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# Scienze della salute# Medicina del dolore

Nuove intuizioni sui meccanismi del dolore cronico

La ricerca mostra che la chimica del cervello cambia nei pazienti con dolore cronico.

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Dolore Cronico: ChimicaDolore Cronico: Chimicadel Cervello Svelatadel cervello e il dolore cronico.Uno studio scopre legami tra la chimica
Indice

Il Dolore cronico può essere una condizione seria che colpisce molte persone. A differenza del dolore acuto, che segnala che qualcosa non va e ci protegge, il dolore cronico può persistere anche dopo che l'infortunio iniziale si è guarito. Questo tipo di dolore può portare a una sofferenza significativa per gli individui e comportare elevati costi per la società. Sfortunatamente, trovare trattamenti efficaci per il dolore cronico è complicato perché non comprendiamo appieno perché si verifichi o perché continui.

Il Ruolo del Cervello nel Dolore

Studi recenti hanno indicato che squilibri in alcune sostanze chimiche nel cervello, in particolare il Glutammato e il GABA, potrebbero giocare un ruolo nel dolore cronico. Il glutammato è un neurotrasmettitore eccitatorio, il che significa che può aumentare l'attività dei segnali nervosi. D'altra parte, il GABA è un neurotrasmettitore inibitorio, che aiuta a calmare i segnali nervosi. Quando queste due sostanze chimiche non sono bilanciate correttamente, potrebbe contribuire all'esperienza del dolore.

Nelle persone con dolore cronico, i ricercatori hanno trovato cambiamenti nei livelli di queste sostanze chimiche in varie parti del cervello collegate al dolore, come l'insula e la corteccia cingolata. Tuttavia, un'area particolarmente importante per la gestione del dolore è una regione cerebrale chiamata sostanza grigia periacqueduttale (PAG). Questa area è nota per il suo ruolo nel controllare come si avverte il dolore e può inibire o migliorare i segnali di dolore.

La Funzione della Sostanza Grigia Periacqueduttale

La PAG è cruciale nella gestione del dolore perché invia segnali ad altre aree del cervello e del midollo spinale per ridurre o aumentare le sensazioni di dolore. Può attivare percorsi che sopprimono il dolore, aiutando a fornire sollievo. Una delle teorie su come funziona la PAG suggerisce che può inibire il dolore riducendo l'azione del GABA, consentendo così a più glutammato di fare il suo lavoro nel controllare i segnali di dolore.

Se c'è troppa attività di GABA nella PAG, potrebbe interferire con la capacità del cervello di inibire efficacemente il dolore, portando a sentire più dolore. Al contrario, se non c'è abbastanza glutammato, gli effetti inibitori del GABA potrebbero essere ridotti. Studi su modelli animali di dolore cronico hanno mostrato cambiamenti nei livelli di GABA e glutammato nella PAG collegati a una maggiore sensibilità al dolore.

Sfide nello Studio della PAG negli Umani

La ricerca sulla PAG negli esseri umani è limitata principalmente a causa delle difficoltà tecniche nel misurare la sua composizione chimica. La PAG è piccola, circa 4-5 mm di larghezza, rendendo difficile per le tecniche di imaging catturare un segnale chiaro. Inoltre, la sua vicinanza ad altre strutture nel cervello può creare rumore che interferisce con le misurazioni.

Per superare queste sfide, i ricercatori hanno sviluppato metodi migliorati per studiare la PAG utilizzando tecniche di imaging come la spettroscopia di risonanza magnetica (MRS). Questo studio mirava a misurare i livelli di glutammato e GABA nella PAG di individui con dolore lombare cronico (CLBP) e confrontare questi livelli con quelli di individui sani senza dolore.

Reclutamento dei Partecipanti

I partecipanti per questo studio includevano individui con diagnosi di CLBP e controlli sani abbinati per età e sesso. I criteri di inclusione richiedevano che i pazienti con CLBP avessero tra 18 e 80 anni e sintomi da almeno tre mesi senza gravi problemi medici sottostanti. Anche i controlli sani dovevano essere privi di dolore nell'ultimo anno.

Lo studio rispettava le linee guida etiche e otteneva il consenso informato da tutti i partecipanti prima di iniziare la ricerca.

Panoramica del Design dello Studio

La ricerca consisteva in tre sessioni per ciascun partecipante. Le prime due sessioni prevedevano valutazioni di fattori clinici e psicologici legati al dolore. La terza sessione includeva scansioni MRS per valutare i livelli di glutammato e GABA nella PAG.

I partecipanti sono stati sottoposti a test per valutare come i loro corpi gestiscono il dolore. Questo includeva una valutazione di modulazione del dolore condizionata (CPM), che misura come la percezione del dolore cambia in risposta a un altro stimolo doloroso.

Procedura di Spettroscopia di Risonanza Magnetica

Utilizzando un sistema MR da 3T, i ricercatori posizionarono un piccolo volume di interesse (VOI) sopra la PAG per misurare i livelli di glutammato e GABA. Tecniche speciali sono state applicate durante la scansione per migliorare la qualità dei dati riducendo al minimo l'interferenza da strutture vicine.

Analisi dei Dati

Dopo aver raccolto i dati, i ricercatori li hanno analizzati per ispezionare gli spettri alla ricerca di artefatti o problemi di qualità. Si sono poi concentrati sulla quantificazione dei livelli di glutammato e GABA e hanno determinato come questi livelli confrontassero tra i pazienti con CLBP e i controlli sani.

Valutazione della Modulazione del Dolore Condizionata

Durante la valutazione della CPM, i partecipanti immergevano la mano in acqua fredda, che era uno stimolo doloroso. I ricercatori misuravano come questo dolore potesse alterare la loro sensibilità al dolore in un'altra area del corpo, come la schiena bassa. Confrontando le pressioni che causavano dolore prima e durante l'esercizio in acqua fredda, potevano determinare quanto fosse efficace la modulazione del dolore.

Caratteristiche Cliniche e Fattori Psicologici

Lo studio ha esaminato anche come le esperienze di dolore passate, l'intensità complessiva del dolore e fattori psicologici come ansia e depressione influiscano sulla percezione del dolore. I partecipanti hanno segnalato la loro intensità media del dolore e hanno completato questionari standardizzati per valutare il loro benessere emotivo e le strategie di coping legate al dolore.

Analisi Statistica

I ricercatori hanno utilizzato metodi statistici per determinare se ci fossero differenze significative nella chimica del cervello tra i due gruppi e se queste differenze corrispondessero a esperienze di dolore variabili. Hanno adeguato la loro analisi per tenere conto di fattori come età e sesso, che potrebbero influenzare i risultati.

Risultati: Livelli di Glutammato e GABA

I risultati hanno mostrato che i pazienti con CLBP avevano un rapporto inferiore di glutammato su GABA nella PAG rispetto ai controlli privi di dolore. Questo indica uno stato eccitatorio ridotto o un tono inibitorio aumentato nella PAG tra coloro che soffrono di dolore cronico. I principali fattori di questo cambiamento erano livelli più bassi di glutammato e livelli più alti di GABA nei pazienti con CLBP.

Questo è significativo perché mette in evidenza un potenziale meccanismo su come il dolore cronico possa rimanere bloccato nel sistema, rendendo più difficile gestire la percezione del dolore.

Risultati della Modulazione del Dolore Condizionata

I partecipanti con dolore cronico mostravano una capacità ridotta di modulare il dolore rispetto agli individui sani. Tuttavia, questo studio ha trovato che gli effetti complessivi della CPM non erano significativamente diversi tra i due gruppi quando si viveva dolore nella parte bassa della schiena o nella mano.

Curiosamente, un'intensità di dolore maggiore nei pazienti con CLBP era collegata a capacità di CPM ridotte, suggerendo che coloro che soffrono di più dolore potrebbero avere più difficoltà a gestire efficacemente ulteriori stimoli dolorosi.

Impatto dei Fattori Psicologici

Lo studio ha anche cercato connessioni tra i risultati della chimica del cervello e i fattori emotivi nei pazienti con CLBP. Sebbene i livelli di Glx/GABA non siano stati direttamente correlati all'intensità media del dolore o alla durata del dolore, c'erano tendenze che suggerivano collegamenti tra disagio psicologico e chimica del cervello.

Riepilogo dei Risultati

In sintesi, questo studio sostiene l'idea che le persone con dolore lombare cronico mostrino cambiamenti nella chimica del cervello, specificamente nella PAG, che potrebbero influenzare le loro esperienze di dolore. Il rapporto più basso di glutammato su GABA suggerisce un cambiamento nel modo in cui il cervello elabora i segnali di dolore e gestisce l'inibizione del dolore.

Inoltre, mentre gli effetti della CPM erano generalmente simili nei due gruppi, le sfumature della modulazione del dolore-particolarmente in relazione alle caratteristiche psicologiche-mettono in evidenza la natura complessa del dolore cronico.

Implicazioni Più Ampie

Questi risultati hanno implicazioni più ampie per comprendere le condizioni di dolore cronico. Suggeriscono che trattamenti mirati a ripristinare l'equilibrio nella chimica del cervello potrebbero potenzialmente aiutare a gestire il dolore cronico in modo più efficace. Inoltre, affrontare i fattori psicologici potrebbe giovare ai pazienti che vivono con dolore cronico.

Ulteriori ricerche sono necessarie per esplorare queste connessioni e convalidare i risultati in popolazioni più ampie. Comprendere meglio il dolore cronico potrebbe portare a strategie migliorate per la prevenzione e la gestione, a beneficio di milioni di persone colpite da questa condizione.

Fonte originale

Titolo: The periaqueductal grey in chronic low back pain: dysregulated metabolites and function

Estratto: Mechanisms underlying chronic pain are insufficiently understood. Preclinical evidence suggests a potential contribution of excitatory glutamatergic and inhibitory GABAergic imbalances in pain-relevant brain areas, such as a lower excitatory/inhibitory tone in the brainstem periaqueductal grey (PAG). This cross-sectional magnetic resonance spectroscopy (MRS) study investigated whether a lower excitatory/inhibitory tone is also observed in the PAG of patients with non-specific chronic low back pain (CLBP) and whether this would relate to altered psychophysical measures of descending pain modulation and experimental pressure pain sensitivity. Specifically, the ratio between pooled glutamate and glutamine and GABA levels (Glx/GABA), Glx and GABA in the PAG were compared between CLBP patients and pain-free controls. Further, associations of Glx/GABA with conditioned pain modulation (CPM) effects and pressure pain thresholds (PPTs) were assessed. MRS was acquired on a 3T Philipps MR system using a point-resolved spectroscopy sequence optimized with very selective saturation pulses (OVERPRESS) and voxel-based flip angle calibration in a 1.1 mL volume of interest. Data from 41 CLBP patients (median [interquartile range]: 54 years [41 - 65], 22 females) and 29 age- and sex-matched controls (47 years [34 - 67], 17 females) fulfilled MRS quality criteria. CPM and PPTs were assessed at the lower back as most painful area and the non-dominant hand as pain-free control area. The CPM paradigm consisted of PPTs applied before, during (parallel CPM effect) and after a cold water bath and an ambient temperature water bath as control paradigm to identify true CPM effects. In the PAG of CLBP patients, a lower Glx/GABA ratio, i.e. a lower excitatory/inhibitory tone, was observed (P = 0.002, partial {eta}2 = 0.14) driven by decreased Glx (P = 0.012, partial {eta}2 = 0.11) and increased GABA (P = 0.038, d = 0.46). CLBP patients showed disrupted associations between Glx/GABA and PPTs compared to controls in both areas (lower back: P = 0.004, partial {eta}2 = 0.12; hand: P = 0.002, partial {eta}2 = 0.16). In controls, lower Glx/GABA was associated with lower PPTs (lower back: r = 0.48, P = 0.009, hand: r = 0.53, P = 0.003), but this link was missing in CLBP patients (rs > -0.23, Ps > 0.150). Additionally, CLBP patients with more severe clinical pain showed smaller CPM effects at the hand (rho = 0.54, P = 0.003). These findings suggest a dysfunction of the PAG in patients with CLBP and might indicate altered descending inhibition of deep tissue afferents.

Autori: Laura Sirucek, I. De Schoenmacker, L. Gorrell, R. Luetolf, A. Langenfeld, M. Baechler, B. Wirth, M. Hubli, N. Zoelch, P. Schweinhardt

Ultimo aggiornamento: 2023-06-05 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.06.01.23290820

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.06.01.23290820.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia medrxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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