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O sistema nervoso simpático pode acelerar os batimentos cardíacos; dilatar as passagens dos brônquios; diminuir a motilidade do intestino grosso; constringir vasos sanguíneos; aumentar o peristaltismo do esôfago; causar a dilatação da pupila, piloereção e transpiração; além de aumentar a pressão sanguínea. As mensagens aferentes (que chegam ao sistema) podem transmitir sensações como calor, frio ou dor.
O sistema nervoso simpático estimula ações que permitem ao organismo responder a situações de estresse, como a reação de lutar, fugir ou uma discussão. Essas ações são: a aceleração dos batimentos cardíacos, aumento da pressão arterial, o aumento da adrenalina, a concentração de açúcar no sangue e pela ativação do metabolismo geral do corpo e processam-se de forma automática, independentemente da nossa vontade.