Was ist ein Nozizeptor?

Zusammenfassung

Einleitung: Nozizeptoren sind Sinnesrezeptoren für noxische (den Organismus schädigende oder bedrohende) Stimuli. Sie gehören zu den langsam leitenden Afferenzen der Gruppen III (Aδ-) und IV (C-Fasern) und werden funktionell nach ihren Antworteigenschaften bei mechanischer, thermischer und chemischer Stimulation klassifiziert.

Nozizeptoren der Haut: In der Haut unterscheidet man hochschwellige Mechano- Nozizeptoren (high-threshold mechano- nociceptors, HTMs), welche vorwiegend von Aδ-Fasern gebildet werden, von mechano- und hitzesensiblen Nozizeptoren, die entweder zu den Aδ- (A mechano-heat nociceptors, AMHs) oder den C-Afferenzen (C mechano-heat nociceptors, CMHs) gerechnet werden. Intraneurale Mikrostimulation von nozizeptiven Aδ-Fasern der Haut ruft eine scharfe, Stimulation von C-Fasern eine dumpfe Schmerzempfindung hervor.

Nozizeptoren des tiefen Gewebes und der Viszera: Aδ- und C-Afferenzen der tiefen Gewebe (Muskeln, Gelenke) werden vorwiegend nach ihrer Mechanosensibilität klassifiziert; hochschwellige Afferenzen sind nur durch noxische mechanische Stimuli erregbar (Spezifitätskonzept der Nozizeption). Obwohl auch ein kleiner Teil der viszeralen Nozizeptoren mechanisch hochschwellig ist, werden die meisten bereits durch normale peristaltische Kontraktionen erregt und folgen somit mehr einem Intensitätskonzept. Eine besondere Klasse von Nozizeptoren stellen mechanisch insensible oder „schlafende” Nozizeptoren dar. Sie werden erst bei langdauernden noxischen Ereignissen wie z.B. einer Entzündung mechanosensitiv.

Freie Nervenendigungen: Die sog. „freien Nervenendigungen”, die als morphologisches Korrelat der Nozizeptoren angesehen werden, bestehen meist aus Bündeln unmyelinisierter Nervenfasern, welche bäumchenartig verzweigt sind. Mutmaßlich rezeptive Stellen finden sich entlang der Verzweigungen des gesamten „sensorischen Endbäumchens”. In einem Teil der Nozizeptoren wurden „sensorische” Neuropeptide wie Substanz P und CGRP nachgewiesen, welche bei Erregung der Nervenfasern freigesetzt werden und zu einer neurogenen Entzündung mit präkapillärer Vasodilatation und postkapillärer Plasmaextravasation führen.

Schmerztherapie: Mit dem Ziel einer peripher wirkenden Pharmakotherapie von Schmerzen wird experimentell und klinisch versucht, die Aktivität des nozizeptiven Systems auf der Ebene der Nozizeptoren zu hemmen. Zu den direkt oder indirekt am Nozizeptor wirkenden Substanzen gehören steroidale und nicht-steroidale Analgetika, Capsaicin-Analoga, Bradykinin-Antagonisten, Opioide und (im trigeminalen System) 5-HT₁-Agonisten.

Abstract

Introduction: Nociceptors can be defined as sensory receptors that are activated by noxious stimuli that damage or threaten the body’s integrity. Nociceptors belong to the slowly conducting afferent Aδ and C fibres. They are classified according to their responses to mechanical, thermal, and chemical stimuli.

Skin nociceptors: In the skin, high-threshold mechano-nociceptors (HTMs) and mechano-heat nociceptors of A and C fibres (AMHs and CMHs) are frequently found. CMHs are usually called polymodal C fibres (CPMs) if they also show chemosensitive properties. Sensations of sharp pain are evoked by intraneural microstimulation of nociceptive Aδ fibres, whereas stimulation of C fibres causes dull pain sensations.

Nociceptors of deep tissues and viscera: Slowly conducting afferents of deep tissues (muscles, joints) are primarily classified according to their mechanosensitivity. High-threshold afferents in somatic and visceral tissues are specifically activated by noxious mechanical stimuli. Many visceral afferents, however, are already activated by peristaltic contractions encoding the stimulus intensity over a wide range. High proportions of somatic and visceral nociceptors can be excited or sensitised by various irritants and inflammatory mediators such as capsaicin, bradykinin, prostaglandins, leukotrienes, serotonin, histamine, and free radicals. As a special class of nociceptors, mechano-insensitive or „silent” afferents have been found in nearly all tissues. Silent afferents become mechanosensitive only after long noxious stimulation, e.g., during an inflammation.

Free nerve endings:„Free nerve endings”, which are regarded as the morphological correlatives of nociceptors, usually consist of bundles of unmyelinated fibres. With electron microscopy varicose segments of the sensory axon are visible that are characterised by free areas of axolemma, accumulations of mitochondria and vesicles, and a modified axoplasm. These presumptive receptive sites are periodically arranged along the whole course of the sensory endings at a length of up to several hundred microns. Additionally, the fine sensory endings are branched, forming tree-like structures, and frequently innervate different types of tissues. Studies correlating structure and function of articular afferents provide evidence for a close relationship between topographical and functional properties of sensory endings. High-threshold afferents (nociceptors) seem to terminate in structures of dense connective tissue. Proportions of nociceptors contain neuropeptides such as substance P and calcitonin gene- related peptide, which are released from the activated nociceptive terminals and cause neurogenic inflammation, including precapillary vasodilatation and postcapillary plasma extravasation.

Pain treatment: Experimental and clinical progress has been achieved in using the nociceptor as a target for chemical antinociception and treatment of pain. Substances that act directly or indirectly on the nociceptor are steroidal and non-steroidal analgesics, capsaicin analogs, bradykinin antagonists, opioids, and (in the trigeminal system) 5-hydroxytryptamine agonists.