Aktivierung von A-Delta-Fasern und C-Fasern bei einer thermischen Verletzung ersten Grades bei Freiwilligen (BI-Laser)

HINTERGRUND Die Leitungsgeschwindigkeit peripherer Nervenfasern hängt vom Nervendurchmesser ab. Die Leitungsgeschwindigkeit von großen myelinisierten Fasern beträgt 50–120 m/s, während sie für die kleineren myelinisierten A-delta- und unmyelinisierten C-Fasern im Bereich von 5–10 m/s und 0,5–1 m/s liegt , bzw. Durch kurze Laserpulse mit hoher Energiedichte und Synchronisation lässt sich anhand einfacher Reaktionszeiten die Art der aktivierten Faserklasse bestimmen. Untersuchungen der Gruppe von Plaghki und Kollegen haben gezeigt, dass bei der Stimulation Oberflächenbereiche zwischen 15 und 50 mm² liegen bei einer oberhalb der Schwelle liegenden Intensität zur Aktivierung von A-Delta-Fasern wird ein typisches bimodales Reaktionsmuster beobachtet mit einem ersten Peak, der um 400 ms zentriert ist, und einem zweiten um 850 ms. Während der frühe Peak auf die Aktivierung von A-Delta-Fasern zurückzuführen ist, wird der zweite Peak durch die C-Faser-Aktivierung verursacht.

HYPOTHESE Nach einer leichten thermischen Hautverletzung (47 °C, 420 s, 9,0 oder 12,5 cm² Fläche) ist der verletzte Bereich mit Erythem und einer erhöhten Empfindlichkeit verbunden, d. h. Schmerzen werden durch mechanische und thermische Reize im primären hyperalgetischen Bereich leicht hervorgerufen. In normaler Haut, die die Verletzung umgibt, sind mechanische und thermische Allodynie und Hyperalgesie vorhanden. Harmlose Reize in diesem Bereich der sekundären Hyperalgesie können Schmerzen hervorrufen. Es wird angenommen, dass dies ein zentraler Prozess ist, der von der Pionierforschung in den 1980er und 1990er Jahren vorgeschlagen wurde. Der Begriff für dieses Phänomen ist heterosynaptische zentrale Erleichterung, was bedeutet, dass harmlose Stimuli normalerweise hochschwellige nozizeptive Hinterhornneuronen aktivieren können, was zu Allodynie führt. Diese Umwandlung eines harmlosen Stimulus in normaler Haut unmittelbar außerhalb der Verletzung in einen schmerzerzeugenden Stimulus ist das Ergebnis einer Veränderung in der sensorischen Verarbeitung innerhalb des ZNS. Diese Verarbeitung wird wahrscheinlich durch spino-bulbo-spinale Schleifen reguliert, einschließlich der rostralen ventro-medialen Medulla (RVM) und des Locus coeruleus (LC).

Die Studienhypothesen sind erstens, dass die Reaktionszeiten an der thermischen Verletzungsstelle (d.h. primärer Hyperalgesiebereich) im Vergleich zum Niveau vor der Verletzung verändert sind. Zweitens, dass die sensorischen Veränderungen im Bereich der sekundären Hyperalgesie nach einer thermischen Verletzung nicht ausschließlich zentral vermittelt sind, sondern dass auch Veränderungen in peripheren Afferenzen, z. A-Delta-Fasern (AMH Typ I) sind durch Auswertungen der Reaktionszeiten auf CO2-Laserpulse nachweisbar.

Eine bekannte Alternative zur Laserstimulation ist die Verwendung einer Kontaktthermode mit einer viel größeren Stimulationsfläche, nämlich 2,5 bis 16 cm². Die wesentlich größere Fläche der Kontaktthermode, kombiniert mit einer langsameren Heizrate im Vergleich zum Laserstimulus (< 0,5 cm², 10 ms), kann eine ausgeprägte räumliche und zeitliche Summierung hervorrufen und die genaue Interpretation sensorischer Daten beeinträchtigen. Eine kürzlich durchgeführte Methodenvergleichsstudie bei Patienten mit postzosterischer Neuralgie, in der Bewertungen verglichen wurden, die durch eine Kontaktthermode (9 cm²) und durch Laserstimuli (< 0,25 mm²) erzielt wurden, zeigt, dass die Lasermethode empfindlicher und spezifischer bei der Erkennung von Wärme ist sensorische Anomalien. Da der Laserstimulus eine steilere Steigung des Erwärmungsprofils und eine synchronisiertere Aktivierung von wärme- und wärmeempfindlichen kleinen Fasern, d. h. C- und A-Delta-Fasern, in der Haut Laserstimulation ist die bevorzugte Methode in der vorliegenden Studie.

KLINISCHE AUSWIRKUNGEN Die Neigung zur Entwicklung einer sekundären Hyperalgesie kann eine Prädisposition für die Entwicklung anhaltender postoperativer Schmerzen widerspiegeln. Es wurde geschätzt, dass 2–10 % der Patienten, die sich ansonsten unkomplizierten chirurgischen Eingriffen unterziehen, unter anhaltenden postoperativen Schmerzen leiden werden. Die Untersuchung der pathophysiologischen Mechanismen hinter sekundärer Hyperalgesie kann daher unser Verständnis des Übergangs zu chronischen Schmerzen erweitern und dadurch unsere Behandlungsstrategien für diese große Patientengruppe verbessern.