فصل ۸ فیزیولوژی پزشکی گانونگ؛ انتقال عصبی حسی پیکری: ​​لمس، درد و دما

معرفی

ما در مدرسه ابتدایی می‌آموزیم که “پنج حس” وجود دارد (لمس، بینایی، شنوایی، بویایی و چشایی). اما این حکم فقط آن دسته از حواس را در نظر می‌گیرد که به آگاهی ما می‌رسند. گیرنده‌های حسی زیادی وجود دارند   که اطلاعات مربوط به محیط داخلی و خارجی را به سیستم عصبی مرکزی (CNS) منتقل می‌کنند اما به هوشیاری نمی‌رسند. به عنوان مثال، دوک‌های عضلانی اطلاعاتی در مورد طول عضله ارائه می‌دهند و گیرنده‌های دیگر اطلاعاتی در مورد فشار خون شریانی، سطح اکسیژن و دی اکسید کربن در خون و pH مایع مغزی نخاعی ارائه می‌دهند. فهرست روش‌های حسی فهرست شده در  جدول ۸-۱  بسیار ساده شده است. به عنوان مثال، میله‌ها و مخروط‌ها به نور با طول موج‌های مختلف حداکثر پاسخ را می‌دهند و سه نوع مخروط مختلف وجود دارد، یکی برای هر سه رنگ اصلی. پنج حالت مختلف برای طعم وجود دارد: شیرین، نمک، ترش، تلخ و اومامی. صداهایی با زیر و بم‌های مختلف در درجه اول به این دلیل شنیده می‌شود که گروه‌های مختلف سلول‌های مویی در حلزون گوش حداکثر توسط امواج صوتی با فرکانس‌های مختلف فعال می‌شوند.

جدول ۸-۱ اصل روش‌های حسی

گیرنده‌های حسی را می‌توان به عنوان مبدل‌هایی در نظر گرفت که اشکال مختلف انرژی در محیط را به پتانسیل‌های عمل در نورون‌های حسی تبدیل می‌کنند. گیرنده‌های پوستی برای لمس و فشار،  گیرنده‌های مکانیکی هستند. گیرنده‌های عمقی  در ماهیچه‌ها، تاندون‌ها و مفاصل قرار دارند و اطلاعات مربوط به طول و کشش عضله را ارسال می‌کنند. گیرنده‌های حرارتی  احساس گرما و سرما را تشخیص می‌دهند. محرک‌های بالقوه مضر مانند درد، گرمای شدید و سرمای شدید توسط  گیرنده‌های درد واسطه می‌شوند.  واژه  chemoreceptor  به گیرنده‌هایی اطلاق می‌شود که با تغییر در ترکیب شیمیایی محیطی که در آن قرار دارند تحریک می‌شوند. اینها شامل گیرنده‌های چشایی و بویایی و همچنین گیرنده‌های احشایی مانند گیرنده‌های حساس به تغییرات در سطح پلاسما O _۲، pH و اسمولالیته هستند. گیرنده‌های نوری  در میله‌ها و مخروط‌های شبکیه هستند که به نور پاسخ می‌دهند.

این فصل عمدتاً ویژگی‌های گیرنده‌های پوستی را توصیف می‌کند که حس لمس، فشار، درد و دما را واسطه می‌کنند، نحوه ایجاد تکانه‌ها در نورون‌های آوران، و مسیرهای مرکزی که واسطه یا تعدیل اطلاعات این گیرنده‌ها هستند. از آنجایی که درد یکی از اصلی‌ترین دلایلی است که فرد به دنبال مشاوره با پزشک است، این موضوع در این فصل مورد توجه قابل توجهی قرار می‌گیرد. گیرنده‌های دخیل در روش حسی جسمی‌حس عمقی در  فصل ۱۲ توضیح داده شده اند  زیرا نقش کلیدی در کنترل تعادل، وضعیت بدنی و حرکت اندام دارند.

گیرنده‌های حسی و اندام‌های حسی

گیرنده‌های مکانیکی پوستی

گیرنده‌های حسی می‌توانند انتهای دندریتیک تخصصی رشته‌های عصبی آوران باشند و اغلب با سلول‌های غیر عصبی که اطراف آن‌ها را احاطه کرده‌اند و یک  اندام حسی را تشکیل می‌دهند، مرتبط هستند.  لمس و فشار توسط چهار نوع گیرنده مکانیکی حس می‌شود (شکل ۸-۱). سلول‌های مایسنر  دندریت‌هایی هستند که در بافت همبند محصور شده اند و به تغییرات بافت و ارتعاشات آهسته پاسخ می‌دهند. سلول‌های مرکل  انتهای دندریتی منبسط شده هستند و به فشار و لمس مداوم پاسخ می‌دهند. سلول‌های رافینی  انتهای دندریتی بزرگ شده با کپسول‌های کشیده هستند و به فشار پایدار پاسخ می‌دهند. سلول‌های Pacinian  از انتهای دندریتی غیر میلین‌شده یک فیبر عصبی حسی به قطر ۲ میکرومتر تشکیل شده‌اند که توسط لاملاهای متحدالمرکزی از بافت همبند محصور شده‌اند که به اندام ظاهری شبیه پیاز کوکتل می‌دهند. این گیرنده‌ها به فشار عمیق و ارتعاش سریع پاسخ می‌دهند. اعصاب حسی این گیرنده‌های مکانیکی، فیبرهای Aα و Aβ میلین دار بزرگی هستند که سرعت هدایت آنها به ترتیب از ۷۰-۱۲۰- تا ۴۰-۷۵- متر بر ثانیه است.

شکل ۸-۱ سیستم‌های حسی چهار ویژگی اولیه محرک‌ها را رمزگذاری می‌کنند: حالت، مکان (میدان دریافت)، شدت، و مدت زمان (زمان). الف) دست انسان دارای چهار نوع گیرنده مکانیکی است. فعال سازی ترکیبی آنها باعث ایجاد حس تماس با یک جسم می‌شود. فعال سازی انتخابی سلول‌های مرکل و انتهای رافینی باعث احساس فشار ثابت می‌شود. فعال سازی انتخابی سلول‌های مایسنر و پاسینین باعث گزگز و احساس ارتعاش می‌شود. ب) مکان یک محرک با توزیع فضایی جمعیت گیرنده‌های فعال شده کدگذاری می‌شود. یک گیرنده تنها زمانی فعال می‌شود که پوست نزدیک به پایانه‌های حسی آن لمس شود. این میدان‌های گیرنده گیرنده‌های مکانیکی (که به صورت نواحی قرمز روی نوک انگشتان نشان داده می‌شوند) از نظر اندازه و پاسخ به لمس متفاوت هستند. سلول‌های مرکل و سلول‌های میسنر دقیق‌ترین مکان‌سازی را ارائه می‌کنند، زیرا کوچک‌ترین میدان‌های پذیرنده را دارند و به فشار اعمال شده توسط یک پروب کوچک حساس‌ترین هستند. ج) شدت محرک با سرعت شلیک گیرنده‌های منفرد مشخص می‌شود. مدت زمان محرک با دوره زمانی شلیک نشان داده می‌شود. قطارهای سنبله نشان دهنده پتانسیل عمل است که توسط فشار یک کاوشگر کوچک در مرکز هر میدان پذیرنده ایجاد می‌شود. سلول‌های مایسنر و پاسینین به سرعت تطبیق می‌یابند، بقیه به آرامی‌تطبیق می‌یابند. (از Kandel ER، Schwartz JH، Jessell TM [ویراستاران]:  Principles of Neural Science،  ویرایش چهارم McGraw-Hill، ۲۰۰۰.)

NOCICEPTORS

برخی از گیرنده‌های حسی پوستی اندام‌های تخصصی نیستند، بلکه پایانه‌های عصبی آزاد هستند. احساس درد و دما از دندریت‌های بدون میلین نورون‌های حسی که در سراسر پوست بدون کرک و مودار و همچنین بافت عمیق قرار دارند، ناشی می‌شود. گیرنده‌های درد را می‌توان به چند نوع تقسیم کرد. گیرنده‌های درد مکانیکی  به فشار قوی (مثلاً از یک جسم تیز) پاسخ می‌دهند. گیرنده‌های درد حرارتی  با دمای پوست بالای ۴۲ درجه سانتیگراد یا سرمای شدید فعال می‌شوند. گیرنده‌های درد حساس از نظر شیمیایی  به مواد شیمیایی مختلف مانند برادی کینین، هیستامین، اسیدیته بالا و محرک‌های محیطی پاسخ می‌دهند. گیرنده‌های درد چند وجهی  به ترکیبی از این محرک‌ها پاسخ می‌دهند.

تکانه‌های گیرنده‌های درد از طریق دو نوع فیبر منتقل می‌شوند، الیاف Aδ با میلین نازک (قطر ۲ تا ۵ میکرومتر) که با سرعت‌های ۳۵-۱۲- متر بر ثانیه هدایت می‌شوند و الیاف C غیر میلین (قطر ۰.۴-۱.۲ میکرومتر) که در پایین هدایت می‌شوند. نرخ -۰.۵-۲ متر بر ثانیه. فعال شدن الیاف Aδ، که  گلوتامات را آزاد می‌کند،  مسئول  درد اول است  (که درد سریع  یا  درد اپیکریتیک نیز نامیده می‌شود)  که یک پاسخ سریع است و جنبه تمایز درد یا توانایی محلی سازی محل و شدت محرک مضر را واسطه می‌کند. فعال شدن الیاف C، که ترکیبی از گلوتامات و  ماده P را آزاد می‌کند،  مسئول  درد دوم تاخیری  (که  درد آهسته  یا  درد پروتوپاتیک نیز نامیده می‌شود) است که احساس کسل کننده، شدید، منتشر و ناخوشایند همراه با یک محرک مضر است. خارش  و  غلغلک  نیز با احساس درد مرتبط است (به کادر بالینی ۸-۱ مراجعه کنید).

جعبه بالینی ۸-۱

خارش و غلغلک

خارش (خارش) مشکل عمده ای برای افراد سالم نیست، اما خارش شدیدی که درمان آن دشوار است در بیماری‌هایی مانند نارسایی مزمن کلیه، برخی از اشکال بیماری کبد، درماتیت آتوپیک و عفونت HIV رخ می‌دهد. به خصوص در مناطقی که بسیاری از انتهای آزاد رشته‌های عصبی غیر میلین دار رخ می‌دهد، با نقشه برداری دقیق می‌توان لکه‌های خارش را روی پوست شناسایی کرد. علاوه بر این، فیبرهای خاص خارش در دستگاه اسپینوتالاموس بطنی جانبی نشان داده شده است. این و شواهد دیگر وجود یک مسیر خاص خارش را نشان می‌دهد. تحریک نسبتاً خفیف، به ویژه اگر توسط چیزی که در سراسر پوست حرکت می‌کند ایجاد شود، باعث خارش و غلغلک می‌شود. جالب است که احساس غلغلک دادن معمولاً لذت بخش است، در حالی که خارش آزاردهنده و درد ناخوشایند است. خارش را می‌توان نه تنها با تحریک مکانیکی موضعی مکرر پوست، بلکه توسط انواع عوامل شیمیایی از جمله  هیستامین و کینین‌ها مانند  برادی کینین  که در پاسخ به آسیب بافتی در پوست آزاد می‌شود، ایجاد کرد. کینین‌ها اثرات خود را با فعال کردن دو نوع گیرنده جفت شده با پروتئین G، B1 و  B2 اعمال می‌کنند. فعال‌سازی گیرنده‌های برادی کینین B2 یک  رویداد پایین‌دستی در  فعال‌سازی گیرنده-۲ (PAR-2)  فعال‌شده با پروتئاز است که باعث ایجاد واکنش درد و خارش‌زایی می‌شود.

نکات برجسته درمانی

خاراندن ساده خارش را تسکین می‌دهد، زیرا آوران‌های بزرگ و سریع رسانا را فعال می‌کند که انتقال را در شاخ پشتی به شیوه‌ای مشابه با مهار درد با تحریک آوران‌های مشابه، فعال می‌کند. آنتی هیستامین‌ها  در درجه اول در کاهش خارش مرتبط با یک واکنش آلرژیک موثر هستند. در یک مدل موش که رفتار خاراندن را در پاسخ به فعال‌سازی PAR-2 ​​نشان می‌دهد، درمان با آنتاگونیست گیرنده B2 رفتار  خراش را کاهش می‌دهد. آنتاگونیست‌های گیرنده B2 ممکن است _یک  درمان مفید برای درمان شرایط خارش دار باشند.

گیرنده‌های مختلفی در انتهای اعصاب حسی درد قرار دارند که به محرک‌های حرارتی، مکانیکی یا شیمیایی مضر پاسخ می‌دهند (شکل ۸-۲). بسیاری از اینها بخشی از خانواده ای از کانال‌های کاتیونی غیرانتخابی به نام  کانال‌های پتانسیل گیرنده گذرا  (TRP) هستند. این شامل  گیرنده‌های TRPV1 است  (V به گروهی از مواد شیمیایی به نام  وانیلوئیدها اشاره دارد) که با گرمای شدید، اسیدها و مواد شیمیایی مانند  کپسایسین  (اصل فعال فلفل تند و نمونه ای از وانیلوئید) فعال می‌شوند. گیرنده‌های TRPV1 همچنین می‌توانند به طور غیر مستقیم با فعال سازی اولیه گیرنده‌های TRPV3 در کراتینوسیت‌های پوست فعال شوند. محرک‌های مضر مکانیکی، سرمایی و شیمیایی ممکن است  گیرنده‌های TRPA1  (A، برای  ankyrin) را در پایانه‌های عصبی حسی فعال کنند. پایانه‌های عصبی حسی همچنین  گیرنده‌های کانال یونی حسگر اسید (ASIC) دارند  که با تغییرات pH در محدوده فیزیولوژیکی فعال می‌شوند و ممکن است گیرنده‌های غالب واسطه درد ناشی از اسید باشند. علاوه بر فعال شدن مستقیم گیرنده‌های انتهای عصبی، برخی از محرک‌های درد، مولکول‌های میانی را آزاد می‌کنند که سپس گیرنده‌های انتهای عصبی را فعال می‌کنند. به عنوان مثال، محرک‌های مکانیکی درد باعث آزاد شدن ATP می‌شوند که روی  گیرنده‌های پورینرژیک  (مانند P2X، یک گیرنده یونوتروپیک و P2Y، یک گیرنده جفت شده با پروتئین G) عمل می‌کند. گیرنده تیروزین کیناز A (TrkA)  توسط  فاکتور رشد عصبی (NGF)  که در نتیجه آسیب بافتی آزاد می‌شود، فعال می‌شود.

شکل ۸-۲ گیرنده‌های روی پایانه‌های عصبی غیر میلین دار درد در پوست.  محرک‌های درد (به عنوان مثال، گرما) می‌توانند برخی از گیرنده‌ها را مستقیماً به دلیل انتقال انرژی محرک توسط گیرنده‌ها (مثلاً کانال TRPV1 گیرنده پتانسیل گذرا (TRP)) یا به طور غیرمستقیم با فعال کردن کانال‌های TRP روی کراتینوسیت‌ها (مثلا TRPV3) فعال کنند. گیرنده‌های درد (به عنوان مثال، گیرنده‌های مکانیکی) همچنین می‌توانند با آزادسازی مولکول‌های میانی (مانند ATP) فعال شوند. ASIC، کانال یونی حساس به اسید؛ P2X، purinoceptor ionotropic. P2Y، گیرنده پورینرژیک همراه با پروتئین G.

پایانه‌های عصبی نیز گیرنده‌های مختلفی دارند که به واسطه‌های ایمنی که در پاسخ به آسیب بافت آزاد می‌شوند پاسخ می‌دهند. اینها شامل گیرنده‌های B1 _و  B2 ₍برادی کینین)، گیرنده‌های پروستانوئیدی (پروستاگلاندین‌ها) و گیرنده‌های سیتوکین (اینترلوکین‌ها) هستند. این گیرنده‌ها واسطه  درد التهابی هستند.

گیرنده‌های حرارتی

گیرنده‌های سرمای بی  ضرر  یا  گیرنده‌های خنک  روی انتهای دندریتی فیبرهای Aδ و الیاف C قرار دارند، در حالی که  گیرنده‌های گرمای بی ضرر  روی الیاف C قرار دارند. آزمایشات نقشه برداری نشان می‌دهد که پوست دارای نقاط حساس به سرما و گرما است. نقاط حساس به سرما ۴ تا ۱۰ برابر بیشتر از نقاط حساس به گرما وجود دارد.

آستانه فعال شدن گیرنده‌های گرما ۳۰ درجه سانتی گراد است و با افزایش دمای پوست به ۴۶ درجه سانتی گراد، سرعت شلیک خود را افزایش می‌دهند. گیرنده‌های سرما در دمای ۴۰ درجه سانتیگراد غیرفعال هستند، اما با کاهش دمای پوست به حدود ۲۴ درجه سانتیگراد، به طور پیوسته سرعت شلیک خود را افزایش می‌دهند. با کاهش بیشتر دمای پوست، سرعت شلیک گیرنده‌های سرما تا زمانی که دما به ۱۰ درجه سانتی گراد برسد کاهش می‌یابد. در زیر این دما، آنها غیرفعال هستند و سرما به یک بی حس کننده موضعی موثر تبدیل می‌شود.

گیرنده ای که با سرمای متوسط ​​فعال می‌شود  TRPM8 است.  M به  منتول اشاره دارد،  عنصری که در نعناع وجود دارد که طعم “خنک” آن را می‌دهد. گیرنده‌های TRPV4  با دمای گرم تا ۳۴ درجه سانتیگراد فعال می‌شوند. گیرنده‌های TRPV3  به دمای کمی‌بالاتر از ۳۵ تا ۳۹ درجه سانتیگراد پاسخ می‌دهند.

تولید تکانه‌ها در گیرنده‌های پوستی

روشی که گیرنده‌های حسی پتانسیل‌های عمل را در اعصابی که آنها را عصب دهی می‌کنند تولید می‌کنند، بر اساس پیچیدگی اندام حسی متفاوت است. در پوست، جسم پاسینین با جزئیات مورد مطالعه قرار گرفته است. غلاف میلین عصب حسی از داخل جسم شروع می‌شود (شکل ۸-۳). اولین گره Ranvier نیز در داخل قرار دارد. دومی‌معمولا نزدیک به نقطه ای است که فیبر عصبی از جسم خارج می‌شود.

شکل ۸-۳ نشان می‌دهد که پتانسیل مولد در یک جسم پاکینین از پایانه عصبی بدون میلین سرچشمه می‌گیرد.  پاسخ‌های الکتریکی به فشار (فلش سیاه) ۱، ۲×، ۳×، و ۴× نشان داده شده است. قوی ترین محرک یک پتانسیل عمل در عصب حسی ایجاد می‌کند که از مرکز جسم سرچشمه می‌گیرد. (از Waxman SG:  Clinical Neuroanatomy,  ۲۶th. McGraw-Hill, 2010.)

پتانسیل‌های ژنراتور

هنگامی‌که مقدار کمی‌فشار به جسم پاکینین اعمال می‌شود، یک پتانسیل دپلاریزاسیون غیر انتشار یافته شبیه پتانسیل پس سیناپسی تحریکی (EPSP) ثبت می‌شود. این  پتانسیل مولد  یا  پتانسیل گیرنده نامیده می‌شود  (شکل ۸-۳). با افزایش فشار، مقدار پتانسیل گیرنده افزایش می‌یابد. بنابراین گیرنده انرژی مکانیکی را به یک پاسخ الکتریکی تبدیل می‌کند که بزرگی آن متناسب با شدت محرک است. بنابراین، پاسخ‌ها به‌عنوان  پتانسیل‌های درجه‌بندی شده توصیف می‌شوند  تا همه یا هیچ، همانطور که در مورد یک  پتانسیل عمل وجود دارد.  هنگامی‌که بزرگی پتانسیل ژنراتور به حدود ۱۰ میلی ولت می‌رسد، یک پتانسیل عمل در اولین گره Ranvier تولید می‌شود. سپس عصب دوباره قطبی می‌شود. اگر پتانسیل مولد به اندازه کافی بزرگ باشد، نورون به محض اینکه مجدداً قطبی می‌شود دوباره شلیک می‌کند و تا زمانی که پتانسیل مولد به اندازه کافی بزرگ باشد که پتانسیل غشایی گره را به سطح شلیک برساند، به شلیک ادامه می‌دهد. بنابراین، گره پاسخ درجه بندی شده گیرنده را به پتانسیل‌های عمل تبدیل می‌کند که فرکانس آن متناسب با بزرگی محرک اعمال شده است.

کدگذاری حسی

تبدیل یک محرک گیرنده به یک حس قابل تشخیص را کدگذاری حسی می‌نامند.  همه سیستم‌های حسی چهار ویژگی اولیه یک محرک را کد می‌کنند: حالت، مکان، شدت و مدت. مدالیته  نوعی انرژی است که توسط محرک منتقل می‌شود. موقعیت مکانی  در بدن یا فضایی است که محرک از آنجا منشا گرفته است. شدت  با دامنه پاسخ یا فرکانس تولید پتانسیل عمل نشان داده می‌شود. مدت زمان  به زمان شروع تا پایان یک پاسخ در گیرنده اشاره دارد. این ویژگی‌های کدگذاری حسی برای نحوه لمس در  شکل ۸-۱ نشان داده شده است. 

هنگامی‌که عصب از یک گیرنده حسی خاص تحریک می‌شود، احساسی که برانگیخته می‌شود احساسی است که گیرنده برای آن تخصص دارد، صرف نظر از اینکه فعالیت از کجا و چگونه در طول عصب آغاز شده است. این اصل که برای اولین بار توسط یوهانس مولر در سال ۱۸۳۵ بیان شد، قانون انرژی‌های عصبی خاص نامیده می‌شود.  به عنوان مثال، اگر عصب حسی یک جسم پاکینین در دست با فشار در آرنج یا با تحریک تومور در شبکه بازویی تحریک شود، احساس برانگیخته شده لمس است. اصل کلی انرژی‌های عصبی خاص یکی از سنگ بنای فیزیولوژی حسی است.

روش

انسان‌ها بر اساس حساسیت آنها به یک شکل غالب انرژی دارای چهار دسته اصلی گیرنده هستند: مکانیکی، حرارتی، الکترومغناطیسی یا شیمیایی. شکل خاصی از انرژی که گیرنده نسبت به آن حساس تر است،  محرک کافی نامیده می‌شود.  به عنوان مثال، محرک کافی برای میله‌ها و مخروط‌های چشم، نور است (نمونه ای از انرژی الکترومغناطیسی). گیرنده‌ها به اشکال انرژی غیر از محرک‌های کافی پاسخ می‌دهند، اما آستانه این پاسخ‌های غیراختصاصی بسیار بالاتر است. برای مثال فشار روی کره چشم میله‌ها و مخروط‌ها را تحریک می‌کند، اما آستانه فشار این گیرنده‌ها بسیار بالاتر از آستانه گیرنده‌های فشار در پوست است.

محل

واژه  واحد حسی  به یک آکسون حسی منفرد و تمام شاخه‌های محیطی آن اشاره دارد. این شاخه‌ها از نظر تعداد متفاوت هستند، اما ممکن است متعدد باشند، به خصوص در حواس پوستی. میدان  دریافتی  یک واحد حسی توزیع فضایی است که از آن یک محرک پاسخی را در آن واحد ایجاد می‌کند (شکل ۸-۱). بازنمایی حواس در پوست نقطه گذاری است. اگر پوست به دقت، میلی‌متر به میلی‌متر، با موهای ظریف نقشه‌برداری شود، از نقاطی که روی این گیرنده‌های لمسی قرار دارند، احساس لامسه ایجاد می‌شود. هیچ یک از مناطق مداخله برانگیخته نمی‌شود. به طور مشابه، احساس دما و درد با تحریک پوست فقط روی نقاطی که گیرنده‌های این روش‌ها قرار دارند ایجاد می‌شود. در قرنیه و صلبیه مجاور چشم، سطح تامین شده توسط یک واحد حسی ۵۰ تا ۲۰۰ میلی متر مربع است. ناحیه ای که توسط یک واحد حسی تأمین می‌شود، معمولاً با نواحی تأمین شده توسط سایرین همپوشانی دارد و در هم قرار می‌گیرد.

یکی از مهم ترین مکانیسم‌هایی که محلی سازی یک محل محرک را امکان پذیر می‌کند،  مهار جانبی است.  اطلاعات نورون‌های حسی که گیرنده‌های آنها در لبه محیطی محرک قرار دارند در مقایسه با اطلاعات نورون‌های حسی در مرکز محرک مهار می‌شوند. بنابراین، مهار جانبی کنتراست بین مرکز و محیط یک منطقه تحریک شده را افزایش می‌دهد و توانایی مغز را برای بومی‌سازی یک ورودی حسی افزایش می‌دهد. مهار جانبی زمینه ساز  تبعیض دو نقطه ای است  (به  کادر بالینی ۸-۲ مراجعه کنید).

جعبه بالینی ۸-۲

معاینه عصبی

اندازه میدان‌های پذیرنده برای لمس سبک را می‌توان با  آزمون آستانه دو نقطه ای اندازه گیری کرد.  در این روش، دو نقطه روی یک جفت کولیس به طور همزمان روی پوست قرار می‌گیرند و یکی حداقل فاصله بین دو نقطه کولیس را که می‌تواند به عنوان نقاط تحریک جداگانه درک شود، تعیین می‌کند. این  آستانه تمایز دو نقطه ای نامیده می‌شود.  اگر فاصله بسیار کم باشد، هر نقطه کولیس با میدان پذیرای تنها یک نورون حسی تماس می‌گیرد. اگر فاصله بین نقاط تحریک کمتر از این آستانه باشد، تنها یک نقطه تحریک را می‌توان احساس کرد. بنابراین، آستانه تمایز دو نقطه ای معیاری برای  دقت لامسه است.  میزان آستانه‌های تشخیص دو نقطه‌ای از جایی به جای دیگر بدن متفاوت است و در جایی که گیرنده‌های لمسی فراوان‌ترین هستند، کوچک‌ترین است. برای مثال، نقاط محرک در پشت باید حداقل ۶۵ میلی‌متر از هم جدا شوند تا بتوان آنها را به‌عنوان مجزا از هم تشخیص داد، در حالی که در نوک انگشتان، دو محرک اگر به اندازه ۲ میلی‌متر از هم جدا شوند، تشخیص داده می‌شوند. افراد نابینا از دقت لامسه نوک انگشتان برای تسهیل توانایی خواندن خط بریل بهره می‌برند. نقاط تشکیل دهنده نمادهای خط بریل ۲.۵ میلی متر از هم جدا می‌شوند. تمایز دو نقطه ای برای آزمایش یکپارچگی  سیستم ستون پشتی (لمنیسکوس داخلی)،  مسیر مرکزی لمس و حس عمقی استفاده می‌شود.

حساسیت ارتعاشی  با اعمال یک چنگال تنظیم ارتعاشی (۱۲۸ هرتز) روی پوست نوک انگشت، نوک انگشت پا، یا برجستگی‌های استخوانی انگشتان پا آزمایش می‌شود. پاسخ طبیعی یک احساس “وزوز” است. این احساس بیشتر روی استخوان‌ها مشخص می‌شود. اصطلاح  پالستزیا  نیز برای توصیف این توانایی در احساس ارتعاشات مکانیکی استفاده می‌شود. گیرنده‌های درگیر گیرنده‌های لمس هستند، به‌ویژه  سلول‌های پاکینین،  اما فاکتور زمان نیز ضروری است. الگویی از محرک‌های فشار ریتمیک به عنوان ارتعاش تفسیر می‌شود. تکانه‌های مسئول احساس ارتعاش در ستون‌های پشتی حمل می‌شوند. انحطاط این قسمت از نخاع در دیابت کنترل نشده، کم خونی خطرناک، کمبود ویتامین B_۱۲  یا اوایل تاب دورسالیس رخ می‌دهد. بالا رفتن آستانه محرک‌های ارتعاشی از علائم اولیه این انحطاط است. احساس ارتعاش و حس عمقی ارتباط نزدیکی دارند. وقتی یکی کم می‌شود، دیگری هم کم می‌شود.

Stereognosis  درک شکل و ماهیت یک شی بدون نگاه کردن به آن است. افراد عادی به راحتی می‌توانند اشیایی مانند کلیدها و سکه‌ها را با ارزش‌های مختلف شناسایی کنند. این توانایی به لمس نسبتا دست نخورده و احساس فشار بستگی دارد و زمانی که ستون‌های پشتی آسیب می‌بینند به خطر می‌افتد. ناتوانی در شناسایی یک شی با لمس،  آگنوزی لمسی نامیده می‌شود.  همچنین دارای یک جزء قشر بزرگ است. اختلال استریوگنوزیس نشانه اولیه آسیب به قشر مغز است و گاهی اوقات در غیاب هرگونه نقص قابل تشخیص در لمس و احساس فشار زمانی که ضایعه ای در قشر حسی اولیه وجود دارد رخ می‌دهد. استریوآگنوزیا همچنین می‌تواند با عدم شناسایی شیء از طریق دید  (آگنوزی بینایی)،  ناتوانی در شناسایی صداها یا کلمات  (آگنوزی شنوایی)  یا رنگ  (آگنوزی رنگ)،  یا ناتوانی در شناسایی مکان یا موقعیت یک اندام  بیان شود. آگنوزی موقعیت).

شدت

شدت حس با دامنه محرک اعمال شده به گیرنده تعیین می‌شود. این در  شکل ۸-۴ نشان داده شده است. با اعمال فشار بیشتر روی پوست، پتانسیل گیرنده در گیرنده مکانیکی افزایش می‌یابد (نشان داده نمی‌شود)، و فرکانس پتانسیل‌های عمل در یک آکسون منفرد که اطلاعات را به CNS ارسال می‌کند نیز افزایش می‌یابد. علاوه بر افزایش سرعت شلیک در یک آکسون، شدت بیشتر تحریک، گیرنده‌های بیشتری را در میدان گیرنده جذب می‌کند.

شکل ۸-۴ رابطه بین محرک و فرکانس تکانه در یک فیبر آوران.  پتانسیل عمل در یک فیبر آوران از یک گیرنده مکانیکی از یک واحد حسی منفرد در فرکانس افزایش می‌یابد زیرا شاخه‌های نورون آوران با فشار افزایش‌یافته تحریک می‌شوند. (از Widmaier EP, Raff H, Strang KT:  Vander’s Human Physiology.  McGraw-Hill, 2008.)

همانطور که قدرت یک محرک افزایش می‌یابد، تمایل دارد در یک منطقه بزرگ پخش شود و به طور کلی نه تنها اندام‌های حسی را بلافاصله در تماس با آن فعال می‌کند، بلکه افراد اطراف را نیز “به خدمت می‌گیرد”. علاوه بر این، محرک‌های ضعیف گیرنده‌هایی را با کمترین آستانه فعال می‌کنند و محرک‌های قوی‌تر نیز آن‌هایی را که آستانه بالاتری دارند فعال می‌کنند. برخی از گیرنده‌های فعال شده بخشی از یک واحد حسی هستند و بنابراین فرکانس ضربه در واحد افزایش می‌یابد. به دلیل همپوشانی و درهم شدن یک واحد با واحد دیگر، گیرنده‌های واحدهای دیگر نیز تحریک می‌شوند و در نتیجه واحدهای بیشتری شلیک می‌کنند. به این ترتیب مسیرهای آوران بیشتری فعال می‌شوند که در مغز به عنوان افزایش شدت حس تعبیر می‌شود.

مدت زمان

اگر یک محرک با قدرت ثابت روی گیرنده حسی حفظ شود، فرکانس پتانسیل‌های عمل در عصب حسی آن در طول زمان کاهش می‌یابد. این پدیده به عنوان  سازگاری گیرنده  یا  حساسیت زدایی شناخته می‌شود.  میزان وقوع سازگاری از حسی به حس دیگر متفاوت است. گیرنده‌ها را می‌توان به  گیرنده‌های سریع سازگار (فازیک)  و  گیرنده‌های آهسته سازگار (تونیک) طبقه بندی کرد.  این برای انواع مختلف گیرنده‌های لمسی در  شکل ۸-۱ نشان داده شده است. سلول‌های مایسنر و پاسینین نمونه‌هایی از گیرنده‌هایی هستند که به سرعت تطبیق می‌یابند، و سلول‌های مرکل و انتهای رافینی نمونه‌هایی از گیرنده‌های آهسته سازگار هستند. نمونه‌های دیگر گیرنده‌های آهسته تطبیق پذیر دوک عضلانی و گیرنده‌های درد هستند. انواع مختلف سازگاری حسی احتمالاً برای فرد ارزشی دارند. لمس سبک اگر مداوم بود، حواس‌تان را پرت می‌کرد. و برعکس، انطباق آهسته ورودی دوک برای حفظ وضعیت بدن مورد نیاز است. به طور مشابه، ورودی از گیرنده‌های درد هشداری را ارائه می‌دهد که در صورت تطبیق و ناپدید شدن، ارزش خود را از دست می‌دهد.

معاینه نورولوژیک

مؤلفه حسی یک معاینه عصبی شامل ارزیابی روش‌های حسی مختلف از جمله لمس، حس عمقی، حس ارتعاشی و درد است. عملکرد حسی قشر مغز را می‌توان با قرار دادن اشیاء آشنا در دستان بیمار و درخواست از او برای شناسایی آن با چشمان بسته آزمایش کرد. جعبه بالینی ۸-۲ برخی از ارزیابی‌های رایج انجام شده در معاینه عصبی را شرح می‌دهد.

درد

یکی از رایج ترین دلایلی که یک فرد به دنبال مشاوره از پزشک است، درد است. شرینگتون درد را «ضمیمه فیزیکی یک رفلکس حفاظتی ضروری» نامید. محرک‌های دردناک به طور کلی پاسخ‌های قوی کناره گیری و اجتناب را آغاز می‌کنند. تفاوت درد با سایر احساسات این است که هشدار می‌دهد که چیزی اشتباه است، از سیگنال‌های دیگر جلوگیری می‌کند و با یک اثر ناخوشایند همراه است. این بسیار پیچیده است زیرا وقتی بافت آسیب می‌بیند، مسیرهای درد مرکزی حساس شده و سازماندهی مجدد می‌شوند که منجر به  درد مداوم یا مزمن می‌شود  (به  کادر بالینی ۸-۳ مراجعه کنید).

جعبه بالینی ۸-۳

درد مزمن

گزارشی در سال ۲۰۰۹ در  ساینتیفیک امریکن  نشان داد که ۱۰ تا ۲۰ درصد از جمعیت ایالات متحده و اروپا  درد مزمن را تجربه می‌کنند. ۵۹ درصد از این افراد زن هستند. بر اساس نظرسنجی از پزشکان مراقبت‌های اولیه، تنها ۱۵٪ نشان دادند که در درمان بیماران مبتلا به درد مزمن احساس راحتی می‌کنند. و ۴۱ درصد گفتند که صبر کردند تا بیماران به طور خاص داروهای مسکن را قبل از تجویز آنها درخواست کنند. نزدیک به ۲۰ درصد از بزرگسالان مبتلا به درد مزمن نشان داده اند که به یک درمانگر طب جایگزین مراجعه کرده اند. عوامل خطر برای گردن درد مزمن و کمر عبارتند از: افزایش سن، زن بودن، اضطراب، کارهای تکراری، چاقی، افسردگی، بلند کردن اجسام سنگین و مصرف نیکوتین. یکی از نمونه‌های درد مزمن،  درد نوروپاتیک است  که ممکن است زمانی رخ دهد که رشته‌های عصبی آسیب ببینند. آسیب عصبی می‌تواند به دلیل فعال شدن میکروگلیا در نخاع باعث پاسخ التهابی شود. معمولاً دردناک است و درمان آن مشکل است. به عنوان مثال، در  کازالژیا،  درد سوزشی خود به خودی مدت‌ها پس از صدمات به ظاهر بی‌اهمیت رخ می‌دهد. درد اغلب با  پردردی  و  آلوداینیا همراه است. دیستروفی سمپاتیک رفلکس  نیز اغلب وجود دارد. در این حالت پوست ناحیه آسیب دیده نازک و براق است و رشد مو افزایش می‌یابد. این ممکن است به دلیل جوانه زدن و رشد بیش از حد فیبرهای عصبی سمپاتیک نورآدرنرژیک در گانگلیون‌های ریشه پشتی اعصاب حسی از ناحیه آسیب دیده باشد. سپس ترشح سمپاتیک باعث درد می‌شود. بنابراین، به نظر می‌رسد که حاشیه اتصال کوتاه شده است و فیبرهای تغییر یافته مربوطه توسط نوراپی نفرین در سطح گانگلیون ریشه پشتی تحریک می‌شوند.

نکات برجسته درمانی

درد مزمن اغلب نسبت به اکثر درمان‌های مرسوم مانند  NSAID‌ها  و حتی  اپیوئیدها مقاوم است.  در تلاش‌های جدید برای درمان درد مزمن، برخی از درمان‌ها بر انتقال سیناپسی در مسیرهای درد و انتقال حسی محیطی تمرکز دارند. TRPV1،  یک گیرنده کپسایسین، توسط محرک‌های مضر مانند گرما، پروتون‌ها و محصولات التهابی فعال می‌شود. پچ‌ها یا کرم‌های ترانس درمال کپسایسین  با از بین بردن ذخایر ماده P در اعصاب، درد را کاهش می‌دهند. Nav1.8 (یک کانال سدیم دارای ولتاژ مقاوم در برابر تترودوتوکسین) به طور منحصر به فردی با نورون‌های درد در گانگلیون‌های ریشه پشتی مرتبط است. لیدوکائین  و  مکزیلتین  در برخی موارد درد مزمن مفید هستند و ممکن است با مسدود کردن این کانال عمل کنند. رالفین آمید،  یک مسدود کننده کانال ⁺Na، برای درمان بالقوه درد نوروپاتیک در حال توسعه است. Ziconotide، یک مسدود کننده کانال ⁺Ca^۲ نوع N با ولتاژ، برای بی‌دردی داخل نخاعی در بیماران مبتلا به درد مزمن مقاوم به درمان تایید شده است. گاباپنتین  یک داروی ضد تشنج است که آنالوگ GABA است. نشان داده شده است که در درمان  دردهای عصبی و التهابی  با اثر بر روی کانال‌های ⁺Ca^۲ دارای ولتاژ موثر است. توپیرامات، مسدود کننده کانال ⁺Na نمونه دیگری از داروهای ضد تشنج است که می‌تواند برای درمان  سردردهای میگرنی استفاده شود. آنتاگونیست‌های گیرنده NMDA را  می‌توان همزمان با یک اپیوئید برای کاهش تحمل به یک تریاک تجویز کرد. کانابینوئیدهای درون زا   علاوه بر اثرات سرخوشی، اثرات ضد درد نیز دارند. داروهایی که بر روی گیرنده‌های CB _۲  که فاقد اثرات سرخوشی هستند، برای درمان درد نوروپاتیک در دست توسعه هستند.

طبقه بندی درد

برای اهداف علمی‌و بالینی،  درد  توسط انجمن بین المللی مطالعه درد (IASP) به عنوان “یک تجربه حسی و عاطفی ناخوشایند مرتبط با آسیب واقعی یا بالقوه بافتی، یا در قالب چنین آسیبی توصیف می‌شود” تعریف می‌شود. این باید از اصطلاح  درد ایجاد  شود که IASP آن را به عنوان فعالیت ناخودآگاه ناشی از یک محرک مضر اعمال شده بر گیرنده‌های حسی تعریف می‌کند.

درد اغلب به عنوان  درد فیزیولوژیک  یا  حاد  و  درد پاتولوژیک  یا  مزمن طبقه بندی می‌شود  که شامل  درد التهابی  و  درد نوروپاتیک می‌شود.  درد حاد معمولاً شروع ناگهانی دارد و در طول فرآیند بهبودی فروکش می‌کند. می‌توان آن را به عنوان “درد خوب” در نظر گرفت زیرا یک مکانیسم محافظتی مهم را ایفا می‌کند. رفلکس خروج نمونه ای از بیان این نقش محافظتی درد است.

درد مزمن را می‌توان «درد بد» در نظر گرفت زیرا مدت‌ها پس از بهبودی از آسیب باقی می‌ماند و اغلب در برابر عوامل مسکن رایج، از جمله داروهای  ضد التهابی غیراستروئیدی  (NSAIDs) و  مواد افیونی مقاوم است. درد مزمن می‌تواند ناشی از آسیب عصبی (درد نوروپاتیک) از جمله نوروپاتی دیابتی، آسیب عصبی ناشی از سم و ایسکمی‌باشد. Causalgia  نوعی درد نوروپاتیک است (به  کادر بالینی ۸-۳ مراجعه کنید).

هایپرالژزی و آلوداینیا

درد اغلب با پردردی  و  آلوداینیا همراه است.  پردردی یک پاسخ اغراق آمیز به یک محرک مضر است و آلودینیا احساس درد در پاسخ به یک محرک معمولی بی ضرر است. یک مثال از دومی‌احساس دردناک ناشی از دوش آب گرم زمانی است که پوست در اثر آفتاب سوختگی آسیب می‌بیند.

پردردی و آلوداینیا نشان دهنده افزایش حساسیت فیبرهای آوران درد است. شکل ۸-۵  نشان می‌دهد که چگونه مواد شیمیایی آزاد شده در محل آسیب می‌توانند مستقیماً گیرنده‌های انتهای عصب حسی را که منجر به درد التهابی می‌شوند، فعال کنند. سلول‌های آسیب دیده همچنین مواد شیمیایی مانند ⁺K را آزاد می‌کنند  که مستقیماً پایانه‌های عصبی را دپولاریزه می‌کند و گیرنده‌های درد را پاسخگوتر می‌کند (حساس شدن). سلول‌های آسیب دیده همچنین برادی کینین و ماده P را آزاد می‌کنند که می‌تواند پایانه‌های درد را بیشتر حساس کند. هیستامین از ماست سل‌ها، سروتونین (۵-HT) از پلاکت‌ها و پروستاگلاندین‌ها از غشای سلولی آزاد می‌شود که همگی در فرآیند التهابی نقش دارند و گیرنده‌های درد را فعال یا حساس می‌کنند. برخی از مواد آزاد شده با آزاد کردن ماده دیگری عمل می‌کنند (مثلاً برادی کینین هر دو انتهای عصب Aδ و C را فعال می‌کند و سنتز و آزادسازی پروستاگلاندین‌ها را افزایش می‌دهد). پروستاگلاندین E_۲  (یک متابولیت سیکلواکسیژناز اسید آراشیدونیک) از سلول‌های آسیب دیده آزاد می‌شود و باعث پردردی می‌شود. به همین دلیل است که آسپرین و سایر NSAID‌ها (مهارکننده‌های سیکلواکسیژناز) درد را کاهش می‌دهند.

شکل ۸-۵ واسطه‌های شیمیایی در پاسخ به آسیب بافتی آزاد می‌شوند و می‌توانند گیرنده‌های درد را حساس یا مستقیماً فعال کنند.  این عوامل به پردردی و آلوداینیا کمک می‌کنند. آسیب بافتی برادی کینین و پروستاگلاندین‌ها را آزاد می‌کند که گیرنده‌های درد را حساس یا فعال می‌کنند، که به نوبه خود ماده P و پپتید مرتبط با ژن کلسی تونین (CGRP) را آزاد می‌کند. ماده P بر روی ماست سل‌ها عمل می‌کند و باعث دگرانولاسیون می‌شود و هیستامین آزاد می‌کند که گیرنده‌های درد را فعال می‌کند. ماده P باعث برون ریزی پلاسما می‌شود و CGRP رگ‌های خونی را گشاد می‌کند. ادم حاصل باعث آزاد شدن اضافی برادی کینین می‌شود. سروتونین (۵-HT) از پلاکت‌ها آزاد می‌شود و گیرنده‌های درد را فعال می‌کند. (از سمپوزیوم بنیاد Lembeck F:CIBA، لندن: Pitman Medical؛ Summit، NJ، ۱۹۸۱.)

علاوه بر حساس شدن انتهای عصبی توسط واسطه‌های شیمیایی، چندین تغییر دیگر در محیط و CNS رخ می‌دهد که می‌تواند به درد مزمن کمک کند. NGF آزاد شده در اثر آسیب بافتی توسط پایانه‌های عصبی گرفته می‌شود و به صورت رتروگراد به بدن سلولی در گانگلیون‌های ریشه پشتی منتقل می‌شود، جایی که می‌تواند بیان ژن را تغییر دهد. حمل و نقل ممکن است با فعال شدن گیرنده‌های TrkA روی انتهای عصبی تسهیل شود. در گانگلیون‌های ریشه پشتی، NGF تولید ماده P را افزایش می‌دهد و نورون‌های غیردردی را به نورون‌های درد تبدیل می‌کند (یک تغییر فنوتیپی). NGF همچنین بر بیان کانال سدیم مقاوم به تترودوتوکسین (Nav1.8) روی عقده‌های ریشه پشتی تأثیر می‌گذارد و فعالیت را بیشتر می‌کند.

رشته‌های عصبی آسیب‌دیده تحت جوانه زدن قرار می‌گیرند، بنابراین فیبرهای گیرنده‌های لمسی روی نورون‌های شاخ پشتی ستون فقرات سیناپس می‌کنند که معمولاً فقط ورودی درد دریافت می‌کنند (به زیر مراجعه کنید). این می‌تواند توضیح دهد که چرا محرک‌های بی ضرر می‌توانند باعث ایجاد درد پس از آسیب شوند. آزادسازی ترکیبی ماده P و گلوتامات از آوران‌های درد در نخاع باعث فعال شدن بیش از حد  گیرنده‌های NMDA (n-methyl-D-aspartate)  روی نورون‌های نخاعی می‌شود، پدیده ای به نام “باد کردن” که منجر به افزایش فعالیت در انتقال درد می‌شود. مسیرها تغییر دیگر در طناب نخاعی به دلیل فعال شدن  میکروگلیا  در نزدیکی پایانه‌های عصبی آوران در نخاع با آزاد شدن فرستنده‌ها از آوران‌های حسی است. این به نوبه خود منجر به آزاد شدن سیتوکین‌ها و کموکاین‌های پیش التهابی می‌شود که با تأثیر بر انتشار پیش سیناپسی انتقال دهنده‌های عصبی و تحریک پذیری پس سیناپسی، پردازش درد را تعدیل می‌کنند. گیرنده‌های P2X روی میکروگلیا وجود دارد. آنتاگونیست‌های این گیرنده‌ها ممکن است درمان مفیدی برای درمان درد مزمن باشد.

درد عمیق و احشایی

تفاوت اصلی بین درد سطحی و عمیق یا احشایی در ماهیت درد ناشی از محرک‌های مضر است. این احتمالاً به دلیل کمبود نسبی فیبرهای عصبی Aδ در ساختارهای عمیق است، بنابراین درد سریع و تیز کمی‌وجود دارد. علاوه بر این، درد عمیق و درد احشایی موضعی ضعیف، حالت تهوع آور و اغلب با تعریق و تغییرات فشار خون همراه است. درد را می‌توان به طور تجربی از پریوستوم و رباط‌ها با تزریق هیپرتونیک سالین به آن‌ها ایجاد کرد. درد ایجاد شده در این روش باعث انقباض رفلکس عضلات اسکلتی مجاور می‌شود. این انقباض رفلکس شبیه اسپاسم عضلانی است که با آسیب به استخوان‌ها، تاندون‌ها و مفاصل همراه است. ماهیچه‌هایی که به طور پیوسته منقبض می‌شوند ایسکمیک می‌شوند و ایسکمی‌گیرنده‌های درد در عضلات را تحریک می‌کند. درد به نوبه خود اسپاسم بیشتری را آغاز می‌کند و یک چرخه معیوب را ایجاد می‌کند.

درد احشایی علاوه بر موضعی ضعیف، ناخوشایند و همراه با حالت تهوع و علائم اتونومیک، اغلب تابش می‌کند یا به نواحی دیگر ارجاع می‌شود. سیستم عصبی خودمختار مانند سوماتیک دارای اجزای آوران، ایستگاه‌های یکپارچه مرکزی و مسیرهای موثر است. گیرنده‌های درد و سایر روش‌های حسی موجود در احشاء مشابه گیرنده‌های پوست هستند، اما تفاوت‌های قابل توجهی در توزیع آنها وجود دارد. هیچ گیرنده عمقی در احشاء وجود ندارد و گیرنده‌های دما و لمس کمی‌وجود دارد. گیرنده‌های درد وجود دارند، اگرچه پراکنده تر از ساختارهای جسمی‌هستند.

فیبرهای آوران از ساختارهای احشایی از طریق اعصاب سمپاتیک و پاراسمپاتیک به CNS می‌رسند. بدن سلولی آنها در گانگلیون‌های ریشه پشتی و عقده‌های عصبی جمجمه ای همولوگ قرار دارد. به طور خاص، آوران احشایی در اعصاب صورت، گلوفارنکس و واگ وجود دارد. در ریشه‌های پشتی سینه ای و کمری فوقانی؛ و در ریشه‌های پشتی خاجی.

همانطور که تقریبا همه از تجربه شخصی می‌دانند، درد احشایی می‌تواند بسیار شدید باشد. گیرنده‌های دیواره احشاء توخالی به ویژه به اتساع این اندام‌ها حساس هستند. چنین اتساع می‌تواند به طور تجربی در دستگاه گوارش با باد کردن یک بالون بلعیده شده متصل به یک لوله ایجاد شود. این باعث ایجاد دردی می‌شود که با انقباض روده و شل شدن روده روی بالون، اپیلاسیون و کاهش می‌یابد (کولیک روده). قولنج مشابهی در انسداد روده با انقباضات روده متسع بالای انسداد ایجاد می‌شود. هنگامی‌که یک اندام احشایی ملتهب یا پرخون باشد، محرک‌های نسبتاً جزئی باعث درد شدید می‌شوند که نوعی پردردی است.

درد ارجاع شده

تحریک اندام احشایی اغلب باعث ایجاد دردی می‌شود که نه در آن محل بلکه در ساختار جسمانی که ممکن است مقداری دورتر باشد احساس شود. چنین دردی به ساختار جسمانی (درد ارجاع شده) گفته می‌شود. آگاهی از مکان‌های رایج ارجاع درد از هر یک از اندام‌های احشایی برای یک پزشک مهم است. یکی از شناخته شده ترین نمونه‌ها ارجاع درد قلبی به قسمت داخلی بازوی چپ است. نمونه‌های دیگر عبارتند از درد در نوک شانه ناشی از تحریک قسمت مرکزی دیافراگم و درد در بیضه به دلیل اتساع حالب. موارد اضافی در شیوه‌های پزشکی، جراحی و دندانپزشکی فراوان است. با این حال، سایت‌های مرجع کلیشه ای نیستند و سایت‌های مرجع غیر معمول با فراوانی قابل توجهی رخ می‌دهند. به عنوان مثال، درد قلبی ممکن است به بازوی راست، ناحیه شکم یا حتی پشت، گردن یا فک اشاره داشته باشد.

وقتی درد ارجاع می‌شود، معمولاً به ساختاری است که از همان بخش جنینی یا درماتوم ساختاری که درد در آن منشأ می‌گیرد، ایجاد می‌شود. به عنوان مثال، قلب و بازو منشأ سگمنتال یکسانی دارند و بیضه با منبع عصبی خود از برجستگی ادراری تناسلی اولیه که کلیه و حالب نیز از آن رشد کرده اند، مهاجرت کرده است.

مبنای درد ارجاعی ممکن است همگرایی رشته‌های درد جسمی‌و احشایی روی همان نورون‌های مرتبه دوم در شاخ پشتی باشد که به تالاموس و سپس به قشر حسی تنی می‌رسند (شکل ۸-۶). به این نظریه همگرایی – فرافکنی گفته می‌شود.  نورون‌های جسمی‌و احشایی در شاخ پشتی همان طرف همگرا می‌شوند. فیبرهای درد سوماتیک معمولاً نورون‌های مرتبه دوم را فعال نمی‌کنند، اما زمانی که محرک احشایی طولانی شود، پایان‌های فیبر سوماتیک تسهیل می‌شود. آنها در حال حاضر نورون‌های مرتبه دوم را تحریک می‌کنند و البته مغز نمی‌تواند تعیین کند که آیا محرک از احشاء است یا از ناحیه ارجاع.

شکل ۸-۶ تصویر شماتیک تئوری همگرایی-پیش بینی برای درد ارجاعی و مسیرهای نزولی درگیر در کنترل درد.  مبنای درد ارجاعی ممکن است همگرایی رشته‌های درد جسمی‌و احشایی روی همان نورون‌های مرتبه دوم در شاخ پشتی نخاع باشد که نواحی بالاتر مغز را نشان می‌دهد. خاکستری دور قناتی (PAG) بخشی از یک مسیر نزولی است که شامل نورون‌های سروتونرژیک در هسته رافه مگنوس و نورون‌های کاتکول آمینرژیک در بصل النخاع شکمی‌منقاری است تا انتقال درد را با مهار انتقال آوران اولیه در شاخ پشتی تعدیل کند. (به لطف الباسباوم.)

مسیرهای حسی جسمی

احساس برانگیخته شده توسط تکانه‌های تولید شده در یک گیرنده حسی تا حدی به بخش خاصی از مغز که در نهایت فعال می‌شود بستگی دارد. مسیرهای صعودی از گیرنده‌های حسی به قشر مغز برای احساسات مختلف متفاوت است. در زیر مقایسه ای از مسیر حسی صعودی است که واسطه لمس، حس ارتعاشی و حس عمقی (ستون پشتی-مسیر لمنیسکال داخلی) و چیزی که واسطه درد و دما (مسیر اسپینوتالامیک شکمی‌) است.

مسیر ستون پشتی

مسیرهای اصلی به قشر مغز برای لمس، حس ارتعاشی و حس عمقی در  شکل ۸-۷ نشان داده شده است. فیبرهایی که این احساسات را واسطه می‌کنند به صورت یک طرف در ستون‌های پشتی نخاع به سمت مدولا بالا می‌روند، جایی که در  هسته‌های گراسیلوس  و  میخی سیناپس می‌شوند.  نورون‌های مرتبه دوم از این هسته‌ها از خط وسط عبور کرده و در  لمنیسکوس داخلی بالا می‌روند تا به هسته جانبی خلفی شکمی‌طرف  مقابل  (VPL)  و هسته‌های رله حسی خاص تالاموس ختم شوند. این سیستم صعودی، ستون پشتی یا سیستم لمنیسکال میانی نامیده می‌شود. الیاف داخل مسیر ستون پشتی در ساقه مغز توسط الیافی که واسطه احساس از سر هستند به هم متصل می‌شوند. لمس و حس عمقی از سر بیشتر از طریق هسته‌های اصلی حسی و مزانسفالی عصب سه قلو منتقل می‌شود.

شکل ۸-۷ مسیرهای صعودی حامل اطلاعات حسی از گیرنده‌های محیطی به قشر مغز. الف) مسیر ستون پشتی واسطه لمس، حس ارتعاشی و حس عمقی است. فیبرهای حسی از طریق ستون‌های پشتی نخاعی به صورت همان طرف به سمت گراسیلوس مدولاری و هسته‌های میخی صعود می‌کنند. از آنجا الیاف از خط وسط عبور کرده و در لمنیسک داخلی به سمت جانبی جانبی خلفی شکمی‌تالاموس (VPL) و سپس به قشر اولیه حسی تنی صعود می‌کنند. ب) دستگاه اسپینوتالاموس بطنی جانبی واسطه درد و دما است. این رشته‌های حسی به شاخ پشتی ختم می‌شوند و برآمدگی‌ها از آنجا از خط وسط عبور می‌کنند و در ربع بطنی جانبی نخاع به VPL و سپس به قشر اولیه حسی تنی صعود می‌کنند. (از Fox SI,  Human Physiology.  McGraw-Hill, 2008.)

سازمان سوماتوتوپیک

در ستون‌های پشتی، الیاف ناشی از سطوح مختلف بند ناف به صورت سوماتوتوپیک سازماندهی شده اند (شکل ۸-۷). به طور خاص، فیبرهای طناب خاجی بیشتر در قسمت داخلی قرار می‌گیرند و رشته‌های طناب گردنی بیشتر در سمت جانبی قرار می‌گیرند. این آرایش در بصل النخاع با نمایش پایین تنه (مثلاً پا) در هسته گراسیلوس و نمایش قسمت بالایی بدن (به عنوان مثال انگشت) در هسته میخی ادامه می‌یابد. لمنیسکوس داخلی از پشت تا شکمی‌سازمان یافته است که از گردن تا پا را نشان می‌دهد.

سازمان سوماتوتوپیک از طریق تالاموس و قشر مغز ادامه می‌یابد. نورون‌های تالاموس VPL که اطلاعات حسی را حمل می‌کنند به روشی بسیار خاص به  قشر حسی جسمی‌اولیه  در  شکنج پست مرکزی  لوب  جداری پروژه می‌دهند  (شکل ۸-۸). چیدمان برجستگی‌ها به این ناحیه به گونه ای است که قسمت‌های بدن به ترتیب در امتداد شکنج پست مرکزی نشان داده می‌شوند، با پاها در بالا و سر در پای شکنج. نه تنها محل دقیق الیاف از قسمت‌های مختلف بدن در شکنج پست مرکزی وجود دارد، بلکه اندازه ناحیه دریافت کننده قشر مغز برای تکانه‌ها از یک قسمت خاص از بدن متناسب با استفاده از آن قسمت است. اندازه‌های نسبی نواحی دریافت کننده قشر به طور چشمگیری در  شکل ۸-۹ نشان داده شده است، که در آن نسبت  هومونکولوس  برای مطابقت با اندازه نواحی دریافت کننده قشری برای هرکدام تحریف شده است. توجه داشته باشید که نواحی قشری برای احساس از تنه و پشت کوچک هستند، در حالی که نواحی بسیار بزرگ مربوط به تکانه‌های دست و قسمت‌هایی از دهان هستند که با گفتار مرتبط هستند.

شکل ۸-۸  نمای جانبی نیمکره چپ که برخی از نواحی اصلی قشر مغز و همبستگی‌های عملکردی آنها را در مغز انسان نشان می‌دهد.  ناحیه حسی جسمی‌اولیه در شکنج پس مرکزی لوب جداری و قشر حرکتی اولیه در شکنج پیش مرکزی قرار دارد. (از Waxman SG:  Clinical Neuroanatomy,  ۲۶th. McGraw-Hill, 2010.)

شکل ۸-۹ هومونکولوس حسی، بر روی یک بخش تاجی از شکنج پست مرکزی کشیده شده است.  قسمت‌های بدن به ترتیب در امتداد شکنج پست مرکزی، با پاها در بالا و سر در پای شکنج نشان داده شده اند. اندازه ناحیه دریافت کننده قشر مغز برای تکانه‌های یک قسمت خاص از بدن متناسب با استفاده از آن قسمت است. جنرال، دستگاه تناسلی. (تکثیر شده با اجازه Penfield W, Rasmussen G:  The Ceebral Cortex of Man.  Macmillan, 1950.)

مطالعات ناحیه دریافت حسی بر ماهیت بسیار گسسته محلی‌سازی نقطه به نقطه نواحی محیطی در قشر مغز تأکید می‌کند و شواهد بیشتری برای اعتبار کلی قانون انرژی‌های عصبی خاص ارائه می‌دهد. تحریک قسمت‌های مختلف شکنج پست مرکزی باعث ایجاد احساساتی می‌شود که به قسمت‌های مناسب بدن منتقل می‌شوند. احساسات ایجاد شده معمولاً بی حسی، سوزن سوزن شدن یا احساس حرکت است، اما با الکترودهای به اندازه کافی خوب می‌توان احساسات نسبتاً خالص لامسه، گرما و سرما را ایجاد کرد. سلول‌های شکنج پست مرکزی در ستون‌های عمودی سازماندهی شده اند. سلول‌های یک ستون معین، همگی توسط آوران‌های قسمت معینی از بدن فعال می‌شوند و همه به یک روش حسی پاسخ می‌دهند.

علاوه بر قشر حسی جسمی‌اولیه، دو ناحیه قشر دیگر نیز وجود دارد که به یکپارچه سازی اطلاعات حسی کمک می‌کنند. ناحیه ارتباط حسی در   قشر جداری و  قشر سوماتوسانسوری ثانویه  در دیواره شقاق  جانبی (که به آن شقاق سیلوین  نیز می‌گویند) قرار دارد که قسمت تمپورال را از لوب‌های فرونتال و جداری جدا می‌کند. این نواحی ورودی را از قشر حسی تنی اولیه دریافت می‌کنند.

آگاهی آگاهانه از موقعیت‌های قسمت‌های مختلف بدن در فضا تا حدی به تکانه‌های گیرنده‌های حسی در داخل و اطراف مفاصل بستگی دارد. تکانه‌های این گیرنده‌ها، از گیرنده‌های لمسی در پوست و سایر بافت‌ها، و از دوک‌های ماهیچه‌ای در قشر مغز سنتز می‌شوند و به تصویری آگاهانه از موقعیت بدن در فضا تبدیل می‌شوند.

دستگاه اسپینوتالامیک ventrolateral

فیبرهای گیرنده‌های درد و گیرنده‌های حرارتی روی نورون‌های شاخ پشتی نخاع سیناپس می‌کنند. آکسون‌های این نورون‌های شاخ پشتی از خط وسط عبور کرده و در ربع بطنی جانبی نخاع بالا می‌روند، جایی که مسیر اسپینوتالامیک بطنی جانبی را تشکیل می‌دهند (شکل ۸-۷). فیبرهای داخل این دستگاه در VPL سیناپس می‌شوند. برخی از نورون‌های شاخ پشتی که ورودی درد دریافت می‌کنند، در تشکیل شبکه‌ای ساقه مغز  (مسیر اسپینورتیکولار) سیناپس می‌شوند  و سپس به سمت هسته مرکزی جانبی تالاموس پیش می‌روند.

مطالعات توموگرافی گسیل پوزیترون (PET) و تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) در انسان‌های عادی نشان می‌دهد که درد قشر حسی جسمی‌اولیه و ثانویه و شکنج سینگوله را در سمت مقابل محرک فعال می‌کند. علاوه بر این، آمیگدال، لوب فرونتال و قشر منزوی فعال می‌شوند. این فناوری‌ها در تشخیص دو جزء مسیرهای درد مهم بودند. محققان دریافتند که محرک‌های مضری که تغییری در عاطفه ایجاد نمی‌کنند باعث افزایش متابولیسم در قشر اولیه حسی جسمی‌می‌شوند، در حالی که محرک‌هایی که پاسخ‌های انگیزشی-عاطفی را برمی‌انگیزند بخش بزرگ‌تری از قشر را فعال می‌کنند. این نشان داد که مسیر قشر اولیه حسی جسمی‌مسئول جنبه تمایز درد است. در مقابل، مسیری که شامل سیناپس‌ها در تشکیل شبکه‌ای ساقه مغز و هسته مرکزی تالاموس می‌شود به سمت لوب پیشانی، سیستم لیمبیک و قشر منزوی می‌رود. این مسیر جزء انگیزشی- عاطفی درد را واسطه می‌کند.

حس احشایی در امتداد همان مسیرهای مرکزی حرکت می‌کند که حس سوماتیک در مجاری اسپینوتالاموس و تشعشعات تالاموس، و نواحی دریافت کننده قشر برای حس احشایی با نواحی دریافت کننده جسمی‌مخلوط می‌شوند.

پلاستیسیته قشر مغز

اکنون واضح است که اتصالات عصبی گسترده ای که در بالا توضیح داده شد، ذاتی و غیرقابل تغییر نیستند، اما می‌توانند با تجربه نسبتاً سریع تغییر کنند تا استفاده از ناحیه نشان داده شده را منعکس کنند. جعبه بالینی ۸-۴  تغییرات قابل توجهی را در سازمان قشر و تالاموس توصیف می‌کند که در پاسخ به قطع اندام رخ می‌دهد و منجر به پدیده  درد اندام فانتوم می‌شود.

جعبه بالینی ۸-۴

درد اندام فانتوم

در سال ۱۵۵۱، یک جراح نظامی، Ambroise Pare، نوشت: «…بیماران، مدت‌ها پس از قطع عضو، می‌گویند که هنوز در قسمت قطع شده احساس درد می‌کنند. آنها به شدت از این موضوع شکایت می‌کنند، چیزی که جای تعجب دارد و برای افرادی که این را تجربه نکرده‌اند تقریباً باورنکردنی است.» این شاید اولین توصیف  درد اندام فانتوم باشد.  بین ۵۰ تا ۸۰ درصد از افراد قطع عضو، در ناحیه اندام قطع شده خود، احساس فانتوم، معمولاً درد، تجربه می‌کنند. احساس فانتوم ممکن است پس از برداشتن سایر قسمت‌های بدن به غیر از اندام‌ها، به عنوان مثال، پس از قطع کردن سینه، کشیدن دندان  (درد دندان فانتوم)،  یا برداشتن چشم  (سندرم چشم فانتوم) نیز رخ دهد.  نظریه‌های متعددی برای توضیح این پدیده برانگیخته شده است. نظریه فعلی مبتنی بر شواهدی است که نشان می‌دهد در صورت قطع ورودی حسی، مغز می‌تواند سازماندهی مجدد کند. هسته  تالاموس خلفی شکمی‌ یکی از نمونه‌هایی است که این تغییر می‌تواند رخ دهد. در بیمارانی که پای خود را قطع کرده اند، ضبط تک نورون نشان می‌دهد که ناحیه تالاموس که زمانی از پا و پا ورودی دریافت می‌کرد، اکنون به تحریک استامپ (ران) پاسخ می‌دهد. برخی دیگر نقشه برداری مجدد قشر حسی تنی را نشان داده اند. به عنوان مثال، در برخی از افرادی که دستشان قطع شده است، نوازش قسمت‌های مختلف صورت می‌تواند منجر به احساس لمس در ناحیه اندام از دست رفته شود.

نکات برجسته درمانی

شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد استفاده از  بی‌حسی اپیدورال  در حین جراحی قطع عضو می‌تواند از درد حاد مرتبط با جراحی جلوگیری کند و در نتیجه نیاز به درمان با مواد افیونی را در دوره بلافاصله پس از عمل کاهش دهد. آنها همچنین کاهش بروز درد فانتوم را به دنبال این روش بیهوشی گزارش کردند.  نشان داده شده است که تحریک طناب نخاعی یک درمان موثر برای درد فانتوم است. جریان الکتریکی از الکترودی عبور می‌کند که در کنار نخاع قرار می‌گیرد تا مسیرهای نخاعی را تحریک کند. این کار با تکانه‌های صعودی به مغز تداخل می‌کند و درد احساس شده در اندام فانتوم را کاهش می‌دهد. در عوض، افراد قطع عضو در اندام فانتوم احساس گزگز می‌کنند.

مطالعات متعدد حیوانی به سازماندهی مجدد چشمگیر ساختارهای قشر مغز اشاره دارد. اگر یک رقم در یک میمون قطع شود، نمایش قشری ارقام مجاور به ناحیه قشری که قبلاً با نمایش انگشت قطع شده اشغال شده بود گسترش می‌یابد. برعکس، اگر ناحیه قشری که یک رقم را نشان می‌دهد حذف شود، نقشه حسی جسمی‌این رقم به قشر اطراف حرکت می‌کند. گس زدگی گسترده و طولانی مدت اندام‌ها منجر به تغییرات شدیدتر در نمایش حسی تنی در قشر می‌شود، به عنوان مثال، ناحیه قشر دست به لمس صورت پاسخ می‌دهد. به نظر می‌رسد توضیح این تغییرات این است که اتصالات قشری واحدهای حسی به قشر دارای همگرایی و واگرایی گسترده هستند، با اتصالاتی که با عدم استفاده ضعیف و با استفاده قوی می‌شوند.

انعطاف پذیری  این نوع نه تنها با ورودی گیرنده‌های پوستی بلکه با ورودی در سایر سیستم‌های حسی نیز رخ می‌دهد. به عنوان مثال، در گربه‌هایی که ضایعات کوچک شبکیه دارند، ناحیه کورتیکال نقطه کور شروع به پاسخ به نوری که به سایر نواحی شبکیه برخورد می‌کند، می‌شود. توسعه الگوی برآمدگی شبکیه در بزرگسالان به قشر بینایی نمونه دیگری از این شکل پذیری است. در یک سطح شدیدتر، مسیریابی تجربی ورودی بصری به قشر شنوایی در طول رشد، میدان‌های گیرنده بصری را در سیستم شنوایی ایجاد می‌کند.

اسکن PET در انسان همچنین تغییرات پلاستیک را، گاهی اوقات از یک روش حسی به روش دیگر، مستند می‌کند. بنابراین، به عنوان مثال، محرک‌های لمسی و شنوایی باعث افزایش فعالیت متابولیک در قشر بینایی در افراد نابینا می‌شود. برعکس، افراد ناشنوا سریعتر و دقیقتر از افراد عادی به محرکهای متحرک در حاشیه بینایی پاسخ می‌دهند. پلاستیسیته نیز در قشر حرکتی رخ می‌دهد. این یافته‌ها انعطاف پذیری مغز و توانایی آن برای سازگاری را نشان می‌دهد.

اثرات ضایعات CNS

جعبه بالینی ۸-۲  برخی از کسری‌هایی را که پس از آسیب در مسیرهای حسی تنی ذکر شده است، توصیف می‌کند. جعبه بالینی ۸-۵  تغییرات مشخصه در عملکردهای حسی و حرکتی را که در پاسخ به نیم برش ستون فقرات رخ می‌دهد، توضیح می‌دهد.

جعبه بالینی ۸-۵

سندرم براون سکوارد

نیم برش عملکردی طناب نخاعی باعث ایجاد یک تصویر بالینی مشخص و به راحتی قابل تشخیص می‌شود که منعکس کننده آسیب به مسیرهای حسی صعودی (مسیر پشتی-ستون، دستگاه اسپینوتالامیک بطنی جانبی) و مسیرهای حرکتی نزولی (دستگاه کورتیکو نخاعی) است که به آن سندرم براون سکوارد می‌گویند.  ضایعه به fasciculus gracilus یا fasciculus cuneatus منجر به از دست دادن لمس متمایز، لرزش و حس عمقی در زیر سطح ضایعه می‌شود. از دست دادن دستگاه اسپینوتالاموس منجر به از دست دادن درد و احساس دما در طرف مقابل می‌شود که از یک یا دو بخش زیر ضایعه شروع می‌شود. آسیب به دستگاه قشر نخاعی باعث ایجاد ضعف و اسپاسم در گروه‌های عضلانی خاصی در همان سمت بدن می‌شود. اگرچه نیم برش دقیق ستون فقرات نادر است، این سندرم نسبتاً شایع است زیرا می‌تواند ناشی از تومور نخاع، ترومای نخاع، بیماری دژنراتیو دیسک و ایسکمی‌باشد.

نکات برجسته درمانی

درمان‌های دارویی برای سندرم براون سکوارد بر اساس علت و زمان شروع آن است. نشان داده شده است که دوزهای بالای  کورتیکواستروئیدها  به ویژه اگر بلافاصله پس از شروع چنین آسیب نخاعی تجویز شوند، ارزشمند هستند. استروئیدها با سرکوب لکوسیت‌های پلی مورفونکلئر التهاب را کاهش می‌دهند و افزایش نفوذپذیری مویرگی را معکوس می‌کنند.

آسیب به ستون‌های پشتی منجر به از دست دادن توانایی تشخیص لمس سبک، لرزش و حس عمقی از ساختارهای بدن می‌شود که به صورت دمی‌تا سطح آسیب نشان داده می‌شوند. آسیب به مسیر اسپینوتالامیک بطنی جانبی منجر به از دست دادن درد طرف مقابل و احساس دمای زیر سطح ضایعه می‌شود. چنین آسیب ستون فقرات می‌تواند با یک زخم نافذ یا تومور رخ دهد.

ضایعات قشر حسی جسمی‌اولیه حس جسمی‌را از بین نمی‌برند. تحریک این ناحیه باعث  پارستزی  یا احساس غیر طبیعی بی حسی و گزگز در سمت مقابل بدن می‌شود. ضایعات مخرب توانایی محلی سازی محرک‌های مضر در زمان، مکان و شدت را مختل می‌کند. آسیب به قشر سینگولیت تشخیص ماهیت بد یک محرک مضر را مختل می‌کند.

انفارکتوس در تالاموس می‌تواند منجر به از دست دادن حس شود. سندرم درد تالاموس  گاهی اوقات در طول نقاهت پس از انفارکتوس تالاموس دیده می‌شود. این سندرم با درد مزمن در سمت بدن در مقابل سکته مشخص می‌شود.

تعدیل انتقال درد

پردازش اطلاعات در شاخ پشتی

انتقال در مسیرهای درد می‌تواند با اعمال درون شاخ پشتی نخاع در محل خاتمه آوران حسی قطع شود. بسیاری از مردم از تجربه عملی آموخته اند که مالش یا تکان دادن ناحیه آسیب دیده درد ناشی از آسیب را کاهش می‌دهد. تسکین ممکن است به دلیل فعال شدن همزمان گیرنده‌های مکانیکی پوستی بی‌ضرر باشد که آوران‌های آنها وثیقه‌هایی را منتشر می‌کنند که به شاخ پشتی ختم می‌شوند. فعالیت این آوران‌های حساس به مکانیکی پوستی ممکن است پاسخ‌دهی نورون‌های شاخ پشتی به ورودی‌های آنها از پایانه‌های آوران درد را کاهش دهد. این  مکانیسم کنترل دروازه  مدولاسیون درد نامیده می‌شود و به عنوان دلیل استفاده از  تحریک الکتریکی عصب از طریق پوست (TENS)  برای تسکین درد عمل می‌کند. در این روش از الکترودها برای فعال کردن فیبرهای Aα و Aβ در مجاورت آسیب استفاده می‌شود.

مواد افیونی  یک مسکن رایج مورد استفاده است که می‌تواند اثرات خود را در مکان‌های مختلف CNS از جمله در نخاع و گانگلیون‌های ریشه پشتی اعمال کند. شکل ۸-۱۰  برخی از حالت‌های مختلف عمل اپیوئیدها را برای کاهش انتقال درد نشان می‌دهد. در نواحی سطحی شاخ پشتی، نورون‌های داخلی وجود دارند که حاوی پپتیدهای شبه افیونی درون زا (انکفالین  و  دینورفین) هستند. این نورون‌های داخلی در ناحیه شاخ پشتی که در آن آوران‌های درد به پایان می‌رسند، خاتمه می‌یابند. گیرنده‌های اپیوئیدی (OR) در انتهای رشته‌های درد و روی دندریت‌های نورون‌های شاخ پشتی قرار گرفته‌اند، که امکان فعالیت‌های پیش‌سیناپسی و پس سیناپسی را برای مواد افیونی فراهم می‌کند. فعال شدن OR پس سیناپسی با افزایش رسانایی K ⁺، نورون شاخ پشتی را هیپرپلاریزه می‌کند. فعال شدن OR پیش سیناپسی منجر به کاهش هجوم Ca2 ⁺  می‌شود که در نتیجه باعث کاهش انتشار گلوتامات و ماده P می‌شود. این اقدامات با هم باعث کاهش مدت زمان EPSP در نورون شاخ پشتی می‌شود. فعال شدن OR بر روی بدنه سلولی گانگلیون ریشه پشتی نیز به کاهش انتقال از آوران‌های درد کمک می‌کند.

شکل ۸-۱۰ نورون‌های مدار محلی در شاخ پشتی سطحی نخاع مسیرهای نزولی و آوران را ادغام می‌کنند. الف)  فعل و انفعالات فیبرهای آوران درد، بین نورون‌ها و فیبرهای نزولی در شاخ پشتی. فیبرهای درد بر روی نورون‌های برآمدگی اسپینوتالاموس ختم می‌شوند. نورون‌های حاوی انکفالین (ENK) هم اثرات مهاری پیش‌سیناپسی و هم پس‌سیناپسی دارند. نورون‌های سروتونرژیک و نورآدرنرژیک در ساقه مغز، نورون‌های ENK را فعال می‌کنند و فعالیت نورون‌های برآمدگی اسپینوتلامیک را سرکوب می‌کنند. ب _۱) فعال شدن گیرنده‌های درد باعث آزاد شدن گلوتامات و نوروپپتیدها از پایانه‌های حسی، دپلاریزاسیون و فعال شدن نورون‌های برآمده می‌شود. B2) مواد افیونی هجوم Ca2 ⁺ را کاهش می‌دهند  که منجر به کاهش مدت پتانسیل عمل گیرنده درد و کاهش آزادسازی فرستنده می‌شود. ^{همچنین، مواد افیونی با فعال کردن رسانایی K +}، غشای نورون‌های شاخ پشتی را هیپرپلاریزه می‌کنند و دامنه EPSP تولید شده با تحریک گیرنده‌های درد را کاهش می‌دهند. (از Kandel ER، Schwartz JH، Jessell TM [ویراستاران]:  Principles of Neural Science،  ویرایش چهارم McGraw-Hill، ۲۰۰۰.)

استفاده مزمن از مورفین برای تسکین درد می‌تواند باعث شود بیماران نسبت به دارو مقاومت کنند و به دوزهای بالاتر برای تسکین درد نیاز دارند. این  تحمل اکتسابی با اعتیاد  که به ولع روانی اشاره دارد،  متفاوت است. هنگامی‌که از مرفین برای درمان دردهای مزمن استفاده می‌شود، اعتیاد روانی به ندرت اتفاق می‌افتد، مشروط بر اینکه بیمار سابقه مصرف مواد مخدر نداشته باشد. جعبه بالینی ۸-۶  مکانیسم‌های دخیل در انگیزش و اعتیاد را شرح می‌دهد.

جعبه بالینی ۸-۶

انگیزه و اعتیاد

نورون‌ها در  ناحیه تگمنتال شکمی‌پیشین مغز  و  هسته آکومبنس  در رفتارهای انگیزشی مانند پاداش، خنده، لذت، اعتیاد و ترس نقش دارند. از این مناطق به عنوان مرکز پاداش مغز  یا مرکز لذت یاد می‌شود.  نورون ‌های دوپامینرژیک مزوکورتیکال  که از مغز میانی به سمت  هسته اکومبنس  و قشر پیشانی پیش می‌روند نیز درگیر هستند. اعتیاد که  به عنوان استفاده مکرر اجباری از یک ماده با وجود پیامدهای منفی برای سلامتی تعریف می‌شود، می‌تواند توسط انواع مختلف مواد مخدر ایجاد شود. طبق گزارش سازمان جهانی بهداشت، بیش از ۷۶ میلیون نفر در سراسر جهان از سوء مصرف الکل رنج می‌برند و بیش از ۱۵ میلیون نفر از سوء مصرف مواد مخدر رنج می‌برند. جای تعجب نیست که اعتیاد به الکل و مواد مخدر با سیستم پاداش مرتبط است. بهترین داروهای اعتیادآور مورد مطالعه، اپیوئیدها (مثلاً مورفین و هروئین) هستند. سایر موارد عبارتند از کوکائین، آمفتامین، الکل، کانابینوئیدها و نیکوتین. _{این داروها به روش‌های} مختلفی بر مغز تأثیر می‌گذارند، اما وجه مشترک همه آنها این است که مقدار دوپامین موجود را برای اثر بر   گیرنده‌های D3  در هسته اکومبنس افزایش می‌دهند. بنابراین، آنها به شدت سیستم پاداش مغز را تحریک می‌کنند. اعتیاد درازمدت شامل توسعه  تحمل است  که نیاز به افزایش مقادیر یک دارو برای تولید زیاد است. همچنین،  کناره گیری  علائم روانی و جسمی‌ایجاد می‌کند. یکی از ویژگی‌های اعتیاد، تمایل معتادان به عود پس از درمان است. برای معتادان به مواد افیونی، میزان عود در سال اول حدود ۸۰ درصد است. عود اغلب در مواجهه با مناظر، صداها و موقعیت‌هایی که قبلاً با مصرف مواد مخدر مرتبط بودند، رخ می‌دهد. حتی یک دوز از یک داروی اعتیاد آور آزادسازی انتقال دهنده‌های عصبی تحریکی را در نواحی مغز مرتبط با حافظه تسهیل می‌کند. قشر فرونتال میانی، هیپوکامپ و آمیگدال مربوط به حافظه هستند و همه آنها از طریق مسیرهای گلوتاماترژیک تحریکی به سمت هسته اکومبنس پیش می‌روند. علیرغم مطالعه فشرده، اطلاعات نسبتا کمی‌در مورد مکانیسم‌های مغزی که باعث تحمل و وابستگی می‌شوند، وجود دارد. با این حال، این دو را می‌توان از هم جدا کرد. عدم وجود β- آرستین-۲  تحمل را مسدود می‌کند اما تأثیری بر وابستگی ندارد. β-آرستین-۲ عضوی از خانواده پروتئین‌هایی است که با فسفریله کردن پروتئین‌های G هتروتریمری آنها را مهار می‌کند.

نکات برجسته درمانی

علائم ترک و هوس‌های مرتبط با اعتیاد به مواد افیونی را می‌توان با درمان با داروهای مختلفی که بر گیرنده‌های CNS مشابه مورفین و هروئین عمل می‌کنند، معکوس کرد. اینها شامل  متادون  و  بوپرنورفین است. اداره داروی فدرال ایالات متحده استفاده از سه دارو را برای درمان سوء مصرف الکل تایید کرده است:  نالترکسون، آکامپروسات  و  دی سولفیرام.  نالترکسون یک آنتاگونیست گیرنده مواد افیونی است که سیستم پاداش و میل به الکل را مسدود می‌کند. آکامپروسات ممکن است اثرات ترک ناشی از سوء مصرف الکل را کاهش دهد. دی سولفیرام با جلوگیری از تخریب کامل الکل باعث تجمع استالدهید می‌شود. این منجر به واکنش ناخوشایند به مصرف الکل می‌شود (به عنوان مثال، گرگرفتگی، حالت تهوع، و تپش قلب). توپیرامات،  یک مسدود کننده کانال Na ⁺، در آزمایشات بالینی اعتیاد به الکل امیدوار کننده است. این همان دارویی است که نشان داده است در درمان سردردهای میگرنی موثر است.

نقش‌های خاکستری و ساقه مغز دور قناتی

محل دیگر اثر مرفین و پپتیدهای شبه افیونی درون زا،  خاکستری دور قناتی مزانسفالیک (PAG) است.  تزریق مواد افیونی به PAG باعث ایجاد بی دردی می‌شود. PAG بخشی از یک مسیر نزولی است که انتقال درد را با مهار انتقال آوران اولیه در شاخ پشتی تعدیل می‌کند (شکل ۸-۶). این نورون‌های PAG مستقیماً به دو گروه از نورون‌ها در ساقه مغز می‌روند و آن‌ها را فعال می‌کنند: نورون‌های سروتونرژیک در هسته  رافه مگنوس  و نورون‌های کاتکول آمینرژیک در  مدولای شکمی‌منقاری.  نورون‌ها در هر دوی این ناحیه به سمت شاخ پشتی نخاع پیش می‌روند که در آن سروتونین و نوراپی نفرین آزاد شده، فعالیت نورون‌های شاخ پشتی را که ورودی‌های فیبرهای آوران درد دریافت می‌کنند، مهار می‌کنند (شکل ۸-۱۰). این مهار، حداقل تا حدی، به دلیل فعال شدن نورون‌های داخلی حاوی انکفالین شاخ پشتی رخ می‌دهد. همچنین گروهی از نورون‌های کاتکول آمینرژیک ساقه مغز در  لوکوس سرولئوس وجود دارند  که عناصر این مسیر تعدیل کننده درد نزولی هستند. این نورون‌های پونتین نیز اثر ضد درد خود را با آزادسازی نوراپی نفرین در شاخ پشتی اعمال می‌کنند.

اثر ضد درد  طب سوزنی الکتریکی  ممکن است شامل آزادسازی مواد افیونی درون زا و فعال شدن این مسیر تعدیل کننده درد نزولی باشد. طب سوزنی الکتریکی مسیرهای حسی صعودی را فعال می‌کند که وثیقه‌هایی را در PAG و در نواحی سروتونرژیک و کاتکول آمینرژیک ساقه مغز منتشر می‌کند. اثر ضد درد طب سوزنی الکتریکی با تجویز نالوکسان، آنتاگونیست OR، جلوگیری می‌شود.

بی دردی ناشی از استرس

به خوبی شناخته شده است که سربازانی که در گرماگرم جنگ زخمی‌می‌شوند، اغلب تا زمانی که نبرد به پایان برسد، دردی احساس نمی‌کنند. این نمونه‌ای از  بی‌دردی ناشی از استرس است  که می‌توان آن را با کاهش حساسیت درد هنگام حمله شکارچی یا سایر رویدادهای استرس‌زا مثال زد. انتشار نوراپی نفرین، شاید از نورون‌های کاتکول آمینرژیک ساقه مغز، در آمیگدال ممکن است به این پدیده کمک کند. همانطور که در بالا توضیح داده شد، آمیگدال بخشی از سیستم لیمبیک است که در میانجی‌گری پاسخ‌های انگیزشی-عاطفی به درد نقش دارد.

انتشار  کانابینوئیدهای درون زا  مانند ۲-arachidonoylglycerol (2AG) و anandamide نیز ممکن است به بی دردی ناشی از استرس کمک کند. این مواد شیمیایی می‌توانند حداقل بر روی دو نوع گیرنده جفت شده با پروتئین G (CB _۱ و CB _۲) عمل کنند. گیرنده‌های CB_۱  در بسیاری از نواحی مغز قرار دارند و فعال شدن این گیرنده‌ها باعث اعمال سرخوشی کانابینوئیدها می‌شود. گیرنده‌های CB_۲  در میکروگلیاهای فعال تحت آسیب شناسی‌های مختلف که با درد مزمن نوروپاتیک همراه است بیان می‌شوند (به  کادر بالینی ۸-۳ مراجعه کنید). اتصال آگونیست به گیرنده‌های CB_۲  بر روی میکروگلیا پاسخ التهابی را کاهش می‌دهد و اثر ضد درد دارد. کار برای ایجاد آگونیست‌های انتخابی CB_۲ برای درمان درد نوروپاتیک در حال انجام است.

خلاصه ی فصل

 لمس و فشار توسط چهار نوع گیرنده مکانیکی که توسط آوران‌های حسی Aα و Aβ به سرعت هدایت می‌شوند، حس می‌شوند. آنها به سرعت سلول‌های مایسنر (به تغییرات بافت و ارتعاشات آهسته پاسخ می‌دهند)، سلول‌های مرکل را به آرامی‌(به فشار و لمس مداوم پاسخ می‌دهند)، به آرامی‌سلول‌های رافینی (به فشار پایدار پاسخ می‌دهند) و به سرعت اجسام پاکینین (واکنش به عمق عمیق) را تطبیق می‌دهند. فشار و ارتعاشات سریع).

 گیرنده‌های درد و ترمورسپتورها پایانه‌های عصبی آزاد روی الیاف C غیر میلین دار یا فیبرهای Aδ با میلین کم در پوست مودار و نرم و بافت‌های عمیق هستند. این پایانه‌های عصبی دارای انواع مختلفی از گیرنده‌ها هستند که توسط محرک‌های شیمیایی مضر (مانند TRPV1، ASIC)، مکانیکی (مانند P2X، P2Y، TRPA1) و حرارتی (مثلا TRPV1) فعال می‌شوند. علاوه بر این، واسطه‌های شیمیایی (مانند برادی کینین، پروستاگلاندین، سروتونین، هیستامین) که در پاسخ به آسیب بافتی آزاد می‌شوند، مستقیماً گیرنده‌های درد را فعال یا حساس می‌کنند.

 پتانسیل مولد یا گیرنده پتانسیل دپلاریزاسیون غیرقابل انتشار است که پس از اعمال یک محرک کافی در اندام حسی ثبت می‌شود. با افزایش محرک، میزان پتانسیل گیرنده نیز افزایش می‌یابد. هنگامی‌که به آستانه بحرانی می‌رسد، یک پتانسیل عمل در عصب حسی ایجاد می‌شود.

 تبدیل یک محرک گیرنده به یک حس قابل تشخیص را کدگذاری حسی می‌نامند. همه سیستم‌های حسی چهار ویژگی اولیه یک محرک را کد می‌کنند: حالت، مکان، شدت و مدت.

 درد یک تجربه حسی و احساسی ناخوشایند است که با آسیب واقعی یا بالقوه بافت همراه است، یا با چنین آسیبی توصیف می‌شود، در حالی که درد، فعالیت ناخودآگاهی است که توسط یک محرک مضر اعمال شده بر گیرنده‌های حسی ایجاد می‌شود. درد اول توسط فیبرهای Aδ ایجاد می‌شود و باعث ایجاد یک احساس تیز و موضعی می‌شود. درد دوم توسط فیبرهای C ایجاد می‌شود و باعث ایجاد احساس کسل کننده، شدید، منتشر و ناخوشایند می‌شود. درد حاد شروع ناگهانی دارد، در طول فرآیند بهبودی کاهش می‌یابد و به عنوان یک مکانیسم محافظتی مهم عمل می‌کند. درد مزمن دائمی‌است و ناشی از آسیب عصبی است. اغلب با پردردی (یک پاسخ اغراق آمیز به یک محرک مضر) و آلودینیا (احساس درد در پاسخ به یک محرک بی ضرر) همراه است. درد مزمن اغلب نسبت به NSAID‌ها و مخدرها مقاوم است.

 درد احشایی موضعی ضعیف، ناخوشایند و همراه با حالت تهوع و علائم خودمختار است. اغلب به سایر ساختارهای جسمی‌تابش می‌کند (یا به آن اشاره می‌شود) شاید به دلیل همگرایی فیبرهای آوران درد جسمی‌و احشایی بر روی همان نورون‌های مرتبه دوم در شاخ پشتی نخاعی که به تالاموس و سپس به قشر حسی جسمی‌اولیه می‌رسند.

 لمس تمایز، حس عمقی، و احساسات ارتعاشی از طریق مسیر ستون پشتی (لمنیسکوس داخلی) به VPL در تالاموس و سپس به قشر اولیه حسی تنی منتقل می‌شود. احساس درد و دما از طریق مجرای اسپینوتالاموس بطنی جانبی، که به VPL و سپس به قشر بیرون می‌زند، ایجاد می‌شود. جنبه تمایز درد ناشی از فعال شدن قشر اولیه حسی تنی است. جزء انگیزشی- عاطفی درد ناشی از فعال شدن لوب پیشانی، سیستم لیمبیک و قشر منزوی است.

 انتقال در مسیرهای درد توسط مواد افیونی درون زا تعدیل می‌شود که می‌توانند در PAG، ساقه مغز، نخاع و گانگلیون‌های ریشه پشتی عمل کنند. مسیرهای تعدیل کننده درد نزولی شامل نورون‌ها در PAG، هسته رافه مگنوس، مدولای شکمی‌منقاری و لوکوس سرولئوس است.

 درمان درد جدید بر انتقال سیناپسی در درد و انتقال حسی محیطی تمرکز دارد. پچ‌ها یا کرم‌های ترانس درمال کپسایسین با از بین بردن ذخایر ماده P در اعصاب و با اثر بر گیرنده‌های TRPV1 در پوست، درد را کاهش می‌دهند. لیدوکائین و مکزیلتین در برخی موارد درد مزمن مفید هستند و با مسدود کردن Nav1.8 که به طور منحصر به فردی با نورون‌های درد در گانگلیون‌های ریشه پشتی مرتبط است، عمل می‌کنند. زیکونوتاید، یک مسدودکننده کانال Ca2 + نوع N با ولتاژ، برای بی‌دردی داخل نخاعی در بیماران مبتلا به درد مزمن مقاوم به کار می‌رود. گاباپنتین، یک داروی ضد تشنج، در درمان دردهای عصبی و التهابی با اثر بر کانال‌های Ca2 ⁺ دارای ولتاژ موثر است. توپیرامات، مسدود کننده کانال Na ⁺، یکی دیگر از داروهای ضد تشنج است که می‌تواند برای درمان میگرن استفاده شود. آنتاگونیست‌های گیرنده NMDA را می‌توان همزمان با یک اپیوئید برای کاهش تحمل به یک تریاک تجویز کرد.

سوالات چند گزینه ای

برای همه سؤالات، بهترین پاسخ را انتخاب کنید، مگر اینکه دستور دیگری داده شود.

۱. یک مرد ۲۸ ساله به دلیل اینکه دوره‌های طولانی گزگز و بی حسی در بازوی راست خود را تجربه کرده بود توسط متخصص مغز و اعصاب ویزیت شد. او برای ارزیابی سیستم عصبی حسی خود تحت معاینه عصبی قرار گرفت. کدام یک از گیرنده‌های زیر به درستی با نوع محرکی که بیشتر به آن پاسخ می‌دهد جفت شده است؟

الف) جسم و حرکت پاسینین.

ب) جسم مایسنر و فشار عمیق.

ج) سلول‌های مرکل و گرما.

د) ذرات Ruffini و فشار پایدار.

ه) دوک عضلانی و کشش.

۲. گیرنده‌های درد

الف) با فشار شدید، سرمای شدید، گرمای شدید و مواد شیمیایی فعال می‌شوند.

ب) در اندام‌های احشایی وجود ندارند.

ج) ساختارهای تخصصی هستند که در پوست و مفاصل قرار دارند.

د) توسط آوران‌های گروه II عصب دهی می‌شوند.

ه) در درد حاد اما نه مزمن دخالت دارند.

۳.  پتانسیل مولد

الف) همیشه به یک پتانسیل عمل منجر می‌شود.

ب) با اعمال یک محرک شدیدتر، دامنه را افزایش می‌دهد.

ج) یک پدیده همه یا هیچ است.

د) هنگامی‌که یک محرک معین به طور مکرر در طول زمان اعمال شود، بدون تغییر است.

ه) همه موارد فوق.

۴. سیستم‌های حسی برای ویژگی‌های زیر یک محرک کد می‌کنند:

الف) روش، مکان، شدت، و مدت

ب) آستانه، میدان پذیرا، سازگاری و تبعیض

ج) لمس، چشیدن، شنیدن و بوییدن

د) آستانه، جانبی، احساس، و مدت

ه) حساس شدن، تبعیض، انرژی و فرافکنی

۵. کدام یک از موارد زیر به درستی جفت شده اند؟

الف) درد نوروپاتیک و رفلکس ترک

ب) درد اول و احساس کسل کننده، شدید، منتشر و ناخوشایند

ج) درد فیزیولوژیکی و آلوداینیا

د) درد دوم و فیبرهای C

ه) درد درد و آسیب عصبی

۶. یک زن ۳۲ ساله شروع ناگهانی درد شدید گرفتگی در ناحیه شکم را تجربه کرد. او هم حالت تهوع داشت. درد احشایی

الف) سازگاری نسبتاً سریعی را نشان می‌دهد.

ب) توسط فیبرهای B در ریشه‌های پشتی اعصاب نخاعی واسطه می‌شود.

ج) ضعیف موضعی است.

د) شبیه “درد سریع” ناشی از تحریک مضر پوست است.

ه) باعث شل شدن عضلات اسکلتی مجاور می‌شود.

۷. کوردوتومی‌شکمی‌جانبی انجام می‌شود که باعث تسکین درد در پای راست می‌شود. موثر است زیرا باعث وقفه می‌شود

الف) ستون پشتی چپ.

ب) دستگاه اسپینوتالامیک بطنی چپ.

ج) دستگاه اسپینوتالاموس بطنی راست.

د) مسیر لمنیسکال میانی راست.

ه) یک برآمدگی مستقیم به قشر اولیه حسی تنی.

۸. کدام یک از مناطق CNS زیر   به درستی با یک انتقال دهنده عصبی یا یک ماده شیمیایی دخیل در تعدیل درد جفت نشده است؟

الف) ماده خاکستری اطراف قناتی و مورفین

ب) هسته رافه مگنوس و نوراپی نفرین

ج) شاخ پشتی و انکفالین نخاعی

د) گانگلیون ریشه پشتی و مواد افیونی

ه) شاخ پشتی نخاعی و سروتونین

۹. یک زن ۴۷ ساله سردردهای میگرنی را تجربه کرد که با داروهای مسکن فعلی او برطرف نشد. پزشک او یکی از داروهای ضد درد جدید را تجویز کرد که اثرات خود را با هدف قرار دادن انتقال سیناپسی در درد و انتقال حسی محیطی اعمال می‌کند. کدام یک از داروهای زیر به درستی با نوع گیرنده ای که برای اعمال اثرات ضد دردی خود روی آن عمل می‌کند جفت می‌شود؟

الف) کانال Topiramate و ⁺Na

ب) گیرنده‌های زیکونوتید و NMDA

ج) نالوکسون و گیرنده‌های مواد افیونی

د) کانال‌های لیدوکائین و TRPVI

ه) Gabapentin و Nav1.8

۱٠.  مردی ۴۰ ساله در تصادف مزرعه دست راست خود را از دست داد. چهار سال بعد، او دوره‌هایی از درد شدید در دست از دست رفته (درد اندام فانتوم) دارد. ممکن است انتظار می‌رود که یک مطالعه اسکن PET دقیق از قشر مغز او نشان دهد

الف) انبساط ناحیه دست راست در قشر حسی جسمی‌اولیه راست او.

ب. گسترش ناحیه دست راست در قشر حسی جسمی‌اولیه چپ وی.

ج. یک نقطه غیرفعال متابولیکی که در آن ناحیه دست او در قشر حسی سوماتوی اولیه چپ به طور معمول در آن قرار دارد.

د. طرح ریزی الیاف از نواحی حسی مجاور به ناحیه دست راست قشر حسی جسمی‌اولیه راست او.

ه. طرح الیاف از نواحی حسی مجاور به ناحیه دست راست قشر حسی جسمی‌اولیه چپ او.

۱۱. یک زن ۵۰ ساله تحت معاینه عصبی قرار می‌گیرد که نشان دهنده کاهش درد و حساسیت دما، حس ارتعاشی و حس عمقی در پای چپ است. این علائم را می‌توان با توضیح داد

الف) تومور در مسیر لنیسکال میانی سمت راست در نخاع خاجی.

ب) نوروپاتی محیطی.

ج) تومور در مسیر لمنیسکال میانی چپ در نخاع خاجی.

د) توموری که بر شکنج پاراسنترال خلفی راست تأثیر می‌گذارد.

ه) یک تومور بزرگ در طناب نخاعی شکمی‌جانبی کمر راست.