Nozizeption

Unter Nozizeption versteht man die Wahrnehmung und Aufnahme von Reizen, die den Körper potenziell oder tatsächlich schädigen (lat. nocere= schaden). Diese Reize werden von Nozizeptoren registriert und über afferente Schmerzfasern ins Gehirn geleitet. Die zugehörige Sinnesempfindung ist der Schmerz. 

Die Erregung von Nozizeptoren durch noxische Reize entsteht durch Aktivierung von Ionenkanälen und Rezeptoren der sensorischen Nervenendigungen.  Es wird angenommen, dass mechanische Reize einen Kationenkanal an den nicht-korpuskulären, unmyelinisierten sensorischen Faserendigungen öffnen und dadurch diese depolarisieren. Der genaue Öffnungsmechanismus ist unbekannt.

Abhängig von ihrer Sensibilität für bestimmte Reize unterscheidet man:

• Mechanosensible Nozizeptoren: Reagieren auf mechanische Reize
• Thermosensible Nozizeptoren: Reagieren auf thermische Reize (Hitze >45°C oder Kälte <5°C)  Kalt- und Warmsensoren kommen in der Haut in unterschiedlicher Dichte vor. Die höchste Dichte an Kaltpunkten ist im Gesicht. Die geringste Dichte findet sich an den Akren. An der Gaans penis fehlen Kaltpunkte komplett.
• Polymodale Nozizeptoren: Reagieren auf thermische (Hitze >42°C oder Kälte <15°C), mechanische und chemische Reize.

Die Transmitter der Nozizeptoren (Aδ und C-Fasern) sind: Substanz P, CGRP (Calcitonin gene-related peptide) und/oder Glutamat. Diese Transmittersubstanzen werden aus den nozizeptiven Nervenendigungen freigesetzt und sorgen im Hinterhorn des Rückenmarks für die synaptische Transmission der Schmerzinformation. Als Schmerzmediatoren fungieren H+, K+, Bradykinin, Histamin, Serotonin und Prostaglandine. Unter den Prostaglandinen ist PGE2 ein besonders wichtiger Schmerzmediator. Es fördert die Schmerzwahrnehmung durch Sensibilisierung der Nozizeptoren wodurch deren Erregbarkeit gesteigert wird. Weiterhin erleichtert PGE2 die spinale Reizweiterleitung (Graefe KH et al. 2016) 

Mechanismen der Nozizeption: Schmerz entsteht durch mechanische, thermische oder chemische (Schmerzmediatoren) Reizung spezieller Schmerzrezeptoren (Nozizeptoren). Nozizeptoren sind fast in jedem Gewebe vorhanden. Die höchste Dichte findet sich in der Haut. Im Gehirn und in parenchymatösen Organen sind keine Nozizeptoren vorhanden. Unter physiologischen Umständen antworten Nozizeptoren nur auf noxische mechanische, thermische und chemische Reize, die auf ihr rezeptives Areal einwirken. Nozizeptoren bestehen aus dünnen, nicht-korpuskulären, unmyelinisierten sensorischen Faserendigungen ohne besondere Strukturmerkmale. Sie sind abschnittweise von Schwannzellen bedeckt. Die Zellkörper selbst liegen im Spinalganglion. In den Endigungen findet die Umwandlung von noxischen Reizen in elektrische Potentiale statt. Die meisten Nozizeptoren besitzen unmyelinisierte Axone (C-Fasern). Ein Teil der Nozizeptoren hat dünn myelinisierte Axone (Aδ-Fasern).

Aufsteigendes nozizeptives Neuronensystem: Die  Erregung der primär afferenten Aδ und C-Fasern, werden über die hintere Spinalwurzel zum Hinterhorn des Rückenmarks fortgeleitet.  Von dort wird das Erregungspotenzial über entsprechende Nervenbahnen in höhere Abschnitte des Zentralnervensystems fortgeleitet und wird dort verbreitet. Alle an diesem Prozess beteiligten Neurone bilden zusammen das aufsteigende nozizeptive Neuronensystem.

Absteigendes antinozizeptives Neuronensystem: Das absteigende antinozizeptive Neuronensystem übt eine Kontrollfunktion der aufsteigenden nozizeptiven aus und wirkt somit antagonistisch auf das aufsteigende antinozizeptive Neuronensystem (endogene Schmerzhemmung). Eine wichtige hemmende/bahnende Funktion auf die spinalen Rückenmarksneurone haben vor allem die katecholaminergen Kerngebiete im Hirnstamm. V.a. über Noradrenalin (α2-Rezeptoren) und Serotonin (5-HT) über 5-HT1A-, 5-HT2-, 5-HT7-Rezeptoren, wird ein inhibitorischer Effekt ausgeübt, wohingegen Serotonin über 5-HT3-Rezeptoren auch bahnende Effekte haben kann.  Transmitterfunktionen üben körpereigene Neuropeptide (Opioidpeptide auch endogene Opioide, hierzu gehören: Enkaphaline, Endorphine, Dynorphine). Eine Freisetzung der endogenen Opioide und Aktivierung der Opioidrezeptoren hemmt die neuronale nozizeptive Aktivität.