Нейрон с широким динамическим диапазоном

Нейрон широким динамическим диапазоном ( WDR ) с был впервые обнаружен Менделлом в 1966 году. [ 1 ] Ранние исследования этого нейрона создали так называемую теорию контроля боли . Основная концепция заключается в том, что безболезненные стимулы блокируют пути прохождения болевых стимулов, подавляя возможные болевые реакции. [ 2 ] Эта теория была поддержана тем фактом, что нейроны WDR отвечают за реакцию как на болевые, так и безболезненные стимулы, а также идеей о том, что эти нейроны не могут производить более одного из этих ответов одновременно. Нейроны WDR реагируют на все типы соматосенсорных стимулов, составляют большинство нейронов заднего серого столба и обладают способностью вызывать реакции дальнего действия, включая те, которые отвечают за боль и зуд.
Анатомия и физиология
[ редактировать ]
Нейроны WDR находятся в заднем сером столбе спинного мозга . [ 3 ] В этой области спинного мозга находятся два разных типа нейронов, участвующих в процессе боли: нейроны WDR и ноцицептивные специфические нейроны (НС). [ 4 ] Как следует из названия, нейроны NS дают специфические реакции ближнего действия. [ 5 ] Нейроны WDR способны давать дальние реакции на большое количество разнообразных стимулов, что дает им возможность помочь определить место и интенсивность болевой стимуляции (сенсорная дискриминация). [ 4 ] [ 6 ]
Нейроны WDR отличаются от большинства других нейронов тем, что теоретически они испытывают так называемый «завод». Это позволяет увеличить интенсивность их реакции с увеличением частоты стимула. [ 7 ] Большинство других нейронов запускают повторяющиеся потенциалы действия той же величины, что и реакция на увеличение интенсивности стимула. Интенсивность стимула увеличит только частоту потенциалов действия, но не их величину. Однако нейроны WDR демонстрируют повышенную интенсивность потенциала действия при большем количестве предъявлений стимула. [ 7 ] Это обеспечивает пластичность синапсов . [ 7 ] и создает гибкость в реакции нейронов. Хотя это может принести некоторую пользу организму, такое чрезмерное возбуждение нейронов может привести к хронической боли . [ 4 ]
Роль в болевых реакциях
[ редактировать ]При наличии болевого раздражителя можно пойти двумя путями. Ноцицептивные 1 нейроны в пластинке Rexed повреждаются или нейроны WDR повреждаются. [ 8 ] Нейроны WDR могут реагировать на электрическую, механическую и тепловую стимуляцию. [ 9 ] Спинной канатик имеет нарушенную пластичность, что способствует развитию нейропатической боли после повреждения нерва. Это приводит к чрезмерному возбуждению, о котором говорилось ранее, что приводит к хронической боли. [ 10 ] Уникальный болевой путь нейронов WDR позволяет использовать информацию о стимуле для определения интенсивности боли посредством сенсорной дискриминации.
Есть два основных типа боли, которые мы испытываем в своем теле: боль, вызванная повреждением тканей тела, и боль, вызванная повреждением нервов. Ноцицептивная боль служит предупреждением или сигналом о повреждении тканей и способствует сохранению равновесия и функциональности организма. Об этой боли сигнализирует взаимодействие как периферической , так и центральной нервной системы . [ 11 ] Другой тип боли, известный как нейропатическая боль, вызван прямой проблемой или заболеванием, поражающим нервы центральной нервной системы. [ 11 ]

Подвид этой нейропатической боли, известный как хроническая нейропатическая боль, характеризуется продолжительностью и высокой интенсивностью боли. Хотя о непосредственной причине этой хронической боли еще многое неизвестно, она связана с нейронами WDR. Эти нейроны демонстрируют значительную активацию за счет симпатической стимуляции, тогда как нейроны, такие как нейроны NS, не демонстрируют такого же уровня активации. [ 12 ] Блокировка симпатических путей, по-видимому, уменьшала боль, а после разблокировки симптомы боли сохранялись. Это указывает на то, что одним из многих сложных механизмов, способствующих возникновению этой нейропатической хронической боли, является чрезмерная стимуляция нейронов WDR симпатической стимуляцией. [ 11 ]
Другим аспектом, который играет роль в нейропатической боли, является временный рецепторный канал, называемый TRPA1 . Известно, что этот канал влияет на хронические болевые травмы и такие заболевания, как воспаления, диабет, фибромиалгия , бронхит и эмфизема . [ 13 ] Нейроны WDR — огромная часть соматосенсорной системы, помогающая отправлять и получать сигналы, основанные на сенсорных изменениях в организме. Канал TRPA1 тесно связан с ощущением температуры и боли в первичных афферентных сенсорных нейронах и в основном обнаруживается в ноцицептивных сенсорных нейронах в ганглиях дорсальных корешков . [ 14 ] Известно, что ингибирование TRPA1 способствует развитию различных воспалительных и нейропатических заболеваний за счет усиления боли и гиперчувствительности. [ 13 ] Это область исследований, в которой полезно продолжать изучать и узнавать, как нацеливаться и контролировать аспекты хронических воспалительных и нейропатических заболеваний, связанных с сенсорными реакциями, в которых играют роль нейроны WDR.
Роль в реакции зуда
[ редактировать ]Кроме того, путь зуда также связан с нейронами WDR, поскольку пути зуда и боли тесно связаны. Поскольку в пути боли присутствуют временные рецепторные каналы, они также присутствуют в пути зуда. На пути зуда, когда активируются временные рецепторные каналы, может возникнуть реакция зуда. Реакцию на зуд также можно контролировать с помощью изменений температуры (слишком высокой или слишком низкой), как и боли. Этот механизм контроля возникает, когда раздражитель имеет чрезвычайно низкую или чрезвычайно высокую температуру. Чувствительность организма к раздражителю увеличивается, а это означает, что боль или зуд, возникающие при таких температурах, будут сильнее, чем при комнатной температуре. [ 15 ] Хотя эти пути имеют много общего, существуют и другие механизмы, с помощью которых можно контролировать ощущения зуда, например, с помощью фактора роста нервов и вещества-P. [ 16 ]
Визуализация мозга указывает на аналогичную активность во многих областях мозга, таких как префронтальные, дополнительные двигательные области, премоторная кора , передняя островковая кора и многие другие, когда активируются области зуда и боли. [ 14 ] Лучшее понимание обоих этих путей обеспечит лучшее понимание нейронов WDR.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Менделл, Л.М. (1 ноября 1966 г.). «Физиологические свойства проекции немиелиновых волокон на спинной мозг». Экспериментальная неврология . 16 (3): 316–332. дои : 10.1016/0014-4886(66)90068-9 . ISSN 0014-4886 . ПМИД 5928985 .
- ^ Мейерсон, Бьёрн А.; Линдерот, Бенгт (1 апреля 2006 г.). «Способ действия стимуляции спинного мозга при нейропатической боли» . Журнал управления болью и симптомами . 31 (4 Приложения): С6–12. дои : 10.1016/j.jpainsymman.2005.12.009 . ISSN 0885-3924 . ПМИД 16647596 .
- ^ Чжан, З; Чжэн, Х; Ю, Кью; Цзин, X (2024). «Понимание нейронов широкого динамического диапазона спинного мозга и их модуляции при патологической боли» . Журнал исследований боли . 17 : 441–457. дои : 10.2147/JPR.S446803 . ПМЦ 10840524 . ПМИД 38318328 .
- ^ Перейти обратно: а б с Чжан, Тяньхэ (20 июня 2014 г.). «Механизмы и модели стимуляции спинного мозга для лечения нейропатической боли». Исследования мозга . 1569 : 19–31. дои : 10.1016/j.brainres.2014.04.039 . ПМИД 24802658 . S2CID 377729 .
- ^ Уэст, SJ (6 августа 2015 г.). «Схема и пластичность спинного рога - к лучшему пониманию нейропатической боли». Нейронаука . 300 : 254–275. doi : 10.1016/j.neuroscience.2015.05.020 . ПМИД 25987204 . S2CID 5368944 .
- ^ Крейг, AD (6 марта 2017 г.). «Механизмы боли: маркированные линии и конвергенция в центральной обработке». Ежегодный обзор неврологии . 26 : 1–30. дои : 10.1146/annurev.neuro.26.041002.131022 . ПМИД 12651967 .
- ^ Перейти обратно: а б с Д'Мелло, Р.; Дикенсон, АХ (1 июля 2008 г.). «Спинномозговые механизмы боли» . Британский журнал анестезии . 101 (1): 8–16. дои : 10.1093/bja/aen088 . ISSN 0007-0912 . ПМИД 18417503 .
- ^ Инуи, Кодзи (01 ноября 2012 г.). = Синкей Кенкю Но Синпо . 64 ): 1215–1224 ISSN 1881-6096 . Мозг и нерв ( 11 .
- ^ Линн, РБ (27 мая 1992 г.). «Механизмы боли в пищеводе». Американский медицинский журнал . 92 (5А): 11С–19С. дои : 10.1016/0002-9343(92)80051-з . ISSN 0002-9343 . ПМИД 1595755 .
- ^ Уэст, С.Дж.; Баннистер, К.; Дикенсон, АХ; Беннетт, DL (6 августа 2015 г.). «Схема и пластичность спинного рога - к лучшему пониманию нейропатической боли». Нейронаука . 300 : 254–275. doi : 10.1016/j.neuroscience.2015.05.020 . ISSN 1873-7544 . ПМИД 25987204 . S2CID 5368944 .
- ^ Перейти обратно: а б с Никель, Флориан Т.; Зайферт, Франк; Ланц, Стефан; Майхёфнер, Кристиан (1 февраля 2012 г.). «Механизмы нейропатической боли». Европейская нейропсихофармакология . 22 (2): 81–91. дои : 10.1016/j.euroneuro.2011.05.005 . ISSN 0924-977X . ПМИД 21672666 . S2CID 34762063 .
- ^ Робертс, WJ; Фоглсонг, Мэн (1 сентября 1988 г.). «Записи спинного мозга позволяют предположить, что нейроны с широким динамическим диапазоном опосредуют симпатически поддерживаемую боль». Боль . 34 (3): 289–304. дои : 10.1016/0304-3959(88)90125-х . ISSN 0304-3959 . ПМИД 3186277 . S2CID 32428131 .
- ^ Перейти обратно: а б Гаррисон, Шелдон Р.; Стаки, Шерил Л. (9 апреля 2017 г.). «Динамический канал TRPA1: подходящая фармакологическая мишень для боли?» . Современная фармацевтическая биотехнология . 12 (10): 1689–1697. дои : 10.2174/138920111798357302 . ISSN 1389-2010 . ПМЦ 3884818 . ПМИД 21466445 .
- ^ Перейти обратно: а б Акияма, Тасуку; Карстенс, Э. (10 октября 2013 г.). «Нейронная обработка зуда» . Нейронаука . 250 : 697–714. doi : 10.1016/j.neuroscience.2013.07.035 . ISSN 0306-4522 . ПМЦ 3772667 . ПМИД 23891755 .
- ^ Патапутэн, Ардем (8 января 2009 г.). «Потенциальные каналы временных рецепторов: нацеливание на источник боли» . Nat Rev Drug Discov . 8 (1): 55–68. дои : 10.1038/nrd2757 . ПМЦ 2755576 . ПМИД 19116627 .
- ^ Лукачу, Октавиан К.; Коннелл, Гаэлан П. (01 июля 2013 г.). «Ощущение зуда через потенциальные каналы временных рецепторов: систематический обзор и актуальность для мануальной терапии». Журнал манипулятивной и физиологической терапии . 36 (6): 385–393. дои : 10.1016/j.jmpt.2013.05.018 . ISSN 1532-6586 . ПМИД 23896168 .