交感神经系统的作用主要有如下几方面：
(1)对循环系统的作用：皮肤和横纹肌以及腹腔脏器的血管只接受交感神经的支配，冠状循环以及脑循环的血管都同时接受交感和副交感两种神经纤维，因此，刺激交感神经一般可使周围动脉收缩，而在去除交感神经后可使周围动脉扩张。治疗周围血管疾患，施行交感神经切除术，即以此为依据。
(2)对消化系统的作用：交感神经对胃肠道的作用主要是抑制，使蠕动减慢，但当胃肠紧张性太低或不活动时，交感神经冲动则可以提高并兴奋之。对消化腺的分泌功能，交感神经的作用甚不一致，对胰和唾液腺虽可促进其分泌，但因此部的血管收缩而分泌不明显，对胃液则阻止其分泌。
(3)对呼吸系统的作用：交感神经兴奋时，对小支气管主要为抑制其平滑肌的活动，因而使小支气管扩大，空气出入畅通。气喘患者在注射麻黄素等制剂后得到暂时缓解，即因此故。
(4)对泌尿系统的作用：交感神经的作用能使膀胱壁松弛，内括约肌收缩，因而阻止小便排出。
此外，在生殖系统中对女性子宫平滑肌，对男性射精管和精囊的平滑肌等都有调节作用。
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