Odpowiedzialny za zarządzanie mimowolnymi gruczołami, mimowolnymi odruchami i mimowolnymi mięśniami w ciele, autonomiczny układ nerwowy (ANS) to parasol składający się z trzech odrębnych układów nerwowych: układu przywspółczulnego, układu współczulnego i układu jelitowego. Wszystkie te trzy układy nerwowe opierają się na specjalnych neuronach autonomicznych, które regulują podstawowe funkcje, dostarczając sygnały z mózgu do mięśni i gruczołów, które muszą działać bez świadomego wysiłku. Komórki nerwowe ANS, zwane również neuronami ruchowymi, kontrolują głównie wydzielanie gruczołów, narządy układu pokarmowego, mięsień sercowy i różne mięśnie gładkie. Neurony ruchowe często kierują się niebezpieczeństwami lub zmianami w środowisku, wyzwalając w mózgu sygnały odpowiedzi.
Regulowany przez nerwy w rdzeniu kręgowym i obszarze rdzenia mózgu, przywspółczulny podział układu nerwowego organizuje destymulację organizmu. Działa na narządy układu pokarmowego, takie jak trzustka, wątroba i żołądek, a także na narządy zmysłów, takie jak nos i oczy, aby spowolnić bicie serca, zwężyć źrenice i stworzyć zrelaksowany i stłumiony nastrój, dzięki czemu układ pokarmowy może ulec rozkładowi i wchłonąć jedzenie. Skutki działania przywspółczulnego układu nerwowego, które obejmują również rozluźnienie mięśni zwieraczy, mogą trwać do momentu, aż pokarm i płyny przejdą przez jelita i pęcherz moczowy w celu wydalenia odpadów. Ta część autonomicznego układu nerwowego jest często określana jako układ „odpoczynku i trawienia”.
Przeznaczone do stymulacji organizmu w chwilach podniecenia, agresji lub lęku, funkcje współczulnego podziału układu nerwowego są antytezą układu przywspółczulnego. Współczulny układ nerwowy, kontrolowany przez neurony w odcinku lędźwiowym i piersiowym rdzenia kręgowego, powoduje przyspieszony rytm serca, zmniejszone trawienie i podwyższone ciśnienie krwi. Powszechnie nazywany częścią autonomicznego układu nerwowego „uciekaj lub walcz”. System ten polega na uwalnianiu substancji chemicznych, takich jak noradrenalina i acetylocholina, które wprowadzają organizm w stan podwyższonego i nadpobudliwego.
Jelitowa część autonomicznego układu nerwowego jest często nazywana wewnętrznym układem nerwowym i obsługuje wyłącznie układ pokarmowy, w którym jest całkowicie zlokalizowana. Obsługiwany przez neurony w błonach przełyku, jelitach, trzustce i innych narządach żołądkowo-jelitowych jelitowy układ nerwowy wspomaga funkcje trawienne obsługiwane przez przywspółczulną część układu nerwowego, jednocześnie zapewniając organizmowi ochronę przewodu pokarmowego. Funkcje obronne układu pokarmowego obejmują wywoływanie wymiotów lub biegunki, gdy szkodliwe bakterie lub wirusy dostaną się do przewodu pokarmowego i muszą zostać wydalone. Jelitowa część autonomicznego układu nerwowego kontroluje również ilość krwi przepływającej do obszaru trawiennego oraz sposób, w jaki mięśnie brzucha kurczą się, aby przenosić pokarm przez przewód pokarmowy.