När den primära afferenta fibern slutar i ryggmärgen, gör den kemiska och fysiska kopplingar med andra celler inklusive sekundära neuroner. Signalen överförs från den primära afferenta fibern till den sekundära neuron, som bär signalen till hjärnan. Det är inte förrän signalen når cortex att hjärnan blir medveten om smärtan.,
detektering av en skadlig stimulans
smärta kan detekteras (eller avkännas) i de flesta av kroppens vävnader utom i friskt brosk och hjärnan själv. De viktigaste elementen som är involverade i detektering är:
- en hotande eller skadlig (skadlig) stimulans;
- enheter som kan reagera på olika skadliga stimuli (sensoriska nervändar med receptorer).
skadliga stimuli är traditionellt indelade i tre kategorier: kemisk, termisk eller mekanisk., För att initiera en smärtsignal måste stimulansen vara över en viss intensitet (tröskel) som skulle räcka för att orsaka skador på vävnaderna. Exempel på dessa är:
en skadlig stimulans detekteras av receptorer som ligger på cellmembranet i den sensoriska nervänden. Receptorerna är proteiner som tillverkas i nervens cellkropp och överförs sedan till nervens yta. Typerna av receptorer på den sensoriska nervänden bestämmer vilken typ av stimulans som nervcellen kan reagera på, och det finns många typer., Receptorerna som detekterar smärta (eller skadliga stimuli) finns vid nervändarna hos primära afferenta a-delta och C-fibrer (Tabell 1, bifogad). Primära afferenta a-beta-fibrer svarar på icke-skadliga stimuli, såsom beröring.
en mekanisk stimulans, såsom en översträckning av en muskelfiber eller överrotation av en LED, orsakar receptorer på ytan av nerven som slutar att sträcka sig. Skadlig värme eller kyla nära nervänden och skadliga kemikalier interagerar med specifika receptorer., Receptorn svarar på utlösningshändelsen kemiskt på ett av tre sätt:
- Agonism/excitation: cellens elektriska potential höjs över aktiveringströskeln och en aktiveringspotential initieras;
- Sensibilisering: gör det lättare för cellen att uppnå sitt tröskelvärde för aktionspotentialgenerering;
- Antagonism / hyperpolarisering: gör det svårare för cellen att uppnå sitt tröskelvärde för aktionspotentialgenerering.,
konsekvenser för praktiken
mu (μ) receptorer finns på sensoriska nervändar i det perifera nervsystemet samt i ryggmärgen, hjärnan, tarmen och många andra platser. När ett opioid läkemedel, såsom morfin, binder till en mu-receptor fungerar det som en antagonist och gör det svårare för nervcellen att bli upphetsad (Marvizon et al, 2010). Att ge morfin på något sätt möjliggör spridningen av läkemedlet genom hela kroppen., Trots det faktum att morfin kan hämma excitation av den sensoriska neuron vid platsen för en skada, finns det ingen konsensus om huruvida topisk applicering av morfin till smärtsamma sår är en effektiv och säker terapi (Farley, 2011).
omvandla en stimulans till en smärtsignal
agonism av receptorer på de sensoriska nervändarna leder till excitation av den sensoriska nerven genom produktion av en aktionspotential (Fig 2, bifogad). Nervsignaler utförs längs axoner genom rörelse av elektriskt laddade joner., För att initiera denna process måste insidan av nervcellen förändras från att vara negativt laddad (ca-65mV) till positivt laddad. Detta kallas depolarisation.
interaktionen mellan agonister och receptorer orsakar förändringar i cellmembranet – öppnar upp porer som kallas jonkanaler som tillåter positiva joner (natrium och kalcium) att komma in i nervcellen. När de positivt laddade natrium – och kalciumjonerna rör sig in i cellen blir det mer positivt laddat. Detta fortsätter till en topp på cirka 55mV, som kallas aktiveringströskeln.,
När aktiveringströskeln har uppnåtts initieras en åtgärdspotential. Tröskeln för aktivering av nociceptorerna varierar i hela kroppen, med hornhinnan i ögat är en plats där tröskeln är relativt låg jämfört med huden, till exempel. Detta innebär att graden av stimulans som krävs för att utlösa smärta i hornhinnan är mycket lägre än huden.
att nå en aktionspotential beror på mängden stimulans-en stor stimulans kommer att orsaka en reaktion i ett stort antal receptorer, vilket kommer att hjälpa cellen att uppnå sitt tröskelvärde snabbare., En låg nivå stimulans kan orsaka en interaktion med vissa receptorer och en tillströmning av en relativt liten mängd positiva joner; detta kommer inte att räcka för att utlösa en aktionspotential.
betydande vävnadsskada orsakar massor av agonister, så nervcellen kommer att uppnå sin åtgärd potentiella tröskeln, och kommer att göra det ett antal gånger i snabb följd. Detta innebär att nerven kommer att skjuta ofta (till exempel 50 aktionspotentialer per sekund) – detta skapar hög smärtintensitet., Mindre frekvent bränning (till exempel en åtgärdspotential per sekund) kommer att ge en lägre intensitet av smärta om det leder till smärta alls. Det maximala antalet aktionspotentialer som en sensorisk fiber kan uppnå är cirka 100 per sekund (Bear et al, 2001). Aktionspotentialen överförs sedan snabbt längs axonen tills den når sensoriska nervfiberterminalen i dorsala hornet.
När en åtgärdspotential har skapats pumpar nervcellen aktivt positiva joner tillbaka ut i den extracellulära vätskan för att återgå till sin vilopotential.,
dessa excitable nervceller kan jämföras med en flaska cola: de sitter tyst fizzing, och medan de har potential att göra något behövs en inmatning av energi. Om en mjuk mint söt läggs till flaskan, uppnås åtgärdspotential och fizz är inte längre tyst men högt och har tillräckligt med energi för att bära cola ut ur flaskan och in i luften.
i cola-scenariot är du stimulansen och du interagerar med cellen genom att ta bort locket (öppna en jonkanal). Mint söt representerar de positiva jonerna., Om du tappade en mycket liten del av det söta i flaskan skulle du fortfarande se en reaktion men inte tillräckligt för att orsaka explosionen-du nådde inte aktiveringsgränsen.
en större mängd mint skulle orsaka en större reaktion. Det kommer en punkt där det finns ”tillräckligt” av det söta och den stora reaktionen kan inte förebyggas. Detta är aktiveringströskeln och anledningen till att dessa nervceller kallas allt eller inget – antingen kommer en aktionspotential att utlösas eller inte. Smärtintensitet beror på hur ofta aktionspotentialerna utlöses.,
i situationer där det finns vävnadsskada krävs mindre stimulans för att utlösa smärta och smärtan som framkallas av den stimulansen är oproportionerligt stor. Denna process kallas perifer sensibilisering. Det är ett resultat av kemikalier som frigörs i den inflammatoriska processen gör receptorerna och jonkanalerna mer excitable-mer redo att reagera. I cola-flaskan analogi skulle det vara som att ge cola-flaskan lite skaka innan du lägger minten i.
implikationer för praktiken
förståelse av receptorer ökar hela tiden och detta förbättrar hanteringen av smärta., TRPV1-receptorn svarar på höga temperaturer (över 42°C), till syra och till den aktiva beståndsdelen i chilipeppar (capsaicin). Närvaron av TRPV1-receptorer på slemhinnorna är det som gör att mat som innehåller chili känner sig varm. Dessa är receptorerna som gör pepparspray en extremt effektiv attack-förebyggande åtgärd, och anledningen till att undvika att gnugga ögonen efter att ha förberett chillies.,
upprepad aktivering av TRPV1-receptorer kan trötta ut dem tillfälligt så det finns många smärtstillande preparat som riktar sig mot dessa receptorer inklusive capsaicin cream, som appliceras på huden. När den brännande känslan har slitit av nociceptor kan inte aktiveras för ett par timmar. Detta har använts för att lindra neuropatisk smärta (orsakad av skada eller dysfunktion av sensoriska nerver) (Hoper et al, 2014) och i artrit (Laslett och Jones, 2014).,
Prostaglandin är en kemikalie som produceras i inflammation som sensibiliserar de lokala sensoriska nervändarna genom interaktion med en receptor som kallas PGE2. Antiinflammatorisk medicinering som ibuprofen minskar smärta genom att hämma produktionen av prostaglandin, så nervändarna har en normal tröskel för aktivering istället för en reducerad tröskel även när vävnaderna är skadade.,
tyvärr, även om antiinflammatoriska medel är extremt effektiva vid smärtlindring, har de också ett antal problem i samband med deras användning, inklusive gastrisk irritation och sårbildning, nedsatt njurfunktion, ökad risk för trombbildning, bronkospasm hos vissa personer med astma och ökad blödningstid (Bruno et al, 2014). National Institute for Health and Care Excellence har tagit fram vägledning om när man ska använda dem och hur man använder dem i olika sjukdomar och situationer., Generellt råd är att använda dem i den lägsta effektiva dosen för kortast möjliga tid (NICE).
slutsats
akut smärta är en känsla som orsakas av att aktivera smärtreceptorer i hela kroppen (förutom hjärnan och brosket) med kemiska, mekaniska eller termiska stimuli. Det tar en viss mängd stimulans att avge en aktionspotential, men när aktiveringströskeln har uppnåtts kommer smärtsignalen snabbt att överföras till ryggmärgen och därifrån till hjärnan. När signalen når hjärnan blir vi medvetna om smärtan.,
intensiteten av smärta är vanligtvis proportionell mot stimulansens intensitet. I en skadad del av kroppen reduceras tröskeln för aktivering av smärtreceptorerna och denna ökade känslighet tjänar till att påminna oss om att skydda det skadade området medan läkning sker. Smärtreceptorer kan uttömmas genom att använda capsaicin, medan tröskeln för aktivering kan höjas genom att använda morfin eller antiinflammatorisk medicinering.,
del två av denna serie kommer att titta på rörelsen av smärtsignalen till ryggmärgen och hjärnan och hur kunskap om denna väg kan bidra till att ge effektiv smärtlindring.,ain-receptorer varierar i hela kroppen, med hornhinnan i ögat är känsligare än huden, till exempel
Bear m f et al (2001) det somatiska sensoriska systemet., I: Bear M F et al (eds) neurovetenskap: utforska hjärnan. Baltimore, ma: Lippincott Williams och Wilkins.
Bruno A et al (2014) variabilitet i svaret på icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel: mekanismer och perspektiv. Grundläggande och klinisk farmakologi och toxikologi; 114: 1, 56-63.
Farley P (2011) bör topiska opioidanalgetika betraktas som effektiva och säkra när de appliceras på kroniska kutana lesioner? Journal of Pharmacy och Farmakologi; 63: 6, 747-756.,
Hoper J et al (2014) hög koncentration capsaicin för behandling av perifer neuropatisk smärta: effekt på somatosensoriska symptom och identifiering av behandlingssvar. Aktuell Medicinsk Forskning & Yttrandet; 30: 4, 565-574.
Laslett LL, Jones G (2014) Capsaicin för artros smärta. Framsteg inom Narkotikaforskning; 68: 277-291.
marvizon J C et al (2010) farmakologi av opioidsystemet. In: Beaulieu p et al (eds) farmakologi av smärta. Seattle WA: International Association för studier av smärta.,
Merksy H, Bogduk N (1994) IASP Taxonomi. Del III: smärta termer, en aktuell lista med definitioner och anteckningar om användning. I: Merksy H, Bogduk N (red) Klassificering av Kronisk Smärta. IASP Press.
National Institute for Health and Care Excellence (2015) viktiga terapeutiska ämnen: icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel. Trevligt.