Smärtfysiologi

Nociceptiv smärta har samband med skada eller irritation i vävnaden. Smärtan uppstår genom retning av de nociceptorer som finns belägna i många vävnader exempelvis:

• hud
• muskulatur
• benhinnor
• inre organ.

Smärtsignalen leds genom A‍-‍delta- och C‍-‍fibrer till ryggmärgens bakhorn, där omkoppling sker till andra ordningens neuron 

(4) (10)

.

Den spinala transmissionen sker i huvudsak via två banor, som båda passerar talamus. Den laterala av dessa banor leder signaler till hjärnbarkens gyrus postcentralis, som svarar för smärtans sensoriskt–diskriminativa karaktär, det vill säga dess intensitet och lokalisering 

(4) (10)

. Den mediala banan avger grenar till bland annat:

• hypotalamus
• limbiska systemet
• prefrontala kortex.

Förbindelsen med hypotalamus ger förutsättningar för de autonoma reaktioner som hör till smärtstimuleringen (se figur 1).

• Aktivering av strukturer i det limbiska systemet svarar för smärtans emotionella–affektiva komponenter (ångest, rädsla, stress).
• Aktivitet i den främre hjärnbarken avspeglar de kognitiva–evaluerande komponenterna (orsak–betydelse).

Smärtbanor

Sensitisering och endogen smärthämning

Upplevelsen av smärta kan förstärkas alternativt dämpas genom de fysiologiska mekanismerna sensitisering respektive endogen smärthämning 

(4) (10)

.

Sensitisering

Sensitisering innebär:

• ökad aktivering av nociceptiva neuroner vid normal stimulering
• nervcellen aktiveras till svar på stimulering som normalt ligger under dess tröskelvärde

• spontana urladdningar och ökad storlek av neuronernas receptiva område (neuroanatomiska representationsområde) kan också förekomma 

  (4) (10)

  .

Kliniskt kan sensitisering endast härledas indirekt från fenomen som:

• hyperalgesi (när smärtande stimuli upplevs mer smärtsamma än förväntat)
• allodyni (när icke smärtande stimuli upplevs som smärtsamma, till exempel beröring).

Perifer och central sensitisering

Den överföring och bearbetning som sker av smärtsignalerna från deras ursprung i nociceptorerna eller skadade nervtrådar är en komplex och dynamisk process.

Smärtsignalerna kan genom olika mekanismer såväl förstärkas som dämpas. I skadeområdet vid en vävnadsskada frisätts ett stort antal ämnen, till exempel prostaglandiner, serotonin och bradykinin.

Frisättningen av ämnen ger bland annat upphov till en inflammatorisk reaktion och sensitiserar nociceptorerna, så att tröskeln för smärtperception sänks. Detta kallas för perifer sensitisering 

(4) (10)

.

Ihållande nociceptivt inflöde medför även en rad händelser i ryggmärgens bakhorn. Dessa händelser brukar sammanfattas under begreppet central sensitisering 

(4) (10)

.

Vid central sensitisering sker bland annat en frisättning av olika neuropeptider. Det sker också en aktivering av så kallade N‍-‍metyl-D‍-‍aspartat (NMDA)‍-‍receptorer, vilket medför ett ökat kalciuminflöde vilket orsakar en kraftigt ökad retbarhet av sekundärneuronet. Det sker även strukturella förändringar såsom uppreglering av vilande synapser.

Dessa händelser medför en ytterligare sänkning av tröskeln för smärtperception, samt en ökning av perceptiva fält (det vill säga en spridning av smärtan utanför det primärt skadade området). Även det så kallade wind‍-‍up-fenomenet uppträder, vilket innebär att upprepad nociceptiv stimulering med oförändrad intensitet leder till successivt ökande smärtsvar 

(4) (10)

. Sannolikt sker förändringar även på högre nivåer i centrala nervsystemet, men detta är otillräckligt utforskat.

Om den nociceptiva stimuleringen upphör är den tidiga hyperexcitabiliteten ofta övergående. Fortsatt eller upprepad perifer nociception kan medföra en kvarstående sensitisering. Genetiska, kognitiva och emotionella faktorer kan ha betydelse för risken att utveckla bestående central sensitisering.

Sammanfattningsvis innebär central sensitisering ökad aktivering av nociceptiva neuron i det centrala nervsystemet för normala stimuli eller stimuli som normalt ligger under tröskelvärden. Perifera neuron kan då fungera normalt och funktionsförändringar sker endast i neuron i centrala nervsystemet (det vill säga ryggmärg och/eller hjärna) 

(4) (10)

.

Endogen smärthämning

Centrala nervsystemet har i huvudsak tre bansystem för endogen smärthämning. Systemen kan balansera och hämma inkommande smärtsignaler. Störningar i de nedåtgående smärthämmande bansystemen betraktas som en väsentlig mekanism för utveckling och upprätthållande av långvariga smärttillstånd 

(4) (10)

.

Den spinala grindteorin

Den spinala grindteorin (gate control theory) formulerades av Ronald Melzack på 1960‍-‍talet, och går ut på att sensoriskt stimuli (det vill säga andra stimuli än smärta) aktiverar A‍-‍beta-fibrer. Aktiveringen av dessa A‍-‍beta-fibrer leder till en hämning av den nociceptiva signalöverföringen i bakhornet. Fenomenet utnyttjas terapeutiskt, bland annat vid högfrekvent transkutan elektrisk nervstimulering (TENS) 

(4) (10)

.

Nedåtgående bansystem

Periaqueductal grey (PAG)

På 1970-talet kunde man för första gången isolera neuropeptiderna endorfin och enkefalin. Man kunde också påvisa specifika receptorer för dessa neuropeptider i den grå substansen runt hjärnakvedukten, på engelska kallad periaqueductal gray (PAG), på svenska periakveduktal grå massa 

(4) (10)

.

Vid akut smärta frisätts endorfiner i PAG. Endorfinerna aktiverar nedåtgående bansystem, med kraftigt hämmande effekt på den nociceptiva signaltransmissionen i bakhornet. Man har senare kunnat påvisa att även serotonin och noradrenalin är aktiva i detta bansystem.

Diffuse noxious inhibitory control (DNIC)

Ytterligare ett system för endogen smärthämning är DNIC. Systemet består av en spino‍-‍bulbo‍-‍spinal återkopplingsslinga (feed‍-‍back slinga), vilket innebär att aktiviteten minskar i vissa smärtledande neuron i ryggmärgen vid ospecifik smärtstimulering var som helst på kroppen 

(4) (10)

.

Conditioned pain modulation (CPM)

CPM används numera som ett samlingsbegrepp för den samlade och kliniskt mätbara effekten av de nedåtgående bansystemen hos människa. Denna samlade effekt kan vara såväl faciliterande “gaspedal” som inhiberande “bromspedal” och påverkas av faktorer som till exempel ålder, kön samt genetiska och psykologiska faktorer. CPM kan framkallas och mätas genom att jämföra smärtupplevelsen när till exempel högra handen utsätt för hårt tryck, med hur samma smärtstimulus (på högra handen) upplevs medan handen på motsatta sidan samtidigt sänks ned i iskallt vatten (conditioning) 

(4) (10)

.

Neuromatrixteorin

Ronald Melzack, som lanserade den spinala grindteorin, utvecklade under 1990‍-‍talet också neuromatrixteorin eller smärtmatrixteorin som den också kallas. Teorin är en utveckling av grindteorin, men den saknar en specifik fysiologisk motsvarighet. Denna utvecklade teori ger ett underlag för att förstå smärtans multidimensionella karaktär, till exempel hur fantomsmärta kan förklaras. Neuromatrixteorin förklarar smärta som ett mönster av nervimpulser som genererats i ett kroppsspecifikt neuromatrix som från födseln är genetiskt betingat. Neuromatrix förändras ständigt av sensoriskt inflöde, kognitioner, omgivningsfaktorer med flera intryck som ger nya erfarenheter och minnen. Alla nya intryck som individen utsätts för i livet bearbetas i neuromatrix och sammanvägs med tidigare intryck och resulterar sedan i nervimpulser som utgör grunden för individens smärtupplevelse 

(11) (12) (13)

.