Nervna vlakna grupe C su jedna od tri klase nervnih vlakana u centralnom nervnom sistemu (CNS) i perifernom nervnom sistemu (PNS). Vlakna grupe C su nemijelinizirana i imaju mali promjer i nisku brzinu provođenja, dok su grupe A i B mijelinizirana. Vlakna grupe C uključuju postganglijska vlakna u autonomnom nervnom sistemu (ANS) i nervna vlakna u dorzalnim korijenima (IV-vlakno). Ova vlakna nose senzorne informacije.
Oštećenje ili povreda nervnih vlakana uzrokuje neuropatski bol. Kapsaicin aktivira C-vlakanske vaniloidne receptore, pružajući osjećaj peckanja povezan sa ljutim papričicama.
Struktura i anatomija
Lokacija C-vlakna su jedna klasa nervnih vlakana koja se nalaze u nervima somatskog senzornog sistema. To su aferentna vlakna, koja prenose ulazne signale iz periferije u centralni nervni sistem.
Struktura C vlakna su nemijelinizirana za razliku od većine drugih vlakana u nervnom sistemu. Ovaj nedostatak mijelinizacije je uzrok njihove spore brzine provodljivosti, koja je reda veličine ne više od . C vlakna su u prosjeku promjera 0,2–1,5 μm
Remakovi snopovi Aksoni C-vlakana su grupirani u ono što je poznato kao Remakovi snopovi. Do toga dolazi kada nemijelinizirajuća Schwannova ćelija skupi aksone blizu jedan drugome, okružujući ih. Schwannova ćelija ih sprečava da se dodiruju stišćući svoju citoplazmu između aksona. Stanje Remakovih snopova varira sa starošću. Broj aksona C-vlakana u svakom Remakovom snopu varira sa lokacijom. Naprimjer, kod modela pacova, veliki snopovi sa više od 20 aksona izlaze iz L5 snopova dorzalnog ganglijskog korijena. Pokazalo se da Remak-Schwannove ćelije elektrohemijski reaguju na akcijske potencijale aksona koji se nalaze u njima.
U eksperimentima gdje je uzrokovana povreda nerva, ali obližnja C-vlakna ostaju netaknuta, uočava se povećana spontana aktivnost u C-vlaknima. Ovaj fenomen podržava teoriju da oštećena nervna vlakna mogu osloboditi faktore koji mijenjaju funkciju susjednih neoštećenih vlakana. Proučavanje Remakovih snopova ima važne implikacije u regeneraciji nerva nakon zadobijene povrede. Sada , oporavak funkcije distalnih C-vlakana traje mjesecima i još uvijek može povratiti samo nepotpunu funkciju. Ovo može rezultirati abnormalnom senzornom funkcijom ili neuropatskim bolom. Smatra se da Remakovi snopovi oslobađaju određene trofičke faktore koji podstiču regeneraciju oštećenih aksona.
Put C-vlakna sinapsiraju s projekcijskim neuronima drugog reda u kičmenoj moždini na gornjim laminama dorzalnog roga u substantia gelatinosa. Projekcijski neuroni drugog reda su tipa širokog dinamičkog raspona (WDR), koji primaju ulazne signale i iz nociceptivnih završetaka kao i iz mijeliniziranih vlakana A-tipa. Postoje tri tipa projekcijskih neurona drugog reda u spinotalamusnom traktu: široki dinamički raspon (WDR), visoki prag (HT) i niski prag (LT). Ove klasifikacije zasnivaju se na njihovim odgovorima na mehaničke podražaje. Neuroni drugog reda se penju do moždanog stabla i talamusa u ventrolateralnom, ili anterolateralnom kvadrantu kontralateralne polovine kičmene moždine, formirajući spinotalamusni trakt. Spinotalamusni trakt je glavni put povezan s percepcijom boli i temperature, koji odmah prelazi preko kičmene moždine lateralno. Ova karakteristika ukrštanja je klinički važna jer omogućava identifikaciju mjesta povrede.
Funkcija Zbog veće brzine provođenja signala usljed jake mijelinizacije i različitih uslova aktivacije, Aδ-vlakna su uglavnom odgovorna za osjećaj brzog, plitkog bola specifičnog za jedno područje, nazvanog prvi bol. Ona reaguju na slabiji intenzitet stimulusa. C-vlakna reaguju na stimuluse jačeg intenziteta i ona su odgovorna za spor, trajan i raširen drugi bol. Ova vlakna su praktično nemijelinizirana i njihova brzina provođenja je, kao rezultat toga, mnogo sporija, zbog čega pretpostavljamo da provode sporiji osjećaj bola.
C-vlakna se smatraju polimodalnim jer mogu reagovati na različite podražaje. Reaguju na podražaje koji su termalne, mehaničke ili hemijske prirode. C-vlakna reaguju na sve vrste fizioloških promjena u tijelu. Naprimjer, mogu reagirati na hipoksiju, hipoglikemiju, hipoosmolarnost, prisustvo produkata metabolizma mišića, pa čak i lagani ili osjetljivi dodir. C-vlaknasti receptori uključuju: C-vlaknaste nociceptore odgovorne za drugu, žareću bol C-vlaknaste receptore specifične za zagrijavanje odgovorne za toplotu ultraspora histaminsko-selektivna C-vlakna odgovorna za svrbež taktilna C-vlakna senzualni dodir uključuje CT-vlakna, poznata i kao C-mehanoreceptori niskog praga (CLTM), koji su nemijelinizirani aferenti koji se nalaze u ljudskoj dlakavoj koži i imaju nizak mehanički prag < 5 milinjutna. Imaju umjerenu adaptaciju i mogu pokazivati umor pri ponovljenoj stimulaciji i "naknadna pražnjenja" nekoliko sekundi nakon stimulusa. C-mehano- i metabo-receptori u mišićima ili zglobovima odgovorni za mišićnu aktivnost, sagorijevanje i grčeve
Ova varijacija ulaznih signala zahtijeva da različite ćelije korteksa u lamini 1 imaju različitu modalitet-selektivnost i morfologiju. Ovi različiti neuroni odgovorni su za različite osjećaje koje doživljavamo u našem tijelu i mogu se klasificirati prema njihovim odgovorima na raspone stimulusa. Mozak koristi integraciju ovih signala za održavanje homeostaze u tijelu, bilo da je povezana s temperaturom ili bolom.
Vaniloidni receptor Vaniloidni receptor (VR-1, TRPV1) je receptor koji se nalazi na slobodnim nervnim završecima i C- i Aδ-vlakana koji reaguju na povišene nivoe toplote (>43 °C) i hemikalija kapsaicina. Kapsaicin aktivira C-vlakna otvaranjem ligand-zavisnog ionskog kanala i uzrokujući pojavu akcijskog potencijala. Budući da ovaj receptor reaguje i na kapsaicin i na toplotu, čili papričice se osjećaju kao ljute. VR-1 je također u stanju da reaguje na vanćelijsku zakiseljavanje i može integrirati simultano izlaganje sva tri senzorna stimulusa. VR1 je neophodan za upalnu senzibilizaciju na štetne toplotne podražaje. Drugi tip receptora, receptor sličan vanilloidu (TRPV2,VRL-1), ima viši prag aktivacije u odnosu na toplotu od oko 52 °C i također reaguje na kapsaicin i nizak pH. Oba tipa receptora su transmembranski receptori koji su zatvoreni tokom mirovanja. Kada su otvoreni, ovi receptori omogućavaju priliv natrija i kalcija koji iniciraju akcijdki potencijal kroz vlakna. Oba receptora su dio veće porodice receptora koji se nazivaju receptori prolaznog receptorskog potencijala (TRP). Ako dođe do oštećenja ovih receptora za prenos toplote, rezultat može biti hronični neuropatski bol uzrokovan snižavanjem praga bola uzrokovanog toplotom zbog njihovih fosforilacija.
Druga vrsta receptora, receptor sličan vanilloidu (TRPV2,VRL-1), ima viši prag aktivacije u odnosu na toplotu od oko 52 °C i također reaguje na kapsaicin i nizak pH. Obje vrste receptora su transmembranski receptori koji su zatvoreni tokom mirovanja. Kada su otvoreni, ovi receptori omogućavaju priliv natrija i kalcija koji iniciraju akcijski potencijal kroz vlakna. Oba receptora su dio veće porodice receptora koji se nazivaju receptori prolaznog receptorskog potencijala (TRP). Ako dođe do oštećenja ovih receptora za prenos toplote, rezultat može biti hronična neuropatska bol uzrokovana snižavanjem praga bola uzrokovanog toplotom zbog njihove fosforilacije.. Postoje četiri glavne klase: Periferne fokusne i multifokusne lezije živaca traumatske, ishemijska ili upalna periferne generalizirane polineropatije toksične, metaboličke, nasljedne ili upalne Lezije centralnog nervnog sistema moždani udar, multipla skleroza, povreda kičmene moždine kompleksni neuropatski poremećaji kompleksni regionalni bolni sindrom [CRPS]
Nakon lezije živaca C- ili Aδ-vlakana, oni postaju abnormalno osjetljivi i uzrokuju patološku spontanu aktivnost. Ova promjena normalne aktivnosti objašnjava se molekularnim i ćelijskim promjenama primarnih aferentnih nociceptora kao odgovor na oštećenje živca. Abnormalna aktivnost oštećenih živaca povezana je s povećanim prisustvom iRNK za naponski kontrolirane natrijske kanale. Nepravilno grupisanje ovih kanala na mjestima abnormalne aktivnosti može biti odgovorno za snižavanje praga aktivacije, što dovodi do hiperaktivnosti.
Centralna senzibilizacija Nakon oštećenja živaca ili ponovljene stimulacije, neuroni WDR-a (širokog dinamičkog raspona) doživljavaju opće povećanje ekscitabilnosti. Ova hiperekscitabilnost može biti uzrokovana povećanim neuronskim odgovorom na štetni stimulus (hiperalgezija), većim neuronskim receptivnim poljem ili širenjem hiperekscitabilnosti na druge segmente. Ovo stanje održavaju C-vlakna.
C-vlakna uzrokuju centralnu senzibilizaciju dorzalnog roga u kičmenoj moždini kao odgovor na njihovu hiperaktivnost. Mehanizam koji leži u osnovi ovog fenomena uključuje oslobađanje glutamata od strane ovih patološki senzibiliziranih C-vlakana. Glutamat interraguje sa postsinapsnim NMDA receptorima, što pomaže senzibilizaciji dorzalnog roga. Presinapsni neuronski naponski kontrolirani N-kalcijski kanali su uglavnom odgovorni za oslobađanje ovog glutamata, kao i neuropeptida, supstance P. Ekspresija presinapsnih neuronskih naponski kontroliranih N-kalcijskih kanala povećava se nakon nervne lezije ili ponovljene stimulacije. Aktivacija NMDA receptora (glutamatom) pojačava postsinapsnuu sintazu dušik-oksida. Smatra se da dušik-oksid migrira nazad u presinapsnu membranu kako bi pojačao ekspresiju naponski kontroliranih N-kalcijskih kanala, što rezultira fenomenom naleta bola. Ovaj abnormalni ciklus centralne senzibilizacije rezultira povećanom boli (hiperalgezija) i bolnim reakcijama na prethodno neškodljive podražaje (alodinija).
Centralna senzibilizacija neurona dorzalnog roga, koja je izazvana aktivnošću C-vlakana, odgovorna je za vremensku sumaciju "drugog bola" (TSSP). Ovaj događaj se naziva 'završetak' i oslanja se na frekvenciju veću ili jednaku 0,33. Hz stimulusa. Windup je povezan sa hroničnim bolom i centralnom senzibilizacijom. Ova minimalna frekvencija je eksperimentalno određena poređenjem fMRI snimaka zdravih pacijenata fMRI kada su podvrgnuti različitim frekvencijama toplotnih impulsa. fMRI mape pokazuju uobičajena područja aktivirana TSSP odgovorima, koja uključuju kontralateralni talamus (THAL), S1, bilateralni S2, prednju i zadnju insulu (INS), srednji prednji cingularni korteks (ACC) i suplementarna motorna područja (SMA). TSSP događaji su također povezani s drugim regijama mozga koje obrađuju funkcije kao što su somatosenzorna obrada, percepcija i modulacija bola, kognicija, premotorna aktivnost u korteksu.
Liječenje Još uvijek je dostupnost lijekova za koje je dokazano da liječe neuropatski bol ograničena i uveliko varira od pacijenta do pacijenta. Mnogi razvijeni lijekovi otkriveni su slučajno ili posmatranjem. Neki od prošlih tretmana uključuju opijate poput ekstrakta maka, nesteroidne protivupalne lijekove poput salicilne kiseline i lokalne anestetike poput kokaina. Ostali nedavni tretmani sastoje se od antidepresiva i antikonvulziva, iako nije provedeno značajno istraživanje o stvarnom mehanizmu ovih tretmana. Međutim, pacijenti različito reagiraju na ove tretmane, moguće zbog spolnih razlika ili genetičke pozadine . Stoga su istraživači shvatili da nijedan lijek ili jedna klasa lijekova neće smanjiti svu bol. Istraživanja se sada fokusiraju na osnovne mehanizme uključene u percepciju boli i kako ona može poći po zlu kako bi se razvio odgovarajući lijek za pacijente koji pate od neuropatske boli. Mikroneurografija