Đau

CƠ CHẾ ĐAU

 

Khi mô bị tổn thương, thông tin được truyền về hệ thần kinh trung ương và được giải đoán là đau. Hiện chưa rõ thông tin đó được giải đoán như thế nào. Ngoài ra, có thể thấy đau khi không có kích thích (chẳng hạn đau chi ma), cũng như có kích thích mà thấy không đau (như trong một số nghi lễ tôn giáo). Theo ngôn ngữ kinh điển, đau bao gồm bốn quá trình:

  • Biến đổi: biến năng lượng của kích thích nhiệt, cơ hoặc hóa học gây đau thành điện năng của xung thần kinh.
  • Dẫn truyền: truyền tín hiệu thần kinh từ vị trí biến đổi (ngoại biên) về tủy gai và não bộ.
  • Cảm nhận: giải đoán tín hiệu tới các trung khu thần kinh cao cấp là đau.
  • Điều biến: tín hiệu ức chế hoặc kích thích từ não đi xuống để tác động (điều biến) sự dẫn truyền đau tại sừng sau tủy gai.

Bốn quá trình này sẽ được trình bày trong các phần tiếp theo.

CƠ CHẾ ĐAU

Biến đổi kích thích đau thành xung thần kinh

Hoạt hóa và tăng cảm thụ thể đau

Thụ thể đau là thụ thể cảm giác rất nhạy cảm với tổn thương mô hoặc với kích thích có thể phá hoại mô nếu kéo dài. Đó là các tận cùng tự do của thần kinh cảm giác (thần kinh hướng tâm sơ cấp) phân bố khắp ngoại biên (hình 1). Tín hiệu từ các thụ thể này truyền về sừng sau tủy gai theo hai sợi thần kinh: sợi Ad tốc độ nhanh và sợi C dẫn truyền chậm (bảng 1).

Hình 1: Nguồn gốc ngoại biên của đau. Tín hiệu đau có thể hình thành do hình thái phóng điện bất thường do tổn thương hoặc bệnh tại hệ thần kinh ngoại biên, hoặc do kích thích thụ thể đau. Viêm tại mô tổn thương sẽ tăng cảm thụ thể đau bằng cách hạ ngưỡng kích thích của nó. Một số trạng thái đau lâm sàng không xuất phát từ ngoại biên, mà từ các rối loạn chức năng não bộ.

Về tỷ lệ, khoảng 80% sợi dẫn xung động đau là sợi C, 20% còn lại là sợi Ad. Và khoảng 50% sợi thần kinh cảm giác ở da có chức năng dẫn truyền đau.

Sợi C, loại sợi hướng tâm nhóm IV, là sợi đường kính nhỏ không có vỏ myelin, nên tốc độ dẫn truyền xung thần kinh rất chậm, không quá vài mét một giây. Nó đáp ứng với mức gây đau của các kích thích cơ học, nhiệt và hóa học. Cảm giác đau từ loại sợi này xuất hiện chậm nhưng kéo dài, khó dung nạp về mặt cảm xúc và khó định vị, nhất là với kích thích mạnh. Do đó đôi khi nó được gọi là sợi dẫn cảm giác đau chậm, mạn tính. Đau do sợi C thường đi kèm với phản ứng tự động như toát mồ hôi, tăng nhịp tim và huyết áp, cũng như nôn ói. Loại đau này có thể giảm nhờ morphine; và sự giảm đó bị naloxone, chất đối kháng của morphine, ức chế.

Sợi thần kinh

Thần kinh cơ

Thần kinh da

Đường kính (µm)

Tốc độ dẫn (m/s)

Có vỏ myelin

      Lớn

      Trung bình

      Nhỏ

Không myelin

 

I

II

III

IV

 

Aa

Ab

Ad

C

 

12 - 20

6 - 12

1 - 6

0,2 - 0,5

 

72 - 120

36 - 72

4 - 36

0,4 - 2,0

Bảng 1: Các sợi thần kinh cảm giác. Thần kinh cảm giác tại cơ được phân loại theo đường kính, tại da theo tốc độ dẫn.

Sợi Ad, loại sợi hướng tâm nhóm III, cũng là sợi đường kính nhỏ, nhưng tốc độ lớn hơn sợi C rất nhiều, tới vài chục mét một giây, do có lớp vỏ myelin. Nó nhạy cảm nhất với kích thích cơ học cường độ mạnh, mặc dù cũng đáp ứng với nhiệt và lạnh và có khả năng dẫn truyền các kích thích không đau. Ngược với C, cảm giác đau từ Ad xuất hiện nhanh sau kích thích nhưng không kéo dài, thường dễ định vị và không đi kèm các đáp ứng cảm xúc. Do đó nó còn được gọi là sợi dẫn truyền cảm giác đau nhanh, cấp tính.  Khác với sợi C, morphine không giảm được đau từ loại sợi này.

Tổn thương mô sẽ phá hủy tế bào và giải phóng nhiều sản phẩm và chất trung gian gây viêm, như prostaglandin, chất P, bradykinin, histamine, serotonin, cytokine (hình 2). Chỉ một số trong đó hoạt hóa thụ thể đau (tạo xung thần kinh), trong khi  đa số tăng cảm thụ thể bằng cách hạ ngưỡng kích thích, tức tăng độ kích thích và tần số phóng điện của thụ thể. Kết quả xung thần kinh hoặc tín hiệu đau sẽ xuất hiện, thường với cường độ và tần số phóng điện tỷ lệ với mức độ tổn thương hoặc kích thích. Nó có thể gây ra đau do viêm ngoại biên.

Đau do thần kinh ngoại biên

Ngược với đau do viêm như trên là đau thần kinh, có nguồn gốc từ tổn thương hoặc rối loạn chức năng hệ thần kinh ngoại biên (sợi, hạch và đám rối thần kinh ngoại biên) (hình 1).

Liên hệ lâm sàng

Một số thuốc giảm đau tác động lên quá trình viêm, do đó lên sự hoạt hóa hoặc tăng cảm thụ thể. Chẳng hạn, kháng viêm không steroid (NSAID) ức chế men cyclooxygenase (COX), do đó ức chế tổng hợp prostaglandin, chất trung gian gây viêm và gây đau điển hình. Các loại giảm đau khác, như thuốc chống động kinh hoặc thuốc tê, có tác dụng ngăn chặn hoặc kiểm soát đường dẫn truyền, do đó ức chế sự hình thành xung động đau.

Hình 2: Tổn thương mô tạo ra nhiều sản phẩm gây viêm và đau.

Dẫn truyền tín hiệu đau

Xung thần kinh hoặc tín hiệu đau được dẫn truyền từ ngoại biên về tủy gai và não bộ theo hai giai đoạn: từ ngoại biên về tủy gai và từ tủy gai lên các trung khu cao cấp và vỏ não.

Từ ngoại biên về  tủy gai

Xung thần kinh từ ngoại biên được truyền qua sợi trục của nơ-ron hướng tâm sơ cấp tới sừng sau tủy gai (hình 3). Tại đó tín hiệu được truyền cho nơ-ron tủy gai qua phóng thích các axít amin (như glutamate hoặc aspartate) và peptide thần kinh (chẳng hạn chất P), có tác dụng kích thích tại xy-náp giữa các tế bào. Nơ-ron dẫn truyền tại tủy gai sẽ truyền tiếp tín hiệu lên não. Tuy nhiên không phải mọi hoạt động tại tủy gai đều thuận lợi cho sự dẫn truyền các xung động đau.

Hình 3: Giản đồ một thần kinh tủy gai và các loại sợi chứa trong đó.

Thuyết kiểm soát cổng

Khác với quan điểm truyền thống xem đau bắt nguồn từ kích thích các sợi dẫn truyền đau, thuyết kiểm soát cổng của Melzack và Wall, 1965, cho rằng, đau là kết quả cạnh tranh giữa các tín hiệu không đau từ sợi lớn Ab và các tín hiệu đau từ hai sợi nhỏ Ad và C (hình 4).

Hình 4: Sơ đồ lý thuyết kiểm soát cổng nguyên gốc (SG: chất keo tại sừng sau tủy gai).

Theo Melzack và Wall, kích thích các sợi nhỏ Ad và C có tác dụng mở “cổng” để tín hiệu đau từ ngoại biên về tế bào truyền T; ngược lại, kích thích sợi lớn Ab sẽ đóng “cổng”, góp phần ngăn chặn dòng tín hiệu đau. Chính sự cạnh tranh giữa hai quá trình đó kiểm soát dòng tín hiệu đau từ ngoại biên về tủy gai rồi lên não.

Cần lưu ý rằng, chất keo tại sừng sau tủy gai đóng vai trò cái cổng tượng trưng đó. Khi tín hiệu không đau từ sợi Ab truyền về, nó kích thích nơ-ron trung gian giải phóng các axít amin (như axít gamma-aminobutyric GABA) và peptide thần kinh (các morphine nội sinh) có tác dụng ức chế. Chúng liên kết với thụ thể của sợi hướng tâm và nơ-ron tủy gai để ức chế sự truyền tín hiệu cả tiền và hậu xy-náp.

Các tín hiệu ức chế đi xuống từ não cũng điều biến khả năng truyền tín hiệu của sừng sau tủy gai. Do đó trong các mô hình mở rộng năm 1968 và 1983, Melzack và Wall nhấn mạnh các con đường ức chế đau hướng xuống (hình 5). Ngoài ra thuyết kiểm soát cổng cũng nhấn mạnh tới can thiệp nhận thức từ các trung khu thần kinh cao cấp lên hành trạng sừng sau. Như vậy, dẫn truyền đau tại sừng sau tủy gai không chỉ bị làm chậm, mà còn bị kiểm soát mạnh mẽ. Đó là một phần của hệ điều biến đau tự nhiên ly tâm có tác dụng cân bằng với hệ dẫn truyền đau hướng tâm.

Hình 5: Sơ đồ lý thuyết kiểm soát cổng được điều chỉnh năm 1983. Khác với mô hình ban đầu, nó bao gồm các liên kết kích thích (vòng tròn trắng) và ức chế (vòng tròn đen) nối từ chất keo (SG) sừng sau tới  tế bào dẫn truyền T, cũng như kiểm soát ức chế đi xuống từ thân não. Ức chế này có thể là tiền xy-náp, hậu xy-náp  hoặc cả hai. Mọi liên kết đều là kích thích, trừ đường ức chế từ chất keo tới tế bào dẫn truyền T.

(còn nữa)

 (Trích chương 2: Đau - Cơ chế, đánh giá, kiểm soát và điều trị, phần 1: Một số quan niệm cơ bản, sách Điện trị liệu: Nguyên lý - Thiết bị - Thực hành, NXB Đại học Quốc gia TPHCM, 2012)

Bình luận

Nội dung: