8 Jak to funguje? Počátky
Informace z nociceptivní stimulace mechanické, chemické nebo tepelné povahy se odesílají z periferií, přes primární neuron a do zadních rohů míchy, kde dochází k prvnímu synaptickému kontaktu s sekundární neuron. Druhý neuron také naváže synaptické kontakty v různých oblastech mozkového kmene, jako je periaqueductal grey (PAG) a nucleus raphe magnus (NRM), součást rostrální ventromediální dřeně (RVM). Poté informace prochází dřeně / míchou do thalamu, kde navazuje synaptický kontakt s terciárním neuronem a poté je transportována do vyšších center mozku. U každého synaptického kontaktu jsou informace integrovány a procházejí inhibičními nebo excitačními vlivy (Marchand, 2012).
V thalamu dostávají jádra ventro-bazálního komplexu jejich aference ze spinothalamické dráhy a směřují k primární a sekundární somatosenzorické kůry (SI a SII) s přesnými poli receptorů. Regiony SI a SII jsou zodpovědné hlavně za lokalizaci a vnímání senzoricko-diskriminačního aspektu bolesti, což je stabilní složka související s hodnocením intenzity bolesti a také s prostorovými a časovými charakteristikami bolesti. Další důležitá skupina jader v thalamu, centromediánský nebo intralaminární komplex somatosenzorického thalamu, přijímá aference ze spinoretikulární dráhy a s velkými receptorovými poli promítá do struktur mozkového kmene a limbického systému, včetně thalamu , frontální kůra, přední cingulární kůra (ACC) a ostrovní kůra (IC). Ten se spojuje se SI, SII, cingulující kůrou a limbickými strukturami, jako je amygdala a perirhinální komplex. Spinoretikulární dráha se podílí hlavně na motivo-afektivní složce modulace bolesti, která souvisí s hodnocením nepříjemnosti bolesti. PAG je částečně zodpovědný za nepříjemnost bolesti; jeho stimulace způsobuje, že silné nepohodlné pocity úzkosti jsou vnímány jako bolest (Marchand, 2012).
CPM je založen na spinobulbospinálních mechanismech DNIC původně zkoumaných u potkanů Le Barsem a kolegy (Le Bars et al., 1979a, 1979b; Villanueva & Le Bars, 1986), který tvrdil, že bolestivá stimulace vede nociceptivní informace do vyšších center mozku prostřednictvím spinothalamické dráhy a přenosu aferencí do mozkového kmene struktury zahrnující PAG a NRM, které vysílají inhibiční eference do spinálních segmentů a nakonec produkují difúzní inhibici (pomocí inhibičních interneuronů). CPM spuštěné HNCS ovlivňují všechny konvergentní neurony zaznamenané v hřbetním rohu míchy nebo nucleus caudalis trigeminálního systému (Villanueva & Le Bars, 1986). Reynolds (1969) pomohl rozluštit neurofyziologické mechanismy CPM, když si uvědomil, že stimulace CNS střední šedé mozkové tkáně (PAG) vyvolává dostatečnou analgezii k provedení břišní chirurgie u krysy bez jakékoli jiné formy anestézie.
Četné studie dokončili tento model. PAG a NRM byly zaměřeny na serotonergní a noradrenergní sestupné dráhy. Tyto cesty získávají enkefalalinergní interneurony v míše a produkují analgetickou odpověď snížením aktivity nociceptivních aferentů. Studie lézí prováděných na různých úrovních mozkového kmene u hlodavců však naznačují, že CIDN používá struktury kaudální páteře, a proto by nevyžadovaly vstup PAG do středního mozku. Nedávná studie používající zobrazování funkční magnetickou rezonancí (fMRI) k určení přesných míst mozkového kmene odpovědných za CPM u zdravých jedinců pozorovala souvislost mezi expresí analgezie a snížením signálu v oblastech mozkového kmene po protidráždění: dělení caudalis jádra trigeminu tj. primární synapse, oblast subnucleus reticularis dorsalis (SRD) a dorsolaterální mosty v oblasti parabrachiálního jádra (Youssef, Macefield, & Henderson, 2016a). Ve srovnání s jedinci vykazujícími CPM analgezii vykazovali pacienti se sníženou CPM větší zvýšení intenzity signálu ve středních cingulárních a dorsolaterálních prefrontálních kortikách a zvýšenou funkční konektivitu se SRD po protidráždění (Youssef, Macefield, Henderson, 2016b). SRD zprostředkovává rozsáhlou sestupnou inhibici na spinální sekundární neurony prostřednictvím dorsolaterálních funkcí (Nir & Yarnitsky, 2015).Sestupná modulace bolesti indukuje analgezii aktivací opioidních receptorů v medulární reticularis nucleus dorsalis (MRD) (Villanueva, Bouhassira, & Le Bars, 1996). Ve studiích na zvířatech zabránil antagonista opioidních receptorů naloxon injikovaný do MRD DNIC, zatímco injekce naloxonu do RVM neovlivňovala DNIC analgezii (de Resende, Silva, Sato, Arendt-Nielsen, & Sluka, 2011). Pomocí paradigmatu prostorového sčítání blokoval systémový naloxon endogenní inhibice (Julien & Marchand, 2006). Podání lidokainu, lokálního analgetika, v rámci RVM, obrátilo alodynii vyvolanou litigací míchy u potkanů, což naznačuje, že aktivace sestupné inhibice z RVM chrání před chronickou neuropatickou bolestí u zvířat (De Felice et al., 2011). U pacientů s neuropatickou bolestí a dynamickou mechano-alodýnií snížila klinická CS (kartáčování nebo tlak v alodynické oblasti) pocit bolesti, ale neinhibovala elektrofyziologické odpovědi, zatímco experimentální CS (testy studeného tlaku nebo škrtidlo) inhibovaly oba bolestivé pocity. a reflex RIII, což naznačuje supraspinální mechanismy podílející se na CPM účinku tohoto bolestivého stavu (Bouhassira, Danziger, Attal, Guirimand, & Atta, 2003).
Inhibice bolesti pomocí CPM závisí částečně na orbitofrontální kůře (OFC) a amygdale (Moont, Crispel, Lev, Pud, & Yarnitsky, 2011). Piché, Arsenault a Rainville (2009) argumentují přinejmenším dvěma nervovými mechanismy, které jsou základem účinků CPM na bolest a nocicepci páteře u lidí. Podmíněný stimul inhibuje vnímání rázové bolesti a amplitudu reflexu RIII (spinální nocicepce) pouze u podskupiny jedinců. Kromě toho trvalá aktivace OFC indukovaná CS předpovídala snížení bolesti, zatímco trvalá aktivita v SI a PAG předpovídala modulaci nociceptivních reflexů (Piché et al., 2009).
V jiné studii byla podmínka stimulem indukované snížení odpovědí závislých na hladině kyslíku v krvi (BOLD) v klasických oblastech reagujících na bolest, ale zvýšení BOLD odpovědí v podoblastech ACC. Během CS snížená bolest pozitivně korelovala se zvýšením síly funkční vazby mezi subgenuálním ACC a strukturami sestupného systému kontroly bolesti. Tyto výsledky demonstrují příspěvek oblastí mozku vyššího řádu (supraspinálních mechanismů) k aktivaci CPM (Sprenger, Bingel, & Büchel, 2011). Síla klidové funkční konektivity PAG může vysvětlit některé běžné variability v CPM; vyšší klidová konektivita mezi oblastmi zpracování PAG a kortikální bolesti koreluje s vyšší účinností CPM (Harper et al., 2018). Skóre CPM rovněž korelují s modulací laserem indukované BOLD odpovědi v levé zadní insula / SII (Bogdanov et al., 2015).
Během CPM aktivuje nociceptivní stimulace nociceptivní neurony odpovídající míšní segment inervují, ale také další nociceptivní neurony v míše sloužící zbytku těla. Klesající modulační účinky působí na neurony s širokým dynamickým rozsahem ve hřbetním rohu, kde se sbíhají nociceptivní vlákna C-, Aδ- a Ap. Bylo prokázáno, že během HNCS je vnímaná intenzita nociceptivních nociceptivních vstupů Aδ a C vláken, ale také vstupů Ap-non-nociceptivních vláken snížena, což je paralelní s inhibovaným vnímáním bolesti a potenciály souvisejícími s událostmi (ERP) (Rustamov , Tessier, Provencher, Lehmann, & Piché, 2016). Vzhledem k tomu, že Ap vlákna jsou spojena s primárními aferenty, které posílají škodlivé informace směrem nahoru přímo přes hřbetní sloupce, aby dosáhly neuronů druhého řádu v jádrech hřbetního sloupce, aniž by byly přenášeny na úrovni páteře. Modulační reakce na bolest nelze přisuzovat pouze sestupným mechanismům páteře (Torta, Churyukanov, Plaghki, & Mouraux, 2015).
CPM inhibuje bolest prostřednictvím mozkových / supraspinální a cerebrospinální mechanismy, odrážející aktivaci systému endogenní analgezie, kde vzestupná aktivita vyvolaná bolestí evokuje sestupné dráhy, které následně vyvolávají inhibiční účinky na spinální nociceptivní vstupy. Základní mechanismy CPM u lidí a DNIC u zvířat však stále nejsou plně pochopeny.