Neurofisiología del dolor

Jonatan A. Flores RojasR1 Medicina Física y RehabilitaciónHospital Cayetano Heredia - UPCH

NocicepciónTransducción

•Receptores•Noxas convertidas en estímulos eléctricos

Transmisión•Propagación del potencial de acción•Centrípeta y ascendente•SNP SNC Corteza cerebral

Modulación•Anti – nocicepción•Modificación por influencias neuronales.•Ganglios de la raíz dorsal, asta posteriorPercepción

I. TransducciónSe lleva a cabo en el receptor del dolor (nociceptor)

Nociceptor• Terminación periférica de una

neurona bipolar, cuyo cuerpo se encuentra en el ganglio raquídeo de la raíz dorsal.• Receptores con un alto umbral• Responden a estímulos nocivo

Sherrington “nociceptor”

NOCICEPTOR• No se “adaptan” al estímulo.• Tienden a sensibilizarse

(disminuir el umbral a medida que el estímulo persiste).• Nociceptores especializados

• Discriminar si un estímulo es inocuo o lesivo.• Umbral alto de activación.• Capacidad de codificar al

intensidad del estímulo en una frecuencia de estímulos.

1. Propiedades del nociceptor

Nociceptor de fibras C de la piel.• Profundidad: 20 a 570 um.• Activación “ardor”• Campo receptor: 100 mm2• Áreas vecinas fusionadas• Respuesta: 41°C - 49°C.• Respuesta en función de la fatiga

y la sensibilización.

Nociceptor de fibras A de la piel.• Activación “hincón agudo”• Mayor frecuencia de descarga

mayor información al SNC• Tipo I: Sensibiliza a la injuria

química y al calor• Tipo II: dolor secundario a la

aplicación de capsaicina.

Nociceptores silentes• En diferentes tejidos• Activos durante la inflamación. • Puede contribuir a la

hiperalgesia

• Despolarizan ante estímulos que normalmente no ocasionan dolor• P. ej. Articulación inflamada

Nociceptores cutáneos• Existe un plexo nerviosos

superficial que penetra la dermis (mielínicas y amielínicas), de donde emergen fibras perpendiculares hacia la superficie; penetrando la epidermis

• Las células de Schawnn abandonan los axones al penetrar los queratinocitos.• En la epidermis sólo se

encuentran fibras amielínicas (sensibles al dolor y la temperatura).• Sustancia P• Péptido relacionado al gen de la

calcitonina (CGRP)

Proceso de transducción: activación y MODIFICACIÓN DE LA SENSIBILIDADUp - regulation• Supra - regulación• Disminuye el umbral• Aumenta el número de

receptores• Prostaglandinas• Bradicinina• Histamina• Sustancia P (mismo receptor)

Down – regulation • Infra - regulación• Aumentando el umbral• Disminuyendo el número de

receptores• NO

2. Sensibilidad química de los nociceptores

Injuria Proceso inflamatorio

Bradicinin

a

Prostaglandinas

Leucotrien

osSerotonina

Sustancia P

Tromboxanos

Factor

activador de

plaquetas

Protones

Radicales

libresTNF

Neurofibrinas

(F. de crecimient

o nervioso)

Neuronas bipolares • Receptores Purinérgicos

Ganglios de la raíz dorsal • Receptores glutaminérgicos

Bradicinina

• Liberado desde el plasma• Media la actividad de las fibras

mielínicas y amielínicas• Mediado por Receptores B2>B1

Clínicamente• Hiperalgesia transitoria al calor

Acidez

• Experimentalmente: la liberación de sustancias ácidas causan dolor• Activación del nociceptor y

sensibilización al estímulo mecánico

Clínicamente• Hiperalgesia asociada a la

inflamación

Histamina

• Liberada desde los mastocitos por acción de la sustancia P• Potencia la respuesta del

nociceptor a la bradicinina y al calor• Existe una subpoblación de

fibras C mecanosensibles que responden vigorosamente

Clínicamente• Hiperalgesia transitoria al calor

Ácido araquidónico

• Metabolitos: icosanoides• PG – TX – LT

• Dolor inflamatorio e hiperalgesia• PG I2, PG E1, PG E2, PG D2

• Efecto exitatorio directo en el nociceptor• PG I2, PG E2

• Hiperalgesia y sensibilización de los estímulos mecánicos• LT B4 – LT D4

adenosina

• Adenosina y polifosfatos (AMP; ADP, ATP) son liberados durante la inflamación, • Activan los nociceptores y

desencadenan dolor

• El ATP activa las fibras nerviosas de pequeño diámetro del ganglio posterior• Receptores P2X2, P2X3

3. Funciones eferentes de los nociceptores

Fisiológicas • Reguladoras: Migración de leucocitos, • Tróficas: estimulación de queratinocitos y c. Langerhans • Fibras delgadas / gruesas : 5/1

•Péptidos vasoactivos (SP – CGRP)

•Vasodilatación •Enrojecimiento alrededor de la injuria

•Extravasación de plasma•Tumefacción en el sitio de la injuria

3. Funciones eferentes de los nociceptores

Vasodilatación extravasación del plasma

• Regulan la actividad de los ganglios autonómicos y del músculo liso.• Participación de fibras C y Aδ

en la vasodilatación.

3. Funciones eferentes de los nociceptoresReflejo de la raíz dorsal• La activación de numerosas

fibras aferentes primarias puede despolarizar las terminales centrales de otras fibras aferentes• Aβ, Aδ y C en ratas

En el humano...• Incremento del flujo sanguíneo

en respuesta a un estímulo doloroso aplicado en una zona de hiperalgesia

Péptidos en las neuronas sensoriales• SP• CGRP• VIP• Neuroquinina NQ-A y NQ-K• Estimulación de la musculatura

lisa• Secreción mucosa de las vías

respiratorias .

Signos de inflamación• Aguda• Vasodilatación y extravasación

plasmática

• CGRP: relación a la respuesta prolongada

Cefaleas vasculares• SP, CGRP, NQ-A liberados por los

axones trigémino vasculares• A nivel de la circulación pial y

dural• Vasodilatación y extravasación

plasmática

Otras patologías• AR• Asma bronquial• Enfermedad inflamatoria

intestinal• Enfermedad inflamatoria ocular

Nociceptores en otros tejidos

Dolor profundo ≠ dolor cutáneo• El dolor profundo es

pobremente localizado y difuso• Asociado a respuestas

autonómicas• Desencadenados por estímulos

no dañinos (distención vesical)• Referido a estructuras cutáneas• RESUESTA ESPECÍFICA O

• Cornea y la pulpa dentaria la única sensación es el DOLOR •

II. TRANSMISIÓNPropagación del potencial de acción centrípeta y ascendente.(SNP SNC Corteza cerebral)

1. NERVIOS

• PERIFÉRICOS: fibras no mielínicas/mielínicas : 4/1• RAÍZ POSTEIOR: NM/M 3/1• CERCA A LA ZONA DE ENTRADA:

FNM (periféricas) FM (centrales)• GANGLIO DORSAL: Somas

neuronales (Sistema nociceptor 60 – 70% de neuronas)

2. Médula espinal• Las fibras ingresan a la médula por

el surco posterolateral y a nivel del tracto de Lissauer.• Se ramifican hacia arriba y abajo

unos mm.• LA MAYORIA SE INTRODUCEN EN

LAS LÁMINAS DEL ASTA POSTERIOR DE LA MÉDULA ESPINAL• Un pequeño porcentaje al asta

anterior (15% de las fibras de las raíces anteriores)

Asta posterior de la médula espinal

Asta posterior de la médula espinal

Láminas de Rexed• I: zona

marginal • II: Sustancia

gelatinosa de rolando• III – V: núcleo

propio• VI: base del

asta posteior

Láminas de Rexed• Fibras Aδ: I

al V• Fibras C: I,

II, V

Nociceptivas: I, II > VNo nociceptivas:

III, IV y V

Las neuronas se clasificanNeuronas de proyección

Neuronas propioespinales

Interneuronas locales

Neuronas de proyección

Neuronas de proyección

Neuronas propioespinales

Interneuronas locales

Neurotransmisores• Aferentes primarios: ASPARTATO• AP Neuronas del APME:• AMPA (a-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazole-acido-propionico)• NMDA (N-Metil D-aspasrtato)

Transmisión sináptica• 10 ms: Glutamato AMPA• 100 ms: Glutamato NMDA• 10 S: taquinina receptor de neuroquina• Al liberar glutamato y neuropéptidos sinapsis rápida y lenta• Neurona de 2° orden integre la información, discriminar intensidad, tiempo y

ubicación.

Une al receptor de Taquiquina 1 NK1 (Lámina

I)

Desensibilizació

n

SP

Estados del sistema somatosensorial

Une al receptor

de Taquiqui

na 1 NK1

(Lámina I)

Normal

SP

En la lámina I (Zona marginal)

• Se encuentran las neuronas nociceptivas específicas (NE) o nocirreceptoras ya que reciben información nociceptiva exclusivamente, constituyen parte de la segunda neurona de la vía nociceptiva y forman del 20-25% de las fibras ascendentes, estas neuronas identifican la localización del estímulo y hasta cierto punto la modalidad.

En la lámina V• Se encuentra otro tipo de segunda

neurona que forma la mayor parte de las fibras ascendentes, las denominadas neuronas de rango dinámico amplio (RDA), ya que recibe aferencias de diverso origen y naturaleza, tanto nociceptivas (A delta y C) como no nociceptivas (A alfa y A beta), estas neuronas identifican las diferentes intensidades de dolor.

La lámina X• También se relaciona con la

transmisión nociceptiva, se halla situada profundamente alrededor del canal del epéndimo y está relacionado con la transmisión del dolor vísceral.

LA MÉDULA ESPINAL

VIA ASCENDENTE

Vías espinales ascendentes

Vía espinotalámica• Dolor y temperatura: Vías

espinotalámica y trigémino talámica (90 % de las vías ascendentes)• Procedencia:• Lámina I: 50%• Láminas IV-V: 25%• Láminas VII-VIII: 25%

• Ubicación:• Contralaterales: 85%• Ipsilaterales: 15%

1. Neuronas que constituyen la vía espinotalámicaNeuronas de la Lámina I• Nociceptivas específicas

• Tipo fusiforme, terminaciones no mielinizadas

• Grupo predominante• Responden a estímulos mecánicos nocivos

y/o termales• Campos cutáneos pequeños

• Nociceptivas polimodales• Tipo multipolar• Responden al calor, pellisco o frío nocivo• Aferencias en su mayoría son fibras C

• Ambos tipos pueden responder a estímulos nocivos de músculos, articulaciones y vísceras. • Termoespecíficas• Tipo piramidal• Excitables al frío inocuo e

inhibidas por el calentamiento de la piel

1. Neuronas que constituyen la vía espinotalámicaNeuronas de la Lámina IV - V Neuronas de la Lámina VII - VIII• N. bajo umbral (BU)

• Responden sólo al estímulo mecánico inocuo

• N. rango dinámico amplio• Respuesta a estímulos nocivos e inocuos

• Afluencias Aβ, Aδ y C• Tejidos profundos y viscerales• Integrador de aferencias

somáticas

• Neuronas complejas• Respuesta a estímulos nocivos e

inocuos

• Grandes campos inhibitorios• Aferencias propioceptivas y

visceroceptivas• Integran aferencias somáticas y

motoras

1. Neuronas que constituyen la vía espinotalámicaNeuronas de la Lámina X• Próximas al canal ependimario• Reciben aferencias

viscerales

2. Organización de los axones por la vía ascendente• La mayoría de las neuronas

cruzan la línea media por la comisura ventral o dorsal hacia la sustancia blanca de la hemimédula opuesta• Asciende por el cordón

anterolateral:• Parte lateral (lámina I)• Parte ventral (lámina V y VII)

2. Organización de los axones por la vía ascendente• Las nuevas fibras se van

incorporando centralmente• Médula cervical:

• Sacro coccígeas (porción externa)• Cervicales (porción interna)

• Unión bulbo medular:• Las vías ETL y ETM se unen para formar

el cordón anterolateral de la médula

• Los axones de la vía trigémino talámica se unen a la parte interna de la VET

EL TÁLAMO

El Tálamo• Es una masa ovoide de materia gris que forma la mayor parte del

diencéfalo.• Existen vías específicas entre porciones del tálamo con la corteza

cerebral (aferentes y eferentes).• Conexión de circuitos axonales sensitivo motores• Circuito cerebelo-rubro-tálamo-córtico-ponto-cerebeloso• Circuito córtico-estriado-pálido-tálamo-cortical

Integración de la información somática, visceral y olfativa; y

su relación con los sentimientos emocionales y los

estados subjetivos

3. Sitios de proyección de la vía espinotalámica

• Ventral posterior• Porción posterior de la región

ventral media• Ventral lateral• Central lateral• Parafascicular• Porción ventral caudal del

medial dorsal

Modulación

PERCEPCIÓN