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Spinale Glutamatrezeptorantagonisten: Differenzierung von primärer und sekundärer mechanischer Hyperalgesie nach operativer Schnittinzision im Tierexperiment

Spinal glutamate receptor antagonists differentiate primary and secondary mechanical hyperalgesia caused by incision

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Zusammenfassung

In klinischen Studien wurde bei postoperativen Patienten eine mechanische Hyperalgesie rund um die Operationswunde nachgewiesen. Dieses Phänomen der sekundären Hyperalgesie weist darauf hin, dass nach einer Operation eine zentrale Sensibilisierung eintritt, die evtl. zu chronischen postoperativen Schmerzen führen kann. Die zugrunde liegenden Mechanismen sind jedoch bisher unbekannt. In der vorliegenden Studie untersuchten wir spinale Mechanismen sekundärer Hyperalgesie nach Inzision in Rattenmodellen. Wir konnten zeigen, dass spinale AMPA-Rezeptoren, nicht aber spinale NMDA-Rezeptoren eine Rolle für sekundäre Hyperalgesie nach einer Inzision spielen. Dies verdeutlicht, dass sich eine Inzision von Verletzungen anderer Genese unterscheidet, bei denen spinale NMDA-Rezeptoren beteiligt sind. In weiteren Experimenten konnten durch die intrathekale Gabe von JSTX, einem spezifischen Antagonisten gegen Ca2+-permeable AMPA/Kainat-Rezeptoren, die sekundäre, nicht aber die primäre mechanische Hyperalgesie sowie das spontane Schmerzverhalten nach Inzision geblockt werden. Diese Ergebnisse zeigen, dass für eine spinale Sensibilisierung nach Inzision Ca2+-permeable AMPA/Kainat-Rezeptoren erforderlich sind. Die Daten belegen weiter, dass zentrale Sensibilisierung und sekundäre mechanische Hyperalgesie nach Inzision gehemmt werden können, ohne die primäre mechanische Hyperalgesie und das spontane Schmerzverhalten zu beeinflussen.

Abstract

Secondary mechanical hyperalgesia has been demonstrated in postoperative patients indicating that central sensitization occurs after surgery. However, the underlying mechanisms are unknown. Here, we studied the role of spinal AMPA/kainate receptors for pain behaviors indicating secondary hyperalgesia caused by gastrocnemius incision in the rat. These were reduced by NBQX, a selective antagonist of AMPA/kainate receptors. However, administration of NMDA receptor antagonists caused no or only a modest decrease in behaviors for secondary hyperalgesia but produced associated motor deficits and supraspinal side effects. We further determined that only secondary mechanical hyperalgesia was reversed by JSTX, a selective antagonist of calcium-permeable AMPA receptor; primary mechanical hyperalgesia and guarding behavior were unchanged. These findings indicate that JSTX influenced a spinal amplification process that leads to secondary hyperalgesia but does not contribute to primary hyperalgesia and guarding after incision. This amplification process likely requires Ca2 influx through spinal AMPA/KA (but not NMDA) receptors. Behaviors for secondary mechanical hyperalgesia after incision can be inhibited without affecting primary mechanical hyperalgesia and guarding. Mechanisms for central sensitization causing secondary hyperalgesia in postoperative patients may therefore be separated from spontaneous pain and hyperalgesia that arises adjacent to the area of the incision.

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Danksagung

Diese Arbeit wurde im Department of Anesthesia der University of Iowa durchgeführt und durch Mittel der National Institutes of Health (Grant GM55831) für T.J.B. sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft (Po 661/1–2) für E.M.P. finanziert.

Interessenkonflikt

Es besteht kein Interessenkonflikt. Der korrespondierende Autor versichert, dass keine Verbindungen mit einer Firma, deren Produkt in dem Artikel genannt ist, oder einer Firma, die ein Konkurrenzprodukt vertreibt, bestehen. Die Präsentation des Themas ist unabhängig und die Darstellung der Inhalte produktneutral.

Author information

Authors and Affiliations

  1. Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie und operative Intensivmedizin, Westfälische Wilhelms-Universität, 48129 , Münster

    E. M. Pogatzki-Zahn & J. S. Niemeier

  2. Department of Anesthesia, University of Iowa/USA

    E. M. Pogatzki-Zahn, J. S. Niemeier & T. J. Brennan

  3. Department of Anesthesiology, University of California San Diego/USA

    L. S. Sorkin

  4. Department of Pharmacology, University of Iowa/USA

    T. J. Brennan

Authors
  1. E. M. Pogatzki-Zahn
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  2. J. S. Niemeier
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  3. L. S. Sorkin
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  4. T. J. Brennan
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Corresponding author

Correspondence to E. M. Pogatzki-Zahn.

Additional information

Dieser Artikel entspricht der leicht gekürzten deutschen Übersetzung des Originalbeitrags: Pogatzki EM, Niemeier JS, Sorkin LS, Brennan TJ (2003) Spinal glutamate receptor antagonists differentiate primary and secondary mechanical hyperalgesia caused by incision. Pain 105: 97–107. Für die Originalpublikation in der Zeitschrift Pain erhielt Frau PD Dr. Pogatzki-Zahn den Sertürner-Preis 2004, der alljährlich von der Sertürner-Gesellschaft für herausragende wissenschaftliche Arbeiten auf dem Gebiet der Schmerztherapie vergeben wird.

Haftungsausschluss gemäß IASP

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Ausschließlich zeitgemäße Inhalte der Schmerzforschung und Schmerzbehandlung werden zur Publikation ausgewählt. Wir weisen aber darauf hin, dass die Informationen, Ergebnisse, Folgerungen und Meinungen, die in der Arbeit „Spinale Glutamatrezeptorantagonisten - Differenzierung von primärer und sekundärer mechanischer Hyperalgesie nach operativer Schnittinzision im Tierexperiment“ von Pogatzki et al. (2003) Pain 105: 97-107 wiedergegeben werden, nicht durch die International Association for the Study of Pain (IASP®) bzw. durch die Deutsche Gesellschaft zum Studium des Schmerzes (DGSS) übergeprüft wurden. Die geäußerten Meinungen sind ausschließlich die der Autoren und spiegeln nicht zwingend auch die Meinung der IASP® oder der DGSS bzw. der Verantwortlichen der IASP® oder der DGSS wider.

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Pogatzki-Zahn, E.M., Niemeier, J.S., Sorkin, L.S. et al. Spinale Glutamatrezeptorantagonisten: Differenzierung von primärer und sekundärer mechanischer Hyperalgesie nach operativer Schnittinzision im Tierexperiment. Schmerz 20, 245–253 (2006). https://doi.org/10.1007/s00482-006-0481-8

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