8 Jak to działa? Pochodzenie
Informacje pochodzące z nocyceptywnej stymulacji o charakterze mechanicznym, chemicznym lub termicznym są wysyłane z peryferii, przez pierwotny neuron i do tylnych rogów rdzenia kręgowego, gdzie następuje pierwszy kontakt synaptyczny z neuron wtórny. Drugi neuron również ustanowi kontakty synaptyczne w różnych obszarach pnia mózgu, takich jak szarość okołowierzchołkowa (PAG) i jądro szwu magnus (NRM), część przedniego brzuszno-przyśrodkowego rdzenia (RVM). Następnie informacja przechodzi przez rdzeń kręgowy / rdzeń kręgowy do wzgórza, gdzie nawiązuje kontakt synaptyczny z trzeciorzędowym neuronem, zanim zostanie przetransportowana do wyższych ośrodków mózgu. Przy każdym kontakcie synaptycznym informacja jest integrowana i podlega wpływom hamującym lub pobudzającym (Marchand, 2012).
W wzgórzu jądra kompleksu przedsionkowo-podstawnego odbierają swoje aferencje ze ścieżki rdzeniowo-wzgórzowej i kierują się w kierunku pierwotne i wtórne kory somatosensoryczne (SI i SII), z precyzyjnymi polami receptorowymi. Regiony SI i SII są głównie odpowiedzialne za lokalizację i percepcję sensoryczno-dyskryminacyjnego aspektu bólu, stabilnego komponentu związanego z oceną natężenia bólu oraz przestrzenną i czasową charakterystyką bólu. Druga ważna grupa jąder we wzgórzu, jądra centromedianu lub kompleksu śródwarstwowego wzgórza czuciowo-czuciowego, otrzymują swoje arencje ze szlaku rdzeniowo-siateczkowego i kierują, z dużymi polami receptorowymi, do struktur pnia mózgu i układu limbicznego, w tym wzgórza. , kora czołowa, przednia kora zakrętu obręczy (ACC) i kora wyspowa (IC). Ten ostatni łączy się z SI, SII, korą zakrętu obręczy i strukturami limbicznymi, takimi jak ciało migdałowate i kompleks okołowierzchołkowy. Szlak rdzeniowo-siateczkowy jest głównie zaangażowany w motivo-afektywny składnik modulacji bólu, który jest związany z oceną nieprzyjemności bólu. PAG jest częściowo odpowiedzialny za nieprzyjemność bólu; jego stymulacja powoduje silne nieprzyjemne uczucie niepokoju, które jest postrzegane jako ból (Marchand, 2012).
CPM opiera się na mechanizmach spinobulbospinalowych DNIC, które pierwotnie badali u szczurów Le Bars i wsp. 1979a, 1979b; Villanueva & Le Bars, 1986), który argumentował, że bolesna stymulacja przenosi informację nocyceptywną do wyższych ośrodków mózgu poprzez szlak rdzeniowo-wzgórzowy i przekazywanie aferencji do pnia mózgu struktury, w tym PAG i NRM, które wysyłają efekty hamujące do segmentów kręgosłupa i ostatecznie wytwarzają rozproszone hamowanie (z pomocą hamujących interneuronów). CPM wyzwalane przez HNCS wpływa na wszystkie zbieżne neurony zarejestrowane w rogu grzbietowym rdzenia kręgowego lub jądrze ogonowym układu trójdzielnego (Villanueva & Le Bars, 1986). Reynolds (1969) pomógł rozwikłać neurofizjologiczne mechanizmy CPM, kiedy zdał sobie sprawę, że stymulacja ośrodkowego układu nerwowego środkowej szarości śródmózgowia (PAG) wytworzyła wystarczającą analgezję, aby wykonać operację brzucha u szczura bez jakiejkolwiek innej formy znieczulenia.
Liczne badania ukończyli ten model. PAG i NRM zostały skierowane odpowiednio na zstępujące szlaki serotoninergiczne i noradrenergiczne. Szlaki te rekrutują enkefalinergiczne interneurony w rdzeniu kręgowym i wywołują odpowiedź przeciwbólową poprzez zmniejszenie aktywności aferentów nocyceptywnych. Jednak badania zmian chorobowych przeprowadzone na różnych poziomach pnia mózgu u gryzoni sugerują, że CIDN wykorzystuje ogonowe struktury opuszki kręgosłupa, a zatem nie wymaga wprowadzenia PAG w śródmózgowiu. Niedawne badanie z wykorzystaniem funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) w celu określenia dokładnych miejsc w pniu mózgu odpowiedzialnych za CPM u zdrowych osób zaobserwowało związek między ekspresją przeciwbólową a redukcją sygnału w regionach pnia mózgu po przeciwdziałaniu podrażnieniu: ogonowe podziały jądra trójdzielnego rdzenia tj. synapsa pierwotna, obszar podjądra siateczkowatego grzbietu (SRD) i most grzbietowo-boczny w rejonie jądra okołobramkowego (Youssef, Macefield, & Henderson, 2016a). W porównaniu z pacjentami wykazującymi analgezję CPM, osoby z upośledzoną CPM wykazywały większy wzrost intensywności sygnału w środkowej części zakrętu obręczy i grzbietowo-bocznej kory przedczołowej oraz zwiększoną łączność funkcjonalną z SRD po przeciwdziałaniu podrażnieniu (Youssef, Macefield, & Henderson, 2016b). SRD przenosi rozległe hamowanie zstępujące do wtórnych neuronów rdzeniowych poprzez grzbietowo-boczne funiculi (Nir & Yarnitsky, 2015).Zstępująca modulacja bólu indukuje analgezję poprzez aktywację receptorów opioidowych w rdzeniastym jądrze grzbietowym (MRD) (Villanueva, Bouhassira, & Le Bars, 1996). W badaniach na zwierzętach, nalokson, antagonista receptora opioidowego, wstrzyknięty do MRD, zapobiegał DNIC, podczas gdy wstrzyknięcie naloksonu do RVM nie wpłynęło na analgezję DNIC (de Resende, Silva, Sato, Arendt-Nielsen, & Sluka, 2011). Stosując paradygmat sumowania przestrzennego, nalokson ogólnoustrojowy zablokował endogenne zahamowania (Julien & Marchand, 2006). Podanie lidokainy, miejscowego środka przeciwbólowego, w obrębie RVM, odwróciło allodynię wywołaną postępowaniem sądowym dotyczącym nerwów rdzeniowych u szczurów, co sugeruje, że aktywacja zstępującego hamowania przez RVM chroni przed przewlekłym bólem neuropatycznym u zwierząt (De Felice i wsp., 2011). U pacjentów z bólem neuropatycznym i dynamiczną mechanoalodynią kliniczny kortykosteroid (szczotkowanie lub ucisk w obszarze allodynicznym) zmniejszał odczuwanie bólu, ale nie hamował odpowiedzi elektrofizjologicznych, podczas gdy eksperymentalne CS (testy zimnego ucisku lub opaski uciskowej) hamowały oba bolesne odczucia i odruch RIII, sugerujący mechanizmy nadrdzeniowe zaangażowane w efekt CPM tego stanu bólowego (Bouhassira, Danziger, Attal, Guirimand, & Atta, 2003).
Hamowanie bólu przez CPM zależy częściowo od kory oczodołowo-czołowej (OFC) i ciała migdałowatego (Moont, Crispel, Lev, Pud, & Yarnitsky, 2011). Piché, Arsenault i Rainville (2009) argumentują za co najmniej dwoma mechanizmami neuronowymi leżącymi u podstaw wpływu CPM na ból i nocycepcję kręgosłupa u ludzi. Bodziec warunkujący hamuje percepcję bólu szokowego i amplitudę odruchu RIII (nocycepcja kręgosłupa) tylko w podgrupie osobników. Co więcej, przedłużona aktywacja OFC indukowana przez CS była predyktorem zmniejszenia bólu, podczas gdy trwała aktywność w MS, a PAG przewidywała modulację odruchów nocyceptywnych (Piché i wsp., 2009).
W innym badaniu warunkowanie wywołane bodźcem redukcje odpowiedzi zależnych od poziomu tlenu we krwi (BOLD) w klasycznych regionach reagujących na ból, ale wzrost odpowiedzi BOLD w podregionach ACC. Podczas CS zmniejszony ból był dodatnio skorelowany ze wzrostem siły sprzężenia funkcjonalnego między podpodziałowym ACC a strukturami zstępującego układu kontroli bólu. Wyniki te pokazują udział regionów mózgu wyższego rzędu (mechanizmy nadrdzeniowe) w aktywacji CPM (Sprenger, Bingel, & Büchel, 2011). Siła spoczynkowej łączności funkcjonalnej PAG może wyjaśnić część normalnej zmienności CPM; wyższa łączność spoczynkowa między PAG a obszarami przetwarzania bólu korowego koreluje z większą skutecznością CPM (Harper i wsp., 2018). Wyniki CPM są również skorelowane z modulacją wywołanej laserem odpowiedzi BOLD w lewej tylnej części wyspy / SII (Bogdanov i wsp., 2015).
Podczas CPM stymulacja nocyceptywna aktywuje neurony nocyceptywne odpowiadające odcinek kręgosłupa, które unerwiają, ale także inne neurony nocyceptywne w rdzeniu kręgowym obsługujące resztę organizmu. Zstępujące efekty modulacyjne działają na neurony o szerokim zakresie dynamicznym w rdzeniowym rogu grzbietowym, gdzie zbiegają się nocyceptywne włókna C-, Aδ- i Aβ. Wykazano, że podczas HNCS odczuwana intensywność nocyceptywnych włókien nocyceptywnych Aδ i C, ale także Aβ-nienocyceptywnych włókien jest zmniejszona, co jest równoznaczne z zahamowaną percepcją bólu i potencjałami związanymi ze zdarzeniami (ERP) (Rustamov , Tessier, Provencher, Lehmann, & Piché, 2016). Ponieważ włókna Aβ są powiązane z głównymi aferentami, które wysyłają szkodliwe informacje w górę bezpośrednio przez kolumny grzbietowe, aby dotrzeć do neuronów drugiego rzędu w jądrach kolumny grzbietowej bez przekazywania ich na poziomie kręgosłupa. Odpowiedzi modulujące ból nie mogą być przypisywane tylko zstępującym mechanizmom kręgosłupa (Torta, Churyukanov, Plaghki, & Mouraux, 2015).
CPM hamuje ból poprzez mózg / mechanizmy nadrdzeniowe i mózgowo-rdzeniowe, odzwierciedlające aktywację endogennego układu przeciwbólowego, w którym rosnąca aktywność wywołana bólem wywołuje zstępujące ścieżki, które następnie wywołują hamujący wpływ na rdzeniowe impulsy bodźców. Jednak podstawowe mechanizmy CPM u ludzi i DNIC u zwierząt są nadal nie do końca poznane.