I nocicettori
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I nocicettori

I nocicettori sono i neuroni specializzati nel trasdurre uno stimolo che può essere dannoso e trasmettere il segnale fino al cervello.

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I nocicettori

Essi sono di vario tipo e sono attivati da stimoli e sostanze di vario genere:7

  • Dolore meccanico
    Si considerino come esempio gli eventi che si verificano quando si appoggia il piede su una puntina da disegno. La membrana dei nocicettori si modifica piegandosi e si aprono i canali ionici che causano la depolarizzazione della cellula e la generazione dei potenziali d'azione. Inoltre le cellule danneggiate possono rilasciare alcune sostanze che causano l'apertura dei canali ionici sulla membrana dei nocicettori provocando lo stesso risultato (bradichinina, prostaglandine, etc).
  • Dolore termico
    Il calore sopra i 45°C brucia il tessuto e i canali dei nocicettori sensibili al calore si aprono a questa temperatura.
  • Dolore da affaticamento
    Si immagini di essere un corridore agli ultimi due chilometri di una maratona. Quando i livelli di ossigeno nei nostri tessuti non rispondono alla richiesta di ossigeno del nostro organismo, le nostre cellule utilizzano il metabolismo anaerobico per generare ATP. Una conseguenza è la formazione e l'accumulo di acido lattico che porta ad un eccesso di ioni H+ nel liquido extracellulare, e questi ioni attivano sui nocicettori canali ionici selettivi per gli H+. Questo è il meccanismo alla base della fatica muscolare.
  • Dolore chimico
    Se si entra in contatto con una sostanza chimica nociva, (ad esempio il veleno di una vespa) i nocicettori sintetizzano autonomamente un peptide chiamato sostanza P, che causa vasodilatazione dei capillari sanguigni (aumenta così la quantità di sangue in zona e il numero di cellule atte a riparare la lesione e combattere eventuali infezioni) e stimola i mastociti a produrre istamina. L'istamina si lega a specifiche cellule recettrici sulla superficie dei nocicettori e causa la depolarizzazione della loro membrana.
nocicettori: figura1.1
Figura 1.1. Trasduzione degli stimoli nocivi. Da "Fisiologia dell'uomo" 200210

La Figura 1.1 riassume i meccanismi e le sostanze che portano all'attivazione dei nocicettori.

Tipi di nocicettori

La maggioranza dei nocicettori rispondono a stimoli meccanici, termici e chimici e sono quindi chiamati nocicettori polimodali. Tuttavia, esistono anche nocicettori che rispondono in modo selettivo a stimoli diversi. Così, ci sono nocicettori meccanici che mostrano una risposta selettiva ad una forte pressione, nocicettori termici che mostrano risposte al caldo o al freddo estremi, e nocicettori chimici che mostrano risposte all'istamina o altre sostanze chimiche.

Bisogna fare inoltre una distinzione sulle fibre che trasmettono il segnale al midollo spinale. Le fibre nervose associate ai nocicettori sono di due tipi Aδ e C. Le fibre Aδ sono mielinizzate, quindi conducono più velocemente i potenziali d'azione. Le fibre C sono amieliniche e conducono il segnale in tempi più lunghi.

A seguito di questa differenza, l'attivazione dei nocicettori della pelle produce due diverse sensazioni dolorifiche: ildolore primario, che è più acuto e pungente ed è mediato dalle fibre Aδ ed il dolore secondario (o dolore urente), con insorgenza più tardiva e di lunga durata, mediato dalle fibre C. Per questo motivo, quando si subisce un urto, si avverte un dolore breve ed intenso istantaneamente, mentre un dolore meno intenso, ma più duraturo scaturisce qualche istante più tardi. (Fig. 1.2)

nocicettori: figura 1.2
Figura 1.2. Dolore primario e secondario. Da "Neuroscienze"7

Le vie del dolore

È importante tenere ben presente che il tatto e la nocicezione sono due modalità somatosensoriali ben diverse. Per primo, essi differiscono riguardo alle terminazioni nervose presenti sulla pelle. Il tatto è provvisto di strutture specializzate e diversificate; la nocicezione si serve di neuroni con semplici terminazioni libere. Secondo, si distinguono per il diametro dei loro assoni. La via del tatto è rapida e usa fibre Aβ che hanno uno spesso strato di mielina; la via del dolore è lenta e usa fibre sottili: le Aδ, sottilmente mielinizzate e le C non mielinizzate. Terzo, essi differiscono a causa delle diverse connessioni nel midollo spinale e alle diverse vie che seguono fino ad arrivare al cervello.7 Seguiamo ora il percorso del potenziale d'azione che parte da un nocicettore cutaneo ed arriva nell'encefalo (Fig. 1.3).

La via spinotalamica
Figura 3.3. La via spinotalamica. Da "Neuroscienze" 2007 7

Le fibre A e C hanno il corpo cellulare nei gangli della radice dorsale. I loro assoni entrano nel midollo attraverso il corno dorsale, fanno sinapsi con neuroni il cui corpo cellulare è situato in una zona chiamata sostanza gelatinosa. La trasmissione dei potenziali d'azione di un neurone nocicettivo viene operata tramite glutammato. Questi neuroni, quindi, proiettano i loro assoni verso la zona centrale del midollo spinale, dove decussano prima di salire verso i centri superiori. In particolare, le fibre dei neuroni di proiezione ascendono lungo il tratto spinotalamico che corre lungo la superficie ventrale del midollo spinale. Come dice il nome, le fibre spinotalamiche attraversano il ponte, il bulbo ed il mesencefalo facendo sinapsi direttamente al talamo. Da qui l'informazione passa alla corteccia somatosensoriale primaria (S1) nel lobo parietale e si percepisce la sensazione di dolore. La via del dolore, quindi, ascende controlateralmente rispetto allo stimolo subito.

Le informazioni sul dolore che provengono dalla zona facciale seguono una via analoga a quella spinotalamica. Le fibre del nervo trigeminale fanno sinapsi nel nucleo trigeminale e giungono al talamo attraverso il lemnisco trigeminale. Oltre alle vie spinotalamica e trigeminale, altre vie connesse con il dolore e la temperatura inviano assoni a varie strutture che si trovano a tutti i livelli del tronco encefalico prima di raggiungere il talamo. Queste vie alternative sono alla base di sensazioni quali il dolore lento, bruciante o l'angoscia organica. A livello della corteccia, è interessante sapere che la via spinotalamica del dolore ha connessioni con un territorio corticale maggiore rispetto alla via del tatto.

La corteccia somatosensoriale primaria non è l'unica area corticale dove terminano le afferenze nocicettive. Altre aree come l'insula, l'ipotalamo, l'ippocampo, la corteccia prefrontale e strutture del lobo limbico quali l'amigdala e la corteccia cingolata anteriore sono sede di queste afferenze. Queste aree sono importanti soprattutto per la componente emotiva del dolore e per la modulazione del dolore in base al contesto, alle nostre aspettative e alle esperienze passate. Ad esempio aspettarsi o essere in ansia di provare dolore aumenta la nocicezione mediante l'attivazione di aree cerebrali correlate con le emozioni, inoltre disordini depressivi spesso causano uno stato di dolore cronico. 8 Si è visto che il sistema degli oppioidi endogeni (di cui si tratterà più avanti) è controllato da aree della corteccia prefrontale. Queste aree sono importanti per l'elaborazione del dolore in base all'esperienza passata. Un altro esempio di come il contesto può influenzare la percezione del dolore è la somministrazione di placebo. Per studiare l'efficacia di un nuovo farmaco si rende necessario di solito somministrare ad un gruppo di soggetti il farmaco e ad un altro gruppo una sostanza neutra. Entrambi i gruppi credono che sia dato loro il farmaco. Sorprendentemente, spesso si trova che la sostanza neutra ha l'effetto che i pazienti si aspettano dal farmaco. I placebo possono essere analgesici altamente efficaci. La maggioranza dei soggetti che soffrono di un dolore postoperatorio ottengono sollievo dopo una iniezione di soluzione salina sterile. Apparentemente, credere che la terapia funzionerà può essere una causa sufficiente dell'attivazione dei sistemi endogeni cerebrali in grado di liberarci del dolore9.

Questi esempi dimostrano come la percezione del dolore viene influenzata anche da aspetti neurocognitivi nel nostro cervello.