Neuron s širokým dynamickým rozsahem - Wide dynamic range neuron

Teorie řízení brány Vypálení inhibičního interneuronu (reagujícího na nebolestivé podněty) snižuje pravděpodobnost, že projekční neuron (odpovědný za reakce bolesti) vystřelí akční potenciál

The široký dynamický rozsah (WDR) neuron byl poprvé objeven Mendellem v roce 1966.^[1] Rané studie tohoto neuron založil to, co je známé jako teorie řízení brány bolesti. Základní koncept spočívá v tom, že nebolestivé podněty blokují cesty pro bolestivé podněty a inhibují možné bolestivé reakce.^[2] Tuto teorii podpořila skutečnost, že neurony WDR jsou odpovědné za reakce na bolestivé i nebolestivé podněty, a myšlenka, že tyto neurony nemohly produkovat více než jednu z těchto odpovědí současně. Neurony WDR reagují na všechny typy somatosenzorický podněty, tvoří většinu neuronů nalezených v zadní šedý sloup, a mají schopnost vytvářet reakce na velkou vzdálenost, včetně těch, kteří jsou zodpovědní za bolest a svědění.

Anatomie a fyziologie

Sekční anatomie míchy

Neurony WDR se nacházejí v zadní šedý sloup z mícha. Tato oblast míchy obsahuje dva různé typy neuronů zapojených do procesu bolesti: neurony WDR a nociceptivní specifické neurony (NS).^[3] Jak název napovídá, NS neurony dávají specifické reakce na krátkou vzdálenost.^[4] Neurony WDR jsou schopné reagovat na velké vzdálenosti na širokou škálu podnětů, což jim dává schopnost identifikovat místo a intenzitu bolestivé stimulace (smyslová diskriminace).^[3][5]

Neurony WDR se liší od většiny ostatních neuronů tím, že jsou teoretizovány tak, aby zažívaly tzv. „Wind up“. To umožňuje, aby se intenzita jejich odezvy zvyšovala se zvýšenou frekvencí stimulů.^[6] Většina ostatních neuronů se opakovala akční potenciály stejné velikosti jako reakce na zvýšení intenzity stimulu. Intenzita stimulu pouze zvýší frekvenci akčních potenciálů, nikoli jejich velikost. Neurony WDR však vykazují zvýšenou intenzitu akčního potenciálu s více projevy stimulu.^[6] To umožňuje plasticita z synapse^[6] a vytváří flexibilitu v neuronální reakci. I když to může mít pro organismus určitou výhodu, může to vést k nadměrné excitaci neuronů chronická bolest.^[3]

Role v bolestivých reakcích

Pokud dojde k bolestivému podnětu, lze se vydat dvěma cestami. The nociceptivní dojde k narušení neuronů v lamině 1 nebo k narušení neuronů WDR.^[7] Neurony WDR mohou reagovat na elektrickou, mechanickou a tepelnou stimulaci.^[8] Hřbetní šňůra má vadnou plasticitu, což podporuje vývoj neuropatická bolest po poranění nervu. To umožňuje nadměrné buzení diskutované výše, což vede k chronické bolesti.^[9] Unikátní dráha bolesti neuronů WDR umožňuje informace o stimulu použít k mapování intenzity bolesti pomocí senzorické diskriminace.

Existují dva hlavní typy bolesti, které v našich tělech zažíváme: bolest způsobená poškozením tělesné tkáně a bolest způsobená poškozením nervů. Nociceptivní bolest slouží jako varování nebo signál pro poškození tkáně a pracuje na zachování rovnováhy a funkčnosti těla. Tato bolest je signalizována spoluprací obou obvodový a centrální nervové systémy.^[10] Další typ bolesti, známý jako neuropatická bolest, je způsoben přímým problémem nebo onemocněním, které postihuje nervy v centrálním nervovém systému.^[10]

Senzorické dráhy, ve kterých mohou hrát neurony WDR.

Podskupina této neuropatické bolesti, známá jako chronická neuropatická bolest, se vyznačuje svou dlouhodobou a vysokou intenzitou bolesti. I když o přímé příčině této chronické bolesti stále není známo mnoho, byla spojena s neurony WDR. Tyto neurony vykazují významnou aktivaci sympatickou stimulací, zatímco neurony, jako jsou neurony NS, nevykazují stejnou úroveň aktivace.^[11] Blokování soucitný Zdálo se, že cesty snižují bolest a jakmile se odblokovaly, příznaky bolesti přetrvávaly. To naznačuje, že jedním z mnoha komplexních mechanismů přispívajících k této neuropatické chronické bolesti je nadměrná stimulace neuronů WDR sympatickou stimulací.^[10]

Dalším aspektem, který hraje roli v neuropatické bolesti, je tzv. Přechodný receptorový kanál TRPA1. Je známo, že tento kanál ovlivňoval poranění způsobená chronickou bolestí a nemoci, jako je zánět, cukrovka, fibromyalgie, zánět průdušek a emfyzém.^[12] Neurony WDR jsou velkou součástí somatosenzorického systému a pomáhají vysílat a přijímat signály založené na senzorických změnách v těle. Kanál TRPA1 byl úzce spojen s pocitem teploty a bolesti v primární aferentní senzorické neurony a nacházejí se převážně v nociceptivních senzorických neuronech v hřbetní kořenová ganglia.^[13] Je známo, že inhibice TRPA1 přispívá k různým zánětlivým a neuropatickým onemocněním zesílením bolesti a přecitlivělosti.^[12] Jedná se o oblast studia, která je prospěšná pro další studium a učení, jak zaměřit a kontrolovat aspekty chronických zánětlivých a neuropatických onemocnění zapojených do senzorických odpovědí, ve kterých hrají roli neurony WDR.

Role v svědění odpovědí

Kromě toho je cesta svědění také spojena s neurony WDR, protože cesty svědění a bolesti jsou úzce spojeny. Protože v cestě bolesti jsou přítomny přechodné receptorové kanály, jsou také přítomny v cestě svědění. V dráze svědění, když jsou aktivovány přechodné receptorové kanály, lze vyvolat reakci svědění. Reakce svědění lze také řídit změnami teploty (příliš vysoké nebo příliš nízké), podobně jako bolest. Tento mechanismus řízení nastává, když je stimul při extrémně nízké nebo extrémně vysoké teplotě. Citlivost organismu na stimul se zvyšuje, což znamená, že vyvolaná bolest nebo svědění budou při těchto teplotách větší, než by byly při pokojové teplotě.^[14] Ačkoli tyto cesty vykazují mnoho podobností, existují i ​​jiné mechanismy, kterými lze řídit svědění, jako například nervový růstový faktor a látka-P.^[15]

Zobrazování mozku naznačuje podobnou aktivitu v mnoha oblastech mozku, jako jsou prefrontální, doplňkové motorické oblasti, premotorická kůra, přední ostrovní kůra, a mnoho dalších, když jsou aktivovány oblasti svědění a bolesti.^[13] Lepší pochopení obou těchto drah poskytne lepší porozumění neuronům WDR.

Reference