Definicja modulacji bólu OUN
Centralna modulacja percepcji bólu jest wynikiem elektrycznej lub farmakologicznej stymulacji pewnych regionów śródmózgowia. Efekt przeciwbólowy wynika z aktywacji zstępujących szlaków modulujących ból, które rzutują, poprzez rdzeniak, do neuronów w rogu grzbietowym, które kontrolują wstępujące informacje w systemie nocyceptywnym. Główne regiony pnia mózgu, które wywołują ten efekt są zlokalizowane w słabo zdefiniowanych jądrach w istocie szarej okołokomorowej i rdzeniastej.90Purves D et al. The Physiological Basis of Pain Modulation – Neuroscience, 2nd edition. 2001. p1
Teoria kontroli bramek w bólu
W przełomowej pracy (1965), Patrick Wall i Ronald Melzack zaproponowali teorię kontroli bramek w bólu (GCT). Od tego czasu okazała się ona potężnym narzędziem do prowadzenia badań nad bólem. GCT proponuje, że sygnały nocyceptywne i nienocyceptywne są sumowane w rdzeniu kręgowym i sugeruje, że duże nerwy przewodzą informacje nienocyceptywne, a mniejsze włókna przewodzą informacje nocyceptywne. Jeśli sygnały nocyceptywne przeważają nad sygnałami nienocyceptywnymi, propagowany jest sygnał bólowy. Wall i Melzack zaproponowali również, że zstępujące włókna aferentne mogą modulować sygnały bólowe w rdzeniu kręgowym.91Kirkpatrick DR et al. Therapeutic Basis of Clinical Pain Modulation. CTS vol 8, issue 6, 11 May 2015, p848.
Implicite w Gate Control Hypothesis jest pomysł, że ból jest wywoływany, gdy aktywność mózgu osiąga pewien poziom z powodu sensorycznych i/lub centralnych wejść. Melzack rozszerzył tę ideę do koncepcji Neuromatrix, która dla bólu jest siecią neuronalną z komponentami somatosensorycznymi, limbicznymi i poznawczymi. Podobnie jak w modelu Gate, wyjście lub „neurosygnatura” neuromacierzy określająca bolesność wejścia sensorycznego jest modulowana przez wejście sensoryczne i różni się u różnych osób w zależności od genotypu i zmiennych doświadczalnych. Tak więc doświadczenie bólu nie jest unikalne i może się różnić w zależności od osoby, jak również od urazu. Innym przewidywaniem Hipotezy Kontroli Bramy było to, że wzmocnienie wejścia selektywnie w dużych włóknach zamknie Bramę poprzez zmniejszenie aktywności w komórkach T, co zmniejszy trwający ból.92Mendell LM. Constructing and Deconstructing the Gate Theory of Pain. Pain. 2014. p6
Zstępująca modulacja bólu
Systemy modulacyjne pnia mózgu odgrywają istotną rolę w facylitacji bólu.93Porreca F, Ossipov M H, Gebhart G F 2002 Chronic pain and medullary descending facilitation. Trends in Neurosciences. p319. Wpływy hamujące pochodzące z mózgu, które zstępują do rdzenia kręgowego, aby modulować odruchy rdzeniowe. PAG otrzymuje projekcje z wielu regionów mózgu, w tym z amygdala, kory czołowej i wyspowej oraz podwzgórza i działa w porozumieniu z rdzeniastralną rdzeniastą komorowo-przyśrodkową (RVM), tworząc zstępujący system modulujący ból. Oprócz bezpośrednich połączeń neuronalnych, endorfiny syntetyzowane w przysadce są uwalniane do płynu mózgowo-rdzeniowego i krwi, gdzie mogą wywierać hamujący wpływ na kilka ośrodków, w tym PAG. Hamowanie zstępujące może być aktywowane przez czynniki zewnętrzne, takie jak stres (analgezja wywołana stresem) i bodźce szkodliwe (rozproszone hamujące bodźce szkodliwe), lub może być wywołane przez obwodową lub ośrodkową stymulację nerwową.94Hudspith MJ, Siddall PJ, Munglani R. Physiology of pain. In: Hemming HC, Hopkins PM, eds. Foundations of Anesthesia. 2nd ed. London, UK: Mosby; 2006. p281.
Anatomiczne, elektrofizjologiczne i farmakologiczne dowody wykazały, że stymulacja rdzenia przedłużonego (RVM) może hamować i/lub ułatwiać nocyceptywne i nienocyceptywne wejście w zstępującej modulacji nocycepcji, w tym wywołanej przez stymulację szarości okołokomorowej (PAG).95Porreca F, Ossipov M H, Gebhart G F 2002 Chronic pain and medullary descending facilitation. Trends in Neurosciences. p319
On and off cells in the RVM cells respond to manipulations of the periaqueductal gray PAG to produce behavioral analgesia by exerting a net inhibitory effect on nociception.96Fields HL, Basbaum AI, Heinricher MM. Centralny układ nerwowy mechanizmy modulacji bólu. Wall & Melzack’s Textbook of Pain, 5th edition, P 130.
Receptory opioidowe są rozmieszczone w całym obwodzie modulującym ból i wywierają modulujący wpływ na wejście nocyceptywne.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. p281.
Uwolnienie endogennych ligandów opioidowych w miejscach rdzeniowych może wywołać efekt analgetyczny. Substancje te funkcjonują częściowo poprzez zmniejszenie uwalniania przekaźnika z terminali rogów grzbietowych pierwotnych aferentnych nocyceptorów. Kierują one również postsynaptycznym hamowaniem neuronów ośrodkowych, które są aktywowane przez szkodliwą stymulację. Zarówno agoniści receptorów opioidowych (μ) mu i (δ) delta blokują pobudzające uwalnianie aminokwasów z pierwotnych aferentów. Endogenne opioidy również przyczyniają się do modulacji bólu poprzez hamowanie uwalniania neuropeptydów z pierwotnych aferentów.98Fields HL, Basbaum AI, Heinricher MM. Centralny układ nerwowy mechanizmy modulacji bólu. Wall & Melzack’s Textbook of Pain, 5th edition, P 128.
Ascending pain modulation
Primary ascending pain reach from peripheral sites’ fibers to the dorsal horn of the spinal cord to innervate certain nociceptor neurons. Aktywacja receptorów opiatowych na poziomie rdzenia kręgowego powoduje hiperpolaryzację neuronów, co skutkuje zahamowaniem odpalania i uwolnieniem substancji P, neuroprzekaźnika zaangażowanego w transmisję bólu, blokując w ten sposób transmisję bólu. Receptory opiatowe na różnych poziomach OUN są miejscami docelowymi dla neurotransmiterów i endogennych opiatów, takich jak endorfiny i enkefaliny. Wiązanie się z receptorami w miejscach podkorowych prowadzi do zmiany właściwości elektrofizjologicznych tych neuronów i modulacji wstępującej informacji o bólu.99Dafeny N. Pain Modulation and Mechanisms Section 2, Chapter 8 Neuroscience Online. U of Texas. 1997. p3
Obwody modulujące ból
Takie obwody modulujące ból oferują obietnicę racjonalnie opracowanych metod leczenia opartych na manipulacji zmiennymi psychologicznymi, przeciwdziałaniu podrażnieniom i nowych, bardziej selektywnych lekach lub kombinacjach leków.100Fields HL, Basbaum AI, Heinricher MM. Central nervous system mechanisms of pain modulation. Wall & Melzack’s Textbook of Pain, 5th edition, p125.
.