Der relative Beitrag von nozizeptiven C- und A-Faser-Afferenzen bei der Auslösung von LTP-ähnlicher Schmerzplastizität beim Menschen

Einleitung:

Hochfrequente elektrische Stimulation (HFS) von nozizeptiven Afferenzen führt zu einer lang anhaltenden LTP-ähnlichen Zunahme der Schmerzbewertung (Klein, Ziegler, Schmerz-LTP). In tierexperimentellen Befunden konnte gezeigt werden, dass C- aber nicht A-Fasern zur Auslösung von Schmerz-LTP notwendig sind (Cavanaugh, Liu). Hier testeten wir den Beitrag der TRPV1-positiven (vor allem C-Fasern) und Aδ-Faser Nozizeptoren zur Induktion von homotoper und heterotoper Schmerz-LTP.

Methode:

HFS (5 × 1 s, 100 Hz bei 10x Detektionsschwelle über 10 kreisförmig angeordneten punktförmigen Elektroden) wurde in Capsaicin desensensitivierter Haut (wiederholte Anwendung von 8% Capsaicin Pflaster auf Unterarm, n = 20) und der Haut während einer A-Faser-Blockade (Druck auf N. radialis; n = 12) im Vergleich zu HFS in unveränderter Haut, gegeben (Alle Probanden männlich, AM = 24 Jahre). Schmerzen auf einzelne elektrische Reize (EPS) und Nadelstiche in einem Bereich um die Elektrode wurde mittels einer numerischen Ratingskala geschätzt (NRS, 0 – 100). Daten wurden durch gepaarte t-Tests analysiert.

Ergebnisse:

Capsaicin Desensitivierung

Die Hitzeschmerzschwelle in Capsaicin behandelter Haut veränderte sich von 45,4 °C ± 2,1 bei Studienbeginn auf fast 50 °C (49,9 °C ± 0,4 ° C; p < 0,001, Cut-Off für TSA), dass auf einen fast vollständigen Verlust TRPV1-positiver Afferenzen in der Haut hinweist, während HPT in der unbehandelten Haut etwas absank (45,8 °C bis 44,4 °C, p < 0,01). HFS Schmerzen im Capsaicin-behandelter Haut war im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant reduziert (23/100 vs. 43,5/100, p < 0,001).

Sowohl die Erhöhung der Schmerzhaftigkeit für EPS (40,2% vs. 141,6%; homotope Schmerz-LTP; 0 – 90 min nach HFS) und die sekundäre Hyperalgesie (11,4% vs. 134,3%, heterotope Schmerz-LTP) nach HFS waren in der Capsaicin-behandelten Fläche signifikant (p < 0,001) reduziert.

Außerdem fanden sich Hinweise zur Kurzzeitplastizität durch TRPV1negative Fasern, mit einem signifikanten Anstieg der Schmerhaftigkeit (zwischen 18% und 28%) für Nadelreize (heterotope Schmerz-LTP) in einem disjunkten Zeitfenster von 15 bis 30 Minuten nach HFS-Reizung (p < 0,05 bis p < 00,1).

A-Faser-Block

Verlust der Detektion für taktile und kalte Reize wurde im Mittel 90 Min. nach der Blockauslösung erreicht, während Reize für Wärme unverändert wahrgenommen und berichtet wurden. Die mittlere Reaktionszeit auf Nadelstiche verschob sich von 210 ms bis 850 ms während des Blocks (p < 0,001). HFS-Schmerz im A-Faser-blockierten Areal war signifikant zur naiven Haut reduziert (26/100 vs. 41,3/100, p < 0,01).

Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen homotoper Schmerz-LTP in naiven und A-Faser blockierter Haut (199% vs. +188%). Allerdings zeigt sich ein Trend für die heterotope Schmerz-LTP unter A-Faser-Block in Richtung Reduktion, im Vergleich zu naiven Haut (+ 83% vs. + 57%, p = 0,059).

Diskussion:

Die Ergebnisse bestätigen die Hypothesen, dass TRPV1-positive peptiderge C-Fasern, aber nicht markhaltige A-Fasern substanziell Schmerz-LTP beim Menschen faszilitieren und modulieren. Weiter deuten die Ergebnisse darauf hin, dass TRPV1-negative Fasern die Kurzzeitplastizität modulieren.

Literatur:

Cavanaugh DJ, et al. Restriction of transient receptor potential vanilloid-1... J Neurosci 2011;31(28):10119 – 10127.

Klein T et al. Perceptual correlates of nociceptive... J Neurosci 2004;24(4):964 – 971.

Liu XG, et a.l (1997) Characterization of long-term potentiation of C-fiber.... J Neurophysiol 78:1973 – 1982.

Ziegler EA, et al. (1999) Secondary hyperalgesia .... Brain 122