. Dalsze badania wykazały, że substancja ta jest wydzielana na zakończeniach pozazwojowych włókien sympatycznych docierających do narządów. Substancja ta, a ściślej dwie substancje — adrenalina i noradrenalina — w przypadku podrażnienia układu sympatycznego są wydzielane na zakończeniach jego włókien w znacznej ilości. Nadmiar ich dostaje się do krwi, z którą zostaje przeniesiony do wielu narządów, wywołując w nich takie reakcje, jakie powstają pod wpływem impulsów sympatycznych. Co więcej, pobudzenie układu sympatycznego powoduje wzmożoną czynność nadnerczy i zwiększone wydzielanie przez nie obu wspomnianych substancji. Ich obecność sprzyja i podtrzymuje stan wywołany pobudzeniem układu sympatycznego. Z tego, co powiedzieliśmy, można wywnioskować, że obserwując organizm i jego reakcje po podaniu adrenaliny, obserwujemy równocześnie stan wywołany pobudzeniem układu sympatycznego. Przyjrzyjmy się więc zmianom zachodzącym w organizmie zwierzęcym po wprowadzeniu do niego tej substancji. W pierwszym rzędzie następuje skurcz naczyń krwionośnych w skórze i niektórych narządach wewnętrznych, co przy równoczesnym przyspieszeniu czynności serca powoduje wzrost ciśnienia krwi. W osoczu pojawia się zwiększona ilość glikozy. Napięcie mięśni wzrasta, a włosy ulegają nastroszeniu, ponieważ mięśnie powodujące ich ruch ulegają skurczowi. Równocześnie z tym oddech ulega pogłębieniu i przyspieszeniu, czynność zaś przewodu pokarmowego zostaje zahamowana. Źrenice oczu się rozszerzają. Analizując powyższy obraz łatwo dostrzeżemy, że wszystkie te zmiany stwarzają zwierzęciu możliwie najlepsze warunki do wykonania wysiłku fizycznego związanego z pracą lub walką. Wskutek skurczu naczyń krwionośnych skóry i narządów wewnętrznych oraz przyspieszenia czynności serca większa ilość krwi ze zwiększoną prędkością przepływa przez mięśnie. Krew ta zawiera zwiększoną ilość glikozy potrzebnej do pracy mięśni, a także więcej tlenu dzięki przyspieszeniu i pogłębieniu oddechów. Zwiększone napięcie mięśni ułatwia ich skurcze, nawet nastroszone włosy mają swoje znaczenie, nadając zwierzęciu groźny wygląd, odstraszający ewentualnego przeciwnika. Innymi słowy pobudzenie układu sympatycznego zmobilizowało organizm do walki lub pracy, a ta mobilizacja objęła cały organizm. Nie będziemy tutaj zatrzymywać się nad działaniem impulsów układu sympatycznego na poszczególne narządy, gdyż przekroczyłoby to ramy niniejszej książki. Należy tylko podkreślić, że ośrodki rdzeniowe układu sympatycznego nie działają niezależnie, ale są podporządkowane ośrodkom położonym w pniu mózgu oraz w korze mózgowej. Opisany stan mobilizacji organizmu do walki powstaje pod wpływem widoku nieprzyjaciela lub na widok sytuacji zagrażającej życiu, a nawet, jak się to mówi popularnie, na samą myśl o grożącym niebezpieczeństwie. W obu tych przypadkach impulsy wywołujące pobudzenie ośrodków sympatycznych powstają w obrębie kory mózgu.