Tổng quan về sinh lý đau

Phân loại theo cơ chế gây đau Đau do cảm thụ thần kinh nociceptive pain: Đau do cảm thụ thần kinh là đau do thái quá về sự kích thích nhận cảm đau tổn thương mà bắt đầu từ các thụ cảm th

Được điều trị đau là một trong những quyền cơ bản của con người theo

Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và Hội nghiên cứu đau quốc tế (IASP) [1, 4].Việc kiểm soát đau tốt sau điều trị hoặc sau mổ đóng vai trò quan trọng trongthực hành lâm sàng Việc kiểm soát đau tốt giúp bệnh nhân sớm phục hồi cácchức năng ở các cơ quan liên quan, từ đó giúp họ có khả năng vận động sớm,tránh các biến chứng, tạo cảm giác thoải mái và yên tâm khi điều trị

Để có thể đưa ra những biện pháp và phác đồ giảm đau hiệu quả, việctìm hiểu sinh lý đau trong cơ thể người đóng vai trò quan trọng Nắm đượcđặc điểm sinh lý đau và các phương pháp đánh giá đau nói chung sẽ giúp íchtrong việc xác định được những khu vực cơ quan cần giảm đau, từ đó có thểtối ưu hóa quá trình điều trị giảm đau cho bệnh nhân Chuyên đề này được

thực hiện nhằm “Tổng quan về sinh lý đau”

NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ

1 ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN

Đau là một cơ chế bảo vệ của cơ thể, cảm giác đau xuất hiện tại vị trí bịtổn thương làm xuất hiện các đáp ứng nhằm loại trừ tác nhân gây đau Hiệp hộinghiên cứu chống đau quốc tế (IASP) định nghĩa “đau là một cảm nhận thuộc vềgiác quan và xúc cảm do tổn thương đang tồn tại hoặc tiềm tàng ở các mô gây nên

và phụ thuộc vào mức độ nặng nhẹ của tổn thương ấy” [5] Định nghĩa này hiệntại được sử dụng phổ biến nhất, thể hiện tính chất phức tạp của cảm giác đau Một định nghĩa khác của tình trạng đau là “những gì bệnh nhân trảinghiệm, cảm nhận thấy và cho rằng đó là đau” [6] Phần lớn bệnh nhân khi đếnbệnh viện đều có triệu chứng đau,và cảm giác này chủ yếu có tính chất mangtính chủ quan nên khó đo lường chính xác và đầy đủ Khả năng chẩn đoánthường phụ thuộc nhiều vào kiến thức về đau của các thầy thuốc [7]

2 PHÂN LOẠI ĐAU

2.1 Phân loại theo thời gian đau và tính chất đau

Đau cấp tính: tình trạng gây ra bởi các nguyên nhân thực thể có thể

xác định (như chấn thương, phẫu thuật), với diễn biến lâm sàng thường cảithiện trong vài ngày đến vài tuần khi nguyên nhân ban đầu được giải quyết.Đau cấp có thể chuyển thành đau mạn nếu không được kiểm soát tốt [10]

Đau mạn tính: tình trạng đau kéo dài hơn bình thường sau một quá

trình bệnh lý, chấn thương hoặc phẫu thuật (điển hình là trên 3 tháng), cóthể hoặc không liên quan đến nguyên nhân thực thể Đặc điểm của loại đaunày là dai dẳng, khó khu trú, không giảm khi dùng các liều giảm đau chuẩn(đặc biệt là opioid) Ngoài ra đau cũng được phân loại dựa trên cơ chế và vịtrí đau [23, 24]

Đau nhanh: thường được mô tả dưới nhiều tên gọi, như đau buốt, đau

nhói, đau cấp tính hay đau dữ dội Dạng cảm giác này dễ dàng nhận thấy khikim châm hay dao cắt vào da hoặc da bị bỏng, bị giật điện Đau nhói cấp tính

ít khi xảy ra ở những mô nằm sâu trong cơ thể [25]

Đau chậm cũng được gọi bằng nhiều tên, như nóng rát, đau âm ỉ, đau

nhức, đau quặn và đau dai dẳng Dạng đau này thường đi kèm với sự phá hủythực thể tại mô; có thể diễn ra trong thời gian dài và làm cho người bệnhkhông thể chịu đựng thêm được Nó xảy ra trên da hay cả những mô nằm sâuhay nội tạng [22, 25]

2.2 Phân loại theo cơ chế gây đau

Đau do cảm thụ thần kinh (nociceptive pain): Đau do cảm thụ thần

kinh là đau do thái quá về sự kích thích nhận cảm đau tổn thương mà bắt đầu

từ các thụ cảm thể nhận cảm đau tổn thương rồi dẫn truyền hướng tâm về thầnkinh trung ương; là cơ chế thường gặp nhất trong phần lớn các chứng đau cấptính (chấn thương, nhiễm trùng, thoái hóa ) Ở giai đoạn mạn tính, người tanhận thấy cơ chế này có trong những bệnh lý tổn thương dai dẳng, ví dụ nhưtrong các bệnh lý khớp mạn, hay trong ung thư Đau do cảm thụ thần kinhthường nhạy cảm với các thuốc giảm đau ngoại vi hay trung ương và cácphương pháp phong bế vô cảm [26]

Đau do nguyên nhân thần kinh (neuropathic pain): Một số trường

hợp đau xảy ra trong bệnh cảnh di chứng tổn thương hay cắt đoạn thần kinhngoại vi (như trong hiện tượng chi ma, zona, đau dây V, cắt đoạn thần kinh,liệt hai chân ) Hiện tượng này được giải thích bằng cơ chế lạc đường dẫntruyền Cụ thể, sau tổn thương hay cắt đoạn các đường hướng tâm ngoại vi,các neurone ở sừng sau tủy sống hay trên tủy có thể trở nên tăng nhạy cảm donhững cơ chế còn chưa biết rõ Nguyên nhân có thể do suy giảm sự ức chế, dobộc lộ các đường kích thích, tăng nhạy cảm của những đầu thần kinh bị cắt

đoạn, sự dẫn truyền qua lại giữa các sợi kề nhau từ sợi này qua sợi khác, mọcchồi thần kinh giao cảm… Tính chất đặc biệt của các hiện tượng đau là doyếu tố giao cảm bị lôi cuốn vào quá trình bệnh lý (đau giao cảm) Trên thực

tế, tính phức tạp của cơ chế là vừa trung ương, vừa ngoại vi, nên người tathường dùng thuật ngữ đau do nguyên nhân thần kinh (neuropathic) hay đau

do bệnh lý thần kinh mà không nghiêng về phần ngoại vi hay trung ương củachứng đau Ngoài ra, trong lâm sàng còn thường gặp chứng đau hỗn hợp(mixed pain) bao gồm cả cơ chế đau nhận cảm và đau thần kinh [26, 27]

Đau do căn nguyên tâm lý (psychogenic pain): Đau do căn nguyên

tâm lý có đặc điểm: là những cảm giác bản thể hay nội tạng, ám ảnh nhiềuhơn là đau thực thụ, với sự mô tả phong phú, không rõ ràng hoặc luôn thayđổi và thường lan tỏa, triệu chứng không điển hình Đau chỉ mất khi ngườibệnh tập trung chú ý một vấn đề gì đó, thuốc chống đau không có tác dụngvới loại đau này Thường gặp trong các trường hợp như: bệnh hysteri, bệnhrối loạn cảm xúc (trầm cảm), tự kỷ ám thị về bệnh tật, bệnh tâm thần phânliệt Đau trong bệnh trầm cảm (depression) là hội chứng rất hay gặp Nhiềutrường hợp trầm cảm là hậu quả của một bệnh đau thực thể có trước, sau đóchính trầm cảm quay trở lại làm bệnh lý đau ngày càng tồi tệ hơn, tạo nên mộtvòng xoắn bệnh lý [28]

2.3 Phân loại đau theo khu trú

Đau cục bộ (local pain): Là khi khu trú đau cảm thấy trùng với khu trúquá trình bệnh lý Chẳng hạn, trong viêm dây thần kinh, đau cảm thấy suốt dọcdây thần kinh, tương ứng đúng với vị trí giải phẫu của dây thần kinh đó [29]

Đau quy chiếu (referred pain): Là khu trú đau không trùng với khu trú

của kích thích tại chỗ trong hệ cảm giác Ví dụ, trong chấn thương hoặc u ởvùng đầu gần trung tâm của thân thần kinh, cảm giác đau lại xuất hiện ở vùngphân bố của đầu ngoại vi xa trung tâm của dây thần kinh đó Trong chấn

thương thần kinh trụ ở vùng khớp khuỷu lại thấy đau ở ngón tay IV và V;kích thích các rễ sau cảm giác của tủy sống gây đau xuất chiếu (đau bắn tia) ởcác chi hoặc vành đai quanh thân mà rễ thần kinh đó chi phối Ngoài ra, ởngười bị cắt cụt chi thể, sự kích thích những dây thần kinh bị cắt đứt ở mỏmcụt gây một cảm giác ảo, đau ở bộ phận ngoại vi của chi mà thực tế khôngcòn nữa [30].

Đau lan xiên: Là cảm giác đau gây ra do sự lan tỏa từ một nhánh dây

thần kinh này sang một nhánh thần kinh khác Ví dụ, khi kích thích đau ở mộttrong ba nhánh của dây thần kinh sinh ba (dây V) có thể đau lan sang vùngphân bố của hai nhánh kia; như trong trường hợp ung thư thanh quản, mộttrong những triệu chứng là đau tai, do kích thích dây thần kinh thanh quảntrên (là một nhánh của dây X cảm giác của thanh quản), đau lan sang vùngnhánh tai cũng của dây X phân bố cho phần sau của ống tai ngoài

Đau phản chiếu (reflected pain): Cũng là một kiểu đau lan xiên, nhưng

ở đây kích thích đau xuất phát từ nội tạng được lan xiên đến một vùng da nào

đó Hiện tượng này được giải thích bằng thuyết phản chiếu (còn gọi là cơ chếphản xạ đốt đoạn): Tại lớp V sừng sau tủy sống, có những neurone đau khôngđặc hiệu gọi là neurone hội tụ, tại đây sẽ hội tụ những đường cảm giác đauhướng tâm xuất phát từ da, cơ xương và vùng nội tạng, làm cho não khi tiếpnhận thông tin từ dưới lên sẽ không phân biệt được đau có nguồn gốc ở đâu,

và thường được hiểu nhầm là đau xuất phát từ vùng da tương ứng Kiểu đaunày mang tên hiện tượng cảm giác - nội tạng, còn khu vực da xuất hiện đaugọi là vùng Zakharin Head [31]

3 CÁC THÀNH PHẦN THAM GIA DẪN TRUYỀN CẢM GIÁC ĐAU

3.1 Các thụ thể cảm giác đau (receptor)

Các thụ thể cảm giác đau là các thụ thể chịu trách nhiệm về việc pháthiện đau Các thụ thể nằm ở tận cùng các dây thần kinh cảm giác, được phân

bố nhiều ở da, diện khớp, màng xương, xung quanh thành các mạch máu và

có số lượng ít hơn trong các cơ quan nội tạng Các thụ thể này có đáp ứngvượt trội hơn các thụ thể cảm giác khác khi có kích thích độc hại (như nhiệt

độ, hóa học, cơ học, …) gây nên cảm giác đau nên được gọi là thụ thể đau [8]

Các thụ thể này đáp ứng với các kích thích ngoài môi trường như nhiệt

độ, cơ học và hóa học, tạo ra các dạng năng lượng và dẫn truyền thông tin về

vị trí và cường độ của kích thích có hại tới hệ thần kinh trung ương Có 4 tiêuchuẩn được sử dụng để phân loại các thụ thể cảm giác đau:

- Dẫn truyền vào sợi có myelin (sợi A) và không có myelin (sợi C)

- Phương thức kích thích

- Đặc điểm đáp ứng

- Các dấu ấn hóa học trên màng tế bào

Ngoài ra, các thụ thể đau được phân loại dựa vào loại thông tin màchúng chuyển tiếp:

- Thụ thể đau ở da được phân làm 3 loại: thụ thể cơ học ngưỡng cao (tiếpnhận các kích thích cơ học cường độ mạnh), thụ thể nhiệt (tiếp nhận các kíchthích nhiệt và cơ học), thụ thể hóa học hoặc thụ thể đa hình (polymodal receptor,tiếp nhận các kích thích cơ học cường độ mạnh, nhiệt độ, hóa học) [9, 10]

- Các thụ thể ở khớp được phân loại gồm thụ thể cơ học ngưỡng cao,thụ thể đa hình, và các thụ thể im lặng (không nhạy với các kích thích ban đầucủa nhiệt hay áp lực, nhưng chúng trở lên đáp ứng chỉ sau khi xuất hiện cácchất gây viêm) [9, 10]

Các thụ thể đau có tính không thích nghi, khi kích thích đau tác độngliên tục thì các thụ thể đau ngày càng bị hoạt hóa, do đó ngưỡng đau ngàycàng giảm và càng làm tăng cảm giác đau Tính không thích nghi của các thụthể đau có ý nghĩa quan trọng để thông báo cho trung tâm biết những tổnthương gây đau đang tồn tại Đây là khả năng nhạy cảm của thụ thể đau, cóvai trò trong hội chứng đau phức hợp.

Các thụ thể đau có nhiều receptor đối với chất trung gian gây viêm vàđược chia làm 3 nhóm chính: G- protein – coupled receptors (GPCRs), kênhion (ligand-gated ion channels), và các cytokine receptor hoặc tyrosinekinasesreceptor [9, 10]

3.1.1 Kênh ion

Đối với các chất dẫn truyền nhiệt, nhóm receptor phụ thuộc thụ thể tạmthời (transient receptor potential – TRP) thuộc nhóm kênh ion hình thành 1nhóm kênh ion chuyển đổi, với cổng kênh đáp ứng với các mức nhiệt khácnhau Ngoài ra, bên cạnh việc chuyển tải các kích thích nhiệt, một nhánh củakênh TRP – kênh TRPA1 còn liên quan đến chuyển đổi các kích thích hóa họctương tự như các kênh ion nhạy cảm với acid (Acid-sensing ion channels -ASICs) [11]

Kênh Na+ có vai trò cần thiết đối với việc khởi phát và lan truyền điệnthế hoạt động Kênh NaV bao gồm 2 tiểu đơn vị α và β, trong đó có 9 đồngphân của tiểu đơn vị α (NaV1.1- 1.9) đã được xác nhận, với 3 loại NaV1.7,1.8, và 1.9 biểu hiện ưu thế trên thụ thể đau [11]

Các kênh Ca+ được hoạt hóa có vai trò cần thiết đối với việc giải phóngchất truyền đạt thần kinh tại cúc tận cùng của sợi hướng tâm đầu tiên [12] Sốlượng ion Ca đi vào tế bào trước synap sẽ quyết định số lượng chất truyền đạtthần kinh được giải phóng vào khe synap

Kênh K+ có vai trò quyết định duy trì điện thế của màng tế bào và táicực của điện thế hoạt động Kênh K+ mở làm giảm tính hưng phấn của màng

tế bào

3.1.2 Kênh GPCRs

Kênh GPCRs đóng vai trò quan trọng trong điều biến tín hiệu đau, baogồm các receptor opioid, cannabinoid, muscarinic, acetylcholine, GABA,mGlu, và α2 adrenergic GPCRs được hoạt hóa bởi các phối tử nội sinh sẽ ứcchế kênh Ca2+ làm giảm lượng Ca2+ đi vào vùng trước synap, dẫn đến ức chếgiải phóng các chất truyền đạt thần kinh GPCRs cũng điều biến kênh K+,đóng vai trò quan trọng duy trì điện thế nghỉ của màng tế bào Ngoài raGPCRs còn điều chỉnh chức năng và động học của các kênh ion liên quan đến

sự chuyển đổi cảm giác giống như kênh TRPV, kênh NaV [13]

3.1.3 Các Cytokin Receptor

Cytokin là một nhóm protein đa dạng đóng vai trò là các chất trunggian giữa các tế bào Chúng là sản phẩm của các tế bào miễn dịch, hoạt độngnhư các chất trung gian và điều hòa các quá trình miễn dịch Tuy nhiên, nhiềucytokin đã biết được sản xuất bởi các tế bào khác không phải là tế bào miễndịch và cytokin cũng có tác dụng trên những tế bào không phải của hệ miễndịch Hiện nay cytokin đang được sử dụng trên lâm sàng như những chất sửađổi đáp ứng sinh học để điều trị các rối loạn khác nhau

Đau và hệ thống miễn dịch có mối quan hệ hai chiều với nhau, và mốiquan hệ này chưa thực sự rõ ràng rằng việc giảm đau có làm giảm sản sinhcytokin hay giảm cytokin sẽ dẫn đến giảm đau [14] Các cytokin được cho làtham gia phản ứng đau bao gồm: các nhóm interleukins (LI-1 đến IL-35), yếu

tố hoại tử khối u alpha (Tumor necrosis factors – TNFα), chemokins, vàα), chemokins, vàinterferons (IFα), chemokins, vàN) [15]

3.2 Sợi thần kinh cảm giác ngoại biên

Kích thích gây đau (điện thế hoạt động) được truyền vào sừng sau tủysống thông qua cả hai loại sợi thần kinh có và không có myelin Các sợi nàyđược phân loại theo mức độ myelin hóa, đường kính và tốc độ dẫn truyền nhưsau [16, 17]:

Bảng 1 Đặc điểm của sợi thần kinh hướng tâm Aδ và sợi Cδ và sợi C

Loại sợi Aδ (có bọc myelin) C (không bọc myelin)

định khu

Đau chậm, âm ỉ, nhứcnhối, lan tỏa

Vị trí synap ở sừng sau TS Lamina I, V Lamina II

- Sợi trục Aδ được myelin hóa cho phép điện thế hoạt động di chuyển ởtốc độ rất nhanh hướng đến hệ thần kinh trung ương (6-30 mét/giây) Các sợinày đảm nhiệm về “đau đầu tiên” hoặc “đau nhanh”, là cảm giác có khu trútốt, rõ ràng trong một thời gian ngắn nhằm cảnh báo cho cá thể về thương tổn,

từ đó hình thành cơ chế thoái lui phản xạ

- Sợi trục C không được myelin hóa dẫn truyền chậm hơn với tốc độkhoảng 2 mét/giây Còn gọi là sợi dẫn truyền đau đa phương thức, đáp ứng vớicác thương tổn cơ học, nhiệt và hóa học Sợi C là trung gian dẫn truyền cảm giác

“đau thứ phát” có khoảng chậm từ vài giây đến vài phút được mổ tả như cảmgiác rát bỏng lan tỏa hoặc như dao đâm (stabbing) và thường dai dẳng

- Sợi trục Aβ lớn hơn, đáp ứng với đụng chạm nhẹ tối đa và/hoặc cáckích thích chuyển động và thường không gây đau ngoại trừ các trường hợpbệnh lý

3.3 Tủy sống và hành tủy

Sừng sau tủy sống là khớp nối giữa neuron đầu tiên với neuron thứ 2,tại vị trí này xảy ra sự tác động qua lại phức tạp giữa kích thích và ức chếnơron trung gian, đây cũng chính là nơi dải ức chế từ các trung tâm cao hơn

đi xuống Vùng sừng sau tủy sống chia làm nhiều lớp mỏng(lamina), cáclamina có sự kết nối với nhau Bao gồm cúc tận cùng của neuron hướng tâmthứ nhất, tận cùng của các sợi trục của các neuron ở những phân đoạn khác, ởthân não, hoặc ở tổ chức não cao hơn, các interneuron, neuron phóng chiếu,

Hình 1: Sơ đồ các lớp cấu trúc sừng sau tủy sống và vị trí kết thúc của sợi

cảm giác hướng tâm [19].

3.4 Hệ thống trên gai

Các neuron sừng sau tủy sống phóng chiếu lên vùng gai đồi thị và chấtlưới gai đồi thị tới vị trí trên gai (Thân não, đồi thị, hạnh nhân và vỏ não), tạiđây các tín hiệu đau được xử lý, phân tích và điều biến Một số vị trí quantrọng trong xử lý tín hiệu đau hướng tâm, bao gồm chất xám quanh cống não,vùng dưới đồi, hạnh nhân và vùng vỏ não S1, S2, thùy đảo, vỏ não trước trán[17, 19].

2.5 Các chất trung gian gây viêm

Các chất trung gian của quá trình viêm và đau được giải phóng khi cótổn thương mô có liên quan đến dẫn truyền đau ngoại vi gồm [20-22]:

- Chất P (substance P) là neuropeptid giải phóng từ sợi hướng tâmnguyên phát không myelin hóa có vai trò rõ ràng trong cảm nhận đau Ảnhhưởng của chất này có thể bị phong tỏa khi dùng capsaicin (neurotoxin) Chất

P gây giãn mạch và thoát huyết tương, giải phóng histamin từ hạt dưỡng bào,hóa ứng động và tăng sinh bạch cầu, giải phóng các cytokin Bradykinin làchất gây đau và có thể hoạt hóa trực tiếp các thụ thể đau ngoại vi

- Histamin dự trữ ở các hạt dưỡng bào và được giải phóng dưới tácđộng của chất P và các chất trung gian khác Tác dụng của histamin thông quathụ thể đặc hiệu, gây giãn tĩnh mạch, phù và sưng nề tổ chức do tăng tínhthấm của tiểu tĩnh mạch sau mao mạch Serotonin hoặc 5-hydroxytryptamin

dự trữ ở các thể hạt trong tiểu cầu có tác dụng tăng tính thấm vi mạch

- Prostaglandins (PGs) có vai trò lớn trong hoạt hóa ban đầu các thụ thểđau và làm tăng quá trình viêm và phù nề tại vị trí tổn thương Điều hòa đi lêncyclooxygenase -2 (COX-2) chuyển nhanh arachidonic acid từ màng tế bào tổnthương thành nhiều loại prostanoids (PGs và thromboxane A2) Cytokines vàinterleukins được giải phóng như một phần của đáp ứng viêm ngoại vi có thểdẫn đến và tăng sản xuất PGs tại não

Tích lũy các chất trung gian gây đau ở vị trí tổn thương gây kích thíchtrực tiếp các thụ thể đau, huy động các thụ thể đau liên tục và làm giảmngưỡng hoạt hóa các thụ thể này Đây chính là cơ sở của hiện tượng tăng đaunguyên phát (primary hyperalgesia) [21, 22].

4 CÁC ĐƯỜNG DẪN TRUYỀN ĐAU

4.1 Cơ sở của cảm giác đau

Xung động đau được hình thành từ các receptor nhận cảm đặc biệt, là các receptor tận cùng thần kinh ở da, cơ, mô ở sâu, bao khớp và các tạng [32] Receptor nhận cảm đau có tính chất đặc trưng là bị hoạt hóa ở ngưỡng kích thích cao và mã hóa cường độ kích thích bằng cách tăng tần số phát xung Sau kích thích lặp lại, nó không hoặc thích nghi rất chậm, nhạy cảm và phát xung ngay cả khi kích thích đã ngừng

Cảm giác đau được chia thành hai nhóm Cảm giác đau định vị chính xác, được dẫn truyền nhanh, đau như dao cắt, “đau đầu tiên” được dẫn truyền bởi sợi Aδ Cảm giác đau mơ hồ, khởi phát chậm hơn và thường được định vị kém, “đau thứ phát” được dẫn truyền bởi sợi C

Hầu hết receptor nhận cảm đau chịu tác dụng của nhiệt, của tổn thương mô do nguyên nhân cơ học hoặc hóa học Các loại receptor gồm (1) các receptor nhận cảm đau cơ học đáp ứng với kích thích cấu véo, châm chích (pinprick) ở da và mô ở sâu như cơ, bao khớp, (2) receptor ở tạng, bình thường ở trạng thái “im lặng”, chỉ đáp ứng khi có quá trình viêm và (3) receptor nhận cảm đau cơ - nhiệt đa phương thức [32].

Hình 2 Hiện tượng nhạy cảm hóa ngoại vi của thụ thể đau màng tế bào.

Quá trình nhận cảm đau bắt đầu khi các kích thích hóa học, nhiệt hoặc

cơ học hoạt hóa các thụ thể đau, kích thích gây hại chuyển thành tín hiệu điện

Do hoạt hóa thụ thể đau gây ra thay đổi trên màng tế bào dẫn đến khử cựctrên màng tế bào Sự khử cực đó tạo ra điện thế khuếch tán Nếu điện thếkhuếch tán đủ lớn hoặc lan truyền đủ xa để hoạt hóa kênh Na trên sợi trục, khi

đó điện thế hoạt động được sinh ra Điện thế hoạt động được dẫn truyền dọctheo sợi trục hướng tâm (neuron thứ nhất) tới các cúc tận cùng nằm trong bềmặt các lớp của sừng sau tủy sống cùng bên Điện thế hoạt đông hoạt hóa cáckênh Ca cổng điện thế, cho phép Ca cần thiết đi vào để giải phóng chất dẫntruyền thần kinh (các peptid thần kinh) để hoạt hóa neuron thứ 2 tại sừng sautủy sống

4.2 Đường dẫn truyền cảm giác đau

Kích thích đau được dẫn truyền từ ngoại biên vào vỏ não theo conđường gồm ba neuron [32]

Hình 3 Sơ đồ các neuron dẫn truyền cảm giác [32]

Neuron thứ nhất

Neuron thứ nhất có thân tế bào ở hạch rễ sau, có một đầu sợi trục vào sừng sau tủy sống, đầu kia ra đến tận cùng thần kinh ở ngoại biên Một số sợi C, không có myelin, vào tủy sống qua rễ trước (vận động), điều này giải thích vì sao một số bệnh nhân vẫn còn cảm giác đau ngay cả khi đã cắt rễ sau (rhizotomy) và thông báo có cảm giác đau khi kích thích

rễ trước Tại sừng sau tủy sống, ngoài tiếp nối với neuron thứ hai, sợi trục của neuron thứ nhất có thể tiếp nối với neuron trung gian, neuron giao cảm hoặc neuron vận động sừng trước

Các neuron vùng đầu dẫn truyền xung động đau theo các dây thần kinh sọ đến các hạch thần kinh sọ não.

Neuron thứ hai

Khi các sợi hướng tâm vào tủy sống, các sợi lớn, có myelin đi vào phía giữa; sợi nhỏ, không myelin đi ra phía ngoài Các sợi dẫn truyền cảm giác đau có thể đi lên hoặc xuống 1 đến 3 đốt tủy trong đường Lissauer (Lissauer’s tract) trước khi tiếp nối với neuron thứ hai tại chất xám của sừng sau tủy sống cùng bên Trong nhiều trường hợp, nó nối với neuron thứ hai qua neuron trung gian

Hình 4 Đường dẫn truyền cảm giác đau từ ngoại biên đến não [33]

Rexed chia chất xám tủy sống thành 10 lớp Sáu lớp đầu tiên, tạo thành sừng sau, nhận tất cả sợi thần kinh hướng tâm và là vị trí chính

của quá trình điều chỉnh đau của các đường thần kinh lên và xuống từ não Neuron thứ hai là neuron nhận cảm đau chuyên biệt hoặc là neuron

có phổ đáp ứng rộng (wide dynamic range: WDR) Neuron nhận cảm đau chuyên biệt chỉ nhận cảm và dẫn truyền kích thích đau, nhưng neuron WDR nhận các xung hướng tâm không gây đau khác từ các sợi

Aβ, Aδ và C Neuron nhận cảm đau chuyên biệt chủ yếu ở lớp I và có trường nhận cảm bản thể và cảm giác tinh tế Bình thường các neuron này ở trạng thái “im lặng” và chỉ đáp ứng với kích thích đau có ngưỡng cao, mã hóa kém cường độ kích thích Neuron WDR là loại tế bào chiếm

ưu thế nhất ở sừng sau, nhiều nhất ở lớp V Khi kích thích lặp lại, các neuron WDR có đặc trưng là tăng mức độ hưng phấn theo cấp số nhân, ngay cả với cùng cường độ kích thích Nó cũng có trường nhận cảm kích thích lớn hơn so với neuron nhận cảm đau chuyên biệt.

Sợi hướng tâm tạng dừng chủ yếu ở lớp V và mức độ ít hơn ở lớp I Hai lớp này là điểm hội tụ trung ương của xung tạng và bản thể Lớp V đáp ứng với cả xung cảm giác đau lẫn không gây đau, đồng thời nhận cả sợi hướng tâm đau bản thể và đau tạng Hiện tượng hội tụ giữa đường vào của cảm giác tạng và cảm giác bản thể biểu hiện trên lâm sàng bởi hiện tượng đau qui chiếu (referred pain) So với các sợi bản thể, sợi cảm giác đau tạng có số lượng ít hơn, phân bố rộng hơn, hoạt hóa một số lớn hơn neuron tủy sống.

Bó gai - thị

Sợi trục của hầu hết các neuron thứ hai bắt chéo qua đường giữa gần vị trí xuất phát của nó (rãnh trước) đến bên đối diện trước khi tạo thành bó gai - thị Bó này cho các sợi lên đồi thị, cấu tạo lưới, thể raphe

và chất xám quanh cống não Bó gai - thị là đường dẫn truyền chính đau, nằm ở vị trí trước bên của chất trắng Đường đi lên này được chia thành

đường giữa và đường bên Đường bên (neospinothalamic - bó tân gai thị) cho các nhánh lên vùng nhân bụng sau ngoài của đồi thị và cho phép xác định vị trí, cường độ và sự kéo dài của kích thích đau Đường giữa (paleospinothalamic - bó cựu gai thị) cho nhánh lên vùng đồi thị giữa và chịu trách nhiệm cho đáp ứng tự động và nhận cảm khó chịu về cảm xúc của đau Một vài sợi gai - thị cũng tỏa lên vùng chất xám quanh cống não

và đây có thể là đường nối quan trọng giữa đường lên và đường xuống Sợi phụ tỏa lên hệ thống cấu tạo lưới hoạt hóa và vùng dưới đồi, chịu tránh nhiệm cho đáp ứng thức tỉnh khi đau.

Các đường dẫn truyền thay thế

Giống như cảm giác định vị chính xác (epicritic sensation), các sợi dẫn truyền đau đi lên lan tỏa, cùng bên và đối bên và điều này giải thích

vì sao một số bệnh nhân còn cảm nhận đau sau khi đã cắt bỏ bó gai - thị đối bên Như vậy, các đường dẫn truyền đau đi lên khác cũng quan trọng Đường gai - lưới được cho là đường gây đáp ứng thức tỉnh và tự động với đau Đường gai - não giữa rất quan trọng trong hoạt hóa đường giảm đau đi xuống, vì nó có các sợi đến vùng chất xám quanh cống não Đường gai - dưới đồi và gai - đoan não hoạt hóa vùng dưới đồi và gây hành vi cảm xúc Đường gai - cổ (spinocervical) đi lên không bắt chéo để đến nhân cổ ngoài và cho sợi đến vùng đồi thị đối bên, là đường dẫn truyền đau thay thế chính Cuối cùng, một vài sợi ở cột lưng (truyền cảm giác sờ nhẹ và cảm giác bản thể) dẫn truyền đau, các sợi này đi lên phía trong và cùng bên [32].

Sự liên kết với hệ thống vận động và giao cảm

Các sợi hướng tâm tạng và bản thể liên kết với các sợi vận động và giao cảm ở tủy sống, thân não và các cấu trúc trên tủy sống Neuron hướng tâm sừng sau tủy sống tiếp nối cả trực tiếp và gián tiếp với neuron

vận động sừng trước Các sự tiếp nối này giải thích cho hoạt động cơ phản xạ - bình thường hoặc bất thường - khi đau Tương tự, sự tiếp nối giữa neuron dẫn truyền đau hướng tâm và neuron giao cảm ở cột trung gian bên (intermediolateral) gây co mạch qua trung gian phản xạ giao cảm, co cơ trơn và giải phóng catecholamin, cả tại chỗ và từ tủy của tuyến thượng thận Hiện tượng hội tụ giữa đường vào của cảm giác tạng

và cảm giác bản thể biểu hiện trên lâm sàng bởi hiện tượng đau qui chiếu.

Neuron thứ ba

Neuron thứ ba nằm ở đồi thị và tỏa lên vùng cảm giác bản thể I và

II ở rãnh trung tâm sau của vỏ não ở vùng đỉnh và thành trên của rãnh Sylvius giúp cảm nhận đau và định vị tinh tế kích thích đau

4.3 Điều chỉnh nhận cảm đau

Điều chỉnh nhận cảm đau xảy ra ở receptor ngoại biên, ở tủy sống

và ở não Sự điều chỉnh này có thể là ức chế hoặc là thuận lợi ( facilitate)

và nặng thêm (aggravate).

Khái niệm về điều biến đau là cơ chế ngăn cản đau ở sừng sau tủy sống

và ở mức cao hơn của cống não và não giữa Trong tủy sống, cơ chế phá vỡbên trong ức chế truyền tải thông tại synap đầu tiên giữa các neuron thứ nhất

và neuron thứ 2, do đó làm giảm chuyển tiếp các kích thích độc hại của gaiđồi thị Điều biến đau tủy sống được điều chỉnh bởi ức chế các hợp chất giảmđau nội sinh được giải phóng từ interneuron và đoạn cuối của sợi ly tâm từ chấtxám trung tâm và vùng trên gai khác Chất giảm đau nội sinh bao gồmenkephalin (ENK), norepinephrine (NE) và GABA, chúng hoạt hóa opioid,alpha adrenergic, và các thụ thể khác, gây ức chế giải phóng glutamate từ neuronhướng tâm thứ nhất hoặc giảm bớt đáp ứng sau synap của neuron thứ 2

Hình 5: Điều biến đau tại sừng sau tủy sống [34]

Opioid nội sinh, bao gồm ENK và endorphin, điều biến dẫn truyền đaubởi hoạt hóa các receptor µ, ⱪ, δ trước và sau synap những receptor này thuộc

họ GPCR [35] Opioid gắn vào các receptor gây ức chể tổng hợp AMP vòng

và ức chế dòng ion K+ là giảm hưng phấn thần kinh

Hình 6: Hoạt hóa receptor opioid ức chể dòng K + hoặc giảm nồng độ Aδ và sợi CMP

vòng bên trong tế bào [36].

Tăng đau nguyên phát

Sự nhạy cảm của receptor nhận cảm đau dẫn đến giảm ngưỡng nhận cảm, tăng tần số đáp ứng với cùng cường độ kích thích, giảm thời gian chờ đáp ứng và sự phát xung tự nhiên ngay cả khi hết các kích thích Sự nhạy cảm như vậy xảy ra sau tổn thương mô và sau khi tiếp xúc với nhiệt Tăng đau nguyên phát qua trung gian sự giải phóng các chất gây đau từ mô bị tổn thương Histamin được giải phóng từ mastocyte, tế bào ưa kiềm và tiểu cầu, trong khi đó serotonin được giải phóng từ mastocyte và tiểu cầu Bradykinin được giải phóng từ mô do sự hoạt hóa yếu tố XII, rồi bradykinin lại hoạt hóa các tận cùng thần kinh qua các receptor đặc biệt B 1 và B 2

Tăng đau thứ phát

Viêm do nguyên nhân thần kinh, còn được gọi là tăng đau thứ phát, đóng một vai trò quan trọng trong nhạy cảm ngoại biên sau tổn thương mô Nó có ba đáp ứng gồm đỏ quanh vị trí tổn thương, phù tại