Schmerz: Entstehung, Physiologie und Klinik

Der Schmerz ist ein wichtiges Warnsignal, das einen Schutzmechanismus für den Körper darstellt. Darüber hinaus spielt er aber auch bei Krankheiten eine Rolle und kann durch viele verschiedene Medikamente in einer modernen Gesellschaft bekämpft werden. Die Enstehung und Physiologie sowie die klinischen Aspekte und Schmerzmittel sollen in diesem Artikel dargestellt werden.

Schmerz – Definition

Schmerz ist ein unangenehmes Gefühl, das der Körper sendet, um auf eine Verletzung oder eine mögliche Gefahr hinzuweisen. Er kann sowohl körperlich als auch emotional sein und reicht von einem kurzen Stechen bis zu langanhaltendem Leiden. Schmerz ist subjektiv – das heißt, jeder Mensch empfindet ihn anders.

Schmerz – Physiologie

Schmerzen unterliegen in Peripherie und zentraler Lage verschiedenen Modulationen und Regulationen. Im Folgenden soll der Schmerz von der Schmerzentstehung bis zur Verarbeitung und Wahrnehmung beschrieben werden.

Entstehung

Schmerz wird wahrgenommen über die sogenannten Nozizeptoren, die als Schmerzrezeptoren fungieren. Es handelt sich bei ihnen um freie Nervenendigungen im peripheren Gewebe, die auf mechanische, thermische und chemische Reize reagieren. Um diese Reize wahrzunehmen, sind die Zellmembranen der Nozizeptoren mit verschiedenen Rezeptoren besetzt.

Der TRPV1-Rezeptor (Vanillin-Rezeptor) zum Beispiel kann durch das Capsaicin (in der Chili) aktiviert werden und spielt insbesondere eine Rolle bei der schmerzhaften Wahrnehmung von Hitze und Kälte. Durch die Aktivierung dieses Kanals kommt es zum Einstrom von Natrium und Calcium in die Zelle, wodurch die Membran depolarisiert, was spannungsabhängige Natrium-Kanäle öffnet und die Fortleitung eines Aktionspotential ermöglicht.

Mechanische und chemische Reize resultieren in einer Schädigung des Gewebes. Es kommt zu einer Entzündung und die geschädigten Zellen setzen Substanzen wie Kalium-Ionen und ATP frei. Die Bildung unter anderem von Bradykinin und Prostaglandin E2, die den TRPV1-Kanal sensibilisieren, wird in Gang gesetzt. Vor allem das Prostaglandin E2, das von der Cyclooxygenase synthetisiert wird, spielt bei der Nozizeption eine große Rolle.

Weiterleitung

Über die frei endenden Nozizeptoren wird das Signal zum Rückenmark geleitet. Die Zellkörper dieser Neurone sitzen im Spinalganglion. Bei den Nervenfasern handelt es sich um die sehr langsam leitenden Typ-C-Fasern oder die etwas schnelleren Aδ-Fasern. Dabei führen die Aδ-Fasern zu einem hellen, schnellen Schmerz, während die Typ-C-Fasern einen langsamen, dumpfen Schmerz vermitteln.

Im Hinterhorne des Rückenmarks werden die Schmerzfasern auf ein zweites Neuron umgeschaltet. Dieses verläuft vor allem über den Tractus spinothalamicus lateralis zum Thalamus im Gehirn. Bei der Überleitung von von erstem auf das zweite Neuron sind vor allem Glutamat und Substanz P für die Erregung zuständig. Die präsynaptischen Membranen der ersten Neurone sind mit verschiedenen Rezeptoren besetzt, die die Freisetzung der erregenden Neurotransmitter hemmen können. Zu diesen gehören auch die Opioidrezeptoren, an die endogene Opioide zur Schmerzhemmung oder auch synthetische Opioide binden können.

Die zweiten Neuronen kreuzen auf Segmentebene in der Comissura alba und schalten im Thalamus auf das dritte Neuron um.

Gehirn

Der Tractus spinothalamicus endet im Nucleus ventralis posterolateralis des Thalamus, von wo weitere Fasern in Richtung des Kortex ziehen. Weitere Verbindungen ziehen vom Thalamus in Regionen des limbischen Systems, wie in den Hippocampus. Dort wird die emotionale Komponente von Schmerz verarbeitet.

Über eine Verbindung zwischen Thalamus und Formatio reticularis können Schmerzen die Wachheit mit beeinflussen.

Schmerzmodulation

Eine absteigende schmerzhemmende Bahn startet aus dem periaquäduktalen Grau des Mittelhirns und zieht zum Nucleus raphe magnus und Locus caeruleus des Hirnstamms. Der Nucleus raphe magnus entsendet serotonerge Neurone und der Locus caeruleus noradrenerge Neurone ins Hinterhorn des Rückenmarks, um dort eine schmerzhemmende Wirkung auf die Schmerzbahn auszuüben. Dabei kann über das Serotonin eine direkte Hemmung hervorgerufen werden. Noradrenalin fördert die Freisetzung von GABA und körpereigenen Opioiden, die dann hemmend auf die Schmerzweiterleitung wirken.

Schmerz – Klinik und Schmerzmittel

Schmerzmittel (Analgetika) sollen den Schmerz lindern. Dafür gibt es verschiedene Substanzen, die unterschiedliche Wirkweisen aufweisen. Grob kann man die nicht-opioiden und die starken opioiden Analgetika unterscheiden.

Nicht- Opioidanalgetika

Nicht-Opioidanalgetika zeichnen sich eigentlich dadurch aus, dass sie nicht an den Opioidrezeptoren wirken. Letztendlich hemmen fast alle von ihnen die Synthese des Prostaglandin E2 im peripheren Gewebe, um die Sensibilität, mit der die Nozizeptoren reagieren, herabzusetzen. Dies tun sie, indem sie die Cyclooxygenase (COX) reversibel oder irreversibel hemmen.

Medikamente, die die Cyclooxygenase hemmen sind Nicht-steroidale Antirheumatika wie Ibuprofen, Diclofenac oder Acetylsalicylsäure (ASS). Nicht-saure antipyretisch wirkende Analgetika wie Paracetamol und Metamizol hemmen auch die COX. Allerdings hat gerade das Paracetamol noch andere zentrale, fiebersenkende Wirkmechanismen, die noch nicht genau geklärt sind.

Opioidanalgetika

Opioide wirken auf die körpereigenen Opioidrezeptoren, von denen vor allem drei eine besondere Rolle bei der Schmerzhemmung einnehmen. In der Schmerztherapie nehmen diese Substanzen eine große Bedeutung ein. Doch Opioide haben auch ein hohes Abhängigkeitspotenzial.