Definice modulace bolesti CNS
Centrální modulace vnímání bolesti je výsledkem elektrické nebo farmakologické stimulace určitých oblastí středního mozku. Tento analgetický účinek vzniká aktivací sestupných drah modulujících bolest, které se přes dřeň promítají do neuronů v dorzálním rohu, které řídí vzestupné informace v nociceptivním systému. Hlavní oblasti mozkového kmene, které tento účinek vyvolávají, se nacházejí ve špatně definovaných jádrech v periakveduktální šedé hmotě a v rostrální dřeni. 90Purves D et al. The Physiological Basis of Pain Modulation – Neuroscience, 2. vydání. 2001. s1
Teorie řízení brány bolesti
V přelomové práci (1965) navrhli Patrick Wall a Ronald Melzack teorii řízení brány bolesti (GCT). Od té doby se ukázala být mocným nástrojem pro řízení výzkumu bolesti. GCT navrhuje, že nociceptivní a nenociceptivní signály se v míše sčítají, a předpokládá, že velké nervy vedou nenociceptivní informace a menší vlákna vedou nociceptivní informace. Pokud nociceptivní signály převažují nad nenociceptivními, šíří se signál bolesti. Wall a Melzack také navrhli, že sestupná aferentní vlákna mohou modulovat signály bolesti v míše.91Kirkpatrick DR et al. Therapeutic Basis of Clinical Pain Modulation. CTS vol 8, issue 6, 11 May 2015, p848.
Hypotéza Gate Control předpokládá, že bolest je vyvolána, když mozková aktivita dosáhne určité úrovně v důsledku senzorických a/nebo centrálních vstupů. Melzack tuto myšlenku rozšířil na koncept Neuromatrix, který pro bolest představuje neuronální síť se somatosenzorickou, limbickou a kognitivní složkou. Stejně jako v modelu Gate je výstup neboli „neurosignatura“ neuromatrix určující bolestivost senzorického vstupu modulována senzorickým vstupem a u různých jedinců se liší podle genotypu a zkušenostních proměnných. Prožitek bolesti tedy není jedinečný a může se lišit v závislosti na jedinci i na zranění. Další předpovědí hypotézy kontroly brány bylo, že selektivní zesílení vstupu ve velkých vláknech uzavře bránu snížením aktivity v T-buňkách; tím se sníží jakákoli probíhající bolest.92Mendell LM. Konstrukce a dekonstrukce teorie brány bolesti. Pain. 2014. s6
Descendentní modulace bolesti
Modulační systémy mozkového kmene hrají hlavní roli při facilitaci bolesti.93Porreca F, Ossipov M H, Gebhart G F 2002 Chronická bolest a medulární descendentní facilitace. Trends in Neurosciences. s319. Inhibiční vlivy vycházející z mozku, které sestupují v míše a modulují míšní reflexy. PAG přijímá projekce z řady oblastí mozku, včetně amygdaly, frontální a insulární kůry a hypotalamu, a působí v součinnosti s rostrální ventromediální dření (RVM), čímž vytváří descendentní systém modulace bolesti. Kromě přímých nervových spojení se endorfiny syntetizované v hypofýze uvolňují do mozkomíšního moku a krve, kde mohou působit inhibičně v několika centrech včetně PAG. Sestupná inhibice může být aktivována vnějšími faktory, jako je stres (stresem indukovaná analgezie) a noxický vstup (difuzní noxická inhibiční kontrola), nebo může být vyvolána periferní nebo centrální nervovou stimulací. 94Hudspith MJ, Siddall PJ, Munglani R. Physiology of pain. In: Bolest: Bolest: Hemming HC, Hopkins PM, eds. Základy anestezie. 2nd ed. London, UK: Mosby; 2006. s. 281.
Anatomické, elektrofyziologické a farmakologické důkazy prokázaly, že stimulace rostroventromediální dřeně (RVM) může inhibovat a/nebo usnadňovat nociceptivní a nenociceptivní vstup v sestupné modulaci nocicepce, včetně té vyvolané stimulací periakveduktální šedi (PAG).95Porreca F, Ossipov M H, Gebhart G F 2002 Chronická bolest a medulární descendentní facilitace. Trends in Neurosciences. p319
Vypnuté a zapnuté buňky v buňkách RVM reagují na manipulaci s periakveduktální šedí PAG a vyvolávají behaviorální analgezii tím, že mají čistý inhibiční účinek na nocicepci.96Fields HL, Basbaum AI, Heinricher MM. Mechanismy modulace bolesti v centrálním nervovém systému. Wall & Melzack’s Textbook of Pain, 5th edition, P 130.
Opioidní receptory jsou rozmístěny v celém okruhu modulujícím bolest a mají modulační účinek na nociceptivní vstup.97 Hudspith MJ, Siddall PJ, Munglani R. Physiology of pain. In: Hemming HC, Hopkins PM, eds. Foundations of Anesthesia. 2nd ed. London, UK: Mosby; 2006. s. 281.
Uvolnění endogenních opioidních ligandů v míšních místech může vyvolat analgetický účinek. Tyto látky fungují částečně tak, že snižují uvolňování transmiterů z terminálů dorzálních rohů primárních aferentních nociceptorů. Řídí také postsynaptickou inhibici centrálních neuronů, které jsou aktivovány noxní stimulací. Agonisté (μ) mu i (δ) delta opioidních receptorů blokují uvolňování excitačních aminokyselin z primárních aferentů. Endogenní opioidy také přispívají k modulaci bolesti tím, že inhibují uvolňování neuropeptidů z primárních aferentů. 98Fields HL, Basbaum AI, Heinricher MM. Mechanismy modulace bolesti v centrálním nervovém systému. Wall & Melzack’s Textbook of Pain, 5th edition, P 128.
Vzestupná modulace bolesti
Primární vzestupná bolest dosahuje z vláken periferních míst do dorzálního rohu míchy, kde inervuje určité nociceptorové neurony. Aktivace opiátových receptorů na míšní úrovni vyvolává hyperpolarizaci neuronů, což má za následek inhibici střelby a uvolnění substance P, neurotransmiteru podílejícího se na přenosu bolesti, čímž se zablokuje přenos bolesti. Opiátové receptory na různých úrovních CNS jsou cílovými místy pro neurotransmitery a endogenní opiáty, jako jsou endorfiny a enkefaliny. Vazba na receptory v podkorových místech vede ke změně elektrofyziologických vlastností těchto neuronů a modulaci vzestupné informace o bolesti. 99Dafeny N. Modulace a mechanismy bolesti oddíl 2, kapitola 8 Neurovědy online. U of Texas. 1997. s. 3
Obvody modulující bolest
Takové obvody modulující bolest jsou příslibem racionálně vyvinuté léčby založené na manipulaci s psychologickými proměnnými, protidráždivosti a nových, selektivnějších lécích nebo jejich kombinacích.100Fields HL, Basbaum AI, Heinricher MM. Mechanismy modulace bolesti v centrálním nervovém systému. Wall & Melzack’s Textbook of Pain, 5. vydání, s125.
.