Биохимия боли | Эль-Пасо, Техас Доктор хиропрактики
Д-р Алекс Хименес, хиропрактик Эль Пасо
Надеюсь, вам понравились наши сообщения в блогах по различным темам, связанным с здоровьем, питанием и травмой. Пожалуйста, не стесняйтесь звонить нам или мне, если у вас есть вопросы, когда возникает необходимость обратиться за медицинской помощью. Позвоните в офис или я. Офис 915-850-0900 - Ячейка 915-540-8444 Отличные отзывы. Д-р J

Биохимия боли: Все болевые синдромы имеют профиль воспаления. Воспалительный профиль может варьироваться от человека к человеку и также может варьироваться у одного человека в разное время. Лечение болевых синдромов заключается в том, чтобы понять этот профиль воспаления. Болевые синдромы лечатся с медицинской точки зрения, хирургическим путем или и тем, и другим. Цель состоит в том, чтобы ингибировать / подавлять продукцию воспалительных медиаторов. И успешный результат - это тот, который приводит к меньшему воспалению и, конечно, меньшей боли.

Биохимия боли

Цели:

  • Кто является ключевыми игроками
  • Каковы биохимические механизмы?
  • Каковы последствия?

Обзор воспаления:

Ключевые игроки

биохимия боли el paso tx.

биохимия боли el paso tx.

биохимия боли el paso tx.

биохимия боли el paso tx.Почему мое плечо повредит? Обзор нейроанатомической и биохимической основы плечевой боли

АБСТРАКТ НАЯ

Если пациент спрашивает: «Почему у меня болит плечо?» разговор быстро превратится в научную теорию, а иногда и необоснованную гипотезу. Часто клиницист осознает пределы научной основы их объяснения, демонстрируя неполноту нашего понимания природы боли в плече. В этом обзоре используется систематический подход, помогающий ответить на фундаментальные вопросы, касающиеся боли в плече, с целью дать представление о будущих исследованиях и новых методах лечения боли в плече. Мы рассмотрим роли (1) периферических рецепторов (2) периферической боли или «ноцицепции» (3) спинного мозга (4) головного мозга (5) расположение рецепторов в плече и (6) ) нейронная анатомия плеча. Мы также рассмотрим, как эти факторы могут способствовать изменчивости клинического проявления, диагноза и лечения боли в плече. Таким образом, мы стремимся предоставить обзор составных частей системы обнаружения периферических болей и центральных механизмов обработки боли при боли в плече, которые взаимодействуют, чтобы вызвать клиническую боль.

ВВЕДЕНИЕ: ОЧЕНЬ КРАТКАЯ ИСТОРИЯ БОЛЬНОЙ НАУКИ, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩАЯ ДЛЯ КЛИНИКОВ

Природа боли, в общем, была предметом много споров за прошедшее столетие. В XNXXX веке теория Декарта 17 предложила, чтобы интенсивность боли была непосредственно связана с количеством связанного с ней повреждения ткани и что боль обрабатывалась одним отдельным путем. Многие более ранние теории полагались на эту так называемую «дуалистическую» декартскую философию, рассматривая боль как следствие стимуляции «специфического» периферического болевого рецептора в мозге. В XNXXX веке последовала научная битва между двумя противоположными теориями, а именно теория специфичности и теория паттернов. Декартская «теория специфичности» рассматривала боль как специфическую отдельную модальность сенсорного ввода с собственным аппаратом, в то время как «теория паттернов» считала, что боль вызвана интенсивной стимуляцией неспецифических рецепторов. 1 В 20, теория ворот 2 на стене и Мельцаке боли свидетельствовали о модели, в которой восприятие боли модулировалось как сенсорной обратной связью, так и центральной нервной системой. Еще один огромный прогресс в теории боли в то же время увидел открытие специфического способа действия опиоидов. 1965. Впоследствии последние достижения в области нейровизуализации и молекулярной медицины значительно расширили наше общее понимание боли.

Итак, как это связано с болью в плече? Боль в плече является общей клинической проблемой, и надежное понимание того, как боль обрабатывается организмом, имеет важное значение для лучшей диагностики и лечения боли пациента. Достижения в наших знаниях по обработке боли обещают объяснить несоответствие между патологией и восприятием боли, они также могут помочь нам объяснить, почему некоторые пациенты не могут реагировать на определенные виды лечения.

ОСНОВНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ БЛОКИ БОЛИ

Периферические сенсорные рецепторы: механорецептор и «ноцицептор»

Существует множество типов периферических сенсорных рецепторов, присутствующих в скелетно-мышечной системе человека. 5 Они могут быть классифицированы на основе их функции (как механорецепторы, терморецепторы или ноцицепторы) или морфологии (свободные нервные окончания или различные типы инкапсулированных рецепторов). 5. Различные типы рецепторов могут затем быть дополнительно субклассифицированы на основе наличия определенных химических маркеров , Существуют значительные перекрытия между различными функциональными классами рецептора, например

Обработка периферической боли: «Ноцицепция»

Тканевая травма включает в себя различные воспалительные медиаторы, высвобождаемые поврежденными клетками, включая брадикинин, гистамин, 5-гидрокситриптамин, АТФ, оксид азота и некоторые ионы (K + и H +). Активация пути арахидоновой кислоты приводит к образованию простагландинов, тромбоксанов и лейкотриенов. Цитокины, включая интерлейкины и фактор некроза опухолей α, и нейротрофины, такие как фактор роста нервов (NGF), также высвобождаются и тесно вовлечены в облегчение воспаления. 15 Другие вещества, такие как возбуждающие аминокислоты (глутамат) и опиоиды ( endothelin-1) также участвуют в остром воспалительном ответе. 16 17 Некоторые из этих агентов могут непосредственно активировать ноцицепторы, в то время как другие приводят к набору других клеток, которые затем высвобождают дополнительные облегчающие агенты. 18 Этот локальный процесс приводит к повышенной чувствительности ноцицептивных нейронов до их нормального ввода и / или вербовки ответа на нормально подпороговые входы называется «периферическая сенсибилизация». Рисунок 1 обобщает некоторые ключевые механизмы.

биохимия боли el paso tx.NGF и транзиторный рецепторный катионный канал подсемейства V член 1 (TRPV1) рецептор имеют симбиотические отношения, когда речь идет о воспалении и ноцицепторной сенсибилизации. Цитокины, продуцируемые воспаленной тканью, приводят к увеличению продуцирования NGF. 19 NGF стимулирует высвобождение гистамина и серотонина (5-HT3) тучными клетками, а также сенсибилизирует ноцицепторы, возможно изменяя свойства волокон Aδ, так что большая доля становится ноцицептивный. Рецептор TRPV1 присутствует в субпопуляции первичных афферентных волокон и активируется капсаицином, теплом и протонами. Рецептор TRPV1 синтезируется в теле клетки афферентного волокна и транспортируется как на периферийные, так и на центральные терминалы, где он способствует чувствительности ноцицептивных афферентов. Воспаление приводит к периферической продукции NGF, которая затем связывается с рецептором типа 1 тирозинкиназного рецептора на ноцицепторных терминалах, затем NGF переносится в тело клетки, где она приводит к регуляции транскрипции TRPV1 и, следовательно, увеличивает чувствительность ноцицептора. 19 20 NGF и другие воспалительные медиаторы также сенсибилизируют TRPV1 через разнообразные массивы вторичных мессенджеров. Также считается, что многие другие рецепторы, включая холинергические рецепторы, рецепторы γ-аминомасляной кислоты (ГАМК) и рецепторы соматостатина, участвуют в чувствительности периферического ноцицептора.

Большое количество воспалительных медиаторов было особенно связано с болью в плече и заболеванием манжеты ротатора. 21-25 Хотя некоторые химические медиаторы непосредственно активируют ноцицепторы, большинство приводит к изменениям в самом сенсорном нейроне, а не непосредственно его активации. Эти изменения могут быть ранней посттрансляционной или отсроченной зависимой от транскрипции. Примерами первых являются изменения в рецепторе TRPV1 или в каналах с ионным возбуждением, возникающих в результате фосфорилирования связанных с мембраной белков. Примерами последних являются индуцированное NGF увеличение продуцирования канала TRV1 и индуцированная кальцием активация факторов внутриклеточной транскрипции.

Молекулярные механизмы ноцицепции

Ощущение боли предупреждает нас о реальной или надвигающейся травме и вызывает соответствующие защитные реакции. К сожалению, боль часто переживает свою полезность в качестве системы предупреждения и вместо этого становится хронической и изнурительной. Этот переход к хронической фазе включает изменения в спинном мозге и головном мозге, но есть также замечательная модуляция, когда инициируются болевые сообщения - на уровне первичного сенсорного нейрона. Усилия по определению того, как эти нейроны обнаруживают болеутоляющие стимулы тепловой, механической или химической природы, выявили новые механизмы сигнализации и приблизили нас к пониманию молекулярных событий, которые облегчают переход от острой к постоянной боли.

биохимия боли el paso tx.Нейрохимия ноцицепторов

Глутамат является преобладающим возбуждающим нейротрансмиттером во всех ноцицепторах. Однако гистохимические исследования взрослых DRG выявляют два широких класса немиелинизированного С-волокна.

Химические преобразователи для облегчения боли

Как описано выше, травма увеличивает наш опыт боли, повышая чувствительность ноцицепторов к тепловым и механическим раздражителям. Это явление частично связано с производством и высвобождением химических медиаторов из первичного сенсорного терминала и из неинерных клеток (например, фибробластов, тучных клеток, нейтрофилов и тромбоцитов) в окружающей среде 36 (рис. 3). Некоторые компоненты воспалительного супа (например, протоны, АТФ, серотонин или липиды) могут изменять нейрональную возбудимость непосредственно путем взаимодействия с ионными каналами на поверхности ноцицептора, тогда как другие (например, брадикинин и NGF) связываются с метаботропными рецепторами и опосредуют их эффекты с помощью каскадов сигнализации второго поколения Messenger 11. Значительный прогресс был достигнут в понимании основы биохимии таких механизмов модуляции.

Внеклеточные протоны и тканевый ацидоз

Местный тканевой ацидоз является отличительной физиологической реакцией на повреждение, а степень ассоциированной боли или дискомфорта хорошо коррелирует с величиной кислотности 37. Нанесение кислоты (pH 5) на кожу вызывает длительные выделения в третьем или более полимодальных ноцицепторах, которые иннервируют восприимчивое поле 20.

биохимия боли el paso tx.Сотовые и молекулярные механизмы боли

Абстрактные

Нервная система обнаруживает и интерпретирует широкий спектр термических и механических раздражителей, а также экологические и эндогенные химические раздражители. Когда интенсивность, эти стимулы вызывают острую боль, а при установлении стойких повреждений компоненты периферической и центральной нервной системы пути передачи боли проявляют огромную пластичность, усиливают болевые сигналы и производят гиперчувствительность. Когда пластичность облегчает защитные рефлексы, это может быть полезно, но когда изменения сохраняются, может возникнуть хроническое состояние боли. Генетические, электрофизиологические и фармакологические исследования выявляют молекулярные механизмы, которые лежат в основе обнаружения, кодирования и модуляции вредных стимулов, которые вызывают боль.

Введение: Острая и стойкая боль

биохимия боли el paso tx.

биохимия боли el paso tx.Рисунок 5. Сенсибилизация позвоночника (центральной)

  1. Сенсибилизация, опосредованная глутаматом / NMDA-рецептором. После интенсивной стимуляции или стойкой травмы активированные C и Aδ ноцицепторы высвобождают множество нейротрансмиттеров, включая глутамат, вещество P, пептид, связанный с кальцитонин-геном (CGRP) и АТФ, на выходные нейроны в пластинке I поверхностного дорзального рога (красный). Как следствие, обычно молчащие NMDA глутаматные рецепторы, расположенные в постсинаптических нейронах, могут теперь сигнализировать, увеличивать внутриклеточный кальций и активировать множество зависимых от кальция сигнальных путей и вторых мессенджеров, включая митоген-активированную протеинкиназу (MAPK), протеинкиназу C (PKC) , протеинкиназы A (PKA) и Src. Этот каскад событий увеличит возбудимость выходного нейрона и облегчит передачу болевых сообщений в мозг.
  2. Растормаживание. При нормальных обстоятельствах ингибирующие интернейроны (синие) непрерывно высвобождают ГАМК и / или глицин (Gly) для снижения возбудимости lamina I, выводят нейроны и модулируют передачу боли (тормозной тон). Однако при травме это торможение может быть потеряно, что приводит к гипералгезии. Кроме того, растормаживание может позволить не ноцицептивным миелинированным Aβ первичным афферентам задействовать схему передачи боли, так что обычно безобидные стимулы воспринимаются теперь как болезненные. Это частично происходит за счет растормаживания возбуждающих PKCγ, экспрессирующих интернейроны во внутренней пластине II.
  3. Микроглиевая активация. Повреждение периферического нерва способствует высвобождению АТФ и хемокинового фракталкина, который будет стимулировать микроглиальные клетки. В частности, активация пуринергических, CX3CR1 и Toll-подобных рецепторов на микроглии (пурпурный) приводит к высвобождению нейротрофического фактора мозга (BDNF), который посредством активации рецепторов TrkB, экспрессируемых выходными нейронами lamina I, способствует повышенной возбудимости и усиленной боли в ответ на ядовитую и безобидную стимуляцию (то есть гипералгезию и аллодинию). Активированная микроглия также выделяет множество цитокинов, таких как фактор некроза опухолей α (TNFα), интерлейкин-1β и 6 (IL-1β, IL-6) и другие факторы, которые способствуют центральной сенсибилизации.

Химическое вещество воспаления

Периферическая сенсибилизация чаще возникает из-за связанных с воспалением изменений в химической среде нервного волокна (McMahon et al., 2008). Таким образом, повреждение ткани часто сопровождается накоплением эндогенных факторов, высвобождаемых из активированных ноцицепторов или неинерных клеток, которые находятся внутри или проникают в поврежденную область (включая тучные клетки, базофилы, тромбоциты, макрофаги, нейтрофилы, эндотелиальные клетки, кератиноциты и фибробласты). Коллективно. эти факторы, называемые «воспалительным супом», представляют собой широкий спектр сигнальных молекул, включая нейротрансмиттеры, пептиды (вещество P, CGRP, брадикинин), эйкозиноиды и родственные липиды (простагландины, тромбоксаны, лейкотриены, эндоканнабиноиды), нейротрофины, цитокины , хемокины, а также внеклеточные протеазы и протоны. Примечательно, что ноцицепторы экспрессируют один или несколько рецепторов клеточной поверхности, способных распознавать и реагировать на каждый из этих провоспалительных или про-алгезирующих агентов (фиг. 4). Такие взаимодействия усиливают возбудимость нервного волокна, тем самым повышая его чувствительность к температуре или прикосновению.

Несомненно, наиболее распространенный подход к уменьшению воспалительной боли включает в себя ингибирование синтеза или накопления компонентов воспалительного супа. Это лучше всего иллюстрируется нестероидными противовоспалительными лекарственными средствами, такими как аспирин или ибупрофен, которые уменьшают воспалительную боль и гипералгезию путем ингибирования циклооксигеназ (Cox-1 и Cox-2), участвующих в синтезе простагландинов. Второй подход заключается в блокировании действий воспалительных агентов у ноцицептора. Здесь мы выделяем примеры, которые дают новое представление о клеточных механизмах периферической сенсибилизации или которые составляют основу новых терапевтических стратегий лечения воспалительной боли.

NGF, пожалуй, наиболее известен своей ролью нейротрофического фактора, необходимого для выживания и развития сенсорных нейронов во время эмбриогенеза, но у взрослого NGF также продуцируется в условиях повреждения тканей и составляет важный компонент воспалительного супа (Ritner et. al., 2009). Среди многих клеточных мишеней NGF действует непосредственно на пептидергические ноцицепторы С-волокна, которые экспрессируют высокоаффинную рецепторную тирозинкиназу NGF, TrkA, а также рецептор нейротропина с низким сродством, p75 (Chao, 2003, Snider и McMahon, 1998). NGF производит глубокую гиперчувствительность к тепловым и механическим раздражителям с помощью двух разных механизмов времени. Вначале взаимодействие NGF-TrkA активирует пути передачи сигналов ниже по потоку, включая фосфолипазу C (PLC), митоген-активированную протеинкиназу (MAPK) и фосфоинозитидную 3-киназу (PI3K). Это приводит к функциональному потенцированию целевых белков на периферическом ноцицепторном терминале, прежде всего TRPV1, что приводит к быстрому изменению клеточной и поведенческой тепловой чувствительности (Chuang et al., 2001).

Независимо от их проноцицептивных механизмов вмешательство в передачу сигналов нейротропина или цитокинов стало основной стратегией борьбы с воспалительным заболеванием или возникающей болью. Основной подход включает блокирование действия NGF или TNF-α нейтрализующим антителом. В случае TNF-α это было чрезвычайно эффективным при лечении многочисленных аутоиммунных заболеваний, включая ревматоидный артрит, что привело к резкому сокращению как разрушения ткани, так и сопровождающей гипералгезии (Atzeni et al., 2005). Поскольку основные действия NGF на взрослый ноцицептор происходят в условиях воспаления, преимущество этого подхода заключается в том, что гипералгезия будет уменьшаться, не влияя на восприятие нормальной боли. Действительно, антитела против NGF в настоящее время находятся в клинических испытаниях для лечения воспалительных болевых синдромов (Hefti et al., 2006).

Сенсибилизация, вызванная рецептором глутамата / NMDA

Острая боль сигнализируется высвобождением глутамата из центральных терминалов ноцицепторов, генерирующих возбуждающие постсинаптические токи (ЭПК) в дорсальных роговых нейронах второго порядка. Это происходит главным образом за счет активации постсинаптических АМРА и кеанатных подтипов ионотропных глутаматных рецепторов. Суммирование подпороговых EPSC в постсинаптических нейронах в конечном итоге приведет к потенциальному действию стрельбы и передачи сообщения боли в нейроны более высокого порядка.

Другие исследования показывают, что изменения в проекционном нейроне, сами по себе, способствуют процессу дезингибирования. Например, повреждение периферических нервов глубоко снижает регулятор K + -Cl-ко-транспортера KCC2, который необходим для поддержания нормальных K + и Cl-градиентов через плазматическую мембрану (Coull et al., 2003). Downregulating KCC2, который выражается в ламинных проекционных нейронах, приводит к сдвигу в Cl-градиенте, так что активация GABA-A-рецепторов деполяризует, а не гиперполяризует проекционные нейроны ламины I. Это, в свою очередь, повысит возбудимость и увеличит передачу боли. Действительно, фармакологическая блокада или siRNA-опосредованная downregulation KCC2 у крысы индуцирует механическую аллодинию.

Поделиться Ebook

источники:

Почему у меня болит плечо? Обзор нейроанатомической и биохимической основы боли в плече

Бенджамин Джон Флойд Дин, Стивен Эдвард Гвилим, Эндрю Джонатан Карр

Сотовые и молекулярные механизмы боли

Allan I. Basbaum1, Diana M. Bautista2, Grégory Scherrer1 и David Julius3

1Департамент анатомии, Калифорнийский университет, Сан-Франциско 94158

2Департамент молекулярной и клеточной биологии, Калифорнийский университет, Беркли CA 94720 3 Отделение физиологии Калифорнийского университета, Сан-Франциско 94158

Молекулярные механизмы ноцицепции

Дэвид Джулиус * & Аллан I. Басбаум †

* Кафедра клеточной и молекулярной фармакологии и † Отделения анатомии и физиологии и Центр фундаментальной нейронауки им. К. К. Кек, Калифорнийский университет в Сан-Франциско, Сан-Франциско, Калифорния, 94143, США (электронная почта: [email protected])