8 Wie funktioniert es? Die Ursprünge
Die Informationen aus der nozizeptiven Stimulation mechanischer, chemischer oder thermischer Natur werden von der Peripherie über das primäre Neuron zu den hinteren Hörnern des Rückenmarks gesendet, wo ein erster synaptischer Kontakt mit besteht das sekundäre Neuron. Das zweite Neuron wird auch synaptische Kontakte in verschiedenen Regionen des Hirnstamms herstellen, wie dem periaquäduktalen Grau (PAG) und dem Nucleus Raphe Magnus (NRM), einem Teil des rostralen ventromedialen Medulla (RVM). Dann gelangt die Information über das Medulla / Rückenmark zum Thalamus, wo sie einen synaptischen Kontakt mit dem tertiären Neuron herstellt, bevor sie zu den höheren Zentren des Gehirns transportiert wird. Bei jedem synaptischen Kontakt wird die Information integriert und unterliegt hemmenden oder anregenden Einflüssen (Marchand, 2012).
Im Thalamus erhalten die Kerne des ventro-basalen Komplexes ihre Afferenzen vom spinothalamischen Weg und projizieren in Richtung der primäre und sekundäre somatosensorische Kortex (SI und SII) mit präzisen Rezeptorfeldern. Die SI- und SII-Regionen sind hauptsächlich für die Lokalisierung und Wahrnehmung des sensorisch-diskriminierenden Aspekts des Schmerzes verantwortlich, einer stabilen Komponente, die mit der Bewertung der Schmerzintensität sowie mit den räumlichen und zeitlichen Eigenschaften des Schmerzes zusammenhängt. Die andere wichtige Gruppe von Kernen im Thalamus, die des zentromedianen oder intralaminaren Komplexes des somatosensorischen Thalamus, erhalten ihre Afferenzen vom spinoretikulären Weg und projizieren mit großen Rezeptorfeldern auf Strukturen des Hirnstamms und des limbischen Systems, einschließlich des Thalamus , frontaler Kortex, anteriorer cingulierter Kortex (ACC) und Inselkortex (IC). Letzteres verbindet sich mit dem SI, SII, dem cingulären Kortex und limbischen Strukturen wie der Amygdala und dem perirhinalen Komplex. Der spinoretikuläre Weg ist hauptsächlich an der motivoaffektiven Komponente der Schmerzmodulation beteiligt, die mit der Bewertung der unangenehmen Schmerzen zusammenhängt. Die PAG ist teilweise für die unangenehmen Schmerzen verantwortlich; Seine Stimulation führt dazu, dass starke unangenehme Stressgefühle als Schmerz wahrgenommen werden (Marchand, 2012).
CPM basiert auf den spinobulbospinalen DNIC-Mechanismen, die ursprünglich von Le Bars und Kollegen an Ratten untersucht wurden (Le Bars et al., 1979a, 1979b; Villanueva (div id = „b23adf910f“> Le Bars, 1986), der argumentierte, dass eine schmerzhafte Stimulation die nozizeptiven Informationen über den spinothalamischen Weg und die Übertragung von Afferenzen auf den Hirnstamm zu den höheren Zentren des Gehirns leitet Strukturen wie PAG und NRM, die hemmende Wirkungen auf Wirbelsäulensegmente senden und schließlich eine diffuse Hemmung erzeugen (mit Hilfe von hemmenden Interneuronen). Durch HNCS ausgelöste CPM betreffen alle konvergenten Neuronen, die im Rückenhorn des Rückenmarks oder im Nucleus caudalis des Trigeminus-Systems aufgezeichnet sind (Villanueva & Le Bars, 1986). Reynolds (1969) half dabei, die neurophysiologischen Mechanismen der CPM zu entschlüsseln, als er feststellte, dass die ZNS-Stimulation des Mittelhirn-Zentralgraus (PAG) eine ausreichende Analgesie hervorbrachte, um eine Bauchoperation bei der Ratte ohne irgendeine andere Form der Anästhesie durchzuführen.
Zahlreiche Studien haben dieses Modell abgeschlossen. PAG und NRM wurden für serotonerge bzw. noradrenerge absteigende Pfade ausgewählt. Diese Wege rekrutieren enkephalinerge Interneurone im Rückenmark und erzeugen eine analgetische Reaktion, indem sie die Aktivität nozizeptiver Afferenzen verringern. Studien von Läsionen, die bei Nagetieren auf verschiedenen Ebenen des Hirnstamms durchgeführt wurden, legen jedoch nahe, dass CIDN kaudale Wirbelsäulenstrukturen verwendet und daher keine PAG-Eingabe im Mittelhirn erfordern würde. Eine kürzlich durchgeführte Studie unter Verwendung der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) zur Bestimmung der genauen Hirnstammstellen, die für die CPM bei gesunden Personen verantwortlich sind, beobachtete einen Zusammenhang zwischen der Expression von Analgesie und der Signalreduktion in Hirnstammregionen nach Gegenreizung: der Caudalis-Unterteilung des spinalen Trigeminuskerns dh die primäre Synapse, die Region des Subnukleus reticularis dorsalis (SRD) und die dorsolateralen Pons in der Region des parabrachialen Kerns (Youssef, Macefield, & Henderson, 2016a). Im Vergleich zu Patienten mit CPM-Analgesie zeigten Patienten mit beeinträchtigtem CPM einen stärkeren Anstieg der Signalintensität im mittleren cingulären und dorsolateralen präfrontalen Kortex sowie eine erhöhte funktionelle Konnektivität mit der SRD nach Gegenreizung (Youssef, Macefield, & Henderson, 2016b). Die SRD vermittelt über die dorsolateralen Funiculi eine weit verbreitete absteigende Hemmung der sekundären Neuronen der Wirbelsäule (Nir & Yarnitsky, 2015).Absteigende Schmerzmodulation induziert Analgesie durch Aktivierung von Opioidrezeptoren im medullären Reticularis Nucleus Dorsalis (MRD) (Villanueva, Bouhassira, & Le Bars, 1996). In Tierstudien verhinderte der in die MRD injizierte Opioidrezeptorantagonist Naloxon die DNIC, während die Naloxoninjektion in die RVM die DNIC-Analgesie nicht beeinflusste (de Resende, Silva, Sato, Arendt-Nielsen, & Sluka, 2011). Unter Verwendung eines räumlichen Summationsparadigmas blockierte systemisches Naloxon endogene Hemmungen (Julien & Marchand, 2006). Die Verabreichung von Lidocain, einem lokalen Analgetikum, innerhalb der RVM kehrte die durch Spinalnerv-Rechtsstreitigkeiten bei Ratten induzierte Allodynie um, was darauf hindeutet, dass die Aktivierung der absteigenden Hemmung durch die RVM vor chronischen neuropathischen Schmerzen bei Tieren schützt (De Felice et al., 2011). Bei Patienten mit neuropathischen Schmerzen und dynamischer Mechano-Allodynie verringerte die klinische CS (Bürsten oder Druck im allodynischen Bereich) das Schmerzempfinden, hemmte jedoch nicht die elektrophysiologischen Reaktionen, während die experimentellen CS (Kaltpressor- oder Tourniquet-Tests) beide schmerzhaften Empfindungen hemmten und der RIII-Reflex, der auf supraspinale Mechanismen hinweist, die an der CPM-Wirkung dieses Schmerzzustands beteiligt sind (Bouhassira, Danziger, Attal, Guirimand, & Atta, 2003).
Die Schmerzhemmung durch CPM beruht teilweise auf dem orbitofrontalen Kortex (OFC) und der Amygdala (Moont, Crispel, Lev, Pud, & Yarnitsky, 2011). Piché, Arsenault und Rainville (2009) argumentieren für mindestens zwei neuronale Mechanismen, die den Auswirkungen von CPM auf Schmerzen und Nozizeption der Wirbelsäule beim Menschen zugrunde liegen. Der Konditionierungsreiz hemmt die Wahrnehmung von Schockschmerzen und die RIII-Reflexamplitude (Nozizeption der Wirbelsäule) nur bei einer Untergruppe von Personen. Darüber hinaus war eine anhaltende Aktivierung des durch die CS induzierten OFC ein Hinweis auf eine Schmerzabnahme, während eine anhaltende Aktivität in SI und die PAG eine nozizeptive Reflexmodulation vorhersagten (Piché et al., 2009). In einer anderen Studie wurde die Konditionierung Stimulus-induzierte Reduktion der blutsauerstoffspiegelabhängigen (BOLD) Reaktionen in klassischen schmerzempfindlichen Regionen, aber Zunahme der BOLD-Reaktionen in Subregionen des ACC. Während der CS korrelierte der verminderte Schmerz positiv mit der Zunahme der Stärke der funktionellen Kopplung zwischen dem subgenuellen ACC und den Strukturen des absteigenden Schmerzkontrollsystems. Diese Ergebnisse zeigen den Beitrag von Hirnregionen höherer Ordnung (supraspinale Mechanismen) zur Aktivierung von CPM (Sprenger, Bingel, & Büchel, 2011). Die Stärke der PAG-Ruhefunktionskonnektivität kann einige der normalen Variabilität des CPM erklären. Eine höhere Ruhekonnektivität zwischen der PAG und den kortikalen Schmerzverarbeitungsregionen korreliert mit einer höheren CPM-Wirksamkeit (Harper et al., 2018). CPM-Scores korrelieren auch mit der Modulation der laserinduzierten BOLD-Reaktion in der linken hinteren Insula / SII (Bogdanov et al., 2015).
Während der CPM aktiviert die nozizeptive Stimulation die nozizeptiven Neuronen, die dem entsprechen Wirbelsäulensegment innervieren sie aber auch andere nozizeptive Neuronen im Rückenmark, die dem Rest des Körpers dienen. Absteigende modulatorische Effekte wirken auf Neuronen mit großem Dynamikbereich im Rückenhorn, wo nozizeptive C-, Aδ- und Aβ-Fasern konvergieren. Es wurde gezeigt, dass während des HNCS die wahrgenommene Intensität nozizeptiver Aδ- und C-Faser-nozizeptiver Eingaben, aber auch Aβ-nicht-nozizeptiver Fasereingaben verringert wird, was mit einer gehemmten Schmerzwahrnehmung und ereignisbezogenen Potentialen (ERPs) einhergeht (Rustamov) , Tessier, Provencher, Lehmann, & Piché, 2016). Da Aβ-Fasern mit primären Afferenzen verwandt sind, die die schädlichen Informationen direkt durch die Dorsalsäulen nach oben senden, um Neuronen zweiter Ordnung in den Dorsalsäulenkernen zu erreichen, ohne auf Wirbelsäulenebene weitergeleitet zu werden. Die schmerzmodulierenden Reaktionen können nicht nur auf absteigende Wirbelsäulenmechanismen zurückgeführt werden (Torta, Churyukanov, Plaghki, & Mouraux, 2015).
CPM hemmt Schmerzen durch Gehirn / supraspinale und cerebrospinale Mechanismen, die die Aktivierung des endogenen Analgesiesystems widerspiegeln, wobei aufsteigende schmerzinduzierte Aktivität absteigende Pfade hervorruft, die anschließend hemmende Wirkungen auf die nozizeptiven Eingaben der Wirbelsäule hervorrufen. Die zugrunde liegenden Mechanismen von CPM beim Menschen und DNIC bei Tieren sind jedoch noch unvollständig verstanden