MECCANISMI CENTRALI DEL DOLORE
E FISIOPATOLOGIA DEL DOLORE
NEUROPATICO CENTRALE
Stefano Tamburin
Università di Verona, Dipartimento di
Scienze Neurologiche e della Visione,
Sezione di Neurologia Riabilitativa
U.O. Neurologia, Clinica Pederzoli,
Peschiera del Garda (VR)
Physiology of Pain Perception






Transduction
Transmission
Modulation
Perception
Interpretation
Behavior
Injury
Brain
Descending
Pathway
Dorsal
Root
Ganglion
Peripheral
Nerve
Ascending
Pathways
C-Fiber
A-beta Fiber
A-delta Fiber
Dorsal
Horn
Spinal Cord
Adapted with permission from WebMD Scientific American® Medicine.
• Tratto spino-talamico: laminae I, V, VI, VII
• Tratto spino-reticolo-talamico: laminae VII, VIII (in parte non
crociato)
• Tratto spino-mesencefalico: laminae I, V (proietta a PAG e
nuclei parabrachiali)
• Tratto cervico-talamico: nucleo cervicale laterale (afferenze da
laminae III, IV); in parte si sovrappone al lemnisco mediale
• Tratto spino-ipotalamico: laminae I, V, VIII
Sistema Spino-talamico
• Sinapsi in VPL e VPM del talamo
• Media il riconoscimento del dolore
dell’emicorpo controlaterale (faccia inclusa)
• Gli assoni originano in Lamina I e V con campi
recettivi ben definiti (somatotopico)
• Media il dolore acuto ( 1° dolore) e
localizzabile
Sistema Spino-reticolo-talamico
•
•
•
•
•
Filogeneticamente piu’ antico
Sinapsi in nuclei intralaminari e mediali del
talamo
Il sistema reticolare attiva in modo diffuso la
corteccia
Non somatotopico (a proiezione diffusa)
Dolore persistente non localizzabile (fibre C, 2°
dolore, spinoreticolare)
Perceptual categories
• Pricking, sharp (First pain)
–
–
–
–
Quality: Sharp
Temporal: Initial pain sensation; Brief
PNS axons: Aδ fibers
CNS pathway: Somatosensory to thalamus & cortex
• Burning, dull, vague (Second pain)
–
–
–
–
Qualities: Dull; Aching; Unpleasant
Temporal: Later, more long-lasting pain sensation
PNS axons: C fibers
CNS: Reticular formation; Periaqueductal gray; Hypothalamus;
Central thalamus
TALAMO
Talamo - nucleo VPL
• L’input del tratto spino-talamico sul VPL si sovrappone con quello
del lemnisco mediale, che porta la sensibilità epicritica.
• La stimolazione non produce dolore e la distruzione provoca la
perdita della sensibilità discriminativa ma solo analgesia
transitoria.
• Coinvolto negli aspetti discriminativi del dolore (localizzazione,
natura, intensità).
• Proietta alla corteccia primaria somato-sensitiva.
Talamo - nuclei posteriori, intralaminari e
mediali
• Ricevono la maggior parte delle fibre dal tratto spinotalamico e
spino-reticolo-talamico ed una minor quantità dal lemnisco mediale.
• Hanno campi recettivi bilaterali con scarsa organizzazione
somatotopica.
• Hanno una proiezione diffusa sottocorticale e una proiezione diffusa
al lobo frontale e al sistema limbico.
• Sono coinvolti nelle risposte di ‘arousal’ al dolore affettivomotivazionali e vegetative
• Molti di questi neuroni hanno proprietà di risposta ad ampio range
dinamico
PROIEZIONI TALAMO CORTICALI
Periacqueductal gray matter: oppioidi
Nucleus raphe magnus: serotonina
Locus Coeruleus: noradrenalina
Reticular Activating System and Parabrachial Nucleus
• The reticular activating system
(RAS) in the pons and medulla
influences the brain’s awareness
of the incoming pain stimuli.
•
• The information also travels
through the parabrachial nucleus,
which has connections to the
ventral medial nucleus of the
hippocampus and the central
nucleus of the amygdala.
Scherder et al., 2003
Iadarola et al., 1998
Common cerebral network of pain (pain
matrix)
• Sensation–perception: thalamus, primary and
secondary somatosensory cortex, insula
• Attention-evalutation: anterior cingulate cortex,
orbitofrontal cortex,
• Affective: amygdala, ventral striatum
• Descending pain control: periaqueductal grey
• Sensory–motor integration: supplementary motor
cortex, bilateral putamen, insula, cerebellum (anterior
lobe and vermis), superior colliculus.
Le componenti del dolore
• Discriminativa-sensoriale: identifica, localizza e valuta le
caratteristiche dello stimolo doloroso
• Affettiva-motivazionale: attribuisce al dolore la tonalità
affettiva sgradevole e la spinta motivazionale a reagire
attivando il sistema motorio (atteggiamenti antalgici, reazioni
di allontanamento e fuga)
• Autonomica-neuroendocrina
• Cognitiva-valutativa: processi di attenzione, valutazione
(causa del dolore), interpretazione e giudizio del dolore
(riferimenti culturali), apprendimento e memorizzazione
• Mnesica (memoria del dolore)
Dolore: un universo complesso
DOLORE
Esperienza
soggettiva
Comportamenti
osservabili
Cognitiva (Diff. Concen.)
Motori (astenia)
Emozionale (irritabilità)
Sonno
Affettiva (depressione)
Psicologici
Fattori ambientali,
familiari, sociali e culturali
Influenze culturali possono modulare i
comportamenti di evitamento del dolore
Dolore neuropatico centrale
Dolori Centrali
Mielopatie (traumatiche)
Patologie del troncoencefalo
(Wallenberg)
Dolori post-ischemici cerebrali
(sindrome talamica)
Sclerosi Multipla
Misti-nocicettivi
Osteoarticolari
nei post-ischemici
e midollari
Muscolari nella sclerosi
multipla
Asymbolia for pain after lesion to insula
Patologie neurodegenerative e coinvolgimento
della processazione centrale del dolore
Il dolore può essere sotto-stimato e sottotrattato nell’anziano demente
Come valutare il dolore nel
bambino
NCH FUNZIONALE NEL DOLORE CENTRALE
MECCANISMI DELLA MCS
• Attivazione della corteccia cingolata perigenuale, che
modula la componente emotiva del dolore
• Attivazione della PAG, che determina inibizione discendente
• Possibile secrezione di oppioidi endogeni
Prominent decreases of fMRI signals in the
nucleus accumbens, amygdala,
hippocampus, parahippocampus,
hypothalamus, ventral tegmental area,
anterior cingulate gyrus (BA 24), caudate,
putamen, temporal pole, and insula
MECCANISMI DELL’IPNOSI NEL DOLORE
Rainville et al. 1997
Pain-related brain activity during thermal pain
(fMRI data).
No VR
During VR
•
•
•
66% of subjects reported anomalous
sensory symptom numbness, pins and
needles, moderate aching and/or a definite
pain.
Most frequent symptoms when incongruent
movement was performed while viewing the
reflected limb in the mirror
Some individuals were more susceptible to
symptom generation than others.
EFFETTO PLACEBO
• Risposta positiva ad un farmaco o trattamento, che
ha effetti neutri dal punto di vista farmacodinamico o
fisiopatologico
• Sempre presente nella pratica clinica
• Dipendente dall’aspettativa del paziente
• Correlato a precedenti esperienze (rinforzo positivo)
• Dipendente da precisi fenomeni neurofisiologici e
neurobiologici
Physiological Basis for the “Placebo Effect” in Pain
Placebo Regions
AC
DLPFC
Nucleus Acc
Insula
Thalamus
Antagonizzato dal
naloxone
Zubieta et al. J Neurosci 2005
EFFETTO PLACEBO
• Contesto psico-sociale
• Aspettativa-condizionamento
EFFETTO PLACEBO NELLA MALATTIA
DI PARKINSON
Registrazione dal nucleo subtalamico durante
intervento di DBS
PHANTOM LIMB PAIN
Dolore che compare dopo l’amputazione
di un arto
Riferito nella sede dell’arto amputato
I meccanismi sono solo parzialmente
conosciuti
Verosimile conseguenza di ‘plasticità
mal-adattativa’ a livello di S1
Flor et al. Nature Reviews Neuroscience 7, 873–881 (November 2006)
PLASTICITA’ ‘MALADATTATIVA’ NEL
DOLORE DA ARTO FANTASMA
Flor et al. Nature Reviews Neuroscience 7, 873–881 (November 2006) | doi:10.1038/nrn1991
Come controbilanciare la ‘plasticita’
maladattativa nel dolore da arto fantasma?
CHANGES IN CRPS PATIENTS
• SI responses were 25–55% stronger to stimulation of
the painful side.
• The distance between SI representations of D1 and D5
was significantly shorter
• Reactivity of the 20-Hz motor cortex rhythm to tactile
stimuli was altered
Tissue damage
Hyperalgesia
PERIPHERAL
ACTIVITY
Nerve damage
Spontaneous
pain
Allodynia
SPINAL
SENSITIZATION
Decreased
threshold to
peripheral
stimuli
Expansion of
receptive
field
Increased
spontaneous
activity
MECCANISMI SOVRASPINALI DI IPERALGESIA ED
ALLODINIA