Ноцицептори: анатомия, типове и основни функции

Ноцицепторите са рецепторите в кожата, ставите и органите, които улавят болката. Те се наричат ​​още вредни детектори на стимула, тъй като те могат да различават безвредни и вредни стимули.

Тези рецептори се намират в края на аксоните на сензорните неврони и изпращат болезнени съобщения към гръбначния мозък и мозъка.

Думата nociceptivo идва от латинското "nocer", което означава боли или боли. По този начин, ноцицептивното средство означава "чувствителен към вредни стимули". Тези, които увреждат тъканите и активират ноцицепторите, се считат за вредни стимули.

Следователно, ноцицепторите са чувствителни рецептори, които улавят сигнали от увредена тъкан или заплаха от увреждане. В допълнение, те реагират косвено на химичните вещества, отделяни от увредената тъкан.

Тези рецептори са свободни нервни окончания, които се намират в кожата, мускулите, ставите, костите и вътрешностите.

Анализът на болката е изключително сложен. Да си наясно с болката и да реагираш емоционално на него са процеси, които се контролират в нашия мозък. Повечето от сетивата са предимно информативни, докато болката ни служи за защита.

Болката има функция за оцеляване на живите същества. Служи да забележи потенциално вредни стимули и да се измъкне от тях възможно най-скоро. Ето защо хората, които не чувстват болка, могат да бъдат сериозно застрашени, защото могат да бъдат изгорени, отрязани или удряни, ако не се измъкнат навреме.

Установено е, че тези нервни окончания имат TRP канали (рецептори на преходен потенциал), които откриват увреждане. Голямо разнообразие от вредни стимули се интерпретират от тези рецептори. Те правят това, като инициират потенциал за действие в нервните влакна на болката, която достига до гръбначния мозък.

Клетъчните тела на ноципеторите са разположени преди всичко в дорсалния корен и в тригеминалните ганглии. Докато в централната нервна система няма ноцицептори.

Анатомия на ноцицепторите

Трудно е да се изследват ноцицепторите и все още има какво да се знае за механизмите на болката.

Известно е обаче, че ноцицепторите на кожата са изключително хетерогенна група неврони. Те са организирани в ганглии (групи неврони), които са разположени извън периферията на централната нервна система.

Тези сензорни ганглии тълкуват външните вредни стимули на кожата до метри от клетъчните им тела (Dubin & Patapoutian, 2010).

Въпреки това, активността на ноцицепторите сама по себе си не произвежда усещането за болка. За тази цел информацията за ноцицепторите трябва да достигне до по-високите центрове (централната нервна система).

Скоростта на предаване на болката зависи от диаметъра на аксоните (удължения) на невроните и дали те са миелинизирани или не. Миелин е вещество, което покрива аксоните и улеснява провеждането на нервни импулси на невроните, като ги кара да се движат по-бързо.

Повечето от ноцицепторите имат немиелинизирани аксони с малък диаметър, които са известни като C влакна и са организирани в малки групи, заобиколени от клетки на Schwann (опора).

Ето защо бързата болка е свързана с ноцицепторите на A фибри, чиито аксони са покрити с миелин и носят информация много по-бързо от предишните.

Ноцицепторите на влакна А са чувствителни главно към екстремни температури и механични налягания.

Видове ноцицептори и функции

Не всички ноцицептори реагират по същия начин и със същата интензивност на вредни стимули.

Те се разделят на няколко категории, в зависимост от отговорите им на механична, термична или химична стимулация, отделена от наранявания, възпаления или тумори.

Като любопитство, отличителна черта на ноцицепторите е, че те могат да бъдат чувствителни чрез продължителна стимулация, като започват да реагират на други различни усещания.

Ноцицептори на кожата или кожата

Този тип ноцицептори могат да бъдат диференцирани в четири категории според тяхната функция:

  • Механорецепторите с висок праг, наричани също специфични ноцицептори, се състоят от свободни нервни окончания на кожата, които се активират при високо налягане. Например, когато ударите, опънете или натиснете кожата.
  • Други ноцицептори изглежда реагират на интензивна топлина, киселини и присъствие на капсаицин. Последният е активният компонент на лют пипер. Тези влакна съдържат VR1 рецептори. Те са отговорни за улавяне на болката, причинена от високи температури (кожни изгаряния или възпаление) и пикантни.
  • Друг клас ноцицептивни влакна имат рецептори, чувствителни към АТР. АТФ се произвежда от митохондриите, които са основна част от клетката. АТФ е основният енергиен източник на клетъчни метаболитни процеси. Това вещество се освобождава, когато мускул е наранен или когато кръвоснабдяването е запушено в определена част от тялото (исхемия).

Освобождава се и при бързо растящи тумори. Поради тази причина, тези ноцицептори могат да допринесат за болката, която възниква при мигрена, при ангина, мускулни наранявания или рак.

  • Полимодални ноцицептори: те реагират на интензивни стимули, като термични и механични стимули, както и на химични вещества, като например споменатите по-горе типове. Те са най-често срещаният тип C (бавни) влакна.

Кожните ноцицептори се активират само с интензивни дразнители, а при отсъствието им те са неактивни. В зависимост от скоростта на шофиране и отговора, можете да разграничите два вида:

  • Ноцицепторите А-δ: са разположени в дермата и епидермиса и отговарят на механична стимулация. Нейните фибри са покрити с миелин, което предполага бързо предаване.
  • Ноцицептори С: както вече споменахме, те нямат миелин и скоростта им на движение е по-бавна. Те се намират в дермата и реагират на всички видове стимули, както и на химични вещества, отделяни след увреждане на тъканите.

Ноцицептори на ставите

Ставите и лигаментите имат механорецептори с висок праг, полимодални ноцицептори и тихи ноцицептори.

Някои от влакната, които съдържат тези рецептори, притежават невропептиди като субстанция Р или пептид, свързан с калцитониновия ген. Когато тези вещества се освободят, изглежда, че има развитие на възпалителен артрит.

Има и ноцицептори от тип А-δ и С в мускулите и ставите, които се активират, когато има продължителни мускулни контракции. Докато С реагира на топлина, налягане и исхемия.

Висцералните ноцицептори

Органите на нашето тяло имат рецептори, които откриват температура, механично налягане и химикали съдържат тихи ноцицептори. Висцералните ноцицептори са диспергирани един от друг с няколко милиметра между тях. Въпреки, че в някои органи може да има няколко сантиметра между всеки ноцицептор.

Всички вредни данни, събрани от вътрешностите и кожата, се предават в централната нервна система по различни начини.

По-голямата част от висцералните ноцицептори имат немиелинизирани влакна. Могат да се разграничат два класа: влакна с висок праг, които се активират само с интензивни вредни стимули и неспецифични влакна. Последните могат да бъдат активирани срещу безвредни и вредни стимули.

Тихи ноцицептори

Това е тип ноцицептори, които са в кожата и в дълбоките тъкани. Тези ноцицептори са така наречени, защото са заглушени или в покой, т.е. те обикновено не реагират на вредни механични стимули.

Въпреки това, те могат да се "събудят" или да започнат да реагират на механична стимулация след нараняване или по време на възпаление. Това може да се дължи на непрекъснатото стимулиране на увредената тъкан намалява прага на този тип ноцицептори, като ги кара да започнат да реагират.

Когато се активират тихи ноцицептори, може да се предизвика хипералгезия (прекомерно възприемане на болката), централна сенсибилизация и алодиния (състояща се от чувство на болка от стимул, който нормално не се проявява). Голяма част от висцералните ноцицептори са мълчаливи.

Накратко, тези нервни окончания са първата стъпка, която ще започне нашето усещане за болка. Те се активират чрез контакт с вреден стимул, като например докосване на горещ предмет или извършване на рязане на кожата.

Тези рецептори изпращат информация за интензивността и мястото на болезнения стимул към централната нервна система.

Стимули, които активират ноцицепторите

Тези рецептори се активират, когато стимулът причинява увреждане на тъканите или е потенциално вредно. Например, когато се ударим един друг или възприемаме изключителна топлина.

Тъканното увреждане причинява отделянето на голямо разнообразие от вещества в увредените клетки, както и нови компоненти, които се синтезират на мястото на увреждане. Тези вещества могат да бъдат:

Протеин кинази и глобулин

Изглежда, че освобождаването на тези вещества в увредените тъкани предизвиква силна болка. Например, наблюдава се, че инжекциите под глобулиновата кожа предизвикват силна болка.

Арахидонова киселина

Това е едно от химикалите, които се секретират по време на тъканни наранявания. Впоследствие той се метаболизира в простагландин и цитокини. Простагландините увеличават усещането за болка и правят ноцицепторите по-чувствителни към него.

Всъщност, аспиринът елиминира болката, като блокира арахидоновата киселина като простагландин.

хистамин

След увреждане на тъкани, хистаминът се освобождава в околността. Това вещество стимулира ноцицепторите и ако се инжектира подкожно, причинява болка.

Нервен растежен фактор (NGF)

Това е протеин, който е в нервната система и е от съществено значение за развитието на нервната система и оцеляването.

Когато възникне възпаление или нараняване, това вещество се освобождава. NGF индиректно активира ноцицепторите, произвеждайки болка. Това се наблюдава и чрез подкожни инжекции на това вещество.

Пептид, свързан с калцитониновия ген (CGRP) и вещество Р

Тези вещества също се секретират след нараняване. Възпалението на увредената тъкан също води до освобождаване на тези вещества, което активира ноцицепторите. Тези пептиди също причиняват вазодилатация, която причинява възпаление, за да се разшири около първоначалното увреждане.

калий

Установена е значителна корелация между интензивността на болката и по-високата концентрация на извънклетъчен калий в увредената област. Това означава, че колкото по-голямо е количеството калий в извънклетъчната течност, толкова повече се усеща болката.

Серотонин, ацетилхолин, ниско рН и АТР

Всички тези елементи са сегрегирани след увреждане на тъканите и стимулират ноцицепторите, причиняващи усещане за болка.

Млечна киселина и мускулни спазми

Когато мускулите са свръхактивни или когато не получават правилния кръвен поток, концентрацията на млечна киселина се увеличава, причинявайки болка. Подкожните инжекции от това вещество възбуждат ноцицепторите.

Мускулните спазми (които включват освобождаване на млечна киселина) могат да бъдат резултат от някои главоболия.

В обобщение, когато тези вещества се секретират, ноцицепторите се сенсибилизират и намаляват прага си. Този ефект се нарича "периферна сенсибилизация" и се различава от централната сенсибилизация, тъй като последният се появява в дорзалния рог на гръбначния мозък.

Между 15 и 30 секунди след нараняване областта на повреда (и няколко сантиметра около нея) става червена. Това се случва поради вазодилатация и води до възпаление.

Това възпаление достига максималното си ниво 5 или 10 минути след нараняването и е придружено от хипералгезия (намален праг на болка).

Както беше споменато, хипералгезията е голямо увеличение на усещането за болка в лицето на вредни стимули. Това се случва по две причини: след възпаление ноцицепторите стават по-чувствителни към болка, понижавайки прага си.

Докато, в същото време, безшумните ноцицептори са активирани. В крайна сметка има усилване и увеличаване на персистирането на болката.

Болка от ноцицепторите към мозъка

Ноцицепторите получават местни стимули и ги трансформират в потенциали за действие. Те се предават от първичните сензорни влакна към централната нервна система.

Влакната на ноцицепторите имат своите клетъчни тела в дорзалните (задни) ганглии.

Аксоните, които са част от тази област, се наричат ​​аферентни, защото пренасят нервните импулси от периферията на тялото до централната нервна система (гръбначен мозък и мозък).

Тези влакна достигат до гръбначния мозък през ганглиите на гръбначния корен. Веднъж там, те продължават до сивото вещество на задния рог на костния мозък.

Сивата субстанция има 10 различни слоя или слоеве и различни влакна пристигат във всеки слой. Например, влакна A- δ на кожата в края на листа I и V; докато C влакната достигат до ламина II, а понякога и за I и III.

Повечето ноцицептивни неврони в гръбначния мозък правят връзки с супраспинални, булбарни и таламични центрове на мозъка.

Веднъж там, съобщенията за болка достигат до други по-високи области на мозъка. Болката има два компонента - една сетивна или дискриминационна, а другата - емоционална.

Сетивният елемент се улавя от връзките на таламуса с първичната и вторичната соматосензорна кора. На свой ред, тези области изпращат информация до зрителните, слуховите, учебните и паметните области.

Докато, в афективния компонент, информацията преминава от медиалния таламус към зоните на кората. По-специално, префронтални области, такива като надбъбречната фронтална кора.