Jak odczuwamy ból i temperaturę? Oto kilka ciekawych informacji

04 stycznia, 2020

To, jak odczuwamy ból i temperaturę jest dla naszego przetrwania niezwykle cenną umiejętnością. Ale jak nasze ciało to robi? W jaki sposób te informacje docierają do naszego mózgu i w jaki sposób są tam przetwarzane?

Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego człowiek potrafi odczuwać ból? Dlaczego i jak odczuwamy zimno lub ciepło? Co pozwala nam mieć tę wiedzę tak istotną dla naszego przetrwania?

W tym artykule opowiemy Ci o układzie somatosensorycznym, odpowiedzialnym nie tylko za odczuwanie bólu i temperatury, ale także za nadanie użyteczności zmysłowi dotyku. Dba on także o propriocepcję – wiedza o pozycji, w jakiej znajduje się nasze ciało.

Układ somatosensoryczny jest jednym z najszerszych układów w ludzkim ciele i jest odpowiedzialny za przetwarzanie wszystkich informacji w postaci bodźców (np. bólu i temperatury) z somy – ciała, kości, mięśni, wnętrzności – lub ze skóry. Jego odbiorniki znajdują się w całym organizmie. Istnieją zatem dwa systemy somatosensoryczne:

Ból głowy

  • Skórny układ somatosensoryczny: składa się z receptorów skóry, a zatem jest obwodowy – występuje w całym ciele. W jego skład wchodzą receptory kinestetyczne, które informują o pozycji ciała i ruchach. Znajdują się one w stawach i ścięgnach.
  • Organiczny system somatosensoryczny: jego receptory znajdują się w kościach i wnętrznościach i jest układem wewnętrznym.

Jak odczuwamy bodźce – somatosensoryczny system skórny

Aby zrozumieć, jak odczuwamy ból i temperaturę ważne jest przyswojenie sobie tego, jak działają receptory skórne. Wśród nich znajdują się najbardziej wrażliwe receptory zdolne do generowania odczuć związanych z bólem.

Skóra jest największym narządem somy i dlatego jest też największym receptorem. W skórze znajduje się duża liczba receptorów zgrupowanych w różny sposób, co pozwala nam zdefiniować wrażliwość lub dowolne z czterech odczuć, które przez tę tkankę odbieramy: ciśnienie, wibracje (dotyk), ból i temperatura.

Dlatego poprzez receptory skórnego układu somatosensorycznego otrzymujemy informacje ze środowiska w postaci nacisku, dotyku, bólu, zimna i ciepła.

Skóra ma różną wrażliwość na ból i temperaturę w zależności od gęstości znajdujących się w niej receptorów.

Czy owłosienie jest istotne?

Możemy odróżnić skórę z włosami od skóry bez włosów. Skóra z włosami stanowi zdecydowaną większość, ale to w skórze bez włosów znajduje się o wiele więcej receptorów. Jest zatem bardziej wrażliwa, ponieważ znajduje się w niej więcej receptorów skórnych.

Najbardziej wrażliwymi narządami zmysłów są wargi, zewnętrzne narządy płciowe i opuszki palców, ponieważ występuje tam więcej receptorów.

Chociaż nie zostało to w pełni potwierdzone uważa się, że skóra z włosami jest bardziej wrażliwa na wibracje lub dotyk, ponieważ powoduje to ruch włosów.

Jak odczuwamy i jakich receptorów używamy?

Receptory skórne można by podzielić na dwie kategorie: wolne zakończenia nerwowe i receptory kapsułkowane.

Wolne zakończenia nerwowe (TNL) to przedłużenia nerwów, które docierają do skóry i są prawdopodobnie najprostszymi receptorami czuciowymi. Rozciągają się po całej skórze i są receptorami najbardziej wrażliwymi na ból.

Chociaż służą również do postrzegania wszystkiego innego to ich specjalnością jest odczuwanie bólu.  Istnieje specyficzność, ale nie ma wyłączności.

Mechanizm transdukcji TNL polega jedynie na rozciągnięciu jego określonej części, co pozwala na otwarcie kanałów sodowych, a stamtąd depolaryzację błony, tym samym osiągając potencjał działania. Jest wytwarzany na zimno przez skurcz i na ciepło przez rozszerzenie.

Receptory kapsułkowane: wszystko, co robią wewnątrz kapsułki

Receptory kapsułkowane są rodzajem receptora skóry. Nazwano je tak, ponieważ są przykryte kapsułką. Niektórzy mówią o czterech typach, inni o pięciu. Odbiorniki te są sklasyfikowane w następujący sposób:

Ciałka Paciniego: wrażliwe na nacisk i dotyk

Znajdziemy je głównie w skórze bez włosów, a rzadziej w skórze z owłosieniem. Znajdują się na wargach, w gruczołach mlecznych i zewnętrznych narządach płciowych. Są szczególnie wrażliwe na nacisk, wibracje oraz, w mniejszym stopniu, na ból i temperaturę.

Ciałka Ruffiniego

Są małymi receptorami kapsułkowanymi. Mają zakończenia nerwowe podobne do wolnych zakończeń nerwowych otoczonych tylko tkanką łączną. Znajdują się na skórze z włosami i reagują na wibracje o niskiej częstotliwości.

Ciałka Meissnera

Odpowiadają za wrażliwość w postaci miękkiego dotyku. Znajduje się je w skórze bez włosów, w brodawkach skóry właściwej.

Ciałka Krausego

Cebulki Krausego znajdują się tylko na granicy błony śluzowej z suchą skórą. Ich włókna nie są mielinowane i są wyjątkowo wrażliwe na nacisk. Ich próg aktywacji poprzez nacisk jest najniższy w całym ludzkim ciele.

Komórki Merkla

Komórki Merkla zajmują miejsce podobne do Meissnera: w brodawkach skóry właściwej. Są receptorami powolnej adaptacji i reagują na ciągłą zmianę bodźców. Nie działają bezpośrednio – reagują, na przykład, na percepcję adaptacji temperatury.

Jak odczuwamy ból?

Odczuwanie bólu i temperatury, w tym konkretnym przypadku bólu, stanowi adaptacyjny system ostrzegania, który pozwala nam unikać źródeł powodujących uszkodzenie. Jednak na to odczuwanie mogą mieć wpływ inne czynniki, jak emocje, psychologia, społeczeństwo, narkotyki, placebo, hipnoza…

Dlatego jest to bardzo subiektywna emocja, która sugeruje, że muszą istnieć mechanizmy neuronowe, które modyfikują lub zakłócają przenoszenie bólu. I że to odczucie nie opiera się wyłącznie na receptorach skórnych.

Ból dzieli się na dwa rodzaje:

  • Ból, którego można uniknąć, gdzie najlepszą reakcją organizmu jest wycofanie źródła bólu, czyli zachowania.
  • I ból, którego nie można uniknąć. Ból, który istnieje na poziomie peryferyjnym i centralnym oraz, jak sama nazwa wskazuje, przed którym nie można uciec.

Na poziomie peryferyjnym – gdzie znajdujemy nieunikniony ból – zaobserwowano, że w organizmie istnieje informacja molekularna związana z bólem. Kiedy pojawia się ból, niektóre komórki odnoszą szkody i zaczynają wydzielać histaminę i prostaglandynę.

TEn drugi hormon sam w sobie nie ma na nic wpływu. Jednak histamina powoduje spadek progu bólu komórek.

Prostaglandyna powoduje, że uszkodzone komórki są bardziej wrażliwe na histaminę, a próg bólu znacznie spada. Są to bóle na poziomie zniszczonych tkanek. Istnieją farmakologiczne mechanizmy umożliwiające blokadę histaminy (leki przeciwhistaminowe) i prostaglandyny (kwas acetylosalicylowy).

Czy możemy zablokować ból? Wzgórze zna rozwiązanie

Na poziomie centralnym badania dotyczące bólu skierowano na wzgórze. Ból jest adaptacyjny, ale jeśli występuje z dużą intensywnością może blokować pewne zachowania. Czasami przynosi to efekt przeciwny do zamierzonego. Dlatego niektórzy zastanawiają się, czy możliwe jest nieodczuwanie bólu. Jak zablokować wzgórze?

Obraz mózgu

Hamowanie bólu jest zwykle nazywane analgezją, na którą wpływają czynniki emocjonalne i fizjologiczne.

Jednak u osób, które uległy wypadkom i uszkodziły mózg zaobserwowano, że uszkodzenie lub zablokowanie tylnego jądra brzusznego wzgórza zwykle występuje razem z utratą odczuć skórnych, to znaczy brakiem powierzchownego odczuwania zarówno dotyku, jak i bólu.

Tak więc zmiany lub zablokowanie jąder wzgórza eliminują głęboki ból, ale nie wrażliwość skóry. Jądra grzbietowe są związane z układem limbicznym i zwykle próbują wyeliminować emocjonalne składniki bólu.

Odczuwanie temperatury

Jest ona względna, ponieważ nie mamy w naszym ciele odbiorników służących do absolutnego odczuwania temperatury. Jesteśmy w stanie dostrzec tylko nagłe zmiany temperatury – na przykład, przenosząc dłoń z bardzo zimnego kubka do bardzo gorącego.

Istnieją dwa rodzaje receptorów: wrażliwe na zimno i na ciepło. Są one rozmieszczone niejednorodnie w skórze. Receptory zimna znajdują się bliżej naskórka, natomiast receptory ciepła znajdują się w głębszym obszarze. Są tymi samymi odbiornikami, różnią się tylko położeniem.

Transdukcja w tych receptorach jest spowodowana deformacją błony lub stożka biorcy na skutek rozszerzenia lub skurczu skóry. Powoduje to otwarcie błony i kanałów sodowych. Jeśli receptory są gęsto zgrupowane, uczucie ciepła będzie bardziej intensywne.

Jądra wzgórza związane z trudnościami w tym, jak odczuwamy zimno i ciepło to jądra wewnątrz-laminarne i w mniejszym stopniu komorowe.

Niezwykle interesującym jest fakt, że odczuwanie bólu wynika między innymi z małych receptorów w skórze i doskonałego udziału wzgórza, podobnie, jak w przypadku odczuwania temperatury.

Wygląda na to, że wszystkie te funkcje rozwinęły się w dążeniu do przetrwania. A narzędzia, które mamy do dyspozycji są niczym innym jak dziedzictwem tego, czego kiedyś nasi przodkowie potrzebowali. Być może bardziej niż my dzisiaj.

  • Dickenson AH. Pharmacology of pain transmission and control. En: Gebhart GF, Hammond DL, Jensen T (eds). Proceedings of the 8th World Congress on Pain, Progress in Pain Research and Management, IASP Press, Seattle, 1996: 113-121.
  • Villanueva L, Nathan PW. Multiple pain pathways. En: Devor M, Rowbotham MC, Wiesenfeld-Hallin Z (eds). Progress in Pain Research and Management Vol 16, 2000; IASP Press, Seattle, 371-386.