Cảm thụ đau và tín hiệu đau

Cảm thụ đau là quá trình thần kinh mà qua đó các kích thích có hại được phát hiện và mã hóa, và tín hiệu đau là chuỗi các sự kiện truyền thông tin đó từ các neuron cảm giác ngoại vi đến hệ thần kinh trung ương. Các neuron cảm giác chuyên biệt được gọi là thụ thể đau biểu hiện các thụ thể và kênh ion chuyển đổi các mối đe dọa nhiệt, cơ học và hóa học thành tín hiệu điện.

Definition

Cảm thụ đau là sự mã hóa và xử lý các kích thích có hại bởi hệ thần kinh; tín hiệu đau đề cập đến sự chuyển đổi, dẫn truyền và truyền tải thông tin cảm thụ đau đó từ các đầu tận cùng ngoại vi thông qua các neuron hướng tâm sơ cấp đến các mạch trung ương.

Scope

Chủ đề này bao gồm cách các thụ thể đau phát hiện các kích thích có hại, các bộ chuyển đổi phân tử và kênh điện thế cổng tạo ra và truyền tín hiệu cảm thụ đau, và cách thông tin này đi vào tủy sống. Đây là một tài liệu tham khảo về sinh học thần kinh cơ bản của tín hiệu đau, khác với đánh giá đau lâm sàng.

Core questions

• Những thụ thể và kênh ion nào chuyển đổi các kích thích nhiệt, cơ học và hóa học có hại?
• Tín hiệu cảm thụ đau được dẫn truyền dọc theo các neuron hướng tâm sơ cấp như thế nào?
• Cảm thụ đau khác với trải nghiệm đau có ý thức như thế nào?
• Các bệnh lý kênh ở người tiết lộ điều gì về sự cần thiết của các kênh cụ thể đối với cơn đau?

Key concepts

• Thụ thể đau
• Chuyển đổi tín hiệu
• Kênh TRP (ví dụ: TRPV1)
• Kênh natri điện thế cổng (ví dụ: Nav1.7)
• Sợi A-delta và C
• Neuron hướng tâm sơ cấp
• Hạch rễ lưng

Key theories

Đường dây được dán nhãn của thụ thể đau chuyên biệt và chuyển đổi phân tử

Các quần thể neuron cảm giác riêng biệt được điều chỉnh để phản ứng với các kích thích có hại thông qua các bộ chuyển đổi phân tử cụ thể, chẳng hạn như kênh TRPV1 được kích hoạt bởi nhiệt và capsaicin, để việc phát hiện các mối đe dọa khác nhau phụ thuộc vào các protein thụ thể và kênh có thể nhận dạng được.

Mechanisms

Các thụ thể đau là các đầu tận cùng ngoại vi của các neuron cảm giác sơ cấp có thân tế bào nằm trong hạch rễ lưng và hạch sinh ba. Nhiệt độ cao, lạnh, lực cơ học và các chất kích thích hóa học có hại được chuyển đổi bởi các protein thụ thể và kênh tại các đầu tận cùng này; ví dụ, kênh TRPV1 phản ứng với nhiệt độ cao có hại và capsaicin. Sự chuyển đổi làm khử cực đầu tận cùng, và các kênh natri điện thế cổng tạo ra và truyền các điện thế hoạt động dọc theo các sợi A-delta có myelin mỏng và các sợi C không có myelin về phía sừng lưng của tủy sống, nơi tín hiệu được truyền đến các neuron bậc hai. Vai trò thiết yếu của các kênh cụ thể được minh họa bởi di truyền học người: các đột biến mất chức năng trong gen mã hóa kênh natri Nav1.7 gây ra tình trạng bẩm sinh không thể cảm nhận đau.

Clinical relevance

Các phân tử của cảm thụ đau là những điểm tham chiếu để hiểu tại sao một số kích thích gây đau và tại sao một số tình trạng di truyền bãi bỏ hoặc làm biến dạng cảm giác đau. Tài liệu này mô tả sinh học đau cho mục đích giáo dục và không chỉ đạo chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Tài liệu này dựa trên các đánh giá cơ chế về sinh học thụ thể đau (Dubin & Patapoutian, 2010; Basbaum et al., 2009; McCleskey & Gold, 1999) và các nghiên cứu ban đầu xác định các bộ chuyển đổi và kênh chính (Caterina et al., 1997; Cox et al., 2006).

History

Kỷ nguyên phân tử của cảm thụ đau bắt đầu với việc nhân bản thụ thể capsaicin TRPV1 vào năm 1997, mang lại một cơ sở phân tử cụ thể để phát hiện nhiệt độ cao có hại. Việc xác định sau đó các bộ chuyển đổi nhiệt và cơ học bổ sung, và việc phát hiện ra rằng các bệnh lý kênh Nav1.7 có thể loại bỏ hoàn toàn cơn đau, đã thiết lập một bức tranh chi tiết về cách các kích thích có hại được phát hiện và báo hiệu.

Key figures

• David Julius
• Allan Basbaum
• Ardem Patapoutian
• Michael Caterina
• John Wood

Seminal works

• caterina-1997
• basbaum-2009
• dubin-2010
• cox-2006

Frequently asked questions

Cảm thụ đau có giống với đau không?

Không. Cảm thụ đau là sự phát hiện và mã hóa thần kinh các kích thích có hại, có thể xảy ra mà không có nhận thức; đau là trải nghiệm cảm giác và cảm xúc được nhận thức có thể phát sinh từ tín hiệu cảm thụ đau nhưng được định hình bởi quá trình xử lý trung ương.

Kênh Nav1.7 có liên quan gì đến cơn đau?

Nav1.7 là một kênh natri điện thế cổng quan trọng để truyền tín hiệu trong các neuron cảm nhận đau; các đột biến mất chức năng trong gen của nó gây ra tình trạng bẩm sinh không thể trải nghiệm đau, làm nổi bật vai trò của nó trong việc truyền tín hiệu.