Aus der Klinik und Poliklinik für Neurologie der Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz Zur Analyse des Zusammenhangs zwischen Schmerzwahrnehmung und dem autonomen Nervensystem unter Berücksichtigung methodischer, physiologischer und psychologischer Aspekte Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der physiologischen Wissenschaften der Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz vorgelegt von Markus Antonius Breimhorst aus Salzkotten Mainz, 2015 http://d-nb.info/1081097493
Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Formelverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturdiskussion 3 2.1 Definition des Begriffs Schmerz" 3 2.2 Periphere und zentrale Mechanismen des Schmerzes 4 2.2.1 Periphere Mechanismen 5 2.2.1.1 Primäre Nozizeptoren 5 2.2.1.2 Transduktionsmechanismen von Nozizeptoren 6 2.2.1.3 Efferente Funktion von Nozizeptoren 7 2.2.2 Zentrale Mechanismen der Nozizeption 7 2.2.2.1 Aufsteigende Schmerzbahnen 8 2.2.2.2 Absteigende Schmerzbahnen 9 2.3 Modulation der Nozizeption durch physiologische und psychologische Mechanismen 10 2.4 Nozizeption und psychische Faktoren 11 2.4.1 Affektive Faktoren 11 2.4.2 Kognitive Faktoren 12 2.4.3 Spezifische Faktoren 13 2.5 Nozizeption und autonomes Nervensystem 14 2.5.1 Autonomes Nervensystem 16 2.5.2 Elektrodermale Aktivität 17 2.5.2.1 Periphere Aspekte der EDA 18 2.5.2.2 Zentrale Aspekte der EDA 18 2.5.2.3 Messung der EDA 19 2.5.2.4 Terminologie und Ableitung der Hautleitfähigkeit 20 2.5.2.5 Kennwerte der Hautleitfähigkeit 21 2.5.3 Elektrodermale Aktivität und experimentell induzierte Schmerzreize 22 2.6 Zusammenfassung und Schlussfolgerung 23 3 Empirischer Teil 24 3.1 Diskrimination nozizeptiver Reize (Untersuchung 1) 24
3.1.1 Material und Methoden 26 3.1.1.1 Stichprobe 26 3.1.1.2 Experimenteller Ablauf 27 3.1.1.3 Experimentelles Design 28 3.1.1.4 Stimuli und Apparate 28 3.1.1.4.1 Elektrische Stimulation 28 3.1.1.4.2 Mechanische Stimulation 28 3.1.1.4.3 Thermische Stimulation 29 3.1.1.4.4 Hautleitfähigkeit 29 3.1.1.5 Abhängige Variablen 29 3.1.1.5.1 Schmerzintensität 29 3.1.1.5.2 Hautleitfähigkeitsreaktionen 30 3.1.1.6 Kontrollvariablen 30 3.1.1.7 Datenanalyse 30 3.1.1.8 Statistische Analyse 31 3.1.2 Ergebnisse 32 3.1.2.1 Elektrische Stimulation 32 3.1.2.2 Mechanische Stimulation 38 3.1.2.3 Thermische Stimulation 43 3.1.3 Diskussion 49 3.1.3.1 Elektrisch und mechanisch induzierter Schmerz und dessen sympathische Reaktion ist interindividuell verschieden 49 3.1.3.2 Die Schmerzstärke und sympathische Reaktion bei elektrischen und thermischen Hitzereize unterliegen geschlechtsspezifischen Unterschieden 51 3.1.3.3 Die Diskrimination von hohen und niedrigen Stimulusintensitäten gelingt durch die wahrgenommene Schmerzintensität zuverlässiger als durch die sympathische Reaktion 53 3.1.3.4 Methoden- und Ergebniskritik 54 3.2 Stimulation primärer Nozizeptoren (Untersuchung 2) 55 3.2.1 Material und Methoden 57 3.2.1.1 Stichprobe 57 3.2.1.2 Experimenteller Ablauf 57 3.2.1.3 Experimentelles Design 58 3.2.1.4 Stimuli und Apparate 58
3.2.1.5 Abhängige Variablen 59 3.2.1.5.1 Reaktionszeiten 59 3.2.1.5.2 Schmerzintensität und Schmerzqualität 59 3.2.1.5.3 Hautleitfähigkeitsreaktionen 59 3.2.1.6 Kontrollvariablen 60 3.2.1.7 Datenanalyse 61 3.2.1.7.1 Analyse der Reaktionszeiten 61 3.2.1.7.2 Analyse der Laser-evozierten Potentiale 61 3.2.1.7.3 Analyse der Hautleitfähigkeitsreaktionen 62 3.2.1.8 Statistische Analyse 62 3.2.2 Ergebnisse 63 3.2.2.1 Kontrollvariablen 63 3.2.2.2 Reaktionszeiten und Einschätzungen 63 3.2.2.3 Laser-evozierte Potentiale 66 3.2.2.4 Hautleitfähigkeitsreaktionen 68 3.2.2.5 Zusammenhangsanalysen 69 3.2.3 Diskussion 70 3.2.3.1 Die Stimulation von primären Nozizeptoren zeigt sich durch unterschiedliche kortikale Reaktionen 71 3.2.3.2 Die quantitative Einschätzung von Aö- und C-Faser-Reizen ist weniger heterogen als deren qualitative Einschätzung 72 3.2.3.3 Die Schmerzintensität ist eher mit der Aktivierung von C-Fasern als von Aö-Fasern assoziiert 73 3.2.3.4 Aö- und C-Faser-Reize lösen eine sympathische Reaktion aus, wobei Aö-Reize mit der Salienz eines Reizes in Verbindung stehen 74 3.2.3.5 Methoden- und Ergebniskritik 75 3.3 Habituation auf nozizeptive Reize (Untersuchung 3) 77 3.3.1 Material und Methoden 79 3.3.1.1 Stichprobe 79 3.3.1.2 Experimenteller Ablauf 79 3.3.1.3 Experimentelles Design 80 3.3.1.4 Stimuli und Apparate 81 3.3.1.5 Abhängige Variablen 82 3.3.1.5.1 Hitzeschmerzschwelle 82
3.3.1.5.2 Schmerzintensität und Schmerzunangenehmheit 82 3.3.1.5.3 Hautleitfähigkeitsniveau 83 3.3.1.5.4 Persönlichkeit 83 3.3.1.5.5 Coping-Strategien 83 3.3.1.5.6 Schmerzkatastrophisierung 84 3.3.1.6 Kontrol Ivariablen 84 3.3.1.7 Datenanalyse 85 3.3.1.7.1 Schmerzschwellen und -einschätzungen 85 3.3.1.7.2 Hautleitfähigkeitsniveau 85 3.3.1.7.3 Fragebögen 86 3.3.1.8 Statistische Analyse 86 3.3.2 Ergebnisse 87 3.3.2.1 Kontrollvariablen 87 3.3.2.2 Schmerzschwellen 88 3.3.2.3 Schmerzintensität und Schmerzunangenehmheit 89 3.3.2.4 Hautleifähigkeitsniveau 93 3.3.2.5 Fragebögen 96 3.3.3 Diskussion 100 3.3.3.1 Eine langfristige Habituation ist ein geschlechtsunabhängiger Mechanismus 100 3.3.3.2 Ein stabiles sympathisches Arousal scheint mit der Einleitung antinozizeptiver Mechanismen in Verbindung zu stehen 102 3.3.3.3 Frauen und Männer unterscheiden sich in kurz-, aber nicht in langfristigen Prozessen während der Habituation 103 3.3.3.4 Geschlechtsspezifische Unterschiede in psychischen Faktoren wirken sich weniger auf Sensibilisierungs- und nicht auf Habituationsprozesse aus...104 3.3.3.5 Methoden- und Ergebniskritik 105 4 Zusammenfassende Diskussion 107 5 Zusammenfassung 111 6 Literaturverzeichnis 113 Danksagung 132 Lebenslauf 133