Sāpju fizioloģija, smadzeņu procesi un receptori

Sāpes ir parādība, kas mums saka, ka daļa no mūsu ķermeņa cieš bojājumus. To raksturo atsaukšanas reakcija uz to izraisošo faktoru. Lai gan cilvēkiem tas ir zināms ar verbalizācijām.

Sāpes ir mūsu ķermeņa aizsargfunkcija. Kā tas notiek, piemēram, ar iekaisuma sāpēm.

Iekaisumu bieži pavada ādas un muskuļu bojājumi. Tādējādi lielā mērā pastiprinās iekaisušās daļas jutīgums pret sāpīgiem stimuliem. Tas samazina kustības ar skarto zonu un novērš kontaktu ar citiem objektiem.

Īsāk sakot, iekaisuma misija ir mēģināt samazināt jaunu ievainojumu iespējamību un paātrināt atveseļošanās procesu.

Tie, kas ir dzemdējušies ar samazinātu sāpju jutīgumu, cieš vairāk nekā parasti, piemēram, apdegumi un izcirtņi. Tās var arī pieņemt pozas, kas ir kaitīgas locītavām, bet, tā kā tās nejūt sāpes, tās nemaina savu stāvokli.

Sāpju trūkums var radīt ļoti nopietnas sekas veselībai un var pat izraisīt nāvi.

Sāpju uztveres analīze ir ārkārtīgi sarežģīta. Tomēr jūs varat mēģināt to izskaidrot vienkāršā veidā.

Sāpīga stimulācija aktivizē sāpju receptorus. Pēc tam informācija tiek pārnesta uz muguras smadzeņu specializētajiem nerviem, lai beidzot sasniegtu smadzenes.

Kad tas ir apstrādāts, šis orgāns nosūta impulsu, kas liek organismam reaģēt. Piemēram, ātri noņemot roku no karsta objekta.

Smadzenēs tiek kontrolēta sāpju apzināšanās un emocionālā reakcija. Stimuli, kas mēdz radīt sāpes, izraisa arī atsaukšanu vai reakciju uz lidojumu.

Subjektīvi kaut kas rada sāpes ir kaitinošas un kaitīgas. Tāpēc mēs to aktīvi izvairāmies.

Tomēr mēs varam justies labāk, ja mēs ignorēsim sāpes un izklaidēsim citas darbības. Smadzenēs ir dabiski mehānismi, kas var samazināt sāpes. Piemēram, atbrīvojot endogēnus opioīdus.

Turklāt sāpes var mainīt ar zālēm vai opioīdu vielām, hipnozi, ar mūsu emocijām un pat ar placebo..

Trīs sāpju elementi

Ir taisnība, ka daži vides notikumi var mainīt sāpju uztveri. Piemēram, Beechera (1959) pētījumā tika analizēta Amerikas karavīru grupas, kas cīnījās Otrā pasaules kara laikā, sāpju reakcija..

Tika parādīts, ka liela daļa amerikāņu karavīru, kuri bija cietuši brūcēs kaujā, nešķita nekādas sāpju pazīmes. Faktiski viņiem nebija nepieciešami medikamenti.

Acīmredzot sāpju uztvere tajās tika samazināta, kad sajūta atvieglojumu, ka viņiem izdevās izdzīvot cīņā.

Var gadīties, ka sāpes tiek uztvertas, bet tas nešķiet atbilstošs personai. Daži mierinoši medikamenti izmanto šo efektu, tāpat kā daži bojājumi noteiktās smadzeņu daļās.

Acīmredzot sāpēm ir trīs atšķirīgas sekas uz uztveri un uzvedību.

- Sensorālais aspekts. Attiecas uz sāpīgo stimulu intensitātes uztveri.

- The tiešas emocionālas sekas kas rada sāpes. Tas ir, diskomforta pakāpe, ko šādas sāpes rada personai. Tas ir komponents, kas samazinās ievainotajos karavīriem, kuri izdzīvoja kaujā.

- The ilgtermiņa emocionāla iesaistīšanās sāpes. Šis efekts ir ar hroniskām sāpēm saistīts stāvoklis. Konkrētāk, tas ir par draudiem, ko šī sāpes rada mūsu nākotnes labklājībai.

Smadzeņu sāpju procesi

Šie trīs elementi ietver dažādus smadzeņu procesus. Tīri juteklisko komponentu regulē ceļos no muguras smadzenēm līdz talama aizmugures vēdera kodolam. Visbeidzot, tie sasniedz smadzeņu primāro un sekundāro somatosensorālo garozu.

Šķiet, ka tūlītēju emocionālo komponentu kontrolē ceļi, kas sasniedz priekšējā cingulāta garozu un insulu. Dažādos pētījumos ir pierādīts, ka šīs teritorijas tiek aktivizētas sāpīgu stimulu uztveres laikā. Turklāt ir pierādīts, ka salu garozas elektriskā stimulācija indivīdiem izraisa dedzināšanas vai dedzināšanas sajūtas.

Acīmredzot, šajos apgabalos ievainojumi samazina emocionālo reakciju uz sāpēm cilvēkiem. Konkrētāk, viņi, šķiet, jutās sāpēs, bet neuzskatīja to par kaitīgu un nenonāca..

Rainville et al. Pētījumā. (1997), izraisīja sāpju sajūtu dalībnieku grupai, ieviešot ieročus ledus ūdenī. Tikmēr pētnieki izmantoja skenēšanu ar pozitronu emisijas tomogrāfiju (PET), lai noteiktu, kuras smadzeņu zonas tika aktivizētas.

Vienā no situācijām viņi izmantoja hipnozi, lai samazinātu diskomfortu, ko izraisīja sāpes. Dalībnieki, kuri bija pakļauti hipnozei, pamanīja, ka sāpes bija intensīvas, bet mazāk nepatīkamas.

Viņi konstatēja, ka sāpīgs stimuls palielināja gan primārās somatosensorās garozas, gan priekšējās cingulārās garozas aktivitāti. Bet, kad dalībnieki bija pakļauti hipnozei, priekšējās cingulārās garozas aktivitāte tika samazināta. Tomēr somatosensorā garoza joprojām bija aktīva.

Visbeidzot, primārā somatosensorā garoza ir atbildīga par sāpju uztveršanu. Lai gan priekšējā cingulācija apstrādā tūlītējās emocionālās sekas.

No otras puses, ilgtermiņa emocionālo komponentu mediē savienojumi, kas sasniedz prefrontālo garozu.

Cilvēki ar bojājumu šajā jomā jūtas apātija un parasti neietekmē hronisku slimību, tostarp hronisku sāpju, sekas.

Pēc ekstremitātes amputācijas rodas ziņkārīgs sāpīgas sajūtas veids. Vairāk nekā 70% šo pacientu norāda, ka viņi jūtas kā trūkstošajai daļai, un tajā var justies sāpes. Šī parādība ir pazīstama kā fantoma ekstremitāte.

Acīmredzot fantoma ekstremitātes sajūta ir saistīta ar parietālās garozas organizēšanu. Šī joma ir saistīta ar mūsu pašu ķermeņa apziņu. Acīmredzot mūsu smadzenes ir ģenētiski ieprogrammētas, lai radītu četru locekļu sajūtas.

Sāpju receptoru veidi

Sāpju receptori ir brīvi nervu galiem. Šie receptori ir sastopami visā ķermenī, īpaši ādā, uz locītavu virsmas, periosteum (membrāna, kas novada kaulus), artēriju sienām un dažām galvaskausa struktūrām..

Interesanti, ka smadzenēm pašam nav sāpju receptora, tāpēc tas ir nejutīgs pret to.

Šie receptori reaģē uz trīs veidu stimuliem: mehānisko, termisko un ķīmisko. Mehānisks stimuls būtu izdarīt spiedienu uz ādu (piemēram). Kaut arī termisks stimuls, karstums vai aukstums. Ķīmiskais stimuls ir ārēja viela, piemēram, skābe.

Sāpju receptorus var stimulēt arī ķīmiskas vielas organismā. Tie tiek atbrīvoti traumas, iekaisuma vai citu sāpīgu stimulu rezultātā.

Kā piemēru var minēt serotonīna, kālija jonus vai skābes, piemēram, pienskābi. Pēdējais ir atbildīgs par muskuļu sāpēm pēc treniņa.

Šķiet, ka ir trīs sāpju receptoru veidi, ko sauc arī par nociceptoriem vai kaitīgu stimulu detektoriem.

Augsta sliekšņa mehānoreceptori

Tie ir brīvi nervu galiem, kas reaģē uz spēcīgu spiedienu, piemēram, triecienu vai apspiešanu ādā.

VR1 uztvērēji

Otrs veids sastāv no nervu galiem, kas uztver ekstrēmo karstumu, skābes un kapsaicīnu (karstā piparu aktīvā viela). Šāda veida šķiedru receptorus sauc par VR1. Šis uztvērējs ir saistīts ar sāpēm, kas saistītas ar iekaisumu un apdegumiem.

Faktiski pētījumā tika parādīts, ka peles, kurām bija mutācija pret minētā receptora ekspresiju, var dzert ūdeni ar kapsaicīnu. Tā kā tie šķita nejutīgi pret augstu temperatūru un pikantu, lai gan tie reaģēja uz citiem sāpīgiem stimuliem. Caterina et. al (2000).

ATP jutīgiem receptoriem

ATP ir šūnu vielmaiņas procesu galvenais enerģijas avots. Šī viela tiek izlaista, kad tiek pārtraukta kādas ķermeņa daļas asinsrite vai ievainots muskulis. To ražo arī strauji augošie audzēji.

Tādēļ šie receptori var būt atbildīgi par sāpēm, kas saistītas ar migrēnu, stenokardiju, muskuļu traumām vai vēzi.

Sāpju veidi

Sāpju receptoru izcelsmes impulsi tiek pārnesti uz perifēro nervu caur divām nervu šķiedrām: A delta šķiedrām, kas ir atbildīgas par ātru (primāro) sāpēm, un C šķiedrām, kas pārraida lēnu (sekundāro) sāpes..

Kad mēs uztveram sāpīgu stimulu, mums ir divas sajūtas. Pirmais ir „ātra sāpes”. To piedzīvo kā asas, asas un ļoti lokalizētas sāpes. Tas aktivizē aizsardzības mehānismus kā atsaukšanas refleksu.

Delta šķiedras, kas pārraida šāda veida sāpes, ir mikroskopiski plānākas (2 līdz 5 tūkstošdaļas milimetra). Tas ļauj stimulu pārraidīt ātrāk (no 5 līdz 30 metriem sekundē).

Ātrās sāpēs tā ir lokalizēta un izplatās. To ir grūti pārvarēt pat ar stipriem pretsāpju līdzekļiem.

Pēc dažām sekundēm sajūta sāpes ātri, parādās "lēnas sāpes". Tā ir noturīga, dziļa, necaurspīdīga un mazāk lokalizēta.

Tas parasti ilgst dažas dienas vai nedēļas, lai gan, ja organisms to nepārstrādā, tas var ilgt un kļūt hronisks. Šāda veida sāpes ir paredzētas, lai aktivizētu audu remonta procesu.

C šķiedrām, kas pārraida šo sāpju veidu, ir lielāks diametrs nekā A delta šķiedrām (no 0,2 līdz 1 tūkstošdaļa milimetra). Tāpēc impulss ir lēnāks (ātrums ir 2 metri sekundē). Organisma reakcija ir saglabāt skarto daļu nekustīgu, kā rezultātā rodas spazmas vai stīvums.

Opioīdi ir ļoti efektīvi lēnas sāpes, bet ir vietējie anestēzijas līdzekļi, ja tiek bloķēti pareizi nervi.

Sāpju jutīguma endogēns regulējums

Ilgu laiku tiek uzskatīts, ka sāpju uztveri var mainīt ar vides stimuliem.

No 1970. gada tika konstatēts, ka bija neironu ķēdes, kas tika aktivizētas dabiskā veidā, izraisot analgēziju.

Dažādi vides stimuli var izraisīt šādas shēmas, atbrīvojot endogēnus opioīdus.

Turklāt dažu smadzeņu daļu elektriskā stimulācija var izraisīt analgēziju. Šī sajūta var būt tik intensīva, ka tā varētu darboties kā anestēzija žurkām.

Dažas no šīm teritorijām ir pelēkā periacuduktālā viela un spuldzes sejas ventrāls apgabals.

Kā piemēru var minēt Mayer un Liebeskind veikto pētījumu, kas tika veikts 1974. gadā. Jo īpaši, deva ir 10 miligrami morfīna uz kilogramu ķermeņa masas.

Tas ir ticis izmantots kā metode pacientiem ar smagām hroniskām sāpēm. Šim nolūkam elektrodus implantē smadzenēs, kas ir savienotas ar radio vadības ierīci. Tādējādi, ja nepieciešams, pacients var aktivizēt elektrisko stimulāciju.

Šī stimulācija aktivizē endogēnos neironu mehānismus, kas nomāc sāpes. Galvenokārt tie rada endogēno opioīdu izdalīšanos.

Šķiet, ka ir neironu ķēde, kas regulē opioīdu izraisīto pretsāpju izraisīto pretsāpju reakciju (ko izdalās zāļu vai zāļu ķermenis vai produkts)..

Pirmkārt, opioīdi stimulē opioīdu receptorus periaqueductal pelēkās vielas neironos. Tās pārraida informāciju raphe kodola neironiem. Šajā jomā ir neironi, kas atbrīvo serotonīnu. Savukārt pēdējie ir saistīti ar muguras smadzeņu muguras ragu pelēko vielu.

Ja šie pēdējie savienojumi tiktu iznīcināti, morfīna injekcija pārtrauks tā analgētisko iedarbību.

Periaqueductal pelēka viela saņem informāciju no hipotalāmu, amygdala un prefrontālās garozas. Šī iemesla dēļ mācīšanās un emocionālās reakcijas ietekmē sāpju jutīgumu.

Kāpēc notiek analgēzija?

Ja dzīvajām būtnēm ir jāsaskaras ar dažiem kaitīgiem stimuliem, viņi parasti pārtrauc to, ko viņi dara, lai sāktu izstāšanos vai izvairītos no uzvedības.

Tomēr ir reizes, kad šī reakcija ir neproduktīva. Piemēram, ja dzīvniekam ir sāpes, kas izraisa sāpes, lidojumu atbildes var traucēt ikdienas darbībām, piemēram, ēšanas.

Tāpēc būtu vieglāk samazināt hroniskas sāpes. Analgēzija arī palīdz mazināt sāpes bioloģiski svarīgu uzvedību laikā.

Daži piemēri ir cīņa vai pārošanās. Ja sāpes piedzīvoja šajā laikā, sugas izdzīvošana būtu apdraudēta.

Piemēram, daži pētījumi liecina, ka kopulēšana var radīt analgēziju. Tam ir adaptīva nozīme, jo sāpīgi stimuli kopulācijas laikā būtu jūtami mazākā mērā, lai reproduktīvā uzvedība netiktu pārtraukta. Tas palielina reproducēšanas varbūtību.

Ir pierādīts, ka tad, kad žurkām rodas sāpīgi elektriskie satricinājumi, ko viņi nevar izvairīties, viņi piedzīvoja analgēziju. Tas nozīmē, ka viņiem bija mazāk sāpju jutīguma nekā kontroles subjektiem. To rada opioīdu atbrīvošana no paša ķermeņa.

Īsumā, ja tiek uzskatīts, ka sāpes ir neizbēgamas, tiek aktivizēti pretsāpju mehānismi. Lai gan, ja tas ir iespējams izvairīties, subjekts ir motivēts sniegt piemērotas atbildes, lai pārtrauktu šo sāpes.

Sāpes var tikt mazinātas, ja dažādām jomām tiek stimulēta skartajām personām. Piemēram, ja personai ir brūce, viņš jūtas atvieglots, ja viņš saskrāpē apkārt.

Tāpēc akupunktūra izmanto adatas, kas tiek ievietotas un pagrieztas, lai stimulētu nervu galus tuvu un tālu no tiem, kuros sāpes ir samazinātas.

Daži pētījumi ir pierādījuši, ka akupunktūra rada analgēziju endogēno opioīdu izdalīšanās dēļ. Lai gan sāpju samazināšanās var būt efektīvāka, ja persona "tic" tās iedarbībā, tas nav vienīgais iemesls.

Ir veikti pētījumi ar dzīvniekiem, kuriem ir vērojama sāpju jutīguma samazināšanās. Kā arī Fos proteīnu aktivizācija muguras smadzeņu muguras smadzeņu somatosensorajos neironos.

Atsauces

1. Basbaum, A. I., Bautista, D. M., Scherrer, G., & Julius, D. (2009). Sāpes šūnu un molekulārajos mehānismos. Cell, 139 (2), 267-284.
2. Beecher, H. K. (1959). Subjektīvo reakciju mērīšana: narkotiku kvantitatīvā ietekme. Ņujorka: Oxford University Press.
3. Carlson, N.R. (2006). Uzvedības fizioloģija 8. Ed. Madride: Pearson.
4. Caterina, M.J., Leffler, A., Malmberg, A.B., Martin, W.J., Trafton, J., Petersen-Zeitz, K.R., ... & Julius, D. (2000). Pazemināta nocicepcija un sāpju sajūta pelēm, kurām nav kapsaicīna receptoru. Science, 288 (5464), 306-313.
5. Mayer, D. J., & Liebeskind, J. C. (1974). Sāpju samazināšana, izmantojot galvas smadzeņu elektrisko stimulāciju: anatomiskā un uzvedības analīze. Smadzeņu izpēte, 68 (1), 73-93.
6. Nacionālā pētniecības padome (ASV) (2010). Laboratorijas dzīvnieku sāpju atzīšana un apgalvojumi. Vašingtona: Valsts akadēmiju prese (ASV).
7. Sāpju fizioloģija. (2010. gada 17. augusts). Saturs iegūts no Health24: http://www.health24.com/Medical/Pain-Management/About-pain/Physiology-of-pain-20120721
8. Rainville, P., Duncan, G. H., Price, D. D., Carrier, B., un, Bushnell, M., C., (1997). Sāpes ietekmē kodēto iepriekšējo cilvēka cingulate bet ne somatosensory garozā. Science, 277 (5328), 968-971.
9. Stucky, C. L., Gold, M.S., & Zhang, X. (2001). Sāpju mehānismi. Nacionālo zinātņu akadēmijas darbi, 98 (21), 11845-11846.