Schmerzübermittlung

Vom Trauma zum Gehirn: Die Schmerzübermittlung

Vorraussetzung für eine Schmerzempfindung ist die Reaktion eines komplex aufgebauten Schmerzsystems beginnend von den Schmerzrezeptoren in der Körperperipherie über das Rückenmark bis zum Gehirn, wo die bewusste Wahrnehmung stattfindet. Die Schmerzübermittlung vom Entstehungsort bis zum zentralen Nervensystem ist ein Zusammenspiel von physikalischen und chemischen Vorgängen.

Schmerzrezeptoren, sogenannte Nozizeptoren, sind Nervenendigungen, die wie Fühler auf diese Stoffe reagieren und die Nachricht „Schmerz!“ an das Zentrale Nervensystem weiterleiten. Sie befinden sich in der Haut, im Bereich von Knochen, Gelenken, Muskeln und Sehnen sowie im Brust- und Bauchfell (Pleura und Peritonaeum).
Nozizeptoren werden demnach über Botenstoffe durch mechanische, thermische, elektrische oder chemische Reize stimuliert.

Schmerzübermittlung, das heißt Aufnahme, Weiterleitung und Wahrnehmung von Schmerz, wird auch als Nozizeption bezeichnet.

Die Schmerzwahrnehmung erfolgt in 5 physiologischen Schritten:

1. Transduktion = Periphere Sensibilisierung

Druck, Zug, elektrische oder chemische Reize, Hitze oder Kälte von außen sowie Entzündungen oder Tumorwachstum im Körperinneren können Gewebe schädigen und Körperzellen zerstören.

Jede Zellschädigung löst eine Kaskade von biochemischen Prozessen aus, die zur Bildung von vielen unterschiedlichen Übermittlerstoffen (Transmitter, Mediatoren) führt.

Eine zentrale Rolle in dieser Schmerzkaskade spielt die Arachidonsäure, die aus der Wand der geschädigten Körperzellen freigesetzt wird. Durch Einwirkung der Enzyme Cyclooxigenase (COX) und Lipoxygenase (LOX) wird sie in verschiedene Schmerz- und Entzündungsmediatoren wie Prostaglandine und Leukotriene verwandelt.
Prostaglandine gehören zu den wichtigsten Schmerzmediatoren im Säugetierorganismus.
(Zellschädigung → Arachidonsäure → durch Einwirkung von COX und LOX → Prostaglandine, Leukotriene → Schmerz und Entzündung)

Dieser Hauptprozess der Entstehung von Schmerz und Entzündung ist der Angriffspunkt von Schmerzmitteln (Analgetika) wie den NSAID's.

Außer diesen zentralen Botenstoffen spielen noch viele andere Substanzen in der Biochemie der Entstehung und Übermittlung von Schmerzen und Entzündungen mit:

Bradykinin, Histamin, Serotonin, Noradrenalin, Substanz P, K+, H+, Proteasen, freie Radikale, u.a.
Sie werden zusammen auch als „sensitizing soup“, „Entzündungssuppe“ bezeichnet.

2. Transmission = Impulsweiterleitung durch Nervenfasern

Der Schmerzreiz wird in ein elektrisches Signal umgesetzt und über 2 unterschiedliche Arten von Nervenfasern an das Rückenmark weitergeleitet.

A-delta Fasern sind von einer Markscheide umhüllt (myelinisiert) und übermitteln den schnellen, stechenden Schmerz: erster Schmerz

C- Fasern sind marklos (nicht-myelinisiert), daher dünner als A-delta Fasern, und übermitteln den langsamen, dumpfen Schmerz: zweiter Schmerz

Beispiel: Schnittwunde: der Schnitt wird schnell als stechender, massiver, heller Schmerz wahrgenommen = erster Schmerz. Danach wird die Wunde als dumpfer, anhaltender Schmerz registriert = zweiter Schmerz

3. Modulation = Impulsabwandlung

Die Weiterleitung erfolgt im Rückenmark durch spezielle Nervenbahnen und spezielle Überträgerstoffe, die Neurotransmitter (z. Beisp. Substanz P)

4. Projektion = Weiterleitung

Die Projektion beschreibt die Weiterleitung des Impulses an das Großhirn.

5. Perzeption = Wahrnehmung

Der Schmerz wird bewusst wahrgenommen, wenn die Information die Großhirnrinde erreicht. (Nozizeptor → Nervenfaser → Rückenmark → Gehirn)

Die Schmerzwahrnehmung anhand eines praktischen Beispieles:

  1. Transduktion = Aufnahme und Transformation der Schmerzreize
    -> Struppi tritt in einen Nagel, die Pfote wird also verletzt, ein Sinnesreiz von einem Rezeptor aufgenommen.
  2. Transmission = Weiterleitung der Schmerzreize
    -> Die Verletzungsinformation wird über die Nervenbahnen im Bein an das Rückenmark in der Wirbelsäule weitergeleitet.
  3. Modulation = Verarbeitung im Rückenmark
    -> Hier werden schon erste Reflexe wie „Pfote hochziehen weg von der Verletzungsstelle“ eingeleitet.
  4. Projektion = Weiterleitung an das Großhirn
    -> Die Verletzungsinformation wird über andere Nervenbahnen an das Gehirn weitergeleitet.
  5. Perzeption = bewusste Wahrnehmung in der Großhirnrinde
    -> Jetzt wird die Verletzungsinformation letztendlich erst zum Schmerz verarbeitet, als solcher individuell wahrgenommen und der Körper reagiert gezielt. Jetzt erst heult Struppi auf und schaut nach seiner verletzten Pfote.
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