Physiologie (Fach) / Sinne und ZNS (Lektion)

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Schmerz Haut Geruch Geschmack

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  • Definition Schmerz: Mensch und Tier Mensch "Schmerz ist ein unangenehmes Sinnes- undGefühlserlebnis, das mit aktueller oder potentiellerGewebsschädigung verknüpft ist oder mit Begriffen einersolchen Schädigung beschrieben wird” Tier „Schmerz ist eine aversive sensorische Erfahrung, die durch aktuelle oder potentielle Verletzungenverursacht wird, die protektive motorische odervegetative Reaktionen auslöst, zur erlerntenVermeidung solcher Reize führt und das Verhaltenmodifiziert.“
  • Nozizeptor, Rezeptorpotential und das rezeptive Feld Periphere Schmerzrezeption Nozizeptor: Schmerzrezeptoren oder Nozizeptoren sind freie Endungen desNervensystems, die in der Lage sind, mechanische, chemische oderthermische Einwirkungen wahrzunehmen, welche Gewebsschädenbewirken können. Haut->Vielzahl unterschiedlichster Ionenkanäle ausgestattet sind. Diese lassen oft einen detaillierten Rückschluss auf die Ursache des eingetretenen oder drohenden Gewebeschadens zu. Die Erkennung der schmerzauslösenden Noxe ist natürlich essentiell für die künftige Vermeidung Eingeweide->grobe Aussage über die Lokalisation. Eine Unterscheidung unterschiedlicher Ursachen für den Schmerz ist in der Regel nicht möglich. rezeptives Feld-> das um den Nozizeptor herum liegendes Areal. Trift ein noxischer Reiz auf dieses Feld, wird im zugehörigen Nozizeptor ein Aktionspotential ausgelöst, welches zumRückenmark weitergeleitet wird. Voraussetzung für die Fähigkeit, den Schmerzreiz zu lokalisieren, ist die Größe der rezeptiven Felder. Dementsprechend sind die rezeptiven Felder der Haut vergleichsweiseklein, die der inneren Organe hingegen größer. Über die Intensität derausgelösten Empfindung erlaubt die Rezeptordichte keine Aussage Rezeptorpotential->physikalischen Reize über die Sensoren wahrgenommen und in ein sog. elektrisches Rezeptorpotential umgewandelt. Diesen Vorgang bezeichnet man als Transduktion. Überschreitet das Rezeptorpotential einen Schwellenwert, werden im Rahmen der sog. Transformation Aktionspotentiale ausgelöst, die anschließend ins zentrale Nervensystem weitergeleitet werden. Reiz->Depolarisation->weiterleitung über spannungsabhängige Na+ Kanäle
  • Nozizeptive Ionenkanäle - DEG – ENaC Familie- Purinerge Kanäle (P2X)- TRP Familie
  • DEG – ENaC Familie nozizeptive Ionenkanäle Nozizeptoren - einfache Nervenfasern als freie Nervenendigungen,die in der Lage sind, mechanische, chemische oder thermische Einwirkungen wahrzunehmen, welche Gewebsschädenbewirken können Haut :große Dichte spezialisierten Fasern mit vielen unterschiedl. Ionenkanälen (Rückschluss für Ursache des eingetretenen oder drohenden Gewebeschadens -> erkennen der schmerzauslösenden Noxe= essentiell für die künftige Vermeidung) Nach Einwirkung einer Noxe öffnen sich die Kationenkanäle in derNervenendigung und die Zelle wird depolarisiert; ein Aktionspotentialwird ausgelöst und weitergeleitet. Nozizeptoren ->mechanischen Reizen (z.B.Dehnung),nach Einwirkung von Botenstoffen (z.B. ATP),nach Erwärmung.  DEG/ENaC/ASIC Familie mechanosensitive Kanäle -> wichtig für Schmerzrezeption und epithelialen Transport  Kanäle der DEG / ENaC Familie werden durch Einwirkung von Säure aktiviert. Hier ist schematisch die Proteinsequenz einer Untereinheit des säuresensitiven ASIC (Acid Sensing Ion Channel) dargestellt. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich der Kanal öffnet, erhöht sich mitfallendem pH. Auch bei Entzündungen kommt es über eine Freisetzung von Protonen zu einer Aktivierung des ASIC. Die DEG Kanäle oder Degenerine sind mechanosensitiv. Die Kanäle der ENaC Familie sind keine nozizeptiven Kanäle. Im Laufe der Evolution haben sie ihre Funktion geändert und spielen jetzt für die Natriumresorption in Darm und Niere eine herausragende Rolle. ASIC Kanäle (Acid Sensing Ion Channels) werden durch Protonen –also Säure - geöffnet (pH-veränderung). Aufbau: einfach aufgebaute Proteine mit nur zwei membranspannenden Domänen, vondenen jeweils drei zu einem Kanal assoziieren. Je nach Kanaltyp sind jedoch verschiedene Reize notwendig, um diePore für Kationen zu öffnen.
  • Purinerge Kanäle (P2X) periphere Schmerzrezeption//Nozizeptive Ionenkanäle Gewebsschäden mit Freisetzung von ATP in Haut und Eingeweiden purinerge Kanäle werden durch ATP geöffnet . Auch diese Kanäle haben nur zweimembranspannende Domänen und ähneln somit den Kanälen derDEG Familie. Die pharmakologische Modulation purinerger Kanäle (P2X) bei Tumorschmerzen spielen Purinerge Kanäle eine große Rolle.Der Untergang von Gewebe spielt natülich eine Rolle bei der ATPFreisetzung, aber auch die Tumorzellen selbst setzen große Mengenvon ATP als Botenstoff frei.Mittlerweile werden eine Reihe von Pharmaka erprobt, die spezifischdie Schmerzweiterleitung durch Kanäle dieses Typs hemmen sollen.
  • TRP Familie Nozizeptive Ionenkanäle Auch die Gruppe der TRP Kanäle ist phylogenetisch sehr alt und im gesamten Tier- und Insektenreich nachweisbar. Sie wurden erst Ende der 90iger Jahre entdeckt und Ihre Funktion ist teilweise nicht nicht vollständig geklärt. Als gesichert kann jedoch die Beteiligung an derDetektion von Hitze und Kälte gelten, bereits bevor ein Gewebeschaden aufgetreten ist. Das stellt natürlich ein ausgesprochen nützliches Warnsystem dar. Der Aufbau dieser Kanäle ist etwas komplexer und ähnelt verblüffend dem der spannungsabhängen Kaliumkanäle, die sie aus der dritten Vorlesung bereits kennen. Allerdings sind die TRP Kanäle nicht kaliumselektiv, sondern lassen eine ganze Reihe von Kationenhindurchtreten, darunter auch Calcium. Nachfolgend kommt es dann zur Depolarisation.Die Kanäle besitzen keinen Spannungssensor sondern öffnen und schließen spontan, wobei die Anzahl der zu einem gegebenen Zeitpunkt offenen Kanäle von der Temperatur abhängt. Ein Spannungssprung ist dafür nicht nötig. Während einige Vertreter dieser Gruppe bei Erwärmung öffnen, steigt bei anderen die Offenwahrscheinlichkeit bei Kälte. Interessanterweise werden diese Kanäle auch durch eine Reihe von pflanzlichen Stoffen wie Capsaicin, dem Wirkstoff des roten Pfeffers(Hitze) oder Menthol (Kälte) geöffnet. Vermutlich schützen sich die Pflanzen, welche diese Substanzen produzieren, durch die Öffnung von nozizeptiven Kanälen vor dem  Gefressenwerden. Natürlich ist dieses Verhalten auch pharmakologisch sehr interessant Die wichtigsten Vertreter der thermosensitiven TRP Kanäle:Ursache für die Öffnung bei unterschiedlichen Temperaturen ist die Konfiguration des Grundzustandes. Bei den wärmeaktivierten Kanälen (z.B. TRPV1) ist der Grundzustand geschlossen; bei Erwärmung wird der energiereichere geöffnete Zustand erreicht.Bei den kälteaktivierten Kanälen ist energiereichere Zustand geschlossen. Die Kanäle treten also erst nach Abkühlung in den energieärmeren offenen Zustand ein. Natürlich ist eine Unterscheidung verschiedener Temperaturen nur möglich, weil jedes thermosensitive Neuron nur Kanäle eines Typs trägt!Schmerzafferenzen tragen aber häufig auch ein buntes Gemisch von Kanälen für die verschiedensten Noxen; bei Erregung ist dann die Ursache nicht mehr ermittelbar. So kommt es bei starker Kälte oft zu einer „brennenden“ Empfindung Nach Aktivierung der Kanäle durch pflanzliche Agonisten werden diese bisweilen längerfristig blockiert. Aus diesem Grund versucht man, mit Wirkstoffen wie Capsaicin(Hitze) die Weiterleitung schmerzhafter Reize zu verhindern.Der Einsatz ist wegen der zunächst als stark schmerzhaft empfundenen Anfangswirkung nur begrenzt möglich. Es wird an Agonisten mit einer rein hemmenden Wirkung gearbeitet
  • Entzündung - Sensibilisierung des Nozizeptors durch Entzündungsmediatoren- Die klassischen Entzündungszeichen (rubor, dolor, calor, tumor, functio laesa)- Neueinbau von Kanälen („Schmerzgedächtnis“)
  • Weiterleitung in nozizeptiven Neuronen Mechanismus der Weiterleitung (Wiederholung)
  • Nervenfasertypen und Schmerzqualität - Nervenfasertypen:o Einteilung nach Erlanger-Gassero Einteilung nach Lloyd-Hunt- Schneller und langsamer Schmerz- Oberflächenschmerz, Tiefenschmerz, viszeraler Schmerz
  • Nervenfasertypen o Einteilung nach Erlanger-Gassero Einteilung nach Lloyd-Hunt
  • Schneller und langsamer Schmerz Schmerzweiterleitung//Nervenfasertypen und Schmerzqualität Die Leitung von sensorischen Reizen erfolgt durch verschiedeneFasertypen. Reizung der Fasern vom Typ Aδ und vom Typ C führt zurWahrnehmung von Schmerzen, während Reizung von Fasern vom TypAβ als Berührung empfunden wird. Insbesondere die Fasern vom TypAδ und C münden oft auf dem gleichen Zielneuron. Trotzdem gibt esunterschiede in der Empfindung. Ganz genau ist noch nicht geklärt, wie diese unterschiedlichen Empfindungen zustandekommen. Fest steht: je nachFaserbeschaffenheit verändert sich die Weiterleitungsgeschwindigkeitund die Frequenz der durch einen Reiz ausgelösten Aktionspotentialsserie. Man vermutet, dass die Unterschiede in den Frequenzen eine Rolle spielt bei der Unterscheidung verschiedener Reiztypen durch das zentrale Nervensysten Fasern vom C Typ -> unmyelinisiert, leiten langsam,Temperatur, dumpfem Schmerzund Juckreiz  Fasern vom Typ A ->myelinisiert ,schnell leitend                                                   +größerem Querschnitt ( α und  β) :schwache Reize wie Berührung und Lage         +sehr geringem Querschnitt (δ) -> stechender Schmerz  Reizt man Nervenfaserbündel an einem Ende, hängt dasSpannungsprofil am anderen Ende vom Fasertyp ab. Man kann manzeitlich deutlich zwischen dem schnellen, scharfen Schmerz der AδFasern (1. Schmerz) und dem später auftretendem, dumpfen undetwas länger dauernden Schmerz der Typ C Fasern unterscheiden (2.Schmerz).                                                                                                                     Die rezeptiven Felder der A Fasern sind zudem kleiner als die der C Fasern, welches eine bessere Lokalisation zulässt. Lidocain hemmt die Weiterleitung von Reizen in Fasern beiderNerventypen, allerdings auch die spannungsabhängigen Natriumkanäle des Herzens, weswegen es nur als Lokalanästhetikum in begrenzter Dosierung eingesetzt werden darf. Systemisch gegeben, löst es in für die Schmerzhemmung ausreichender Konzentrationschwere Herzrhythmusstörungen aus. Fasern vom Typ Aα -> α-Motoneurone. hohe Weiterleitungsgeschwindigkeit durch besonders dicke Myelinschicht. Da Lidocain schlecht durch das Myelin hindurchdiffundiert, tritt eine Wirkung vonLidocain auf motorische Fasern erst bei höherer Dosierung auf.Hierdurch kommt es zu einer gewissen Spezifizität der Hemmungschmerzleitender Bahnen bei der Lokalanästhesie.
  • Oberflächenschmerz, Tiefenschmerz, viszeraler Schmerz Schmerzweiterleitung//Nervenfasertypen und Schmerzqualität Die Art der Weiterleitung hat entscheidenden Einfluss auf dasSchmerzempfinden.Man unterscheidet so klinisch zwischen verschiedenenSchmerzqualitäten: dem Oberflächenschmerz, Tiefenschmerz und demviszeralen Schmerz. Der Oberflächenschmerz ist stechend und gut lokalisierbar und erfolgtüberwiegend über Fasern vom Aδ-Typ. Der Tiefenschmerz und der viszerale Schmerz sind dumpfer, schlechter lokalisierbar undwesentlich quälender, und werden in der Regel durch Fasern vom Typ C weitergeleitet
  • Synaptische Verschaltungen im Rückenmark - Fluchtreflex- Gating theorie
  • Fluchtreflex Schmerzweiterleitung//synaptische Verschaltung im Rückenmark Fluchtrefelx/Flexorreflex Beim Flexorreflex (= Fluchtreflex) führt die Erregung einerSchmerzafferenz zur automatischen Hebung des Fußes der gereiztenSeite bei Streckung des kontralateralen Beines. Der Fluchtreflex findetauf Rückenmarksebene statt und kann, wie bereits erwähnt, auch beimQuerschnittssyndrom ohne bewusste Wahrnehmung von Schmerzenausgelöst werden.Auch zwischen verschiedenen sensorischen Synapsen könnenfunktionell wichtige Verschaltungen nachgewiesen werden. Einteilung von Fremdreflexenbzw. Fremdreaktionen+Posturale und Lokomotionsreflexe / -reaktionenHaltungs- und Stellreflexe, statokinetische Reflexe,posturale Synergien ... +Schutzreflexe / -reaktionenCornealreflex, Palpebralreflex, Niesen, Husten,Fluchtreaktionen, ... +NutritionsreaktionenSchluckreaktion, Saugreaktion ...+Vegetative Reflexe/ ReaktionenBestandteil der Regulation von Atmung,Kreislauf, Verdauung,Sexualfunktion, Miktion, Defäkation ...
  • Gating theorie Schmerzweiterleitung//Verschaltungen im Rückenmark Interessanterweise kratzen sich Tiere und Menschen bei starkemJuckreiz oft blutig. Schmerzen, wie sie bei einer solchenGewebsschädigung typischerweise auftreten sollten, sind dabei nichtzu bemerken. Vermutlich spielen dabei synaptische Verschaltungenzwischen der Schmerzafferenz und den Afferenzen für dieWeiterleitung des Juckreizes eine Rolle.Nach der “Gating Theorie” wird durch Kratzen (leichter Schmerzreiz)die Weiterleitung des Juckreizes auf Rückenmarksebene unterdrückt.Interessanterweise wird dabei offenbar auch der Schmerzreizvermindert wahrgenommen. Man vermutet, dass auch die Linderungdes Juckreizes durch Kühlen oder Auftragen von Menthol (Zahnpastaauf Mückenstich!) auf ähnlichen Effekten beruht. Analog dazu kannsich Juckreiz durch eine schmerzstillende (analgetische) Therapieverschlimmern.Solche Interaktionen zwischen verschiedenen sensorischen Afferenzenwerden in der physikalischen Therapie verwandt, um durch Kühlen,Erwärmen, oder perkutane Elektrostimulation Schmerzen zu lindern.Auch sanftes Streicheln hat nachweisbare analgetische Effekte.Übrigens:Kratzen macht bekanntlich alles schlimmer. Es kommt durch Kratzenzur „Bahnung“ des Reizes, eine „Adaptation“ findet nicht statt.
  • Bahnung - Bahnung durch räumliche und zeitliche Summation- Synaptische Bahnung und tetanische Potenzierung- Postsynaptische Bahnung und Langzeitpotenzierung
  • Bahnung durch räumliche und zeitliche Summation Bahnungsprozess; bei dem die Menge ausgeschütteter Neurotransmitter und/oder die Reaktion der Zielneurone auf das einzelne Neurotransmittermolekül moduliert werden ? heterosynaptische Bahnung/Depression• präsynaptisch/postsynaptisch ? homosynaptische Bahnung/Depression• präsynaptisch/postsynaptisch ? Sonderform: Langzeitpotenzierung/-depression Summation und präsynaptische Hemmung räumliche Summation: Reiz kommt von versch. Dentriten auf Neuronsoma und führt infolge der Aufsummierung zum Aktionspotential an der postsynaptischen Membran zeitliche Summation: Reiz kommt in kurzer Folge (mit versch. Intensität) von dem selben Dentrit und bewirkt am Neuronsoma durch aufsummierung ein Aktionspotential präsynaptische Hemmung durch z.B. Opiate; Aktionspotentialauslösender Reiz wird durch ebenso starken hemmenden, negativen Reiz neutralisiert
  • Synaptische Bahnung und tetanische Potenzierung Schmerzweiterleitung//Bahnung                                                                                Synaptische BahnungMERKE:Schmerz führt NICHT zur “Gewöhnung” (Adaptation) Schmerzwahrnehmung wird durch wiederholte Schmerzerlebnisse gesteigert. Bei vielen Sinnessystemen kommt es nach Einwirkung eines Reizes zueiner „Gewöhnung“ (Adaptation). So wird helles Licht nach einer Weileweniger stark empfunden; auch Lärm führt zu Adaptationsprozessen                                Zwei Mechanismen, welche dieses eklären können, kennen Siebereits: die Entzündung und die Bahnung Bahnung: durch wiederholte Erregung bestimmter Nervenbahnen wird der Wirkungsgrad von Reizen gleicher Stärke erhöht oder eine Erregung schon auf Grund schwächerer Reize ermöglicht. Räumliche und zeitliche Summation                      homosynaptische Bahnung durch Addition unterschwelliger                            posttetanische Potenzierung            Ströme, die jeweils für sich genommen zu             durch wiederholte Erregungkeinem postsynaptischen Aktionspotential             bestimmter Nervenbahnen wird derführen, kommt es im Zielneuron zur                     Wirkungsgrad von Reizen gleicher StärkeAuslösung eines Aktionspotentials.                        erhöht oder eine Erregung schon auf                                                                          Grund schwächerer Reize ermöglicht.                                                                                ↓                                                           Bei der homosynaptischen Bahnung kommt es beim Eintritt einer hochfrequenten Salve von Erregungen zu einem Anstieg der präsynaptischen Calciumkonzentration. Obwohl jeder Einzelreiz nicht zu der für die Vesikelverschmelzung notwendigen Calciumkonzentration führt, kommt es also nach Einwirkung einer solchen Salve von Einzelreizen zur Transmitterfreisetzung mit  nachfolgendem erregenden postsynaptischen Potential (EPSP), welches bei weiterer Reizeinwirkung zunehmend höher werden wird. Dies bezeichnet man als „tetanische Potenzierung“. Der Bahnungszustand (->erhöhte intrazelluläre Calciumkonzentration) nach einer solchen AP Serie kann mehrere Stunden anhalten und wird dann als „posttetanische Potenzierung“ bezeichnet. Postsynaptische Bahnung und Langzeitpotenzierung                                                            Bahnung von Schmerzreizen über Glutamatrezeptoren. Glutamat bindet an non-NMDA und NMDA Rezeptoren.Im Normalfall sind die NMDA Rezeptoren jedoch durch extrazelluläreMagnesium Ionen fest verschlossen. durch einen sehr starken Reiz (= Depolarisation) werden die in derPore des NMDA Rezeptors sitzenden Mg2+ Ionen herausgestoßen und es kommt zur Öffnung der NMDA Rezeptoren. Durch diese Rezeptoren strömt jedoch neben Natrium auch Calcium in die Zelle. Das erhöhte intrazelluläre Calcium führt außerdem zur nach Induktion der c-fos Genexpression zu einer vermehrten Produktion von FOS Protein. Dieses wiederum bewirkt einen vermehrten Einbau von non-NMDA Rezeptoren, wodurch das Gewebe empfindlicher für niederschwellige Reize wird. Dieser Mechanismus kann als eine Art primitiven Lernens aufgefasst werden
  • Postsynaptische Bahnung und Langzeitpotenzierung ZNS//Bahnung Sonderform: Langzeitpotenzierung/-depression v.a. an glutamatergen Synapsen1. AMPA/Kainat-Rez. öffnet NMDA-Rez. durch Aufhebung Mg2+-Block2. Ca2+-induzierte Enzyminduktion verstärkt Empfindlichkeit für Glutamat3. Ca2+-induzierte NO-Induktion verstärkt Glutamatfreisetzung Homosynaptische Depression? Erschöpfung der Transmitterreserve? Präsynaptische Feedback-Hemmung durch ausgeschütteten Transmitter• z.B. Noradrenalin, Azetylcholin      Homosynaptische Langzeitdepression (LTD)? Desensibilisierung postsynaptischer Rezeptoren bzw. Signalwege LTP und LTD kommen z.T. an denselben Synapsen vor• bei hochfrequenten Reizen: LTP -> Lernen• bei niederfrequenten Reizen: LTD -> Ignorieren(Das Ausblenden unwichtiger Schaltkreise ist beim Lernen mindestensgenauso wichtig wie das Betonen und Verfestigen der Zielschaltkreise.) Morphologische Plastizität Dauerhafte Erhöhung des intrazellulären Ca2+ fördert die Bildung neuer Synapsen über MAPK und Wachstumsfaktoren->Langzeitgedächtnis Homosynaptische Bahnung= posttetanische Potenzierung= 1. Stufe des Kurzzeitgedächtnis
  • Hemmung der Schmerzweiterleitung - Lidocain- Ketamin- Opiate und Endorphine- Prostaglandinsyntheseinhibitoren- GABA- Noradrenalin und Adrenalin (alpha2 – Rezeptor)
  • Lidocain Schmerzweiterleitung an spannungsabhängigen Natriumkanälen                                           -nicht selektiv-cardiotoxisch Im Hinterhorn endet das primäre Neuron und wird auf weitere, zumGehirn ziehende Bahnen unter Ausschüttung von Transmitternsynaptisch umgeschaltet.Die Weiterleitung von Schmerzreizen kann durch Lidocain blockiertwerden („Lokalanästhesie“, z.B. beim Zahnarzt). Achtung: bei                                      wenig spezifischEntzündung wird                                In höheren Dosen:Lidocain protoniert                             Wirkung auf Sensorikund kann nicht in den                         MotorikNerven diffundieren                            kardiale Komplikationen Ihnen ist bereits bekannt, wie das funktioniert: die für die Weiterleitungdes Reizes wichtigen spannungsabhängigen Natriumkanäle werdendurch Lokalanaesthetika vom Lidocaintyp gehemmt. Leider sind klinisch verwendbare Blocker bisher wenig selektiv und beeinträchtigen auch Berührungs - Lage - und Thermorezeption, sowie die motorischen Bahnen. Sie kennen vielleicht das unangenehm pelzig-taube Gefühl im Mund nach einer Zahnbehandlung. Bei hoher Dosierung können auch kardiale Komplikationen auftreten. Man ist daher auf der Suche nach Ionenkanälen, welche nur von Schmerzafferenzen exprimiert werden und sich selektiv blocken lassen. Fasern C Typ sind unmyelinisiert, leiten langsam, und sind je nachRezeptor für die Wahrnehmung von Temperatur, dumpfem Schmerzund Juckreiz verantwortlich.Fasern Typ A sind myelinisiert und sind daher schnell leitend. AFasern von größerem Querschnitt ( α und β) leiten schwache Reize wieBerührung und Lage. Die Erregung von A Fasern mit sehr geringemQuerschnitt (δ) wird als stechender Schmerz empfunden.Reizt man Nervenfaserbündel an einem Ende, hängt dasSpannungsprofil am anderen Ende vom Fasertyp ab. Man kann manzeitlich deutlich zwischen dem schnellen, scharfen Schmerz der AδFasern (1. Schmerz) und dem später auftretendem, dumpfen undetwas länger dauernden Schmerz der Typ C Fasern unterscheiden (2.Schmerz). Die rezeptiven Felder der A Fasern sind zudem kleiner alsdie der C Fasern, welches eine bessere Lokalisation zulässt Lidocain hemmt die Weiterleitung von Reizen in Fasern beiderNerventypen, allerdings auch die spannungsabhängigenNatriumkanäle des Herzens, weswegen es nur als Lokalanästhetikumin begrenzter Dosierung eingesetzt werden darf. Systemisch gegeben,löst es in für die Schmerzhemmung ausreichender Konzentrationschwere Herzrhythmusstörungen aus. Noch schneller als die Fasern vom Typ Aδ sind die Fasern Typ Aα- Sie kennen sie auch als α-Motoneurone.Die hohe Weiterleitungsgeschwindigkeit dieser Fasern beruht unterAnderem auf ihrer besonders dicken Myelinschicht. Da Lidocainschlecht durch das Myelin hindurchdiffundiert, tritt eine Wirkung vonLidocain auf motorische Fasern erst bei höherer Dosierung auf.Hierdurch kommt es zu einer gewissen Spezifizität der Hemmungschmerzleitender Bahnen bei der Lokalanästhesie Aktivierung von α2 Rezeptoren hemmt die Transmitterfreisetzung.Bei starker Sympathikusaktivierung kommt es so zu einer u.U. starkreduzierten Schmerzempfindlichkeit.Therapeutisch wird der α2 Agonist Clonidin in der Humanmedizin beider chronischen Behandlung von schwersten Tumor Schmerzeneingesetzt. In der Tiermedizin wird meist der weniger selektive αAgonist Xylazin bei operativen Eingriffen eingesetzt. Zunehmendwerden aber auch selektive α2 Agonisten (z.B. Romifidin) in derTiermedizin eingesetzt.Im Gegensatz zu den Opiaten sind die α2 Agonisten nicht selektiv aufdie Schmerzbahnen wirksam, sondern haben Wirkungen auf dengesamten Organismus. Sie werden deshalb in der Regel in denEpiduralraum injiziert, und hemmen so lokal die Schmerzweiterleitungim Rückenmark. Vorteil ist eine gute analgetische Wirksamkeit beigeringer Atemdepression. Bei Kombination mit Opiaten oderLokalanaesthetika vom Lidocaintyp verstärkt sich die Wirkung derMedikamente
  • Ketamin Ketamin für NMDA Rezeptoren Ketamin blockiert den NMDA RezeptorNon-NMDA Rezeptoren sind nichtbetroffen und die meisten Reflexebleiben erhalten. Anwendung: Schmerzbehandlung(Tumor); in höheren Dosen Anaesthesie.Keine Absenkung des Blutdruckes!Motorische Reflexe bleiben erhalten!(„Ketamin = Kinder, Katzen,Katastrophen“) Ketamin kommt häufig in der Tiermedizin zum Einsatz, um dieSchmerzweiterleitung über NMDA Rezeptoren zu blocken. NebenNMDA Rezeptoren im Rückenmark blockiert es auch entsprechendeRezeptoren in anderen Bereichen des ZNS, wodurch es zu einemNarkose-ähnlichen Zustand kommt. Da es nicht auf die non-NMDARezeptoren wirkt, kommt es zu keiner Beeinträchtigung von Reflexenund Atmung. Es gilt somit als ein Mittel, dass in Situationen verwendetwerden kann, in denen eine Intubation zur Sicherstellung der Atmungnicht durchgeführt werden kann.Neben Glutamat spielen bei der synaptischen Verschaltungschmerzhafter Reize allerdings auch Neuropeptide eine wichtige Rolle.Diese werden durch Ketamin nicht blockiert. Es gibt glaubhafteBerichte aus der Humanmedizin, wonach Patienten Eingriffe bei vollemBewusstsein erlebt haben, ohne in der Lage zu sein, sich bemerkbarzu machen. Ketamin sollte deshalb in der Regel mit anderen,sedierenden und/oder analgetischen Mitteln kombiniert werden,wodurch eine gute Analgesie und Sedation bei insgesamt geringerAtemdepression erlangt werden kann. Häufig wird Ketamin mit einem Opiat kombiniert.
  • Opiate und Endorphine Hemmung der Schmerzweiterleitung Opiate hemmen Ca2+ Kanäle und hemmen somit gleichzeitig die Ausschüttung vonGlutamat und Neuropeptiden Häufig wird Ketamin mit einem Opiat kombiniert.Opiate (“Opium”, Morphine) binden an spezifische Rezeptoren des nozizeptiven Systems. Über second messenger werden Calciumkanäle gehemmt und somit die Ausschüttung sämtlicher, für die Schmerzweiterleitung bedeutsamer Transmitter, einschließlich der Neuropeptide. Opiate sind daher außerordentlich wirksame Analgetika. Opiatrezeptoren werden physiologischerweise durch vom Körper gebildete endogene Opioide erregt (Endorphine, Endomorphine, Dynorphine, Enkephaline etc.) Die reichliche Ausschüttung dieser Substanzen bei “fight and flight” Reaktionen (ausgelöst durch Adrenalinausschüttung) ermöglicht auch bei starken Schmerzen eine adäquate Reaktion. Klassisch ist die reichliche Ausschüttung von Endorphinen bei der Geburt, die es erlaubt, zu “Pressen”, auch wenn der Damm reißt! Einher damit geht eine Euphorisierung. Nachteil der Opiate ist eine u.U. erhebliche Beeinträchtigung des Atemantriebs, wodurch es bei hoher Dosierung zu tödlichen Zwischenfällen kommen kann.
  • Prostaglandinsyntheseinhibitoren Hemmung der Schmerzweiterleitung Prostaglandinsynthesehemmer (z.B. Aspirin!) hemmen die PGE2 Bildung und fördern somit die glyzinerge Hemmung der Nozizeption. (Analgesie!) Glyzinrezeptoren (Glyzin wirkt hemmend auf Schmerzafferenzen) werden durchEntzündungsmediatoren (z.B. PGE2) gehemmt. Beim fieberhaftenInfekten mit reichlicher Ausschüttung von Prostaglandinen werdendeshalb auch geringfügige Reize als schmerzhaft erlebt. Prostaglandinsynthesehemmer wie Aspirin hemmen die Bildung vonPGE2 und bewirken somit ein erneutes Eintreten der hemmendenWirkung von Glyzin. Prostaglandinsynthesehemmer wirken somit nichtnur peripher entzündungshemmend, sondern auch auf der Ebene desRückenmarks und weiter zentral analgetisch.
  • GABA Hemmung der Schmerzweiterleitung Neben endogenen Opioden wirken auch die Neurotransmitter GABA und Glyzin hemmend auf Schmerzafferenzen. Wie bereits besprochen, aktivieren beide Transmitter Chloridkanäle, die bei Öffnung ein inhibierendes Postsynaptisches Potential hervorrufen. Glyzinrezeptoren werden durch Entzündungsmediatoren (z.B. PGE2) gehemmt. Beim fieberhaften Infekten mit reichlicher Ausschüttung von Prostaglandinen werden deshalb auch geringfügige Reize als schmerzhaft erlebt. Prostaglandinsynthesehemmer wie Aspirin hemmen die Bildung von PGE2 und bewirken somit ein erneutes Eintreten der hemmenden Wirkung von Glyzin. Prostaglandinsynthesehemmer wirken somit nicht nur peripher entzündungshemmend, sondern auch auf der Ebene des Rückenmarks und weiter zentral analgetisch. Allerdings sind beide Transmitter keinesfalls spezifisch für das nozizeptive System. Glyzin spielt eine herausragende Rolle bei der Kontrolle der Motorik (Renschaw-Hemmung), während GABA insgesamt sedative (beruhigende, schlaffördernde) Eigenschaften besitzt, welche stärker ausgeprägt sind als die analgetische Potenz.
  • Noradrenalin und Adrenalin (α2 – Rezeptor) Hemmung der Schmerzweiterleitung Das sympathische System: der α2-Rezeptor hemmt Transmitterfreisetzung Aktivierung von α2 Rezeptoren hemmt die Transmitterfreisetzung.Bei starker Sympathikusaktivierung kommt es so zu einer u.U. starkreduzierten Schmerzempfindlichkeit.Therapeutisch wird der α2 Agonist Clonidin in der Humanmedizin beider chronischen Behandlung von schwersten Tumor Schmerzeneingesetzt. In der Tiermedizin wird meist der weniger selektive αAgonist Xylazin bei operativen Eingriffen eingesetzt. Zunehmendwerden aber auch selektive α2 Agonisten (z.B. Romifidin) in derTiermedizin eingesetzt.Im Gegensatz zu den Opiaten sind die α2 Agonisten nicht selektiv aufdie Schmerzbahnen wirksam, sondern haben Wirkungen auf dengesamten Organismus. Sie werden deshalb in der Regel in denEpiduralraum injiziert, und hemmen so lokal die Schmerzweiterleitungim Rückenmark. Vorteil ist eine gute analgetische Wirksamkeit beigeringer Atemdepression. Bei Kombination mit Opiaten oderLokalanaesthetika vom Lidocaintyp verstärkt sich die Wirkung derMedikamente. Neben den α2 Agonisten werden auch andere schmerzhemmendeSubstanzen direkt in den Epiduralraum injiziert, um schmerzfreioperative Eingriffe durchführen zu können („Rückenmarksnarkose“)Vorteile der Epiduralanaesthesie :Tier kann im Stehen operiert werdenGeringe KomplikationsrateRasche RemobilisierungGeringe KostenNachteile der Epiduralanaesthesie:Manchmal Übelkeit (vagale Efferenzen, die mit dem N. vagusausserhalb des Rückenmarks ins foramen jugulare ziehen, werdennicht blockiert!)u.U. auch bei richtig sitzendem Epiduralblock keine vollständigeAnalgesie.
  • Zentren der Schmerzverarbeitung - Aszendierende und deszendierende Bahnen- Der Tractus spinothalamicus- Verschaltung der aszendierenden Bahnen im Thalamus- Lokalisation im Gyrus postcentralis des Kortex- Affektive Bewertung durch das limbische System- Der Thalamus als Schaltzentrale- Bewertung der Reizqualität durch die Insel
  • Aszendierende und deszendierende Bahnen Schmerzwahrnehmung “Schmerz” ist einIntegrationsprodukt    -->          aszendierenden Bahnen eintreffenden Signaleaszendierender und                       durch Signale der deszendierenden Bahnen moduliert deszendierender                            werdenBahnen   aszendierenden Bahnen: nach Eintritt und synaptischer Verschaltung im Hinterhorn des Rückenmarks mit Ausschüttung von Transmittern (sh. „Weiterleitung“) kreuzt die Mehrzahl der Schmerzafferenzen auf die gegenüberliegende, contralaterale Seite und steigen im Tractus spinothalamicus über die Pons und den Thalamus in den Cortex hinauf. Werden die schmerzleitenden Bahnen auf der Höhe des Rückenmarks pharmakologisch vollständig gehemmt oder mechanisch durchtrennt, können distal von der Unterbrechung Schmerzreize nicht mehr wahrgenommen werden Bahnen, die sensorische, nicht-nozizeptive Reize vermitteln, kreuzenerst in Höhe der Medulla*.Im Thalamus erfolgt die synaptische Verschaltung beider Afferenzenund die Weiterleitung der Signale zum somatosensorischen Cortex imGyrus postcentralis, dem frontalen Cortex und an das limbischeSystem.Nach Bewertung durch die verschiedenen Zentren und anschließenderIntegration im Thalamus entsteht dann ein Gesamtsignal („Bewertung“),welches über die deszendierenden Bahnen ins Hinterhorn gelangt unddort die aus der Peripherie eintreffenden nozizeptiven Signalemoduliert Neben der hemmenden Funktion können die descendierenden Bahnenjedoch auch die synapische Übertragung nozizeptiver Signaleerleichtern („Fazilitation“)Hierbei spielen die Substanz P (sh. Vorlesung Entzündung), derNervenwachstumsfaktor und der TrkA (sh. Vorl. Weiterleitung) sowienatürlich der erregende Transmitter Glutamat eine zentrale Rolle.Serotonin hat je nach Rezeptortyp unterschiedliche Wirkung auf dieSchmerzweiterleitung. Serotonin-Wiederaufnahmehemmer hemmendie Aufnahme von Serotonin in die präsynaptische Membran underhöhen so die Serotoninkonzentration im synaptischen Spalt. Klinischwird eine gewisse Rolle bei der Bekämpfung von Schmerzen mitdepressiver Teilsymptomatik beobachtet, so dass insgesamt diehemmende Wirkung zu überwiegen scheint.
  • Der Tractus spinothalamicus Beim Tractus spinothalamicus handelt es sich um gekreuzte, aufsteigende Fasern vom Seitenstrang des Rückenmarks (Medulla spinalis) zum Thalamus Schmerzwahrnehmung//Zentren der Schmerzwahrnehmung aszendierenden Bahnen: nach Eintritt undsynaptischer Verschaltung im Hinterhorn des Rückenmarks mitAusschüttung von Transmittern (sh. „Weiterleitung“) kreuzt dieMehrzahl der Schmerzafferenzen auf die gegenüberliegende,contralaterale Seite und steigen im Tractus spinothalamicus über diePons und den Thalamus in den Cortex hinauf.
  • Verschaltung der aszendierenden Bahnen im Thalamus Zentren der Schmerzverarbeitung aszendierenden Bahnen: nach Eintritt undsynaptischer Verschaltung im Hinterhorn des Rückenmarks mitAusschüttung von Transmittern (sh. „Weiterleitung“) kreuzt dieMehrzahl der Schmerzafferenzen auf die gegenüberliegende,contralaterale Seite und steigen im Tractus spinothalamicus über diePons und den Thalamus in den Cortex hinauf. 1) Bahnen für Schmerz, Temperatur und Druck kreuzen die Mittellinie sofort und werden im Traktus spinothalamicus weitergeleitet 2) Bahnen für Berührung, Vibration und Lagesinn kreuzen in der erst in der Medulla 3) Im Thalamus erfolgt die synaptische Verschaltung beider Bahnenu nd die Weiterleitung der Signale zum somatosensorischen Cortex im Gyrus postcentralis, dem frontalen Cortex und an das limbische System 4) Genaue Lokalisation erfolgt im Kortex im Gyrus postcentralis 
  • Lokalisation im Gyrus postcentralis des Kortex Zentren der Schmerzverarbeitung//Verschaltung der aszendierenden Bahnen im Thalamus Genaue Lokalisation des Schmerzreizes erfolgt im Kortex im Gyrus postcentralis Im Thalamus erfolgt die synaptische Verschaltung beider Afferenzenund die Weiterleitung der Signale zum somatosensorischen Cortex imGyrus postcentralis, dem frontalen Cortex und an das limbischeSystem. Die lokale elektrische Reizung des Gyrus postcentralis am wachenPatienten löst Assoziationen mit bestimmten Körperteilen aus. Diekortikale Reizung des Gyrus postcentralis ist schmerzfrei und kannPhantomschmerzen lindern. Eine Schädigung der Hirnrinde führtinteressanterweise in der Regel nicht zu Schmerzsyndromen.Man nimmt daher an, dass der Gyrus postcentralis beim Säugetier ander Lokalisation von Schmerzreizen beteiligt ist, nicht aber an der„eigentlichen“ Schmerzwahrnehmung im Sinne einer aversivenEmpfindung.Bei bildlicher Darstellung der Körperteile mit dem assoziiertenCortexareal entsteht der sogenannte „sensorische Homunculus“ – alsoeine verzerrte Abbildung des Menschen oder des Tieres. Beachten Siedie große Fläche im Cortex, die beim Menschen auf die Hände, dasGesicht, und die Zunge entfallen. Direkt vor der Zentralfurche – also imGyrus präcentralis – findet man einen entsprechenden „motorischenHomunculus“. Diese Zentren steuern dann die Bewegung der Organean.Bei vielen Spezies können auch andere, tiefere Strukturen im Gehirnan Lokalisationsprozessen beteiligt sein. So übernimmt bei Fischenvermutlich das Tectum diese Funktion
  • Affektive Bewertung durch das limbische System Schmerzwahrnehmung Zentren der Schmerzverarbeitung Der Thalamus und die ihn umgebenden Strukturen sind Teile des„limbischen Systems“.Hier findet die emotionale Bewertung eines Reizes statt. Wirdaggressiv oder depressiv reagiert? In klassischen Experimentenkonnte so Reizung der Amygdala beim Primaten aggressives Verhaltenauslösen.Bei der Schmerzbewertung spielen natürlich auch Vorerfahrungen einewesentliche Rolle. Das limbische System spielt auch für Erinnerungenund Gedächtnis eine zentrale Rolle. Dicht angelagert ist das Riechhirnund erklärt die oft emotionale Reaktion auf einen Duft, verbunden mitplötzlich aufflackernden Erinnerungen. Affekt                                 Thalamus:Erinnerung                          filtert Reizeemotionale Bewertung      „Wächter des Schlafes“aggressive & depressive    „Torhüter der Seele“Reaktion
  • Der Thalamus als Schaltzentrale Thalamus:filtert Reize„Wächter des Schlafes“„Torhüter der Seele Ob ein nozizeptiver Reiz als schmerzhaft erlebt wird, hängt primärvon der Art ab, in der er zentral verarbeitet wird.Entscheidend sind neben der Reizintensität die Lokalisation, Modalität,Vorerfahrungen, und emotionale Bewertung innerhalb des Gesamtkontextes. Von überragender Bedeutung ist dabei auch die Zielvorstellung. Insgesamt erfolgt dann eine Bewertung des Reizes.Der Gesamtkontext wird im Schmerzgedächtnis abgespeichert unddort nach Bedarf abgerufen.Das Schmerzgedächtnis ist modulierbar Primär im Thalamus entsteht dann ein Gesamtsignal („Bewertung“),welches über die deszendierenden Bahnen ins Hinterhorn gelangt unddort die aus der Peripherie eintreffenden nozizeptiven Signalemoduliert. sensorischen Kortexarealen --> Lokalisation und ModalitätVegetative Zentren               --> Blutdruck, Herzfrequenz und Atmung                           Amygdala                             --> ob eine ängstliche, aggressive oder depressive Reaktion   und Hippocampus                     erfolgt, und fixieren diese im„Schmerzgedächtnis“          Insel und                              --> aktuelle u. gespeicherte Informationen aufsummiert     anterioren Gyrus cinguli            und ermittelt, ob das Schmerzereignis bedrohlich ist                                                       oder antizipierte Begleiterscheinung bei der Erreichung                                                         eines angestrebten Ziels darstellt, welche dann die                                                               affektive Antwort auf den Schmerzreiz bestimmt.Die Integration aller dieser Informationen erfolgt in derThalamusregion. Physiologischerweise spielt der Thalamus eine wichtige Rolle imSchlaf als “Torhüter” für eintreffende Reize aus der Peripherie. Thalamussyndrom -->Opiatrezeptordichte in Hirnschnitten nach Thrombose der A. thalamostriata kommt es zu Störungen im Lagesinn, und kleinste Reize werden als äußerstschmerzhaft empfunden Der Thalamus und die ihn umgebenden Strukturen sind Teile des„limbischen Systems“.Hier findet die emotionale Bewertung eines Reizes statt. Wirdaggressiv oder depressiv reagiert? In klassischen Experimentenkonnte so Reizung der Amygdala beim Primaten aggressives Verhaltenauslösen.
  • Bewertung der Reizqualität durch die Insel Schmerzwahrnehmung Zentren der Schmerzverarbeitung In der Insel und dem anterioren Gyrus cinguliwerden aktuelle und gespeicherte Informationen aufsummiert undermittelt, ob das Schmerzereignis bedrohlich ist oder antizipierteBegleiterscheinung bei der Erreichung eines angestrebten Zielsdarstellt, welche dann die affektive Antwort auf den Schmerzreizbestimmt. ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ausgedehntes kortikales Netzwerk der Schmerz verarbeitender Areale:  -primären (S1) und sekundären (S2) somatosensorischen Kortizes -den insulären Kortex -den vorderen zingulären Kortex (ACC) Diese Areale sind überwiegend parallel organisiert und verschiedenen qualitativen Aspekten der Schmerzwahrnehmung zuzuordnen Inselkortex wird eine entscheidende Rolle für die multimodale Integration und für autonome Reaktionen auf schmerzhafte Reize sowie schmerzbezogene Lern- und Gedächtnisvorgänge zugesprochen
  • Schmerzbewertung - Erlerntes und Erinnertes (Präfrontaler & Frontaler Cortex)- Aggression, Angst, Depression (Amygdala etc.)- Lokalisation und Modalität (Gyrus postcentralis)- Zielvorstellung (insbesondere frontaler Cortex)- Integration & Bewertung (insbesondere Thalamus & Insel & Gyrus cinguli)- Schmerzmodulation (deszendierende Bahnen)
  • Erlerntes und Erinnertes (Präfrontaler & Frontaler Cortex) Schmerzwahrnehmung//Schmerzbewertung Eintritt Nozizeptives Aktionspotential -> synaptischer Verschaltung im Hinterhorn des Rückenmarks mit Ausschüttung von Transmittern kreuzt die Mehrzahl der Schmerzafferenzen auf die gegenüberliegende,contralaterale Seite und steigen im-> Tractus spinothalamicus über die Pons und den Thalamus in den Cortex hinauf. Genaue Lokalisation erfolgt im Kortex im Gyrus postcentralis. Diekortikale Reizung des Gyrus postcentralis ist schmerzfrei und kannPhantomschmerzen lindern. -> nicht an eigentlicher schmerzwahrnehmung beteiligt  Bei Probanden, die einen sehr unangenehmen Reiz erwarten, führt der Reiz zu einer erhöhtenAktivierung des anterioren Gyrus cinguli. Die Höhe der Aktivierung korreliert mit der subjektivenEinschätzung des Schmerzreizes durch den Probanden. Bär der von Bienen gestochen wird um an Honig zu kommen                                                         Intensität,                                  ZielvorstellungenLokalisation & Modalität              Bewertung                                                         Aggression, Angst, DepressionErlerntes &Erinnertes                                      -->„Schmerzgedächtnis“ Ob ein nozizeptiver Reiz als schmerzhaft erlebt wird, hängt also primärvon der Art ab, in der er zentral verarbeitet wird.Entscheidend sind neben der Reizintensität die Lokalisation, Modalität,Vorerfahrungen, und emotionale Bewertung innerhalb des Gesamtkontextes. Von überragender Bedeutung ist dabei auch die Zielvorstellung. Insgesamt erfolgt dann eine Bewertung des Reizes. Der Gesamtkontext wird im Schmerzgedächtnis abgespeichert und dort nach Bedarf abgerufen. Das Schmerzgedächtnis ist modulierbar.
  • Aggression, Angst, Depression (Amygdala etc.) Amygdala und Hippocampus bestimmen, ob eine ängstliche,aggressive oder depressive Reaktion erfolgt, und fixieren diese im„Schmerzgedächtnis“.
  • Lokalisation und Modalität (Gyrus postcentralis) Schmerzbewertung somatosensorische Kortex: Gyrus postzetralis hinter der Zentralfurche ->ermittlung von Lokalisation und Modalität eines Reizes
  • Zielvorstellung (insbesondere frontaler Cortex) Schmerzwahrnehmung//Schmerzbewertung Ob ein nozizeptiver Reiz als schmerzhaft erlebt wird, hängt primärvon der Art ab, in der er zentral verarbeitet wird.Entscheidend sind neben der Reizintensität die Lokalisation, Modalität,Vorerfahrungen, und emotionale Bewertung innerhalb desGesamtkontextes. Von überragender Bedeutung ist dabei auch dieZielvorstellung. Insgesamt erfolgt dann eine Bewertung des Reizes. Bsp.: Bär am Bienenstock-> Zielvorstellung ist an den Honig zu gelangen trotz der stechenden Bienen (Schmerz) Ein Tier, welches nach gutem Zureden eineInjektion erhält mit anschließender Belohnung wird bei künftigenBesuchen in Ihrer Praxis eine bessere Compliance1 aufweisen als einTier, welches die Gesamtsituation beim Tierarzt als bedrohlich erlebt.Eine erste schlechte Erfahrung bleibt oft ein Leben lang bestehen.
  • Integration & Bewertung (insbesondere Thalamus & Insel & Gyrus cinguli) Schmerzbewertung Im Thalamus erfolgt die synaptische Verschaltung beider Afferenzen (Bahnen fürBerührung, Vibration und Lagesinn kreuzen in der erst in der Medulla <->Bahnen für Schmerz, Temperatur und Druck kreuzen die Mittellinie sofort und werden im Traktus spinothalamicus weitergeleitet) und die Weiterleitung der Signale zum somatosensorischen Cortex imGyrus postcentralis, dem frontalen Cortex und an das limbischeSystem. Dabei zeigte sich, dass Probanden, die einen unangenehmen Reizerwarteten, diesen auch als unangenehm erlebten. Die Aktivierungdes Gyrus cinguli war gesteigert und korrelierte mit dem subjektivenErleben des Probanden. Umgekehrt kann die Schmerzwahrnehmung vermindert werden, wennman Probanden z.B. bittet, sich auf die Lösung einer Aufgabe zukonzentrieren.Insgesamt fällt bei ähnlichen Versuchen zur Schmerzverarbeitung diezentrale Rolle des Thalamus und der umliegenden Hirnstrukturen deslimbischen Systems (Affekt, Erinnerung, emotionale Bewertung, aggressive & depressiveReaktion)auf. In der Insel und dem anterioren Gyrus cinguli werden aktuelle und gespeicherte Informationen aufsummiert und ermittelt, ob das Schmerzereignis bedrohlich ist oder antizipierte Begleiterscheinung bei der Erreichung eines angestrebten Ziels darstellt, welche dann die affektive Antwort auf den Schmerzreiz bestimmt. Gyrus postzentralis -> Lokalisation                                                                                Gyrus cinguli->Affekt                                                                                                        Insel-> Reizqualität                                                                                                          Thalamus->Schaltzentrale
  • Schmerzmodulation (deszendierende Bahnen) Die hemmenden Neurone des Rückenmarks stammen aus dem periäquaduktalen Grau (PAG),ihre Erregung erfolgt im wesentlichen durch den Thalamus gesteuert. Die elektrische Reizung des PAG verursacht eine Erregung der hemmenden Bahnen und somit Analgesie bei Mensch und Versuchstier, ist aber risikoreich und nicht in der Praxis anwendbar! Nach Bewertung durch die verschiedenen Zentren und anschließender Integration im Thalamus wandern die deszendierenden Bahnen über das periäquaduktale Grau (PAG) zum Dorsalhorn des Rückenmarks.                                                                                   Dort wirken sie: steigernd                                    hemmend Substanz P ↑                                Cannabinoide ↑Nervenwachstumsfaktor(NGF) ↑     Opoide ↑Serotonin (5HT2a,3a) ↑                  GABA ↑ Glutamat ↑                                   Adrenalin,Noradrenalin ↑                                                   Dopamin ↑                                                  Serotonin (5HT1a,b)↑ 
  • Die deszendierenden Bahnen - Die deszendierenden Bahnen und das periäquaduktale Grau- Die modulierende Funktion der deszendierenden Bahnen
  • Die deszendierenden Bahnen und das periäquaduktale Grau Schmerzwahrnehmung die Wahrnehmung „Schmerz“ entsteht zentral als Integrationsprodukt verschiedenster Zentren, wobei die aus den aszendierenden Bahnen eintreffenden Signale durch Signale derdeszendierenden Bahnen moduliert werden. Primär im Thalamus entsteht dann ein Gesamtsignal („Bewertung“), welches über die deszendierenden Bahnen ins Hinterhorn gelangt und dort die aus der Peripherie eintreffenden nozizeptiven Signale moduliert. Nach Bewertung durch die verschiedenen Zentren und anschließender Integration im Thalamus wandern die deszendierenden Bahnen über das periäquaduktale Grau (PAG) zum Dorsalhorn des Rückenmarks. Die hemmenden Neurone des Rückenmarks stammen aus dem periäquaduktalen Grau (PAG), ihre Erregung erfolgt im wesentlichen durch den Thalamus gesteuert. Die elektrische Reizung des PAG verursacht eine Erregung der hemmenden Bahnen und somit Analgesie bei Mensch und Versuchstier, ist aber risikoreich und nicht in der Praxis anwendbar! Neben der hemmenden Funktion können die deszendierenden Bahnen jedoch auch die synapische Übertragung nozizeptiver Signale erleichtern („Fazilitation“) steigernd:                             hemmend: Substanz P ↑                           Opoide ↑Glutamat ↑                              GABA ↑Nervenwachstumsfaktor       Adrenalin,Noradrenalin ↑(NGF) ↑                                   Dopamin ↑Serotonin (5HT2a,3a) ↑           Cannabinoide ↑                                                Serotonin (5HT1a,b)↑
  • Die modulierende Funktion der deszendierenden Bahnen nozizeptives Signal aus Peripherie                                    --> und steigt nach Kreuzung in aszendierende Bahnen auf --> Hinterhorn-neuron-->deszendierende Bahnen münden auf das Neuron und können                                            das  Signal modulieren + endorphienausschüttende desz. Bahnen -> körpereigenes Opiat = hemmend +gabaerge und glycinerge Neurone-> öffen chlorid kanäle und hemmen +serotonin über 5HT rezeptoren   -> + Canabinoide CB1 rezeptoren     -> blockieren Tranzmitterfreisetzung + sympathische Neurone mit Adrenalin/Noradrenalin/Dopamin ->
  • Die vegetative Reaktion auf Schmerzen - Thalamus – Hypothalamus – Hypophyseo CRH - ACTH- Nebennierenmarko Adrenalin – Cortisol- vegetative Zentren: Sympathikus und Parasympathikuso Noradrenalin – Acetylcholin- Wirkung auf Atmung, Blutdruck, und Herzfrequenz
  • Thalamus – Hypothalamus – Hypophyse Die vegetative Reaktion auf SchmerzenCRH - ACTH Schmerz                                                                                                                             ↓Hypothalamus                                                                                                                     ↓CRHLimbisches System ↓                                                                                                                          Hypophyse ↓ACTHNebenniere↓Rinde:Cortisol ↓Mark:Adrenalin Atmung Blutdruck Herzfrequenz Thalamus steuert Ausschüttung von Hormonen aus der Hypophyse Nahe des limbischen System befinden sich ferner wichtige vegetativenKerngebiete.Ausschüttung von Hormonen (Hypophyse und vegetativen Nervensystem) -->  eine Aktivierung des limbischen Systems(Anhaltspunkt für Schmerzen) Hypothalamus schüttet CRH (Corticotropin –Releasing – Hormone) aus mit Wirkung auf die Ausschüttung vonACTH (Adrenocorticotropes Hormon) aus der Hypophyse. aktivierte Niere produziert Cortisol+ Adrenalin welche Atmung,Blutdruck, Herzfrequenz und Schmerzweiterleitung regulieren 
  • Nebennierenmark Adrenalin - Cortisol
  • vegetative Zentren: Sympathikus und Parasympathikus Noradrenalin - Acetylcholin
  • Wirkung auf Atmung, Blutdruck, und Herzfrequenz Schmerzwahrnehmung//Die vegetative Reaktion auf Schmerzen Hypothalamus – Hypophyse - Nebennierenmark Neben der Schmerzmodulation steuert der Thalamus auch dieAusschüttung von Hormonen aus der Hypophyse. In unmittelbarerNähe im limbischen System befinden sich ferner wichtige vegetativenKerngebiete.Die Ausschüttung von Hormonen aus der Hypophyse und aus demvegetativen Nervensystem kann wichtiger und objektivierbarerAnhaltspunkt für eine Aktivierung des limbischen Systems sein unddient als Anhaltspunkt für Schmerzen bei Mensch und Tier.Unter anderem schüttet der Hypothalamus CRH (Corticotropin –Releasing – Hormone) aus mit Wirkung auf die Ausschüttung vonACTH (Adrenocorticotropes Hormon) aus der Hypophyse. Vegetative Zentren, Sympathikus und Parasympathikus Neben der Hypothalamus-Hypophysenachse werden auch anderevegetative Zentren des ZNS durch Schmerzreize aktiviert und führenzur Erregung von Sympathikus und Parasympathikus. Insbesonderegibt es auch eine direkte Aktivierung der sympathischen,paravertebralen Ganglien durch ins Hinterhorn eintreffendeSchmerzreize.Auch die Hirnstammregion wird durch Schmerzen direkt aktiviert mitWirkung auf das Atemzentrum und das Herz-Kreislauf-System. Schmerz-------------------------                                                                                           ↓                                          ↓Limbisches System                 ↓                                                                                           ↓                          ↓              ↓                                                                                      Hypothalamus       Vegetative Zentren                                                                               ↓CRH                                   ↓               ↓    Limbisches System                 ↓                ↓ ↓                                          ↓                 ↓                                                                        Hypophyse                    Noradrenalin  Acetylcholin ↓ACTH                                 ↓                ↓Nebenniere                          ↓               ↓↓Rinde:Cortisol ↓Mark:Adrenalin          ↓                                                                                ↓                     ↓                    ↓         ↓                                                                             Atmung Blutdruck Herzfrequenz<---
  • Schmerztherapie: multimodal und präventiv an allen Ebenen - Nicht steroidale Antiphlogistika (z.B. Aspirin)- Lokalanästhetika (z.B. Lidocain)- Barbiturate, Benzodiazepine- Ketamin- Opiate- Inhalationsanästhetika

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