De relativt uspesialiserte nervecelleendene som setter i gang følelsen av smerte kalles nociceptorer (noci- er avledet fra latin for «vondt») (se figur 9.2) Som andre kutane og subkutane reseptorer transduser de en rekke stimuli til reseptorpotensialer, som igjen utløser afferente handlingspotensialer. Videre oppstår nociceptorer, som andre somatiske sensoriske reseptorer, fra cellekropper i dorsalrotganglier (eller i trigeminusganglion ) som sender den ene aksonale prosessen til periferien og den andre inn i ryggmargen eller hjernestammen (se figur 9.1).
Fordi perifere nociceptive axoner slutter i uspesialiserte «frie ender», er det konvensjonelt å kategorisere nociceptorer i henhold til til egenskapene til aksonene som er knyttet til dem (se tabell 9.1). Som beskrevet i forrige kapittel, er de somatiske sensoriske reseptorene som er ansvarlige for oppfatningen av uskadelige mekaniske stimuli assosiert med myeliniserte aksoner som har relativt raske ledningshastigheter. Aksonene assosiert med nociceptorer, derimot, oppfører seg relativt sakte, og blir bare lett myeliniserte eller, mer vanlige, umyeliniserte. Følgelig faller aksoner som formidler informasjon om smerte i enten Aδ-gruppen av myeliniserte aksoner, som leder ved ca. 20 m / s, eller i C-fibergruppen til umyeliniserte axoner, som leder med hastigheter generelt mindre enn 2 m / s. Selv om ledningen av all nociceptiv informasjon er relativt treg, er det således raske og langsomme smerteveier.
Generelt reagerer de raskere ledende Aδ-nociceptorene enten på farlig intense mekaniske eller mekanotermiske stimuli, og har mottakelige felt som består av klynger av følsomme flekker. Andre umyeliniserte nociceptorer har en tendens til å svare på termiske, mekaniske og kjemiske stimuli, og sies derfor å være polymodale. Kort sagt er det tre hovedklasser av nociceptorer i huden: Aδ-mekanosensitive nociceptorer, Aδ-mekanotermiske nociceptorer og polymodale nociceptorer, hvor sistnevnte er spesielt assosiert med C-fibre. De mottakelige feltene til alle smertsensitive nerveceller er relativt store, spesielt på nivået av thalamus og cortex, antagelig fordi deteksjon av smerte er viktigere enn den nøyaktige lokaliseringen.
Studier utført hos begge mennesker og forsøksdyr demonstrerte for en tid tilbake at de raskt ledende aksonene som serverer somatisk sensorisk følelse ikke er involvert i smitteoverføring. Et typisk eksperiment av denne typen er illustrert i figur 10.1. De perifere aksonene som reagerer på ikke-smertefulle mekaniske eller termiske stimuli, utlades ikke i større grad når smertefulle stimuli leveres til samme område av hudoverflaten. De nociceptive aksonene begynner derimot å slippe ut bare når styrken til stimulansen (en termisk i eksemplet i figur 10.1) når høye nivåer; ved samme samme stimuleringsintensitet, utlades andre termoreseptorer med en hastighet som ikke er forskjellig fra den maksimale hastigheten som allerede er oppnådd innenfor det ikke-smertefulle temperaturområdet, noe som indikerer at det finnes både nociceptive og nonsoceptive termoreseptorer. Like viktig, direkte stimulering av somatiske sensoriske afferenter med stor diameter, uansett frekvens hos mennesker, gir ikke følelser som blir beskrevet som smertefulle. I kontrast er de mindre diameter, langsommere ledende Aδ- og C-fibrene aktive når smertefulle stimuli leveres; og når de stimuleres elektrisk hos mennesker, produserer de smerte.