Smertefysiologi

Nerver, nociception og sensibilisering

Ultra kort

Nociception er den neurale process der behandler et skadeligt eller potentielt skadeligt stimuli. Smerte er en oplevelse, som bl.a. kan forekomme på baggrund af nociception.

Nociceptive signaler er derfor selve det nervesignal (beskyttelsessignal), som sendes fra kroppen og op til hjernen, af de nerver der hele tiden prøver at beskytte os.

Det er en almindelig misforståelse, at tro, at smerte og nociception er det samme. Det er det ikke. Derfor behøver der ikke nødvendigvis opstå smerte, alene fordi der er nociception, og der kan også godt forekomme smerte uden nociception.

Det, og meget mere, vil du komme til at lære om i denne artikel.

Denne artikel tager en relativt akademisk og faglig tilgang til smertefysiologi. Den er mest til sundhedsprofessionelle, men er du smerteramt kan det stadig give god mening at læse.

Hvad er nociception?

For bedre at forstå smerte og fysiologien bag, må vi starte med at få definitionen af nociception på plads. IASP (International Association of the Study of Pain) definerer nociception som “the neural process of encoding noxious stimuli.”

Oversætter vi det til lidt mere letforståeligt dansk, får vi denne definition:

Den neurale proces, som behandler et skadelige eller potentielt skadeligt stimuli.

Nociception er altså en proces, som behandler skadelige eller potentielt skadelige stimuli, som kroppens nerver registrerer.

Med det på plads, så lad os starte med en overordnet gennemgang af det nociceptive system.

Det nociceptive system i en nøddeskal

Helt overordnet er det nociceptive system ansvarlig for at sende oplysninger om potentiel vævsskade fra kroppens strukturer op til hjernen. På figur 1 kan vi se, at systemet består af forskellige processer:

  1. Transduktion
  2. Transmission
  3. Modulation
  4. Perception
 

Når du stikker dig på en nål, kommer et skadeligt eller potentielt skadeligt stimuli udefra (eng: noxious stimuli), og der sker en omdannelse af stikket til et elektrisk signal.

Dette kaldes transduktion, og dækker over en omdannelse af et termisk, kemisk eller mekanisk signal til et elektrisk signal.

Dette signal bliver i første omgang sendt ind til rygmarven. Her sker en transmission, hvor nervens signal overgår til andre nerver.

I rygmarven kan der også forekomme en styrkeændring (forstærkning eller svækkelse) af signalet, hvilket kaldes en modulation.

Forstå din smerte Descenderende modulation - Smertefysiologi - Smertefribevægelse
Afspil video

Slutteligt bliver signalet sendt op til hjernen, hvor signalet indgår i hjernens perception (opfattelse) og kan blive behandlet til at skabe en smerteoplevelse, som tilskynder forandring.

Du kan lære mere om hjernens processering og perception i artiklerne ‘Hvordan nervesystemets trusselvurdering påvirker dine smerter’ og ‘Hvad er smerte?’.

I dette tilfælde fremskynder smerten forandring på den måde, at du fjerner nålen fra din finger, suger måske det piblende blod væk, og tager et plaster på.

Smerten har altså været hensigtsmæssig, og har fået dig til at beskytte fingeren.

Det nociceptive system er ansvarlig for at sende oplysninger om potentiel vævsskade fra vævet op til hjernen. Nociception er ikke det samme som smerte.

Transduktion

Når et potentielt skadeligt stimulus rammer vævet, opfanger den specifikke nerve dette stimulus og starter et nociceptivt signal der bliver sendt ind til rygmarven; denne proces kaldes for transduktion.

Ude i kroppen har vi forskellige nerver, som hele tiden passer på os. Disse nerver kan inddeles i forskellige typer (5)

  • Aβ (beta)-fiber: Sensor-motorisk
  • Aδ (delta)-fiber: Nociceptiv
  • C-fiber: Nociceptiv

Disse nerver, som sender signal fra huden og op til hjernen, kaldes afferente nerver. De har to ender, hvor enden ude i vævet (periferien) kaldes den terminale ende, og enden som slutter i rygmarven, kaldes den centrale ende.

For artiklens formål, vil vi beskæftige os med de nerver, som er involveret i nociception, altså Aδ(delta)-fibre og C-fibre.

For at disse nerver sender et signal, skal de påføres et stimulus, som potentielt er skadeligt.

Der findes forskellige stimuli der kan starte et nociceptivt signal, nemlig varme, kulde, kemisk og mekanisk stimuli.

I nervens terminale ende sidder forskellige receptorer som kan reagere på en bestemt type stimuli (figur 2).

Sensibilisering

Ude ved den terminale ende kan der ske perifer sensibilisering, hvilket er en øget sensitivitet (følsomhed) til et afferent nerve-stimulus.

Der skal altså mindre kraftigt stimulus til end normalt, før et signal fra den terminale ende sendes videre op til rygmarven.

Det forekommer fx. ude i periferien, når kroppens væv beskadiges.

Inflammation dækker over den naturlige respons, som kroppen foretager, når den skal fjerne fremmede og/eller ødelagte celler. På grund af dette oprydningsarbejde, skaber inflammationen derfor en helt naturlig sensibilisering i periferien, så der skal et meget lille stimulus til, for at de nociceptive nerveceller sender et signal op til hjernen om at passe på.

Dette er årsagen til at man dagen efter, at have vrikket om på foden, har så ondt at man nærmest ikke kan gå og får mere ondt ved berøring. 

Er du interesseret i hvilke signalstoffer der er involveret i forbindelse med immunforsvaret og smerte, kan du læse mere i kildehenvisning 3 i referencelisten.

Når du har vrikket om på foden, vil du dagen efter have ondt ved normal gang, og du vil have en forøget smerte ved tryk eller belastninger. Det sker fordi kroppen er i gang med at slå de fremmede og/eller ødelagte celler ihjel vha. immunsystemet. Signalstofferne, som kroppen bruger til denne opgave, er med til at øge smertefølsomheden overfor tryk eller belastninger.

Neurogen inflammation

Den nociceptive nerve kan også blive sensibiliseret uden der er en vævsskade og/eller fremmede celler.

Og hold fast, for nu bliver det en smule teknisk.

Når en nociceptiv nerve bliver ramt af et stimuli, vil de tilsvarende receptorer der omdanner enten mekanisk, kemisk eller termisk stimuli til nociception åbne for natriumkanalerne (Na+) i nervecellen.

Dette fører til et aktionspotentiale, som nu vandrer ned langs nerven, og ind til det dorsale horn i rygmarven, for derefter at blive videreført op til hjernen.

Ude ved den terminale ende af nerven, hvor stimuliet er påført, kan nogle bestemte nerver kaldet peptiderge nerver, udskille neuropeptiderne substans P og CGRP (calcitonin gen-relateret peptid).

Disse neuropeptider medfører vasodilation (en øgning i blodkarrenes omkreds), plasma extravasosation (en lækage af plasma fra blodkarrene) og andre effekter, som samlet set producerer neurogen inflammation (1).

Dette sker når vi f.eks. klør os selv. Efter at have kløet os selv vil de fleste opleve rødme eller røde striber der hvor man har kløet. Dette kaldes neurogen inflammation.

Transmission

Efter transduktion, hvor det potentielt skadelige stimuli bliver omdannet til et nociceptivt signal, bliver det sendt ind til rygmarven.

Inde i rygmarven lander signalet i rygmarvens baghorn, som også kaldes det dorsale horn (figur 3).

I det dorsale horn skal den afferente nerve videregive sit nociceptive signal.

Dette sker ved at den afferente nerve i den centrale ende udskiller signalstoffer i den synaptiske kløft, som er mellemrummet mellem to nerver, hvor de sender signalet til hinanden (figur 4).

Signalet bliver derfor ikke blot videregivet, da signalet fra den perifere nerve skal udskille nok signalstof til at det bliver opfanget af nerven i centralnervesystemet (CNS), som først derefter kan videresende signalet til hjernen.

Et studie fra 2008 viste, at et identisk mekanisk stimuli kan have forskellige effekter alt efter hvordan synssansen bliver påvirket. Når forsøgspersonerne havde specielle briller på, som forstørrede den smertefulde kropsdel, blev smerten kraftigere. Tog de briller på, som formindskede kropsdelen, blev smerten mindre (7).

LÆS OGSÅ

Central sensibilisering

I rygmarven kan der ske en ændring i, hvor godt den præ- og postsynaptiske neuron kommunikerer.

Bliver der gentagne gange udskilt signalstoffer fra den præsynaptiske neuron, vil der til at starte med ske en akut central sensibilisering.

Dette foregår ved, at den postsynaptiske neuron ændrer måden hvorpå den åbner for nye receptorer, så den bliver endnu bedre til at opfange signalet fra den præsynaptiske kløft. Den forbedrer sig så at sige til at opfange det nociceptive signal.

Fortsætter dette i længere tid, vil der forekomme en central sensibilisering i en senere fase. Her ændrer den postsynaptiske neuron markant karakter og kan udskille signalstoffer, som den sender retrogradt (baglæns) i den synaptiske kløft. 

Det betyder, at der i senere stadier af central sensibilisering faktisk kan blive genereret et nociceptivt signal uden input fra perifære nerver.

Disse signalstoffer kan påvirke den præsynaptiske neuron til at udskille endnu flere signalstoffer, så der startes et signal i den postsynaptiske neuron, som videresendes til hjernen – igen uden input fra perifære nerver.

 

I langvarig central sensibilisering, kan de postsynaptiske nerver i rygmarven skabe et nociceptivt signal til hjernen UDEN input fra perifære nerver.

Descenderende modulerende baner og on/off-celler

De neuroner der løber fra hjernen og hjernestammen, ned til rygmarven, kaldes descenderende modulerende baner.

Disse har en direkte effekt på, hvordan transmissionen mellem de præ- og postsynaptiske neuroner fungerer, og kan enten virke fremmende eller hæmmende.

De descenderende modulerende baner kan både lave et signal der er pro-nociceptivt (forstærker signalet fra rygmarven) eller anti-nociceptiv (hæmmer signalet fra rygmarven).

On- og off-celler findes i hjernen og kan reagere på tre forskellige måder, når de modtager en nociceptivt signal (5).

  • On-celler: Åbner for signalet og tillader det nociceptive signal at passere videre.
  • Off-celler: Lukker for signalet og stopper signalet, så det ikke får lov til at komme videre.
  • Neutralceller: Man er endnu ikke helt klar over hvilke funktioner disse har.
 
Du kan se en forklaring af descenderende modulation i videoen nedenfor.
Forstå din smerte Descenderende modulation - Smertefysiologi - Smertefribevægelse
Afspil video

Descenderende modulerende baner kan både svække og forstærke det nociceptive signal, alt efter hvad der findes bedst for kroppen i den givne situation.

Perception

Det nociceptive system er altså et system, som hele tiden prøver at opfange, om der et skadeligt eller potentielt skadeligt stimuli på færde. 

Derfor er nociception ikke lig med skade, men indgår som en del af den processering der sker i hjernen, når der skabes en smerteoplevelse.

Vores processering af bl.a. nociception er altafgørende for om vi oplever smerte, og vi har kun begrænset indsigt i de direkte processer, som ligger til grund for perception og processering.

Dog kan vi se via studier, at denne processering foregår og er et vigtig led i smerteoplevelsen. Herunder er der beskrevet tre studier der kigger på hvordan denne processering kan påvirke vores smerteoplevelse, og der findes rigtig mange andre eksempler i mange af vores andre artikler:

  • I et studie af Bayer et al. 1998, udsættes forsøgspersonerne for en maskine der sænkes ned over deres hoved, med det formål at give forsøgspersonen ondt i hovedet. I studiet finder de, at jo større en intensitet de stimulerer med, desto mere smerte mærker forsøgspersonerne. Det interessante ved dette studie er, at maskinen slet ikke gør noget, og at det er rent placebo, men på trods af dette oplever forsøgspersonerne stadig en smerte.
  • I et studie af Moseley et al. 2008, viser at det visuelle system kan både forværre og mindske smerten, men også ændre størrelsen på hævelsen af den givne kropsdel.
    Det gjorde det på den måde at man satte personer med kroniske smerte til at bevæge sig i et kvarter. Her målte man hævelse og smerteniveau. Så gav man dem nogle briller på som først forstørrede deres kropsdel, hvorefter de bevægede sig igen et kvarter. Næste trin var de så fik nogle briller på der formindskede deres kropsdel og igen skulle de bevæge det i et kvarter. Her så de, at der var en signifikant mindre smerte og hævelse, når personerne havde de briller på, som formindskede kropsdelen.
  • I et studie af Atlas og Wager 2012, viser hvordan vores forventninger former den smerte vi mærker. Studiet er et opsamlingsstudie, hvor forfatterne kigger på alle studier der har relevans. Udfra alle de studier de finder laver de en samlet konklusion. Her fandt de ud af, at vores forventninger om et smertefuldt stimuli ændrer den oplevelse vi har af vores smerte, trods der ingen forskel er på det mekaniske stimuli.

Der findes mange flere artikler der indirekte beskriver den processering, der sker i hjernen og selvom vi ved meget lidt om de direkte mekanismer, ved vi at det er altafgørende for vores smerteoplevelse.

Du kan f.eks læse videre om dette i vores artikel ‘Hvordan nervesystemets trusselsvurdering påvirker dine smerter’ og ‘Hvad er smerte?’

 

(1): Schaible, Hans-Georg m.fl.: Update on peripheral mechanisms of pain: beyond prostaglandins and cytokines. I: Arthritis Res Ther., 2011, s. 1-8 (Artikel) 

(2): Dubin, Adrienne E. og Ardem Patapoutian: Nociceptors: the sensors of the pain pathway. I: J Clin Invest., 2010, s. 3760-3772 (Artikel)

(3): Pinho-Ribeiro, Felipe A. m.fl.: Nociceptor Sensory Neuron-Immune Interactions in Pain and Inflammation. I: Trends Immunol., 2017, s. 5-19 (Artikel)

(4): IASP Terminology. Udgivet af IASP. Internetadresse: https://www.iasp-pain.org/Education/Content.aspx?ItemNumber=1698 – Besøgt d. 27.06.2019 (Internet)

(5): Høgh, Morten m.fl.: Smertebogen. 1. udg. Munksgaard, 2017. (Bog)

(6): Bayer, TL m.fl.: The role of prior pain experience and expectancy in psychologically and physically induced pain.. I: Pain, 1998, s. 327-331 (Artikel)

(7): Moseley, Lorimer m.fl.: Visual distortion of a limb modulates the pain and swelling evoked by movement. I: Current Biology, 2008, s. R1047-R1048 (Artikel)

(8): Atlas, Lauren Y. og Tor D. Wager: How expectations shape pain. I: Neuroscience Letters, 2012, s. 140-148 (Artikel)

(9): M. Høgh: Pain Science in Practice (Part 3): Peripheral Sensitization, 2022.