Welchen Einfluss hat ein akuter Schlaganfall auf die Effizienz und Dauer der endogenen Schmerzhemmung?
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Der Schlaganfall ist weltweit noch immer eine der häufigsten Todesursachen mit einer Lebenszeitprävalenz in Deutschland von 15% (1, 2). Abhängig vom Ausmaß der Hirnschädigung überleben 80% der Patienten das erstmalige Ereignis eines Schlaganfalls. Von diesen wiederum entwickeln ungefähr 30% Schmerzen (3). Häufig treten die Schmerzen als neuropathische oder Schulterschmerzen, Komplexes Regionales Schmerzsyndrom (CRPS), Kopfschmerzen oder zentrale Schmerzstörungen auf (4, 5). Es ist also wichtig, adäquate Behandlungen für chronische Schmerzen nach Schlaganfall zu entwickeln, weil diese nicht nur die Patienten und deren Lebensqualität stark belasten, sondern auch die Rehabilitationsmaßnahmen erschweren und zu Folgeerkrankungen (u.a. Depressionen) führen können (6, 7). Hieraus entstehen umfangreiche Kosten für die weltweiten Gesundheitssysteme (1, 8-10). Es fehlt jedoch auch heutzutage noch an Verständnis für die Pathophysiologie der Entstehung zentraler neuropathischer Schmerzen (11-15). Ein weiteres Problem liegt in der adäquaten Behandlung neuropathischer Schmerzen nach Schlaganfall. Ein größeres Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen, sowie eine bessere Kenntnis über die genaue Verschaltung und die beteiligten Neurotransmitter könnten helfen, bessere Therapien zu entwickeln (16).
In der Vergangenheit konnten viele Publikationen zeigen, dass chronische Schmerzen mit Veränderungen in den endogenen schmerzhemmenden Systemen einhergehen (17, 18). Doch auch bei Gesunden gibt es diverse Faktoren, die die endogene Schmerzhemmung beeinflussen. Das Schmerzprofil einer Person ist zum Beispiel von Alter, Geschlecht, sportlicher Aktivität, psychologischen Faktoren, aber auch der Einnahme von Medikamenten abhängig (19). Die Konditionierte Schmerzhemmung (CPM= Conditioned Pain Modulation) und die Offset-Analgesie (OA= Offset Analgesia) sind zwei in der Schmerzforschung etablierte, humanexperimentelle Methoden, um die endogenen, schmerzhemmenden Systeme zu testen.
Die CPM basiert auf der „Diffuse Noxious Inhibitory Control“-Theorie (DNIC), die durch Le Bars et al. 1979 erstmals bei Nagetieren beschrieben wurde (20, 21). Genauer misst DNIC die Inhibition der multimodalen Wide-Dynamic-Range Neurone (WDR-Neurone) durch Aktivierung der deszendierenden Schmerzhemmung. CPM ist das humanexperimentelle Testparadigma, um DNIC-Effekte beim Menschen zu messen (18). Bei der Testung des CPM-Mechanismus wird zunächst ein nozizeptiver Reiz als Teststimulus (TS) dargeboten. Im Anschluss wird der Teststimulus erneut, diesmal jedoch gleichzeitig mit einem zeitlich länger andauernden konditionierenden Stimulus (CS), appliziert. Der CPM-Effekt eines gesunden nozizeptiven Systems äußert sich durch eine abgeschwächte Antwort auf den TS in Anwesenheit des CSim Vergleich zu einer Applikation des TS allein (22). CPM bewirkt vor allem eine räumliche Filterung von schmerzhaften Reizen, um z.B. einen optimalen Schutzreflex für örtlich getrennte Reize abzurufen (23).
Die OA ist ein weiterer Test zur Untersuchung der endogenen Schmerzinhibition (24). Sie wurde 2002 von Grill und Coghill zum ersten Mal beschrieben: „OA ist ein Schmerzinhibitionsmechanismus, bei dem eine stärker empfundene Reduktion der subjektiven Schmerzintensität eintritt, als von der geringen Reduktion der Reizintensität zu erwarten wäre“ (25, 26). Sie konnten zeigen, dass ein Absinken der Temperatur von 1-3°C eine Veränderung in der Schmerzwahrnehmung hervorbringt, die so groß ist, dass nicht zwischen einem Abfall zu eindeutig nicht schmerzhaften Temperaturen unterschieden werden kann (25, 27). Dabei wird normalerweise Kontakthitze auf ein einziges Körperareal appliziert. Daher geht man von einem zeitlichen Filtermechanismus aus, der die Wahrnehmung von unterschiedlichen, aufeinanderfolgenden schmerzhaften Reizintensitäten verstärkt (28). Die Temperaturdifferenz, die zur Unterscheidung zweier schmerzhafter Temperaturreize notwendig ist, wird vermindert (29). Dies gibt dem Organismus die Möglichkeit zu erkennen, ob die Flucht oder der Schutzreflex, erfolgreich waren (30).
Um diese Testparadigmen und dadurch die Funktionsweise der endogenen Schmerzhemmung besser zu verstehen, untersucht die vorliegende Studie diese im Vergleich zwischen Schlaganfallpatienten und Gesunden. Gleichzeitig könnten die CPM und OA helfen, die Früherkennung und Diagnosestellung zu unterstützen und die zugrundeliegenden Mechanismen der Entstehung zentraler neuropathischer Schmerzen nach Schlaganfall besser zu verstehen.
Ist die körpereigene Schmerzhemmung nach Schlaganfall beeinträchtigt? Ist sie nur kontraläsional (symptomatische Körperhälfte) oder auch ipsiläsional (nicht symptomatische Körperhälfte) beeinträchtigt? Gibt es Unterschiede zwischen rechter und linker Körperhälfte auch bei Gesunden? Wie lange bleiben die körpereigenen Mechanismen der Schmerzhemmung aktiv, nachdem diese aktiviert wurden? Für all diese Fragen gibt es noch keine ausreichenden Daten und diese werden benötigt, um das Phänomen der körpereigenen Schmerzhemmung und die Veränderungen nach einer Läsion in verschiedenen Regionen des Gehirns besser zu verstehen. Dies ist auch Voraussetzung dafür, adäquate Behandlungskonzepte für die betroffenen Patienten zu entwickeln.
Um Antworten auf die oben gestellten Fragen zu finden, wurden die CPM und die OA verwendet, um die endogenen schmerzhemmenden Systeme zu testen. Beide Testparadigmen wurden inklusive ihres Verhaltens in den ersten Minuten nach Aktivierung untersucht, um Hinweise auf die Dauer der endogenen Schmerzhemmung zu erfassen.