Descending modulation of spinal nociceptive processing

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Abstract
Die quantitative Messung der deszendierenden Hemmung der spinalen nozizeptiven Erregungsfortleitung wurde in Heidelberg initiert. Diese Messungen basierten auf dem Einsatz natürlicher, schädlicher Reize und auf Untersuchungen über die Modulation der Reizverarbeitung am Hinterhorn des Rükkenmarks. Dieser bedeutsame Ansatz erforderte die Kontrolle des schädlichen Reizes, der in der Vergangenheit nur unzureichend Aufmerksamkeit geschenkt wurde, sowie die parametrische Erfassung modulierender Einflüsse auf die Reizverarbeitung spinaler Hinterhornneurone. Aus diesen Untersuchungen ergab sich als Konsequenz, daß die absteigende Hemmung der spinalen nozizeptiven Reizleitung im Stammhirn nicht homogen abläuft, sondern in den verschiedenen Nuclei signifikant unterschiedlich ist. Die frühen Untersuchungungen von Zimmermann und die nachfolgenden Beiträge, meist früherer Mitarbeiter, führten zu einem klareren Verständnis darüber, wie die inhibitorischen Systeme des Stammhirns organisiert sind. So wurde Anfang der 80-iger Jahre deutlich, daß der Nucleus raphe magnus nicht die einzige bulbäre Schaltstation zwischen Mittelhirn und Rückenmark ist, die für das schmerzkontrollierende System von Bedeutung ist. Der gleiche quantitative Ansatz erwies sich in Untersuchungen von nozizeptiven Reflexen sowohl nach thermischen oder viszeralen Reizen als auch in elektrophysiologischen Untersuchungen über die neuronale Antwort auf noxischen Reize von Hohlorganen als sinnvoll. Erst kürzlich erwies sich der gleiche Studienansatz als richtig um die Bedeutung deszendierender “Fascilitation”-Bahnung, die von verschiedensten Starmmhirnarealen ausgehen, zu untersuchen. Aus diesen Untersuchungen konnte die Hypothese aufgestellt werden, daß ein endogenes Schmerzbahnungssystem analog zu dem schon bekannten endogenen inhibitorischen System existieren muß. Obwohl die physiologische Funktion dieses Schmerzbahnungssystems bisher nicht gesichert werden konnte, nimmt man an, daß es bei lang anhaltenden Schmerzzuständen ohne erkennbare pathologische Ursache Bedeutung gewinnt. The quantitative approach to the study of descending inhibition of spinal nociceptive transmission was initiated in Heidelberg through the use of natural, noxious stimulation and examination of the modulation of the encoding properties of spinal dorsal horn neurons. This important approach required control of the noxious stimulus, which had previously been inadequately considered, and the parametric assessment of modulatory influences on the encoding properties of spinal dorsal horn neurons. As a consequence, descending inhibition of spinal nociceptive transmission was found not to be homogeneous throughout the brainstem, but rather to be significantly different from different brainstem nuclei. The early contributions from Zimmermann’s laboratory and subsequent contributions, mostly by previous coworkers, led to a clearer understanding of how these inhibitory systems were organized in the brainstem. For example, it was established in the early 1980s that the nucleus raphe magnus was not the requisite or the only bulbar relay between the midbrain and the spinal cord important to the endogenous pain control system. The same quantitative approach has proved useful in studies of nociceptive reflexes evoked either by noxious thermal or visceral stimuli and in electrophysiological studies of neuronal responses to noxious stimulation of hollow visceral organs. Most recently, the same approach has been profitably applied to studies that have focused onfacilitatory influences descending from many of the same brainstem sites. As a consequence, it has been proposed that there exists an endogenous pain facilitating system analogous to the well-accepted endogenous pain inhibitory system. While the function of the facilitatory system remains unknown, it is proposed that it may be important to long-lasting pain conditions that exist in the absence of pathology.