Know Pain, Know Gain: Grundlagen des Schmerzverständnisses

Es gibt Themen, die komplex und dennoch interessant sind, dass man, wenn man nur tief genug in sie hinein geht, sich in einem Labyrinth wiederfindet, aus dem man vor lauter Interesse und der sich zum Teil auftuenden Kontroversen nur sehr schwer wieder herausfindet. Schmerzen gehören zu ebendiesen Themen und gehören wohl eine der komplexesten und vielfältigsten (sowie nervigsten) Empfindungen, die wir kennen – oder eben zumindest denken, dies zu tun.

Für mich – und sicherlich auch für viele, die diesen Blog lesen – gehört Schmerz zum täglichen Geschäft. Er ist der Grund, warum Leute uns aufsuchen, da sie durch unser Zutun auf Besserung hoffen. Um es dramatischer darzustellen: Schmerzen sind der Grund dafür, dass wir unseren Job haben.

Ein Versuch des kurzen Überblicks

Doch was genau ist Schmerz und welche Wege gehen die Signale in unserem Gehirn, die zu diesem unbeliebten Empfinden führen?
Fühlen wir Schmerz, so geht das elektrische Signal folgenden Weg:
(Ich habe hier zum eine weniger detaillierte und zum anderen dann noch eine sehr genaue Darstellung der Reizweiterleitung gewählt. Findet euch bei dem Weg wieder, der euch besser gefällt!)

Simpler Schmerzweg (Butler & Moseley, 2003):

  1. Rückenmark: Reiz von der Peripherie
  2. Hippocampus: Erinnerung, Räumliche Vorstellung, Angstkonditionierung
  3. Kleinhirn: Bewegung und Wahrnehmung
  4. Hypothalamus/ Thalamus: Stressreaktion, autonome Regulation, Motivation
  5. Sonsorischer Kortex: Diskrimination sensorischer Signale
  6. Amygdala: Angst, Angstkonditionierung, Abhängigkeit
  7. Präfrontale Kortex: Problemlösung, Erinnerung
  8. Cinguläre Kortex: Konzentration, Fokussierung
  9. Prämotorischer/ motorischer Kortex: Organisation und Vorbereitung von Bewegungen

schmerzweg

Detaillierter Schmerzweg (Jones et al. 2012):

  • Nozizeptiver Input
  • Hinterhorn Rückenmark (afferente Fasern bilden Synapsen mit Transmitterneuronen)
  • Kontralateraler spinothalamischer Trakt
  • Thalamus/ verschiedene Nuclei im Mesencephlon ( einschließlich rostral ventrale Medulla und Periaquäduktales Grau)

Von hier gibt es zwei Wege des Prozesses wie Schmerz entsteht:

Der mediale Weg

  • Medialer Thalamus
  • Anteriorer cingulärer Cortex
  • Insulärer Cortex
  • Dieser Weg ist für die affektive und anregenden Komponenten von Schmerz (z.B. Umwohlsein)

Der laterale Weg

  • Lateraler Thalamus
  • Primärer und sekundärer somatosensorischer Cortex
  • Insulärer Cortex
  • Dieser Weg ist für und ist für sensorische und diskriminative Aspekte des Schmerzes zuständig (z.B. Lokalisation und Intensität)

Absteigende Signale:

  • Hypothalamus, Amydala, rostralen anterioren cingulären Kortex
  • Periaquädutales Grau
  • Neuronen in Medulla
  • Hinterhorn des Rückenmarks (um den empfundenen Schmerz zu hemmen)

Zur Hemmung des Schmerzes kommt es zu vermehrter Aktivität im präfrontalen Cortex, was vermutlich über die funktionellen Verbindungen zwischen medialen Thalamus und Mittelhirn geschieht.

Schmerz – alles nur Kopfsache?

Dies ist natürlich nur der Vorgang für akute Schmerzen. Viel interessanter ist, was passiert, wenn Schmerz chronisch wird. Denn hier gilt der Satz:

„Pain is in the brain!“

Bei chronsichen Schmerzen kommt es zu Veränderungen in unserem Gehirn, sodass kein struktureller Schaden mehr besteht, sondern der Schmerz „nur“ noch in unserem zentralen Nervensystem fortbesteht. Zwei der gebräuchlichsten Erklärung, warum chronischer Schmerz entsteht und häufig so intensiv ist, sind zum einen als Central Sensitization und zum anderen mit Neuroplastizität zu beschreiben. (Borsook, 2012)

Central Sensitization:

Central Sensitization  ist die Missinterpretation des Gehirns eines nicht-nozizeptiven Reizes als eben nozizeptiven Reiz, sodass dieses uns Schmerz empfinden lässt. Also eine erhöhte Erregbarkeit unseres ZNS auf Reize wie Schmerz, Bewegung, elektrischer Stimulus, Druck und Temperatur. Ebenso entsteht so ein weitergeleiteter großflächig empfundener Schmerz.

Neuroplastizität:

Neuroplastizität beschreibt die Fähigkeit unseres Gehirns, neue Verbindungen herzustellen und sich neu zu organisieren. Diese kann positiv sein, wenn wir etwas Neues erlernen, aber auch negativ wie im Falle der chronischen Schmerzen. Während man früher noch dachte, dass Gehirn sei ab einem bestimmten Alter ausgereift, so ist heute bekannt, dass es sich während unseres gesamten Lebens unaufhörlich verändert. Wenn unser Gehirn also plastisch ist, dann müsste man die „negativen“ Verbindungen auch wieder aufheben können, oder?

Einen wunderbaren weiteren Einblick in diese Thematik gibt folgendes Video von Prof. Lorimer Moseley (unbedingte Empfehlung!):

Welche Veränderungen kann man bei chronischen Schmerzen mit bildgebenden Verfahren erkennen? (nach: Coppieters et al., 2016)

  • Erhöhte Aktivität im sogenannten Resting State (ein Zustand, in dem im Moment keine Aufgabe bewältigt werden muss)
  • Verminderte Graue Substanz; bei verstärkter Schmerzintensität (des Patienten) und erhöhter Druckschmerzhaftigkeit in Teilen des Grauen Substanz die für Somatosensorische, schmerzhafte, affektive und kognitive Informationsverarbeitung zuständig ist.
  • Weiße Substanz bleibt vermutlich in ihrer Masse unverändert, jedoch kommt es zu erhöhter Aktivität in bestimmten Teilen. Diese Regionen sind ebenfalls zuständig für somatosensorische, schmerzhafte, affektive und kognitive Informationsverarbeitung

review-coppieters

Zusammenfassend kommt es bei chronischen Schmerzen zu veränderten Verhalten der Sensorik, der Affektion, der Kognition und des Emotionalen, wozu biologische, soziale und vor allem psychische Faktoren einen großen Anteil beitragen. Im Gehirn kommt es zu strukturellen Veränderungen und zu geänderten Verbindungen der einzelnen Gehirnteile untereinander. (Borsook, 2012)

Wie man an dieser grob umrissenen Thematik schon erkennt, ist Schmerz schwer in Worte zu fassen und nicht einfach zugänglich zu machen. Und hier habe ich mich nur mit „körperlichen Schmerz“ befasst, also damit, was geschieht, wenn Körperteile als Verursacher infrage kommen. Wie ist es jedoch mit „psychischem Schmerz“ ? Eine meiner Lieblingsbands Lionheart singt in ihrem Lied Pain“:

Pain is the feeling you get
When your work three jobs just to pay the rent
[…] Pain, Is the crack in your heart
From all the love lost, yeah it tore you apart

Was ist also das für ein empfundener Schmerz und was geschieht hier? Ist dies dasselbe wie der Schmerz, der des Öfteren unseren Rücken oder unsere Schulter plagt? All das sind sehr interessante Fragen, welche ich aber in einem anderen Artikel irgendwann versuche, zu beantworten.

To be continued…


Literaturverzeichnis:

Borsook D.A Future Without Chronic Pain: Neuroscience and Clinical Research Cerebrum, June 2012

Coppieters I, Meeus M, Kregel J, Caeyenberghs K, De Pauw R, Goubert D, Cagnie B. Relations Between Brain Alterations and Clinical Pain Measures in Chronic Musculoskeletal Pain: A Systematic Review. J Pain. 2016 Sep;17(9):949-62

Jones AK, Huneke NT, Lloyd DM, Brown CA, Watson A. Role of functional brainimaging in understanding rheumatic pain. Curr Rheumatol Rep. 2012;14(6):557–567.36

Moseley GL, Butler DS, Explain Pain, Noigroup Publications, Adelaide, Australia, 2003

 

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