Hoe snel voelen we pijn? Studie doet eerdere opvattingen teniet
Nieuw onderzoek doet de wijdverspreide opvatting teniet dat mensen, in tegenstelling tot andere zoogdieren, pijn langzamer verwerken dan aanraking. De bevindingen kunnen belangrijke implicaties hebben voor de diagnose en behandeling van pijn.
Tot nu toe was de wetenschappelijke consensus dat bij mensen de zenuwsignalen die aanraking met de hersenen 'communiceren' sneller zijn dan die welke pijn doorgeven.
Dit verschil in snelheid, zo dachten onderzoekers, was te wijten aan het feit dat aanraaksignalen door zenuwen gaan met een dikke laag myeline - de isolerende lipidenlaag die een beschermende omhulling vormt rond de zenuwen. Myeline helpt de zenuwen om signalen sneller te geleiden.
Daarentegen reizen pijnsignalen door zenuwen die helemaal geen myeline hebben of slechts een heel dunne laag hebben.
Andere zoogdieren hebben zogenaamde ultrasnelle nociceptoren (receptoren die schadelijke of potentieel schadelijke stimuli detecteren), dat wil zeggen afferente neuronen met een dikke laag myeline om pijnsignalen zo snel mogelijk over te brengen. Maar geldt hetzelfde voor mensen?
Saad Nagi, hoofdonderzoeker bij de afdeling Klinische en Experimentele Geneeskunde en het Centrum voor Sociale en Affectieve Neurowetenschappen aan de Universiteit van Linköping in Zweden, leidde onlangs een team van onderzoekers die deze vraag wilden beantwoorden.
"Het vermogen om pijn te voelen is essentieel voor onze overleving", legt Nagi uit, "dus waarom zou ons pijnsignaleringssysteem zo veel langzamer zijn dan het systeem dat wordt gebruikt voor aanraking en zo veel langzamer dan het zou kunnen zijn?"
Om daar achter te komen, pasten de wetenschappers een techniek toe genaamd microneurografie, waarmee ze het neurale verkeer van 'perifere zenuwen die naar spieren en huid leiden' konden visualiseren en volgen.
Nagi en team pasten deze techniek toe op 100 gezonde studiedeelnemers en publiceerden de bevindingen in het tijdschrift Science Advances.
Pijn reist net zo snel als aanraking
De techniek van microneurografie, of "single-unit axonale opnames", stelde de onderzoekers in staat pijn en aanraaksignalen in de zenuwvezels van een enkel neuron te volgen.
Nagi en het team zochten naar neuronen die signalen zo snel droegen als aanraking, maar zich ook gedroegen als nociceptoren.
De studie onthulde dat 12% van de neuronen met een dikke myeline-laag dezelfde eigenschappen hadden als nociceptoren, namelijk dat ze "schadelijke stimuli" konden detecteren en overbrengen, zoals grove strijken of knijpen.
Pijnreceptoren reageren niet op zachte aanraking, net als deze neuronen, die de onderzoekers testten met zachte penseelstreken. Ten slotte voerden deze zenuwcellen pijnsignalen net zo snel uit als aanraakgevoelige neuronen.
Om te controleren of de functie van deze supersnelle zenuwcellen inderdaad het overbrengen van pijn was, gebruikten de onderzoekers meetelektroden om korte, precieze elektrische uitbarstingen toe te passen die gericht waren op individuele zenuwcellen. Dientengevolge meldden de studiedeelnemers dat ze een scherp prikgevoel hadden.
"Toen we een individuele zenuwcel activeerden, veroorzaakte dat een perceptie van pijn, dus we concluderen dat deze zenuwcellen zijn verbonden met pijncentra in de hersenen", zegt Nagi.
"Het wordt duidelijk dat dik gemyeliniseerde zenuwvezels bijdragen aan het ervaren van pijn als het een mechanische oorzaak heeft. Onze resultaten dagen de tekstboekbeschrijving uit van een snel systeem voor het signaleren van aanraking en een langzamer systeem voor het signaleren van pijn. We suggereren dat pijn net zo snel kan worden gesignaleerd als aanraking. "
Saad Nagi
Nagi en collega's onderzochten ook mensen die zenuwbeschadiging hadden opgelopen waardoor ze dik gemyeliniseerde zenuwcellen verloren, maar die geen invloed hadden op hun dun gemyeliniseerde zenuwcellen. Door de beschadiging kunnen deze deelnemers geen lichte aanraking voelen.
Het team van Nagi veronderstelde dat het verlies van gemyeliniseerde zenuwvezels ook het nieuw ontdekte supersnelle netwerk van nociceptoren zou beïnvloeden. De onderzoekers ontdekten dat deze personen geen mechanische pijn konden ervaren.
De bevindingen, zo verklaren de wetenschappers, kunnen artsen helpen bij het diagnosticeren van pijngerelateerde aandoeningen en betere zorg bieden aan mensen die dit symptoom ervaren.
