Hvor hurtigt føler vi smerte? Undersøgelse vælter tidligere forestillinger
Ny forskning vælter den udbredte opfattelse, at mennesker i modsætning til andre pattedyr behandler smerter langsommere end berøring. Resultaterne kan have betydelige konsekvenser for diagnose og behandling af smerte.
Indtil nu har den videnskabelige konsensus været, at nervesignalerne, der "kommunikerer" berøring til hjernen, er hurtigere hos mennesker end dem, der viderebringer smerte.
Forskeren i hastighed, troede forskere, skyldtes det faktum, at berøringssignaler bevæger sig gennem nerverne med et tykt lag myelin - det isolerende lag af lipider, der danner en beskyttende kappe omkring nerverne. Myelin hjælper nerverne med at lede signaler hurtigere.
I modsætning hertil rejser smertesignaler gennem nerver, der enten slet ikke har myelin eller kun har et meget tyndt lag.
Andre pattedyr har såkaldte ultrahurtige nociceptorer (receptorer, der registrerer skadelige eller potentielt skadelige stimuli), det vil sige afferente neuroner med et tykt lag myelin til at formidle smertesignaler så hurtigt som muligt. Men gælder det samme for mennesker?
Saad Nagi, en hovedforskningsingeniør ved Institut for Klinisk og Eksperimentel Medicin og Center for Social og Affektiv Neurovidenskab ved Linköping Universitet i Sverige, ledede for nylig et team af forskere, der ønskede at besvare dette spørgsmål.
"Evnen til at føle smerte er afgørende for vores overlevelse," forklarer Nagi, "så hvorfor skulle vores smertesignaliseringssystem være så meget langsommere end systemet, der blev brugt til berøring, og så meget langsommere, end det kunne være?"
For at finde ud af anvendte forskerne en teknik kaldet mikronurografi, som gjorde det muligt for dem at visualisere og spore neuraltrafikken fra "perifere nerver, der fører til muskler og hud."
Nagi og team anvendte denne teknik til 100 sunde deltagere i studiet og offentliggjorde resultaterne i tidsskriftet Videnskabelige fremskridt.
Smerter bevæger sig lige så hurtigt som berøring
Teknikken med mikronurografi eller "aksonale optagelser med en enkelt enhed" gjorde det muligt for forskerne at spore smerte og berøringssignaler i nervefibrene i en enkelt neuron.
Nagi og team ledte efter neuroner, der bar signaler så hurtigt som berøring, men også opførte sig som nociceptorer.
Undersøgelsen afslørede, at 12% af neuronerne med et tykt myelincoat havde de samme egenskaber som nociceptorer, idet de kunne opdage og formidle "skadelige stimuli", såsom grov penselstrøg eller klemning.
Smertereceptorer reagerer ikke på blød berøring, og heller ikke disse neuroner, som forskerne testede ved at anvende bløde penselstrøg. Endelig udførte disse nerveceller smertesignaler lige så hurtigt som berøringsfølsomme neuroner.
For at kontrollere, at funktionen af disse superhurtige nerveceller faktisk var at formidle smerte, brugte forskerne måleelektroder til at anvende korte, præcise elektriske bursts, der målrettede mod individuelle nerveceller. Som et resultat rapporterede deltagerne, at de følte skarpe pinprick-fornemmelser.
”Da vi aktiverede en individuel nervecelle, forårsagede det en opfattelse af smerte, så vi konkluderer, at disse nerveceller er forbundet med smertecentre i hjernen,” siger Nagi.
”Det bliver tydeligt, at tykt myelinerede nervefibre bidrager til oplevelsen af smerte, når det har en mekanisk årsag. Vores resultater udfordrer lærebogsbeskrivelsen af et hurtigt system til signalering af berøring og et langsommere system til signalering af smerte. Vi foreslår, at smerte kan signaliseres lige så hurtigt som berøring. ”
Saad Nagi
Nagi og kolleger undersøgte også mennesker, der havde oplevet nerveskader, der fik dem til at miste tykt myeliniserede nerveceller, men påvirkede ikke deres tyndt myeliniserede nerveceller. Som et resultat af skaden kan disse deltagere ikke føle let berøring.
Nagis hold antog, at det at miste myeliniserede nervefibre også ville påvirke det nyopdagede superhurtige netværk af nociceptorer. Forskerne fandt ud af, at disse personer ikke kunne opleve mekanisk smerte.
Resultaterne, forklarer forskerne, kan hjælpe læger med at diagnosticere smerterelaterede tilstande og give bedre pleje til mennesker, der oplever dette symptom.
