Physiologie des Schmerzes. Schmerzes

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1 Physiologie des Schmerzes OA Dr Maria Lorünser LKH Bludenz Physiologie des Schmerzes OA Dr Maria Lorünser LKH Bludenz 1

2 International Association for the Study of Pain Schmerz ist ein unangenehmes Sinnes- oder Gefühlserlebnis, das mit tatsächlicher oder potenzieller Gewebeschädigung einhergeht oder von betroffenen Personen so beschrieben wird, als wäre w eine solche Gewebeschädigung die Ursache. Schmerz = Gehirnleistung Die Empfindung Schmerz wird als komplexe Wechselwirkungen zwischen biologischen, psychischen und sozialen Faktoren angenommen (biopsychosoziales( Schmerzkonzept). Schmerz ist eine subjektive Wahrnehmung, die nicht alleine von den neuronalen Signalen aus den Schmerznervenfasern an das Gehirn bestimmt wird. Vielmehr sorgen Filterprozesse unseres Zentralnervensystems dafür, dass eine körperliche k Schädigung nicht zwangsläufig zu Schmerz führt f (Stressanalgesie;; z. B. werden Verletzungen während w eines Verkehrsunfalls, Wettkampfes,, im Gefecht oder beim Geschlechtsverkehr oft nicht bemerkt) Schmerzen können k auch ohne körperliche k Schädigung bestehen (z. B. Phantomschmerz ) 2

3 Subjektivität Schmerz ist demnach das, was der Patient als solchen empfindet. Dabei kann es zu Verständigungsschwierigkeit zwischen ihm und dem Behandelnden über das Leiden kommen, weil es sich um eine stark subjektiv gefärbte Wahrnehmung handelt. Unabhängig ngig von der persönlichen Fähigkeit, sie verständlich und eindeutig dem Behandelnden mitzuteilen. Lokalisation Schmerzrezeptoren Nervenschmerz, Zentralen Schmerz Psychosomatischen Schmerz 3

4 Reaktion auf Schmerz Motorische Reaktionen: Reflexe, bevor Schmerz empfunden wird Vegetative Reaktionen: Aktivierung des Sympathikus (höhere Herzfrequenz, Schweißausbruch, Abfall des Blutdrucks, stärkere Durchblutung) Affektive (emotionale) Reaktionen: z.b. Unlust Sensorische Komponente: Lokalisierung und Intensität des Reizes Art des Schmerzes 4

5 Nozizeptoren Sie sind die Schmerzrezeptoren des Körpers. K Sie registrieren eine Verletzung und leiten diese als elektrischen Impuls an das ZNS weiter. Sie reagieren auf Reize von außen wie: Druck, Zug, Hitze oder Kälte. K Der Schmerzreiz kann aber auch von innen kommen. Hier lösen l körpereigene k Entzündungsmediatoren ndungsmediatoren sogenannte chemische Schmerzreize aus. Nozizeptoren Hohe Dichte In allen Organen außer der Leber und Gehirn 1. Dentriten 2.Zellkörper 3. Axon 4. Zellkern 5

6 Nozizeptoren Freie Nervenendigungen in der Dermis. Freie Nervenendigungen zeichnen sich durch eine periphere Endverzweigung aus. Sie besitzen eine fenestrierte Ummantelung aus Schwann-Zellen und weisen zahlreiche Varikositäten ten (Auftreibungen) auf. Diese liegen meist in der Nähe N von Blutgefäß äßen und Mastzellen.. Teilweise dringen sie in die Epidermis ein. 6

7 Entzündungssuppe Histamine,Granulozytenmigration Bradykinine, Prostaglandine Sensitivierung Nozizeptor Glutamat, Substanz P(aktiviert Mastzellen) Calcitonin Gen related Peptid (bewirkt Einsprossen von Blutgefäßen, erhöht Gefäßpermeabilität, Ausschüttung von Proteinen und Flüssigkeit aus dem Blutstrom Reizleitung Trifft auf den präsynaptischen Bereich ein Impuls, werden Neurotransmitter in den synaptischen Spalt ausgeschüttet. Diese treffen in einem Bruchteil einer Sekunde auf Rezeptoren auf der anderen Seite des Spaltes,wo erneut ein Aktionspotential=Impuls ausgelöst st wird. Die Neurotransmitter werden dann genauso schnell wieder neutralisiert 7

8 Neurotransmitter Glutamat gilt als wichtigster Neurotransmitter in schmerzleitenden Axonen und zählt z mit Aspartat (NMDA=N- methyl-d-aspartat Aspartat) ) zu den exzitatorischen Aminosäuren. Sie werden sowohl von afferenten Fasern als auch von Rückenmarksneuronen freigesetzt Hemmende Transmitter Serotonin (5-hydroxytryptamin), Noradrenalin und Dopamin vermitteln die deszendierende Hemmung im Rückenmark. Ebenfalls hemmend in nozizeptiven Neuronen wirken GABA und Glyzin. 8

9 Bei den Neuropeptiden mit hemmender Wirkung handelt es sich um die endogenen Opioide (met- u. leu- Enkephalin, Dynorphin), Opioid- Rezeptoren in Nervensystem wirken. Nozizeption Nervenleitung Nociception leitende Fasern: Neurogener Schmerz A-delta-Faser Dünn, markhaltig (ca 3-5 µm): Schnell NLG (5-50 m/s) Erster Schmerz: stechend / brennend, lokalisierbar C-Faser Marklos (ca 1 µm): Langsam NLG 1 m/s Zweiter Schmerz bohrend / dumpf, nicht lokalisierbar Doppelschmerzphänomen 9

10 Fasertyp Funktion D (µm) Leitungsgesch w(m/s) Aα Mot Efferenzen Aβ Druck,Berührung Aγ Muskelspindelaffere nzen Aδ Temp/schneller Schmerz B SympFasern prägangl C Langs.Schmerz symp postgangl 1(marklos) 0,5-2 Schmerz im RückenmarkR Aktivität Hinterhornneurone 1. afferenten Nervenbahnen 2. inhibitorische Interneurone (GABA) 10

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12 Im RückenmarkR Exzitatorisch (Glutamat + Substanz P) => NMDA-Rezeptoren => Erregung Hinterhornneurone => Schmerz 12

13 Periph Verletzung 1.Gewebsverletzung => Entzündung (ATP(Adenosintriphosphat), Protone, SauerstoffRadikale, KaliumIonen, Arachidonsäure (Cyclooxygenase) 2. Axonverletzung => Neurogene Enzündung (Prostaglandine, proinflamatorische Zytokine, TNF, NGF, Phosphokinase => aktiviert Capsain-/ATP-Receptor) => Na-Kanäle Aktivierung + K-Kanälen Aktivierung => Path. Spontanaktivität (Reizschwelle > Aktionspotential ) => Dysästhesien (Aβ) / Druckhyperalgesie (Ad) / Hitzehyperalgesie (C) Therapeutisch Cyclooxygenase-Inhibitoren, Glukokortikoide, Capsaicin, Lidocain Antikonvulsiva, Lidocain, trizyklische Antidepressive Zentrale Sensitivierung 5 Nervenläsion-> Schmerzreize sensibilisieren Hinterhornneurone Inhibitorische Transmitter GABA GABA-Rezeptoren, µ-opioid Rezeptoren Nerv Exzitatorische Transmitter (Glutamat + Substanz P) Erregbarkeit der Hinterhornneurone => Schmerz (NMDA-Rezeptoren) Rezeptive Feld (expression immediate early gene) Erregungsschwelle -> Entladung (Allodynie) Berührungsfasern entwickeln Eigenschaften von Schmerzfasern durch Neuropeptide + zentr Sensibilis 13

14 Weg der Schmerzempfindung 1. Neuron Nozizeptor 2. (Projektions-) Neuron Hinterhorn (RM) 3. Neuron Thalamuskerne 4. Neuron Somatosensorischer Cortex Schmerz und wo,wie Schmerzverarbeitung im Gehirn 4.Neuron:Gyrus postcentralis: Schmerzwahrnehmung Limbische System: Emotionale Bewertung (akut: Insel, ACC, langzeit: präf. Cortex) Amygdala: Emotionen (Agression) Hippocampus: Erinnerungen Hypothalamus: Endokrinum Thalamus: Relaisstation 14

15 Kortikale Wahrnehmung Plastizität Chronische Schmerzreize verändern die somato-sensorische Repräsentation, das Körperteil expandiert in benachbarte Repräsentationszentren 15

16 Schmerz im Großhirn Nozizeptor Rückenmark Gehirn Schmerzverarbeitung Hypothalamus Gehirnveränderung Stresshormone, Sympathikusaktivierung RR,Herzfrequenz Schwitzen, Entzündungsreaktion 16

17 Therapie Beseitigung der Noxe Glucocorticoide ( Kortisone = Steroidale Antirheumatika) ) und nichtsteroidale Antirheumatika hemmen die Entzündung. ndung. Spasmolytika und Metamizol heben schmerzhafte Verkrampfungen der glatten Muskulatur auf. Nitrate und Molsidomin erweitern die arteriellen Gefäß äße, verbessern z.b. die Herzdurchblutung und können k den Ischämie mie-schmerz aufheben Lokalanästhetika betäuben die Schmerzrezeptoren (Infiltrationsanästhesie). sthesie). Nicht-Opioid Opioid-Analgetika setzen die Sensibilität der Schmerzrezeptoren herab. Lokalanästhetika unterbrechen die Weiterleitung von Schmerzimpulsen in peripheren Nerven (Leitungsanästhesie) sthesie) und zentralen Nervenbahnen (Rückenmarksan ckenmarksanästhesie sthesie 17

18 Opiate Opiatanalgetika hemmen die Weiterleitung von Schmerzimpulsen im Rückenmark R und Gehirn (Thalamus)) durch Unterstützung tzung der absteigenden hemmenden Bahnen. Sie wirken über Opioidrezeptoren (µ, kappa, delta,, tau). Von der aufsteigenden Schmerzbahn zweigen Fasern ab, die direkt zur Steigerung von Aufmerksamkeit/Wachheitsgrad und zur Anregung des Herzkreislaufsystems und des Atmungssystems führen. f Eine weitere direkte Verbindung besteht zum limbischen System und den entsprechenden Emotionen Ketamin bewirkt u. a. über den NMDA- Rezeptor eine dissoziative Analgesie. Psychopharmaka (Sedativa wie Antidepressiva, Benzodiazepine und Neuroleptika) ) beeinflussen die Schmerzverarbeitung im Gehirn 18

19 SCN9A chanellopathy: Ein 14-jähriger, pakistanischer Straßenkünstler wird zur Hoffnung für Millionen Er steckte sich Messer durch die Arme, lief über glühende Kohlen und war deswegen in der Gegend für sein street theatre allbekannt: Der Junge litt unter einer extrem seltenen, genetischen Erkrankung, einer Mutation am NaV1.7, welche ihn für jedweden Schmerz absolut immun machte Pharmaunternehmen weltweit arbeiten jetzt fieberhaft an der Entwicklung von Substanzen, die genau diesen neuentdeckten NatriumNatrium-Kanal blockieren sollen. Eine Substanz, die möglicherweise zu den bahnbrechendsten, medizinischen Veränderungen in unserem Jahrhundert werden könnte. Und wahrscheinlich jeden Anästhesisten zwangsläufig arbeitslos machen würde 19