Transduktion af smerte-3

SMERTEFYSIOLOGI

ULTRA KORT

Nociception er den neurale process der behandler et skadeligt eller potentielt skadeligt stimuli(Noxious stimuli), hvor smerte er en oplevelse der kan forekomme på baggrund af nociception. Nociception er derfor selve signalet, som sendes op til hjernen udefra vævet, af de nerver der hele tiden prøver at beskytte os. Smerte og nociception er ikke det samme, derfor behøver der ikke være smerte bare fordi der er nociception og der kan godt forekomme smerte selvom der ikke er nociception.

INDHOLDSFORTEGNELSE

  • DEFINITION AF NOCICEPTION AF IASP
  • DET NOCICEPTIVE SYSTEM
    • TRANSDUKTION
    • TRANSMISSION
    • DESCENDERENDE MODULERENDE BANER OG ON-/OFF-CELLER
  • PERCEPTION
  • REFERENCER

DEFINITIONEN AF NOCICEPTION AF IASP

(International Association of Study of Pain)

“The neural process of encoding noxious stimuli.” 

Oversat:

“Den neurale process der behandler et skadelig eller potentielt skadelig stimuli.” Smertefribevægelse.

DET NOCICEPTIVE SYSTEM

smerte-behandling

Figur 1.

Det nociceptive system, der ses på billedet, består af transduktion, transmission, modulation og perception.
Så når du du stikker dig på en nål kommer et noxious stimuli (skadeligt eller potentielt skadeligt stimuli), her sker en transduktion af signalet (En omdannelse af et termisk, kemisk, mekanisk signal til et elektrisk signal). Dette signal bliver sendt ind til rygmarven, hvor der sker en transmission, hvilket vil sige at signalet overgår til andre nerver. Her kan der også forekomme en modulation af signalet og der ved en ændring. Efterfølgende bliver signalet til sidste ende sendt op til hjernen, hvor signal indgår i ens perception (opfattelse) og bliver processeret til en smerteoplevelse.

Key point

  • Nociception er ikke det samme som smerte.

Key point

  • Nociception er ikke det samme som smerte.

TRANSDUKTION

Ude i kroppen har vi forskellige nerver der passer på os. Disse nerver kan inddeles i forskellige typer: (5)

  • Aβ (Beta) -fiber – Sensor motorisk
  • Aδ (Delta) -fiber – Nociceptiv
  • C-fiber – Nociceptiv

Disse afferente nerver (Hvor signalet kommer fra huden og til hjernen) har to ender, den ene kalder man den terminale ende, som er ude i vævet (periferien) og den anden kalder man den central ende, som er inde ved rygmarven. 

Vi vil i denne artikel beskæftige os med de nerver der står for nociception, altså A(delta)- og C-fibre.

For at disse nerver sender et signal, skal de påføres et stimuli der potentielt er skadeligt, også kaldet et skadeligt stimuli:

Der findes forskellige stimuli der kan starte et nociceptivt signal. Disse er varme, kulde, kemisk og mekanisk. Ude i nervens terminale ende sidder, der forskellige receptorer som kan reagere på en bestemt type stimuli (Se figur Figur 2).

Mere viden: Er man interesseret i disse receptorer, kan man læse mere her.  (2,3)

Figur 2.

Når et noxious stimuli rammer vævet, opfanger den specifikke nerve til dette stimuli og starter et nociceptivt signal der bliver sendt ind til rygmarven. Denne proces kalder man for transduktion.

Ude ved den termiale ende kan der ske det, som kaldes for perifer sensibilisering. Perifer sensibilisering er en øget sensivitet (følsomhed) til et afferent nerve stimuli. Dette forekommer ude i periferien, når kroppens væv ødelægges eller udsættes for en bakterie/virusangreb.

Hvis du f.eks. vrikket om på foden, vil du dagen efter have ondt ved normal gang, og du vil have en forøget smerte ved tryk/belastninger. Dette sker fordi kroppen prøver at slå de fremmede og/eller ødelagte celler ihjel via immunsystemet. Signalstofferne kroppen bruger til dette, er med til at øge sensibilisering.

Det respons kroppen laver når den skal fjerne de fremmede og/eller ødelagte celler, kaldes inflammation. Inflammation skaber derfor en sensibilisering i periferien, så der skal et meget lille stimuli til, for at de nociceptive nerveceller sender et signal. 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. 

Mere viden: Er man interesseret i disse signalstoffer fra immuneforsvaret og smerte, kan der læse mere her. (3)

NEUROGEN INFLAMMATION

Den nociceptive nerve kan også blive sensibiliseret uden der er en vævsskade og/eller fremmede celler.
Når en nociceptor 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 der nu vandre ned langs nerven, og ind til det dorsale horn i rygmarven, for derefter at blive videreført op til hjernen.
Ude ved den sensoriske ende af nerven, hvor stimuliet er påført, kan nogle bestemte nerver kaldet peptidergic nerver, udskille neuropeptiderne (Små proteinlignende molekyler) substans P og CGRP (calcitonin gen-relateret peptid). Disse neuropeptider medfører vasodilation (en øgning i blodkarenes omkreds), plasma extravasosation (En lækage af plasma fra blodkarrene) og andre effekter der producere 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 noxious stimuli bliver omdannet til et nociceptivt signal, bliver det sendt ind til rygmarven.
Inde i rygmarven lander signalet ude fra periferien, i det dorsale horn. I det dorsale horn findes der 6 lag (Se figur 3). Her sender A-delta fibrene signaler ind til lag I og C-fiberne til lag II. I lag V kommer der både sensoriske og nociceptive neuoner ind (A-delta og A-beta) (5).

Laminae i rygmarven

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 neurotransmitterstoffer i den synaptiske kløft (området mellem to nerver, hvor de sender signalet til hinanden) (figur 4). Signalet bliver derfor ikke bare videregivet, da signalet fra den perifere nerve skal udskille nok neurotransmitter til at signalet bliver opfanget af nerven i CNS (centralnervesystemet), som derefter kan videresende signalet til hjernen.

Synapisk transmission

Figur 4.

Når signalet kommer fra den nociceptive neuron ender den inde i det dorsale horn, hvor signalet videregives ud i den synaptiske kløft (figur 4). Den modtagende neuron kaldet den postsynaptiske neuron (figur 4), opfanger signalet og videresender det til hjernen.
I det dorsale horn ved synapsekløften, mellem den præsynaptiske og postsynaptiske neuron, støder der også andre neuroner til i denne figur. Descenderende neuroner kommer fra hjernen og fra interneuroner, der sidder i rygmarven. Disse neuroner kan påvirke hvordan signalet transmitteres fra den præsynaptiske neuron til den postsynaptiske neuron. Dette kan ske både som et fremmende signal, der betyder at signalet forstærkes og bliver sendt kraftigere videre, eller som et hæmmende signal der blander sig og hæmmer signal der skal videresendes. Transmission er denne videreførelse af signal i rygmarven.

CENTRAL SENSIBILISERING

I rygmarven kan der ske en ændring i, hvor godt den præ- og postsynaptiske neuron kommunikerer. Bliver der gentagende gange udskilt neurotransmitter fra den præsynaptiske neuron, vil der til at starte med ske det man kalder 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.

Fortsætter dette 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. Her kan disse signalstoffer påvirke den præsynaptiske neuron til at udskille flere neurotransmittere, der kan starte et signal i den postsynaptiske neuron, som videresendes til hjernen.

Dette betyder at den, i den sene fase af central sensibilisering, kan skabe et nociceptivt signal til hjernen, uden der kommer noget input fra den perifere nerve.

DE 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 pre- og postsynaptiske neuroner fungerer. Dette kan både være et fremmende eller hæmmende signal. De descenderende modulerende baner kan både lave et signal der er pronociceptivt eller antinociceptiv. Et pronociceptivt signal betyder, at de descenderende modulerende baner, fremmer eller forstærker signalet der kommer nede fra rygmarven. Antinociceptivt signal betyder det modsatte, at de descenderende modulerende baner inhiberer eller hæmmer signalet der kommer fra rygmarven. Dette kan ses på figur X

On- og off-celler findes i hjernen og er celler der, når de modtager en nociceptivt signal kan reagere på tre forskellige måder (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: Disse er man endnu ikke helt klart over hvilket funktion de har.
Key Point

  • Descenderende modulerende baner kan lukke for det nociceptive signal, hvis det findes bedre for organismen.

Key Point

  • Descenderende modulerende baner kan lukke for det nociceptive signal, hvis det findes bedre for organismen.

PERCEPTION

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

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

Vores processering er altafgørende for om vi oplever smerte, og den perception og processering der sker, har vi kun en lille indsigt i og især hvad angår de direkte processer.
Dog kan vi se via studier, at denne processering foregår og er et vigtig led i smerte. Herunder er der beskrevet tre studier der kigger på hvordan denne processering kan påvirke vores smerteoplevelse:

  • I studiet 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.
  • Studiet 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.
Dette viser at på trods af at det mekaniske stimuli er ens, ændrer smerten og hævelsen sig, kun som følge af hvordan synet er påvirket.
  • Studiet 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 konklussion. 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.

REFERENCER

(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)

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *