Spinale und Supraspinale Verarbeitung Capsaicin-induzierter Allodynie und Hyperalgesie

Rempe, Torge

Hyperalgesie und Allodynie sind Symptome neuropathischer Schmerzen, die in der heutigen Schmerzforschung durch eine Sensibilisierung peripherer und zentraler nozizeptiver Strukturen erklärt werden. Experimentell kann eine solche Sensibilisierung durch das Hitze/Capsaicin-Modell mittels einer kutanen Applikation von Hitze und dem Alkaloid Capsaicin erreicht werden. Ziel dieser Studie war die Untersuchung des bei primärer Hitzeallodynie und sekundärer mechanischer Hyperalgesie aktivierten neuronalen Netzwerks mittels einer funktionellen spinalen Magnetresonanztomographie (spinale fMRT). Bei 17 gesunden Probanden (7 weiblich, 10 männlich, mittleres Alter 26,3 ± 2,3 Jahre) wurde so die neuronale Aktivierung in Myelon und Hirnstamm durch kutane nicht-schmerzhafte und schmerzhafte Hitzereize sowie schmerzhafte mechanische Reize mit Hilfe einer spinalen fMRT untersucht. Die Sensibilisierung erfolgte in dem Testareal (Dermatom C6) durch das Hitze/Capsaicin-Modell mittels topischer Capsaicin-Applikation (0,6 %, 30 min) mit anschließender Wiederholung der fMRT-Untersuchung mit denselben Parametern. Während der gesamten Untersuchung wurde das Schmerz- und Temperaturerleben über eine numerische Analogskala kontrolliert. Die in der fMRT erfassten Aktivierungen vor und nach Capsaicin-Applikation wurden verglichen. Spinal zeigten sich bei beiden schmerzhaften thermischen Messungen vermehrte Aktivierungen im ipsi- und kontralateralen Vorder- und Hinterhorn. Supraspinal waren bei der schmerzhaften Temperaturmessung vor Sensibilisierung Aktivierungen im periaquäduktalen Grau, im ipsilateralen Nucleus cuneiformis und dorsolateralen pontinen Tegmentum (DLPT) sowie in der kontralateralen rostralen ventromedialen Medulla oblongata (RVM) zu sehen. Bei bestehender Hitzeallodynie konnte hingegen ein unterschiedliches Aktivierungsmuster mit Aktivierungen in der medianen und ipsilateralen RVM und im bilateralen Nucleus ruber beobachtet werden. Ferner waren bei beiden schmerzhaften Temperaturmessungen Aktivierungen im kontralateralen Subnucleus reticularis dorsalis (SRD) sichtbar. Die Aktivierungen der medianen RVM und des kontralateralen SRD korrelierten bei bestehender Hitzeallodynie zu Aktivierungen des ipsilateralen Rückenmarkshinterhorns. Bei schmerzhafter mechanischer Stimulation vor erfolgter Sensibilisierung zeigten sich Aktivierungen im ipsilateralen DLPT mit einer positiven Korrelation zu Aktivierungen im ipsilateralen Rückenmarkshinterhorn, was einer Aktivierung der deszendierenden Schmerzhemmung entsprechen könnte. Bei mechanischer sekundärer Hyperalgesie waren hingegen Deaktivierungen im DLPT, in der RVM und im SRD zu sehen, die zu Aktivierungen im ipsilateralen Rückenmarkshinterhorn korrelierten. Die Kontrastdarstellung der beiden mechanischen Messungen zeigte Mehraktivierungen im ipsilateralen Rückenmarkshinterhorn sowie Deaktivierungen in der RVM. Die Ergebnisse zeigen so eine vermehrte spinale Aktivierung bei peripherer (Hitzeallodynie) und zentraler (sekundäre mechanische Hyperalgesie) Sensibilisierung. Die Deaktivierungen in den supraspinalen Regionen der Schmerzmodulation und ihre Korrelation zu spinalen Aktivierungen bei sekundärer mechanischer Hyperalgesie sprechen für eine Bahnung von Schmerzreizen durch eine herabgesetzte deszendierende Hemmung. Das veränderte Aktivierungsmuster in supraspinalen nozizeptiven Zentren bei der thermischen Messung nach Sensibilisierung liefert hingegen Hinweise für eine sekundäre zentrale Schmerzmodulation infolge einer experimentell erzeugten Hitzeallodynie. Diese Studie zeigt damit Mechanismen der zentralen Schmerzmodulation beim gesunden Menschen, womit sie neue wichtige Erkenntnisse über die Entstehung von neuropathischen Schmerzen liefert. Die erfolgreiche Darstellung spinaler und supraspinaler Aktivierungsmuster mittels spinaler fMRT ermöglicht dabei zukünftigen Studien die Untersuchung der menschlichen Schmerzverarbeitung in vivo.

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Rempe, Torge: Spinale und Supraspinale Verarbeitung Capsaicin-induzierter Allodynie und Hyperalgesie.

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