Schmerzphysiologie

bei akuten und chronischen Schmerzen

Markus Blankenburg

Pädiatrische Neurologie, Psychosomatik und Schmerztherapie

Zentrum für Kinder- und Jugendmedizin Olgahospital

1. Funktion der Nozizeption

2. Nozizeptive Weiterleitung

3. Schmerzinhibition und

Sensibilisierung

Akutschmerz

Schmerzwahrnehmung

Nozizeptio

Nozizeptorschmerz

Scholz, Woolf,

Nature (2002)

mechanische

metabolische

thermische

Rezeptoren

Chronische Schmerzreize (Gewebsverletzung)

Entzündung (Ödem)ATP, Protonen, O2-Radikale, Kaliumionen, Arachidonsäure, Cyclooxygenase,

Substanz P, CGRP, Histamin, Leukotriene, Prostaglandine, Bradykinin, Laktat,

Vasodilatation, Plasmaextravasation, Mastzelldegranulation

Nozizeptoren sensibilisieren

(Transkription + Expression Membranproteinen)

schlafende Nozizeptoren aktiviert

(Nervenfaserwachstum)

Spontanentladung (Reizschwelle▼+ Reizantwort ▲)

Periphere Sensibilisierung=> Hyperalgesie

Periphere Schmerzweiterleitung

Faser Myelin NLG m/s Funktion Stöung Mechanismus am Axon

Aβ dick 40-90 Tastsinn (sNLG, SSEP) Dysästhesie

Aδ wenig10-30 Temperatur, schneller Schmerz:

stechend, brennend, lokalisierbar

Hyperalgesie

lokalisierbar

C nein

0,5-2 Temperatur, langsamer Schmerz:

bohrend, dumpf, nicht

lokalisierbar

Hitzehyperalgesie

diffus

Verletzungen peripherer Nerven

Verletzungen peripherer Nerven

Neurogene Entzündung Prostaglandine, proinflammatorische

Zytokine, TNF, NGF, Phosphokinase

aktiviert Capsain-/ATP-Receptor

Spontanentladung ohne

Aktivierung peripherer Rezeptoren

Rückenmark Schleuse für Schmerzweiterleitung

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afferenten Nervenbahnen

Inhibitorische Interneurone

ATP

CAMP

ATP

CAMP

ATP

CAMP

CCKB

NMDA

Opioid-

Rezeptor

NA

Schmerzweiterleitung (NMDA-Rezeptor)

Adenosintriphosphat

Cyclische Adenosinmonophosphatase

Exzitatorische Neurotransmitter:

• Glutamat,

• Substanz P

• Calcitonin-gene related peptide

•

=>NMDA-Rezeptor

Schmerzweiterleitung (NMDA-Rezeptor)

1. Glutamat, Substanz P, Calcitonin-gene related pepti Algesie,

Hyperapathie2. Vergrößerung rezeptiver Felder (Genexpression)

3. Rezeptor-Expression (COX2-Induktion => PGE2↑)

Schmerzhemmung (µ-Rezeptor)

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GABA, Serotonin, Noradrenalin, Opioide Analgesie,

Allodynie

Durchtrennung sensibler Aβ-Fasern => Lamina I+II, wo nur C-Fasern liegen

Schmerzwahrnehmung

sensorische Qualität(Lokalisation, Intensität, Qualität)

kognitive QualitätIntegration, Bewertung

Erinnerung

emotionale QualitätUnangenehm, Angst, Depression

Schmerzwahrnehmung

Modalität Qualität Einfluss Schmerzverarbeitung

sensorisch Sinnesqualität

• Stärke

• Qualität (brennend)

• Lokalisation

Wahrnehmungs-

schwellen

sensorischer Kortex

emotional Gefühl (quälend) Affekt (Angst) Insel, Cingulum, Amygdala

präfrontaler Kortex

kognitiv Beurteilung

(NRS)

Kognition

(Alter)

frontaler Kortex

sozial,

kulturell

Interaktion,

Verhalten

Kultur,

Zielkonflikt

Spiegelneurone?

Zentrale Schmerzsensibilisierung chronische Schmerzreize führen zur Expansion der somatosensorischen

Repräsentation eines Körperteils in benachbarte Representationszentren

Schmerzsensibilisierung

nach Schmerzen in den ersten Lebensjahren

Jugendliche (11-16 J.) mit Schmerzerfahrungen (FG² + Verbrennung 1.-2.J³)

Schmerzempfindlichkeit / Schmerzschwelle

Wind-up (repetitive Schmerzreize)

² Hohmeister et al., Pain. 2010; ³ Wollgarten- Hadamek et al., Eur J Pain. 2011

Veränderung der Schmerzempfindlichkeit durch

Funktionsänderungen von Nozizeptoren + Neuronen

Unterscheidung des Schmerzmechanismus(nozizeptiv oder neuropathisch)

Mechanismus Schmerzqualität Befund Therapie

nozizeptiv • scharf

• schneidend

• Rötung

• Schwellung

• Überwärmung

• Bewegungseinschränkung

• NRSA

• Metamizol

neuropathisch • einschießend

• brennender

• Hypästhesie (NLG, SEP)

• Hyperalgesie (QST)

• evozierter Schmerz (QST)

• Fragebögen (LANSS,

NPQ, painDETECT)

• Opioide,

• Antikonvulsiva

• Pregabalin

„nicht

organisch“

• diffus

• schwer

fassbar

• keiner / inadäquat

• Krankheitsverarbeitung

inadäquat

• psychische Komorbidität

• Schmerzsensibilisierung

• multimodale

Schmerz-

therapie

Schwellenwert Messbereich Funktion

Kälte 50°C

↑

32 °C

↓

0°C

Aδ

extralemnis-

kale System

Wärme

Unterschied

kalt-warm

Paradoxe Hitze

Taktil 0.125- 512 mN Aß

lemniskale

SystemVibration 64 Hz

Kälte 0°- 50°C C

Hitze

Druck 50-1000 kPa Aδ

C extralemnis-

kale System

Mech.Schmerzschw. 4 - 512 mN

Schmerzsensitiv.

Allodynie 3 - 300 mN

Wind-up (Ratio) 128 mN

Schmerz- und Wahrnehmungsschwellen Funktion der Neurone vom Rezeptor zum Gehirn

Quantitative Sensorische Testung (QST)

14 j. Mädchen mit Schmerzen + Taubheit im li. Bein

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

CDT WDT TSL CPT HPT PPT MPT MPS WUR MDT VDT DMA PHS

rechts

links

SchmerzklassifikationPeripher Zentral

Deafferenzierung Sensitivierung Deafferenzierung Sensitivierung

Taktile Wahrnehmung

Therm. Wahrnehmung

↓ Aß

↓ Aδ/C+/-

↓ lemniskal

↓ extralem.

+/-

Hitzeschmerz ↓ C ↑ C +/- +/-

Mechanischer Schmerz ↓ Aδ ↑ Aδ +/- ↑ ↑

Allodynie +/- +/- +/- ↑

Schmerzen

• entstehen durch Aktivierung + Funktionsänderungen von Nozizeptoren + Neuronen

• Wichtig für die Unterscheidung des Schmerzmechanismus:

1. Schmerzsensibilität (Hyperalgesie) => nozizeptiv / neuropathisch

2. evozierte Schmerzen (Allodynie) => neuropathisch

3. sensorische Störungen => neuropathische

Zusammenfassung

Majestix, Häuptling des gallischen Dorfes in Aremorica