Nosiseptör - Nociceptor

nosiseptör
Duyusal sistemin yapısı (4 model) E.PNG
Dört tip duyu nöronu ve reseptör hücreleri. A tipi serbest sinir uçları olarak gösterilen nosiseptörler
tanımlayıcılar
D009619
Anatomik terminoloji

Bir nosiseptör ("ağrı reseptörü"), omuriliğe ve beyne "olası tehdit" sinyalleri göndererek zarar veren veya potansiyel olarak zarar veren uyaranlara yanıt veren bir duyusal nörondur . Beyin tehdidi güvenilir olarak algılarsa, dikkati vücut kısmına yönlendirmek için acı hissi yaratır, böylece tehdidin hafifletilmesi umulur; bu sürece nosisepsiyon denir .

Tarih

Nosiseptörler 1906'da Charles Scott Sherrington tarafından keşfedildi. Daha önceki yüzyıllarda bilim adamları, hayvanların duyusal uyaranların enerjisini motor tepkilere dönüştüren mekanik cihazlar gibi olduğuna inanıyorlardı. Sherrington bir uyarım bu farklı göstermek için pek çok farklı deneyler kullanılan taşıyıcı sinir lifi s' açık alan , farklı tepkilere yol açmıştır. Bazı yoğun uyaranlar refleks geri çekilmesini , belirli otonomik tepkileri ve ağrıyı tetikler . Bu yoğun uyaranlar için spesifik reseptörlere nosiseptör adı verildi.

Konum

Memelilerde, zararlı uyaranları algılayabilen vücudun herhangi bir bölgesinde nosiseptörler bulunur. Dış nosiseptörler deri ( kutanöz nosiseptörler ), kornealar ve mukoza gibi dokularda bulunur . İç nosiseptörler, kaslar , eklemler , mesane , iç organlar ve sindirim sistemi gibi çeşitli organlarda bulunur . Bu nöronların hücre gövdeleri ya dorsal kök gangliyonlarında ya da trigeminal gangliyonlarda bulunur. Trigeminal ganglionlar yüz için özelleşmiş sinirlerdir, dorsal kök ganglionları ise vücudun geri kalanıyla ilişkilidir. Aksonlar periferik sinir sistemine uzanır ve alıcı alanlar oluşturmak için dallarda sonlanır.

Gelişim

Nosiseptörler, nöral krest kök hücrelerinden gelişir . Nöral krest, omurgalılarda erken gelişimin büyük bir kısmından sorumludur. Periferik sinir sisteminin (PNS) gelişiminden özellikle sorumludur. Nöral-krest kök hücreleri, nöral tüp kapanırken ayrılır ve nosiseptörler, bu nöral-krest dokusunun dorsal kısmından büyür. Nörogenez sırasında geç oluşurlar. Bu bölgeden daha erken oluşan hücreler, ya proprioseptörler ya da düşük eşikli mekanoreseptörler gibi ağrıyı algılayamayan reseptörler haline gelebilir . Embriyonik nosiseptörler de dahil olmak üzere nöral tepeden türetilen tüm nöronlar, sinir büyüme faktörünün (NGF) bir reseptörü olan TrkA'yı eksprese eder. Bununla birlikte, nosiseptör tipini belirleyen transkripsiyon faktörleri belirsizliğini koruyor.

Duyusal nörogenezi takiben farklılaşma meydana gelir ve iki tip nosiseptör oluşur. Her biri ayrı bir iyon kanalları ve repertuar repertuarını ifade eden peptiterjik veya peptiterjik olmayan nosiseptörler olarak sınıflandırılırlar. Uzmanlıkları, reseptörlerin farklı merkezi ve çevresel hedefleri innerve etmesine izin verir. Bu farklılaşma hem perinatal hem de postnatal dönemde gerçekleşir. Peptiderjik olmayan nosiseptörler TrkA'yı kapatır ve glial hücre kaynaklı büyüme faktörünün (GDNF) ekspresyonuna izin veren bir transmembran sinyal bileşeni olan Ret'i eksprese etmeye başlar. Bu geçiş, peptiderjik olmayan nosiseptörlerin gelişiminde hayati önem taşıyan Runx1 tarafından desteklenir. Aksine, peptiderjik nosiseptörler TrkA'yı kullanmaya devam ederler ve tamamen farklı bir büyüme faktörü tipini ifade ederler. Şu anda nosiseptörler arasındaki farklar hakkında birçok araştırma var.

Türler ve işlevler

Olgun nosiseptörün periferik terminali, zararlı uyaranların algılandığı ve elektrik enerjisine dönüştürüldüğü yerdir . Elektrik enerjisi bir eşik değerine ulaştığında, bir aksiyon potansiyeli indüklenir ve merkezi sinir sistemine (MSS) doğru yönlendirilir . Bu, acının bilinçli farkındalığına izin veren olaylar dizisine yol açar. Nosiseptörlerin duyusal özgüllüğü, yalnızca uyaranların belirli özelliklerine yönelik yüksek eşik tarafından belirlenir. Nosiseptörler yalnızca kimyasal, termal veya mekanik ortamlar tarafından yüksek eşiğe ulaşıldığında tetiklenir. Nosiseptörlerin çoğu, tepki verdikleri çevresel modalitelerden hangisine göre sınıflandırılır. Bazı nosiseptörler bu modalitelerin birden fazlasına yanıt verir ve sonuç olarak polimodal olarak adlandırılır. Diğer nosiseptörler bu modalitelerin hiçbirine yanıt vermezler (iltihaplanma koşulları altında uyarıya yanıt verebilmelerine rağmen) ve uykuda veya sessiz olarak adlandırılırlar.

Nosiseptörlerin iki farklı akson türü vardır. İlki Aδ fiber aksonlarıdır. Miyelinlidirler ve bir aksiyon potansiyelinin CNS'ye doğru yaklaşık 20 metre/saniye hızında hareket etmesine izin verebilirler. Diğer tip ise daha yavaş ileten C fiber aksonlarıdır. Bunlar sadece yaklaşık 2 metre/saniyelik hızlarda iletilir. Bu, aksonun ışığı veya miyelinsizliğinden kaynaklanmaktadır. Sonuç olarak, ağrı iki aşamada gelir. Birinci faza hızlı iletken Aδ lifleri ve ikinci kısım (Polimodal) C lifleri aracılık eder. Aδ lifleriyle ilişkili ağrı, başlangıçtaki aşırı keskin bir ağrıyla ilişkilendirilebilir. İkinci aşama, akut hasarın bir sonucu olarak daha uzun süreli ve biraz daha az yoğun bir ağrı hissidir. Bir C lifine büyük veya uzun süreli girdi varsa, omurilik dorsal boynuzunda ilerleyici bir birikim vardır; bu fenomen kaslardaki tetanoza benzer, ancak buna rüzgar denir . Sararma meydana gelirse, ağrıya karşı artan hassasiyet olasılığı vardır.

termal

Termal nosiseptörler, çeşitli sıcaklıklarda zararlı ısı veya soğuk ile aktive edilir. Spesifik sinir ucunun termal uyarana nasıl ve nasıl tepki vereceğinden sorumlu olan spesifik nosiseptör dönüştürücüleri vardır. İlk keşfedilen TRPV1'di ve 43 °C'lik ısı ağrı sıcaklığına denk gelen bir eşiğe sahip. Sıcak-sıcak aralığındaki diğer sıcaklıklara birden fazla TRP kanalı aracılık eder . Bu kanalların her biri, sıcak-sıcak duyarlılığına karşılık gelen belirli bir C-terminal alanını ifade eder. Tüm bu kanallar arasındaki etkileşimler ve sıcaklık seviyesinin ağrı eşiğinin üzerinde nasıl belirlendiği şu an için bilinmiyor. Serin uyaranlar TRPM8 kanalları tarafından algılanır . C-terminal alanı, ısıya duyarlı TRP'lerden farklıdır. Bu kanal soğuk uyaranlara tekabül etse de yoğun soğuğun tespitinde de katkısı olup olmadığı hala bilinmemektedir. Soğuk uyaranlarla ilgili ilginç bir bulgu, ağrı algısı devam ederken dokunsal duyarlılık ve motor fonksiyonun bozulmasıdır.

Mekanik

Mekanik nosiseptörler aşırı basınca veya mekanik deformasyona tepki verir. Ayrıca cilt yüzeyini kıran insizyonlara da yanıt verirler. Uyarıya verilen tepki, tıpkı kimyasal ve termal tepkiler gibi korteks tarafından ağrı olarak işlenir. Bu mekanik nosiseptörler sıklıkla polimodal özelliklere sahiptir. Bu nedenle, termal uyaranlar için bazı dönüştürücülerin mekanik uyaranlar için aynı olması mümkündür. TRPA1'in hem mekanik hem de kimyasal değişiklikleri tespit ettiği göründüğünden, aynı şey kimyasal uyaranlar için de geçerlidir. Bazı mekanik uyaranlar, P2 pürinerjik reseptörler tarafından saptanabilen ATP veya Tropomiyozin reseptör kinaz A (TrkA) tarafından saptanabilen sinir büyüme faktörü gibi ara kimyasalların salınmasına neden olabilir .

Kimyasal

Kimyasal nosiseptörler, çok çeşitli baharatlara yanıt veren TRP kanallarına sahiptir. En çok yanıtı gören ve çok yaygın olarak test edilen kapsaisindir . Diğer kimyasal uyarıcılar, akrolein , Birinci Dünya Savaşı kimyasal silahı ve sigara dumanının bir bileşeni gibi çevresel tahriş edici maddelerdir . Bu dış uyarıcıların yanı sıra, kimyasal nosiseptörler, endojen ligandları ve iç dokulardaki değişikliklerden kaynaklanan bazı yağ asidi aminlerini tespit etme kapasitesine sahiptir. Termal nosiseptörlerde olduğu gibi, TRPV1, kapsaisin ve örümcek toksinleri ve asitleri gibi kimyasalları tespit edebilir. Asit algılayan iyon kanalları (ASIC) ayrıca asitliği algılar.

uyku/sessiz

Her bir nosiseptör çeşitli olası eşik seviyelerine sahip olabilse de, bazıları gerçekten yaralanma olmadıkça kimyasal, termal veya mekanik uyaranlara hiç yanıt vermez. Bunlar tipik olarak sessiz veya uyuyan nosiseptörler olarak adlandırılır, çünkü tepkileri yalnızca çevreleyen dokuya iltihaplanma başlangıcında gelir.

polimodal

Birçok nöron yalnızca tek bir işlevi yerine getirir; bu nedenle, bu işlevleri kombinasyon halinde gerçekleştiren nöronlara "polimodal" sınıflandırması verilir.

Patika

artan

Afferent nosiseptif lifler (o olduğunu gönderme bilgileri için yerine gelen beyin) için seyahat arka omurilik onların içinde sinaps oluşturmak dorsal boynuzu . Bu nosiseptif lif (çevrede bulunur) birinci dereceden bir nörondur. Hücreler dorsal boynuzunda tabakalar denir fizyolojik olarak belirgin tabakalar halinde ayrılır. Farklı lif türleri , farklı katmanlarda sinapslar oluşturur ve nörotransmiter olarak glutamat veya P maddesini kullanır . Aδ lifleri lamina I ve V'de sinaps oluşturur, C lifleri lamina II'deki nöronlarla, Aβ lifleri lamina I, III ve V ile bağlanır. Omurilik içindeki spesifik laminaya ulaştıktan sonra, birinci dereceden nosiseptif ikinci sıra nöronlara projelendirilir. ön beyaz komissürde orta çizgiyi geçen. İkinci sıra nöronlar daha sonra bilgilerini iki yoldan talamusa gönderir : dorsal kolon medial-lemniskal sistem ve anterolateral sistem . İlki daha çok normal ağrısız duyum için ayrılmıştır, ikincisi ise ağrı duyusu için ayrılmıştır. Talamusa ulaştığında, bilgi ventral arka çekirdekte işlenir ve iç kapsülün arka kolundaki lifler aracılığıyla beyindeki serebral kortekse gönderilir .

Azalan

Ağrının bilinçli olarak farkına varılmasını başlatan beyne giden yükselen bir yol olduğu gibi, ağrı hissini modüle eden inen bir yol da vardır. Beyin, ağrı hissini azaltabilen veya engelleyebilen analjezik etkilere sahip olabilen spesifik hormonların veya kimyasalların salınmasını talep edebilir. Beynin bu hormonların salınımını uyaran alanı hipotalamustur . Azalan inhibisyonun bu etkisi , orta beynin veya periventriküler çekirdeğin periakuaduktal gri alanının elektriksel olarak uyarılmasıyla gösterilebilir . Her ikisi de, nukleus retikülaris paragigantosellularis'ten (NPG) benzer afferentleri alan nukleus raphe magnus gibi ağrı regülasyonu ile ilgili diğer alanlara yansır . In çevirmek nükleus rafe magnus için projeler substansia gelatinosa dorsal boynuz ve aracılık spinotalamik girdilerin hissi bölgesinde. Bu, ilk olarak, dorsal korddaki nöronlara serotonerjik nöronlar gönderen çekirdek rafe magnus tarafından yapılır , bu da ağrı algısını taşıyan internöronlara enkefalin salgılar . Enkefalin, opioid reseptörlerini bağlayarak sinaptik sonrası nöronun inhibisyonuna neden olarak işlev görür , böylece ağrıyı inhibe eder. Periakuaduktal grisi ayrıca morfin ve diasetilmorfin gibi opioidlerin analjezik etki gösterdiği mekanizmalardan birini açıklayan opioid reseptörleri içerir .

Duyarlılık

Nosiseptör nöron duyarlılığı, hücre dışı boşlukta çok çeşitli aracılar tarafından modüle edilir. Periferik duyarlılaşma, nosiseptörün bir fonksiyonel plastisite biçimini temsil eder. Nosiseptör, sadece zararlı bir uyarıcı detektörü olmaktan, zararlı olmayan bir uyarıcı detektörüne dönüşebilir. Sonuç, düzenli aktiviteden kaynaklanan düşük yoğunluklu uyaranların ağrılı bir duyum başlatmasıdır. Bu genellikle hiperaljezi olarak bilinir . Enflamasyon, nosiseptörlerin duyarlılaşmasına neden olan yaygın bir nedendir. Normalde hiperaljezi, iltihaplanma azaldığında sona erer, ancak bazen genetik kusurlar ve/veya tekrarlanan yaralanmalar allodini ile sonuçlanabilir : hafif dokunma gibi tamamen zararlı olmayan bir uyaran aşırı ağrıya neden olur. Allodini, periferik sinirlerde bir nosiseptör hasar gördüğünde de ortaya çıkabilir. Bu, sağ kalan afferent sinirden farklı merkezi süreçlerin gelişmesi anlamına gelen deafferentasyon ile sonuçlanabilir. Bu durum ile nosiseptörlerin hayatta kalan dorsal kök aksonları omurilikle temas kurarak normal girdiyi değiştirebilir.

Diğer hayvanlar

Nosisepsiyon, balıklar ve sülükler , nematod solucanları, deniz sümüklü böcekleri ve larva meyve sinekleri dahil olmak üzere çok çeşitli omurgasızlar dahil olmak üzere memeli olmayan hayvanlarda belgelenmiştir . Bu nöronların merkezi sinir sistemi ile memeli nosiseptörlerinden farklı yolları ve ilişkileri olmasına rağmen, memeli olmayanlardaki nosiseptif nöronlar genellikle yüksek sıcaklık (40 derece C veya daha fazla), düşük pH , kapsaisin gibi memelilerle benzer uyaranlara yanıt olarak ateşlenir. ve doku hasarı.

terminoloji

Ağrının tarihsel anlayışları nedeniyle, nosiseptörlere ağrı reseptörleri de denir . Ağrı gerçek olmasına rağmen, psikolojik faktörler subjektif yoğunluğu güçlü bir şekilde etkileyebilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar