علوم اعصاب پروس؛ مسیر ستون پشتی برای درد احشایی

آینده‌نگاران مغز: «ما مغز را می‌شناسیم، تا آینده را بسازیم.»

کتاب «علوم اعصاب» اثر پروس و همکاران به‌عنوان یکی از جامع‌ترین و معتبرترین منابع در حوزه علوم اعصاب، همچنان مرجع کلیدی برای درک پیچیدگی‌های مغز و سیستم عصبی است. این اثر با بهره‌گیری از تازه‌ترین پژوهش‌ها و توضیحات دقیق درباره سازوکارهای عصبی، پلی میان دانش پایه علوم اعصاب و کاربردهای بالینی ایجاد می‌کند و نقشی بی‌بدیل در آموزش، پژوهش و ارتقای دانش مغز و اعصاب ایفا می‌نماید.

ترجمه دقیق و علمی این شاهکار توسط برند علمی «آینده‌نگاران مغز» به مدیریت داریوش طاهری، دسترسی فارسی‌زبانان به مرزهای نوین دانش علوم اعصاب را ممکن ساخته و رسالتی علمی برای ارتقای آموزش، فهم عمیق‌تر عملکرد مغز و سیستم عصبی و توسعه روش‌های نوین در حوزه سلامت عصبی فراهم آورده است.

» کتاب علوم اعصاب پروس

» » فصل ۱۰: درد؛ قسمت پنجم

» Neuroscience; Dale Purves, et al. 

»» Chapter 10: Pain

در حال ویرایش

BOX 10C ■ A Dorsal Column Pathway for Visceral Pain

Chapters 9 and 10 present a frame work for considering the central neural pathways that convey innocuous mechanosensory signals and painful signals from cutaneous and deep somatic sources. Considering just the signals derived from the body below the head, discriminative mechano sensory and proprioceptive information travels the ventral posterior thalamus via the dorsal column medial lemniscal system (see Figure 10.4A), while nociceptive information travels to the same (and additional) thalamic relays via the anterolateral system (see Figure 10.6A).

کادر ۱۰C ■ مسیر ستون پشتی برای درد احشایی

فصل‌های 9 و 10 چارچوبی را برای بررسی مسیرهای عصبی مرکزی که سیگنال‌های مکانیکی-حسی بی‌ضرر و سیگنال‌های دردناک از منابع پوستی و سوماتیک عمقی را منتقل می‌کنند، ارائه می‌دهند. با در نظر گرفتن سیگنال‌های مشتق شده از بدن زیر سر، اطلاعات مکانیکی-حسی افتراقی و حس عمقی از طریق سیستم ستون پشتی-لنیسک میانی به تالاموس خلفی شکمی منتقل می‌شوند (شکل 10.4A را ببینید)، در حالی که اطلاعات درد از طریق سیستم قدامی-جانبی به همان رله‌های تالاموس (و اضافی) منتقل می‌شوند (شکل 10.6A را ببینید).

But how do painful signals that arise in the visceral organs of the pelvis, abdomen, and thorax enter the central nervous system and ultimately reach an individual’s consciousness? The answer is via a newly discovered component of the dorsal column medial lemniscal pathway that conveys visceral nociception. Although Chapter 21 will present more information on the systems that receive and process visceral sensory information, at this juncture it is worth considering this component of the pain pathways and the way in which a better understanding of this particular pathway has begun to affect clinical medicine.

اما چگونه سیگنال‌های دردناکی که در اندام‌های احشایی لگن، شکم و قفسه سینه ایجاد می‌شوند، وارد سیستم عصبی مرکزی می‌شوند و در نهایت به آگاهی فرد می‌رسند؟ پاسخ از طریق یک جزء تازه کشف شده از مسیر لمنیسک داخلی ستون پشتی است که درد احشایی را منتقل می‌کند. اگرچه فصل ۲۱ اطلاعات بیشتری در مورد سیستم‌هایی که اطلاعات حسی احشایی را دریافت و پردازش می‌کنند ارائه می‌دهد، در این مقطع، بررسی این جزء از مسیرهای درد و نحوه تأثیر درک بهتر این مسیر خاص بر پزشکی بالینی ارزشمند است.

Primary visceral afferents from the pelvic and abdominal viscera enter the spinal cord and synapse on secondorder neurons in the dorsal horn of the lumbar sacral spinal cord. As discussed in Box 10B and Chapter 21, some of these second order neurons are cells that give rise to the anterolateral system and contribute to referred visceral pain patterns. However, other neurons perhaps primarily those that give rise to nociceptive signals synapse on neurons in the intermediate gray region of the spinal cord near the central canal. These neurons, in turn, send their axons not through the anterolateral white matter of the spinal cord (as might be expected for a pain pathway) but through the dorsal columns in a position very near the midline (Figure A). Similarly, second order neurons in the thoracic spinal cord that convey nociceptive signals from thoracic viscera send their axons rostrally through the dorsal columns along the dorsal intermediate septum, near the division of the gracile and cuneate tracts. These second order axons then synapse on the dorsal column nuclei of the caudal medulla, where neurons give rise to arcuate fibers that form the contralateral medial lemniscus and eventually synapse on thalamocortical projection neurons in the ventral posterior thalamus.

آوران‌های احشایی اولیه از احشاء لگنی و شکمی وارد نخاع شده و روی نورون‌های رده دوم در شاخ پشتی نخاع خاجی کمری سیناپس می‌کنند. همانطور که در کادر 10B و فصل 21 بحث شده است، برخی از این نورون‌های رده دوم سلول‌هایی هستند که سیستم قدامی-جانبی را ایجاد می‌کنند و در الگوهای درد احشایی ارجاعی نقش دارند. با این حال، نورون‌های دیگر شاید در درجه اول آنهایی که سیگنال‌های درد را ایجاد می‌کنند، روی نورون‌های ناحیه خاکستری میانی نخاع نزدیک کانال مرکزی سیناپس برقرار کنند. این نورون‌ها، به نوبه خود، آکسون‌های خود را نه از طریق ماده سفید قدامی-جانبی نخاع (همانطور که ممکن است برای مسیر درد انتظار برود) بلکه از طریق ستون‌های پشتی در موقعیتی بسیار نزدیک به خط میانی ارسال می‌کنند (شکل A). به طور مشابه، نورون‌های رده دوم در نخاع قفسه سینه که سیگنال‌های درد را از احشاء قفسه سینه منتقل می‌کنند، آکسون‌های خود را به صورت قدامی-جانبی از طریق ستون‌های پشتی در امتداد سپتوم میانی پشتی، نزدیک به محل تقسیم راه‌های ظریف و گوه‌ای ارسال می‌کنند. این آکسون‌های مرتبه دوم سپس روی هسته‌های ستون پشتی بصل‌النخاع دمی سیناپس ایجاد می‌کنند، جایی که نورون‌ها به فیبرهای قوسی تبدیل می‌شوند که لمنیسکوس داخلی طرف مقابل را تشکیل می‌دهند و در نهایت روی نورون‌های پروجکشنی (پرتابی) تالاموکورتیکال در تالاموس خلفی شکمی سیناپس برقرار می‌کنند.

(A) A visceral pain pathway in the dorsal column medial lemniscal system. For simplicity, only the pathways that mediate visceral pain from the pelvis and lower abdomen are illustrated.

(A) یک مسیر درد احشایی در سامانه ستون پشتی–لمیسکوس میانی. برای سادگی، فقط مسیرهایی که واسطه درد احشایی از لگن و پایین شکم هستند، نشان داده شده‌اند.

This dorsal column visceral sensory projection now appears to be the principal pathway by which painful sensations arising in the viscera are detected and discriminated. Several observations support this conclusion: (1) neurons in the ventral posterior lateral nucleus, gracile nucleus, and near the central canal of the spinal cord all respond to noxious visceral stimulation; (2) responses of neurons in the ventral posterior lateral nucleus and gracile nucleus to such stimulation are greatly reduced by spinal lesions of the dorsal columns (Figure B), but not by lesions of the anterolateral white matter; and (3) infusion of drugs that block nociceptive synaptic trans mission into the intermediate gray region of the sacral spinal cord blocks the responses of neurons in the gracile nucleus to noxious visceral stimulation, but not to innocuous cutaneous stimulation.

اکنون به نظر می‌رسد که این برون‌ریزی حسی احشایی ستون پشتی، مسیر اصلی تشخیص و تمایز احساسات دردناک ناشی از احشاست. مشاهدات متعددی این نتیجه‌گیری را تأیید می‌کنند: (1) نورون‌های هسته جانبی خلفی شکمی، هسته گراسیل و نزدیک کانال مرکزی نخاع، همگی به تحریک احشایی مضر پاسخ می‌دهند؛ (2) پاسخ نورون‌های هسته جانبی خلفی شکمی و هسته گراسیل به چنین تحریکی توسط ضایعات نخاعی ستون‌های پشتی (شکل B) به میزان زیادی کاهش می‌یابد، اما توسط ضایعات ماده سفید قدامی-جانبی کاهش نمی‌یابد؛ و (3) تزریق داروهایی که انتقال سیناپسی درد را به ناحیه خاکستری میانی نخاع خاجی مسدود می‌کنند، پاسخ نورون‌های هسته گراسیل به تحریک احشایی مضر را مسدود می‌کنند، اما به تحریک پوستی بی‌ضرر این اتفاق نمی‌افتد.

The discovery of this visceral sensory component in the dorsal column-medial lemniscal system has helped explain why surgical transection of the axons that run in the medial part of the dorsal columns (a procedure termed midline myelotomy) generates significant relief from the debilitating pain that can result from visceral cancers in the abdomen and pelvis. Although the initial development of this surgical procedure preceded the elucidation of this visceral pain pathway, these new discoveries have renewed interest in midline myelotomy as a palliative neurosurgical intervention for cancer patients whose pain is otherwise unmanageable. Indeed, precise knowledge of the visceral sensory pathway in the dorsal columns has led to further refinements that permit a minimally invasive (punctate) surgical procedure that attempts to interrupt the second order axons of this pathway with in just a single spinal segment (typically, at midor lower thoracic level; Figure C). In so doing, this procedure offers some hope to patients who struggle to maintain a reasonable quality of life in extraordinarily difficult circumstances.

کشف این جزء حسی احشایی در سیستم ستون پشتی-لنیسک داخلی به توضیح این موضوع کمک کرده است که چرا برش جراحی آکسون‌هایی که در قسمت داخلی ستون‌های پشتی قرار دارند (روشی که میلوتومی خط میانی نامیده می‌شود) باعث تسکین قابل توجه درد ناتوان‌کننده‌ای می‌شود که می‌تواند ناشی از سرطان‌های احشایی در شکم و لگن باشد. اگرچه توسعه اولیه این روش جراحی قبل از روشن شدن این مسیر درد احشایی بود، اما این اکتشافات جدید علاقه به میلوتومی خط میانی را به عنوان یک مداخله جراحی مغز و اعصاب تسکینی برای بیماران سرطانی که درد آنها در غیر این صورت غیرقابل کنترل است، تجدید کرده است. در واقع، شناخت دقیق مسیر حسی احشایی در ستون‌های پشتی منجر به اصلاحات بیشتری شده است که امکان یک عمل جراحی کم تهاجمی (نقطه‌ای) را فراهم می‌کند که سعی در قطع آکسون‌های مرتبه دوم این مسیر تنها در یک بخش نخاعی (معمولاً در سطح میانی یا پایینی قفسه سینه؛ شکل C) دارد. با این کار، این روش به بیمارانی که برای حفظ کیفیت معقول زندگی در شرایط فوق‌العاده دشوار تلاش می‌کنند، امیدی می‌دهد.

(B) Empirical evidence supporting the existence of the visceral pain pathway shown in (A). Increased neural activity was observed with fMRI techniques in the thalamus of monkeys that were subjected to noxious distention of the colon and rectum, indicating the processing of visceral pain. This activity was abolished by lesion of the dorsal columns at T10, but not by “sham” surgery.

(B) شواهد تجربی که وجود مسیر درد احشایی را تأیید می‌کند (در (A) نشان داده شده است). افزایش فعالیت عصبی با تکنیک‌های fMRI در تالاموس میمون‌هایی که در معرض اتساع دردناک روده بزرگ و راست روده قرار گرفتند، مشاهده شد که نشان‌دهنده پردازش درد احشایی است. این فعالیت با ضایعه ستون‌های پشتی در T10 از بین رفت، اما با جراحی “ساختگی” از بین نرفت.

(C) Left: One method of punctate midline myelotomy for the relief of severe visceral pain. Right: Myelin stained section of the thoracic spinal cord (T10) from a patient who underwent midline myelotomy for the treatment of colon cancer pain that was not controlled by analgesics. After surgery, the patient experienced relief from pain during the remaining 3 months of his life. (B from Willis et al., 1999; C from Hirshberg et al., 1996; drawing after Nauta et al., 1997)

(C) چپ: یکی از روش‌های میلوتومی خط وسط نقطه‌ای برای تسکین درد شدید احشایی. راست: بخش رنگ‌آمیزی شده با میلین از نخاع قفسه سینه (T10) از بیماری که برای درمان درد سرطان روده بزرگ که با مسکن کنترل نمی‌شد، تحت عمل میلوتومی خط وسط قرار گرفت. پس از جراحی، بیمار در طول ۳ ماه باقی‌مانده از عمرش از درد رهایی یافت. (ب از ویلیس و همکاران، ۱۹۹۹؛ ج از هیرشبرگ و همکاران، ۱۹۹۶؛ طراحی از نائوتا و همکاران، ۱۹۹۷)

» مجموعه پرسش‌های مباحث نوروآناتومی

» مجموعه پرسش‌های مباحث نوروبیولوژی

» مجموعه پرسش‌های مباحث نوروفیزیولوژی

» مجموعه پرسش‌های مباحث نوروفارماکولوژی

» آزمون‌های آنلاین مباحث نوروفیزیولوژی

» آزمون‌های آنلاین مباحث نوروفارماکولوژی

🚀 با ما همراه شوید!

تازه‌ترین مطالب و آموزش‌های مغز و اعصاب را از دست ندهید. با فالو کردن کانال تلگرام آینده‌نگاران مغز، از ما حمایت کنید!

🔗 دنبال کردن کانال تلگرام