Gruppe C nervefiber - Group C nerve fiber

Gruppe C nervefiber
Medulla spinalis - Substantia grisea - engelsk.svg
C -fiber ikke merket, men substantia gelatinosa av Rolando er Rexed lamina II, merket øverst til venstre.
Detaljer
plassering Sentralnervesystemet og det perifere nervesystemet
Funksjon nervefiber
Anatomiske termer for neuroanatomi

Gruppe C nervefibre er en av tre klasser av nervefibre i sentralnervesystemet (CNS) og det perifere nervesystemet (PNS). C -gruppefibrene er umyeliniserte og har en liten diameter og lav ledningshastighet, mens gruppe A og B er myeliniserte. Gruppe C -fibre inkluderer postganglioniske fibre i det autonome nervesystemet (ANS) og nervefibre ved dorsale røtter (IV -fiber). Disse fibrene bærer sanseinformasjon.

Skade eller skade på nervefibre forårsaker nevropatisk smerte . Capsaicin aktiverer C -fiber vanilloidreseptorer , noe som gir chilipepper en varm følelse.

Struktur og anatomi

plassering

C -fibre er en klasse av nervefibre som finnes i nervene i det somatiske sensoriske systemet . De er afferente fibre , som overfører inngangssignaler fra periferien til sentralnervesystemet.

Struktur

C -fibre er umyeliniserte i motsetning til de fleste andre fibre i nervesystemet. Denne mangelen på myelinisering er årsaken til deres langsomme ledningshastighet , som er i størrelsesorden ikke mer enn2  m/s . C-fibre er i gjennomsnitt 0,2-1,5 mikrometer i diameter.

Remak bunter

C -fiberaksoner er gruppert sammen i det som er kjent som Remak -bunter. Disse oppstår når en ikke-myeliniserende Schwann-celle bunter aksonene tett sammen ved å omgi dem. Schwann -cellen hindrer dem i å berøre hverandre ved å presse cytoplasma mellom aksonene. Tilstanden til Remak -bunter varierer med alder. Antall C -fiberaksoner i hver Remak -bunt varierer med plassering. For eksempel, i en rotte -modell, blir det funnet store bunter på mer enn 20 axoner som forlater L5 dorsal root ganglion , mens mindre bunter med gjennomsnittlig 3 aksoner finnes i distale nervesegmenter. Flere nevroner bidrar med aksoner til Remak -bunten med et gjennomsnittlig forhold på omtrent 2 aksoner bidratt per bunt. Tverrsnittsarealet til en Remak -bunt er proporsjonalt med antall aksoner som finnes i den. Remak -bunter i den distale perifere nerven er gruppert med andre Remak -bunter. Remak Schwann -cellene har vist seg å være elektrokjemisk lydhøre for aksjonspotensialene til aksonene i dem.

I eksperimenter der nerveskade er forårsaket, men nærliggende C -fibre forblir intakte, observeres økt spontan aktivitet i C -fibrene. Dette fenomenet støtter teorien om at skadede nervefibre kan frigjøre faktorer som forandrer funksjonen til naboskadede fibre. Studie av Remak -bunter har viktige implikasjoner for nerveregenerering etter å ha pådratt seg skade. For tiden tar utvinning av distal C -fiberfunksjon måneder og kan fortsatt bare gjenvinne ufullstendig funksjon. Dette kan resultere i unormal sansefunksjon eller nevropatisk smerte . Remak -bunter antas å frigjøre visse trofiske faktorer som fremmer regenerering av de skadede aksonene.

Pathway

C-fibre synapser til andreordens projeksjonsneuroner i ryggmargen ved de øvre laminae på dorsalhornet i substantia gelatinosa . Andreordens projeksjonsneuroner er av typen WDR (wide dynamic range), som mottar input fra både nociceptive terminaler så vel som myeliniserte A-type fibre. Det er tre typer andre ordens projeksjon nevroner i spinotalamiske kanalen : bredt dynamisk område (WDR), høy terskel (HT) og lav terskel (LT). Disse klassifiseringene er basert på deres respons på mekaniske stimuli. De andre ordenes nevroner stiger opp til hjernestammen og thalamus i ventrolateral eller anterolateral kvadrant av den kontralaterale halvdelen av ryggmargen og danner spinotalamisk kanal. Den spinotalamiske kanalen er hovedveien forbundet med smerte og temperaturoppfatning, som umiddelbart krysser ryggmargen lateralt. Denne crossover -funksjonen er klinisk viktig fordi den tillater identifisering av skadestedet.

Funksjon

På grunn av deres høyere ledningshastighet på grunn av sterk myelinisering og forskjellige aktiveringsbetingelser, er Aδ -fibre stort sett ansvarlige for følelsen av en rask grunne smerte som er spesifikk for ett område, betegnet som første smerte . De reagerer på en svakere intensitet av stimulans. C -fibre reagerer på stimuli som har sterkere intensitet og er de som skal stå for den langsomme, varige og spredte andre smerten. Disse fibrene er praktisk talt umyeliniserte, og deres ledningshastighet er derfor mye langsommere, og det er derfor de antagelig utfører en langsommere smertefølelse.

C -fibre regnes som polymodale fordi de kan reagere på forskjellige stimuli. De reagerer på stimuli som er termiske eller mekaniske eller kjemiske. C -fibre reagerer på alle slags fysiologiske endringer i kroppen. For eksempel kan de reagere på hypoksi , hypoglykemi , hypo-osmolaritet, tilstedeværelse av muskelmetabolske produkter og til og med lett eller sensitiv berøring. C -fiberreseptorer inkluderer:

  • C fiber nociceptorer
    • ansvarlig for den andre, brennende smerten
  • C fiberoppvarming spesifikke reseptorer
    • ansvarlig for varmen
  • ekstremt langsomme histaminselektive C-fibre
    • ansvarlig for kløe
  • taktile C -fibre
    • sensuell berøring
    • inkluderer CT-fibre, også kjent som C low-threshold mechanoreceptors (CLTM), som er umyeliniserte afferenter som finnes i menneskelig hårete hud, og har en lav mekanisk terskel <5 milliNewtons. De har moderat tilpasning og kan vise tretthet ved gjentagende stimulering og "etteravladning" i flere sekunder etter en stimulans.
  • C mechano- og metabo-reseptorer i muskler eller ledd
    • ansvarlig for muskeltrening, brenning og kramper

Denne variasjonen av inngangssignaler krever at en rekke celler i cortex i lamina 1 har forskjellige modalitetsselektivitet og morfologier. Disse varierende nevronene er ansvarlige for de forskjellige følelsene vi oppfatter i kroppen vår og kan klassifiseres etter deres respons på stimuli. Hjernen bruker integrasjonen av disse signalene for å opprettholde homeostase i kroppen enten det er temperaturrelatert eller smerterelatert.

Vanilloid reseptor

Den vanilloid-reseptor (VR-1, TRPV1) er en reseptor som finnes på de frie nerveender av både C og Aδ fibre som reagerer på forhøyede nivåer av varme (> 43 ° C), og den kjemiske capsaicin . Capsaicin aktiverer C -fibre ved å åpne en ligand -portert ionekanal og forårsake et handlingspotensial. Fordi denne reseptoren reagerer på både capsaicin og varme, oppfattes chilipepper som varme. VR-1 er også i stand til å reagere på ekstracellulær forsuring og kan integrere samtidig eksponering for alle tre sensoriske stimuli. VR1 er avgjørende for den inflammatoriske sensibilisering for skadelige termiske stimuli. En annen type reseptor, en vanilloidlignende reseptor (TRPV2, VRL-1), har en høyere terskel for aktivering angående varme på omtrent 52 ° C og reagerer også på capsaicin og lav pH. Begge typer reseptorer er transmembrane reseptorer som er lukket under hvileforhold. Når de er åpne, tillater disse reseptorene en tilstrømning av natrium og kalsium som initierer et handlingspotensial på tvers av fibrene. Begge reseptorene er en del av en større familie av reseptorer som kalles transient receptor potential (TRP) reseptorer. Hvis det oppstår skade på disse varmetransducerreseptorene, kan resultatet være kronisk nevropatisk smerte forårsaket av å senke smerteterskelen for fosforylering .

Roll i nevropatisk smerte

Aktivering av nociceptorer er ikke nødvendig for å forårsake smertefølelse. Skade eller skade på nervefibre som normalt reagerer på uskadelige stimuli som lett berøring kan senke aktiveringsterskelen som trengs for å reagere; denne endringen får organismen til å føle intens smerte fra den letteste berøring. Nevropatiske smertesyndromer er forårsaket av lesjoner eller sykdommer i delene av nervesystemet som normalt signaliserer smerte. Det er fire hovedklasser:

Etter en nerveskade av enten C -fibre eller Aδ -fibre, blir de unormalt følsomme og forårsaker patologisk spontan aktivitet. Denne endringen av normal aktivitet forklares av molekylære og cellulære endringer av de primære afferente nociceptorene som respons på nerveskaden. Den unormale aktiviteten til de skadede nervene er forbundet med den økte tilstedeværelsen av mRNA for spenningsgaterte natriumkanaler . Uregelmessig gruppering av disse kanalene på steder med unormal aktivitet kan være ansvarlig for å senke aktiveringsterskelen, og dermed føre til hyperaktivitet .

Sentral sensibilisering

Etter nerveskade eller gjentatt stimulering opplever WDR (bredt dynamisk område) nevroner en generell økning i eksitabilitet. Denne hyper-eksitabilitet kan skyldes økt neuronal respons på en skadelig stimulans ( hyperalgesi ), et større neuronalt mottaksfelt eller spredning av hyper-eksitabilitet til andre segmenter. Denne tilstanden opprettholdes av C -fibre.

C -fibre forårsaker sentral sensibilisering av dorsalhornet i ryggmargen som respons på deres hyperaktivitet. Mekanismen bak dette fenomenet innebærer frigjøring av glutamat av disse patologisk sensitiviserte C -fibrene. Glutamatet interagerer med de postsynaptiske NMDA -reseptorene , noe som hjelper sensibilisering av dorsalhornet. Presynaptiske nervespenningsstyrte N-kalsiumkanaler er i stor grad ansvarlig for frigjøringen av glutamat denne, så vel som neuropeptid , substans P . Uttrykket av presynaptiske nevronale spenningsgaterte N-kalsiumkanaler øker etter en nerveskade eller gjentatt stimulering. NMDA -reseptoraktivering (av glutamat) forbedrer postsynaptisk nitrogenoksid -syntese . Nitrogenoksid antas å migrere tilbake til den presynaptiske membranen for å forbedre uttrykket for de spenningsgaterte N-kalsiumkanalene, noe som resulterer i et smerteoppviklingsfenomen . Denne unormale sentrale sensibiliseringssyklusen resulterer i økt smerte (hyperalgesi) og smerteresponser fra tidligere ikke-skadelige stimuli fremkaller smerterespons ( allodyni ).

Sentral sensibilisering av dorsale hornneuroner som fremkalles fra C -fiberaktivitet er ansvarlig for tidsmessig summering av "andre smerter" (TSSP). Denne hendelsen kalles 'windup' og er avhengig av en frekvens som er større eller lik 0,33 Hz av stimulansen. Windup er assosiert med kronisk smerte og sentral sensibilisering. Denne minimumsfrekvensen ble bestemt eksperimentelt ved å sammenligne friske pasienters fMRI når den ble utsatt for varierende frekvenser av varmepulser. FMRI-kartene viser fellesområder aktivert av TSSP-responsene, som inkluderer kontralateral thalamus (THAL), S1, bilateral S2, anterior og posterior insula (INS), mid-anterior cingulate cortex (ACC) og supplerende motoriske områder (SMA). TSSP-hendelser er også forbundet med andre regioner i hjernen som behandler funksjoner som somatosensorisk prosessering, smerteoppfatning og modulering, kognisjon , pre-motorisk aktivitet i cortex.

Behandling

Foreløpig er tilgjengeligheten av legemidler som har vist seg å behandle nevropatisk smerte begrenset og varierer mye fra pasient til pasient. Mange utviklede legemidler har enten blitt oppdaget ved et uhell eller ved observasjon. Noen tidligere behandlinger inkluderer opiater som valmueekstrakt , ikke-steroide antiinflammatoriske legemidler som salisylsyre og lokalbedøvelsesmidler som kokain . Andre nylige behandlinger består av antidepressiva og antikonvulsiva , selv om det ikke er utført vesentlig forskning på selve mekanismen for disse behandlingene. Imidlertid reagerer pasientene ulikt på disse behandlingene, muligens på grunn av kjønnsforskjeller eller genetisk bakgrunn. Derfor har forskere innsett at ingen medisiner eller en klasse medisiner vil redusere all smerte. Forskning fokuserer nå på de underliggende mekanismene som er involvert i smerteoppfatning og hvordan det kan gå galt for å utvikle et passende legemiddel for pasienter som lider av nevropatisk smerte.

Mikronurografi

Microneurography er en teknikk ved hjelp av metallelektroder for å observere nevrale trafikk i begge myelinerte og umyelinerte aksoner i efferente og afferente neuroner fra hud og muskel. Denne teknikken er spesielt viktig i forskning som involverer C -fibre. Enkelt aksjonspotensialer fra umyeliniserte aksoner kan observeres. Opptak fra efferente postganglioniske sympatiske C -fibre i muskler og hud gir innsikt i nevral kontroll av autonome effektororganer som blodårer og svettekjertler . Lesing av afferente utslipp fra C nociceptorer identifisert ved merkemetode har også vist seg nyttig for å avsløre mekanismene som ligger til grunn for følelser som kløe .

Dessverre kan tolkning av de mikronurografiske avlesningene være vanskelig fordi aksonal membranpotensial ikke kan bestemmes ut fra denne metoden. En supplerende metode som brukes for å bedre forstå disse målingene, innebærer å undersøke opptak av spenning etter spike og endringer i latens; disse trekkene er forbundet med endringer i membranpotensialet til umyeliniserte aksoner som C -fibre. Moalem-Taylor et al. eksperimentelt brukt kjemiske modulatorer med kjente effekter på membranpotensialet for å studere super-eksitabilitet etter C-fiber. Forskerne fant tre resulterende hendelser. Kjemiske modulatorer kan produsere en kombinasjon av tap av super-eksitabilitet sammen med øket akson-eksitabilitet, som indikerer membran -depolarisering . For det andre membranhyperpolarisering kan skyldes en blokade av aksonal hyperpolarisering-aktivert strøm. Til slutt resulterer en uspesifikk økning i overfladeladning og en endring i den spenningsavhengige aktiveringen av natriumkanaler fra påføring av kalsium.

Se også

Referanser