Cơ sở giải phẫu sinh lý của cảm giác đau

Tác giả Bs Mai Trung Dũng

1. Sự nhận cảm đau.  

1.1. Các thụ cảm thể nhận cảm đau:

- Sự nhận cảm đau bắt đầu từ các thụ cảm thể phân bố khắp nơi trong cơ thể, có nhiều giả thuyết về vai trò và chức năng của các thụ cảm thể này, trong đó đáng chú ý nhất là hai thuyết:

+ Thuyết về cường độ (hay thuyết không đặc hiệu): Do Gold Scheider đề xuất năm 1894. Theo thuyết này thì các kích thích đau không có tính đặc hiệu mà có liên quan đến cường độ kích thích: cùng một kích thích ở cường độ thấp thì không gây đau nhưng với cường độ cao thì lại gây đau.

+ Thuyết đặc hiệu: Do Muller đề xuất vào gần cuối thế kỷ 19, theo ông mỗi một trong 5 giác quan (vị giác, khứu giác, thính giác, thị giác, xúc giác) được nhận cảm và dẫn truyền theo một đường riêng và có một vùng đặc hiệu trên não nhận cảm và phân tích. Thuyết này được Frey phát triển, ông đã chứng minh bằng thực nghiệm các cảm giác xúc giác, nhiệt nóng, nhiệt lạnh và đau có các receptor nhận cảm khác nhau.

Theo thuyết đặc hiệu, thông tin về nhận cảm đau do tổn thương bắt đầu từ các thụ cảm thể (receptor) nhận cảm đau chuyên biệt, đó là các tận cùng thần kinh tự do, phân bố ở khắp các tổ chức cơ thể, chủ yếu ở mô da, mô cơ, khớp và thành các tạng. Các thụ cảm thể này trong điều kiện bình thường thì “im lặng” không hoạt động, chỉ bị kích thích khi mô bị tổn thương. Bao gồm các loại thụ cảm thể nhận cảm đau sau:

• Các thụ cảm thể nhận kích thích cơ học.

• Các thụ cảm thể nhận kích thích hóa học.

• Các thụ cảm thể nhận kích thích nhiệt.

• Các thụ cảm thể nhận kích thích áp lực.

- Các thụ cảm thể nhận cảm đau có tính không thích nghi: với đa số các loại thụ cảm thể, khi bị kích thích tác động liên tục thì có hiện tượng thích nghi với kích thích đó, khi đó những kích thích sau phải có cường độ lớn hơn thì mới có đáp ứng bằng với kích thích trước đó. Ngược lại, khi kích thích đau tác động liên tục thì các thụ cảm thể nhận cảm đau ngày càng bị hoạt hóa. Do đó ngưỡng đau ngày càng giảm và làm tăng cảm giác đau. Tính không thích nghi của các thụ cảm thể nhận cảm đau có ý nghĩa quan trọng ở chỗ nó kiên trì thông báo cho trung tâm biết những tổn thương gây đau đang tồn tại.

- Ngưỡng đau là cường độ kích thích nhỏ nhất có thể gây ra được cảm giác đau. Một cường độ kích thích mạnh sẽ gây ra cảm giác đau sau một thời gian ngắn (1 giây), nhưng cường độ kích thích nhẹ đòi hỏi thời gian dài hơn (vài giây) mới gây được cảm giác đau.

1.2. Các chất trung gian hóa học:

- Cơ chế nhận cảm đau của các thụ cảm thể chưa được biết rõ ràng. Có thể các tác nhân gây đau đã kích thích các tế bào tại chỗ giải phóng ra các chất trung gian hóa học như các kinin (bradykinin, serotonin, histamin), một số prostaglandin, chất P... Các chất trung gian này sẽ tác động lên thụ cảm thể nhận cảm đau làm khử cực các thụ cảm thể này và gây ra cảm giác đau.

- Bradykinin là một trong các kinin huyết tương, có vai trò quan trọng trong phản ứng viêm (gây giãn mạch, tăng tính thấm mao mạch, và gây đau); cùng với histamin, leucotrien, prostaglandin, các kinin cũng là chất trung gian hóa học của quá trình viêm. Trong cơ thể kalikreinogen (của huyết tương, tụy tạng) được hoạt hóa thành kalikrein là một enzym, nó sẽ chuyển kininogen thành các kinin (bradykinin, kalidin). Kalikreinogen có thể được hoạt hóa bởi yếu tố Hageman (yếu tố XII), phản ứng kháng nguyên - kháng thể, viêm, chấn thương, trypsin, plasmin, nọc rắn, môi trường acid và nhiệt độ. Những tác nhân đó cũng hoạt hóa và làm giải phóng kalikrein từ tổ chức (Hình 1.1 ).

 

- Prostaglandin (PG): Năm 1935 Von Euler (Thụy Điển) lần đầu tiên phân lập được một hoạt chất từ tinh dịch và đặt tên là prostaglandin vì cho rằng chất này xuất phát từ tiền liệt tuyến (prostate: tiền liệt, glande: tuyến).

PG được sinh tổng hợp ngay tại màng tế bào từ phospholipid (Hình 1.2), và không phải là một chất đơn, mà ngày nay đã biết đến hơn 20 loại PG. Đó là những nhóm các acid béo không bão hoà, dẫn chất của acid prostanoic, gồm 20 nguyên tử cacbon có cấu trúc tương tự nhau nhưng có hoạt tính sinh học khác nhau, chúng có tên gọi như sau:

·        Các PG cổ điển: gồm các loại A, B, C, D, E, F. PGG và PGH khác với các loại trên vì có Oxy ở C₁₅.

·        Các prostacyclin: PGI, còn gọi là PGX.

·        Các thromboxan: TXA, TXB.

Chữ số ả rập đi theo chữ cái A, B (như PGA₁, PGB₂) là chỉ số đường nối kép của chuỗi nhánh:

Loại 1: có 1 đường nối kép ở C_13-14.

Loại 2: có 2 đường nối kép ở C_13-14 và C_5-6.

Loại 3: có 3 đường nối kép ở C_13-14, C_5-6, và C_17-18.

Chữ α (PGF₂α) có nghĩa là hai nhóm OH ở vị trí 9 và 11 đều ở dưới mặt phẳng của phân tử, còn chữ β  chỉ nhóm OH ở C₉ nằm trên mặt phẳng.

Các PG được tổng hợp để dùng ngay tại mô, nồng độ rất thấp chỉ khoảng vài nanogam/gam mô. Chúng có mặt ở khắp nơi trong cơ thể, phạm vi tác dụng sinh lý rất rộng lớn nên còn được gọi là hormon tổ chức:

+ Một số PG có tác dụng gây viêm và gây đau, đặc biệt là PGE₂ được giải phóng do kích thích cơ học, hóa học, nhiệt, vi khuẩn có tác dụng làm giãn mạch, tăng tính thấm thành mạch gây viêm và đau. PGF₁ gây đau xuất hiện chậm nhưng kéo dài. PGI₁ gây đau xuất hiện nhanh nhưng nhanh hết. PG còn làm tăng cảm thụ của thụ cảm thể với các chất gây đau như bradykinin.

+ Trên tiêu hóa: PGE₁ làm giảm tiết dịch vị gây ra do histamin hoặc pentagastrin, làm tăng nhu động ruột gây ỉa lỏng. Misoprostol (Bd Cytotec, Gastec) là thuốc có tác dụng giống PGE₁ được dùng trong lâm sàng điể điều trị bệnh lý dạ dày hành tá tràng. PGE₂ gây nôn và rối loạn tiêu hoá.

+ Trên thành mạch: PGE và A gây giãn mạch nhỏ, làm đỏ mặt, nhức đầu, hạ huyết áp. PGE₁ còn làm tăng tính thấm thành mạch.

+ Trên hô hấp: có sự cân bằng sinh lý giữa PGE₁ và F₂α. Loại F làm co phế quản, còn loại E₁ làm giãn, nhất là trên người bệnh hen.

+ Trên tử cung: PGF làm tăng co bóp tử cung nhịp nhàng nên có tác dụng thúc đẻ. PGE mạnh hơn F 10 lần. PGE₂ và F₂α được dùng trong lâm sàng để gây sẩy thai và thúc đẻ.

+ PGE₁ tác dụng ở vùng đồi thị như một chất trung gian gây sốt; Prostacyclin, Thomboxan A₂ điều hòa sự kết tập tiểu cầu; tăng độ lọc cầu thận...

Các thuốc NSAID ức chế cyclo-oxygenase (COX), các thuốc corticoid ức chế phospholipase làm giảm tổng hợp PG nên có tác dụng chống viêm giảm đau; các chất acid antrinilic, mefenamic, flunamic đối kháng với tác dụng của PG.

- Chất P (pain): là một peptid có 11 acid amin được tiết ra ở tủy sống khi có xung động từ sợi Aδ  và C, từ lâu được xem như chất trung gian thần kinh về đau. Tuy nhiên, vấn đề còn phức tạp hơn vì ngay một sợi thần kinh cũng có thể có nhiều peptid khác nhau (somatostatin, CGRP...) với chức năng còn chưa được biết rõ. Hơn nữa những sợi hướng tâm đường kính nhỏ cũng chứa những acid amin kích thích mạnh như Glutamate, cũng giống như chất P, nó có thể kích thích những neurone ở sừng sau tủy sống. Người ta cũng đã chứng minh được rằng, các kích thích nhận cảm đau tổn thương có thể gây giải phóng cùng một lúc glutamate và chất P.

2. Sự dẫn truyền cảm giác đau từ ngoại vi vào tủy sống.

Sự dẫn truyền cảm giác từ ngoại vi vào tủy sống do thân tế bào neuron thứ nhất nằm ở hạch gai rễ sau đảm nhiệm. Các sợi thần kinh dẫn truyền cảm giác (hướng tâm) gồm các loại có kích thước và tốc độ dẫn truyền khác nhau như sau: 

Loại	Sợi thần kinh	Týp	Đường kính (μm)	Tốc độ dẫn truyền (m/s)
To	Aα Aβ Aγ	I II II	12 - 20 6 - 12 5 - 12	70 - 120 30 - 70 30 - 50
Nhỏ	Aδ B C	III - IV	1 - 6 1 - 3 0,4 - 1,2	6 - 30 3 - 14 0,5 - 2

- Các sợi Aα và Aβ (týp I và II) là những sợi to, có bao myelin, tốc độ dẫn truyền nhanh, chủ yếu dẫn truyền cảm giác bản thể (cảm giác sâu, xúc giác tinh). Các sợi Aδ (týp III) và C là những sợi nhỏ và chủ yếu dẫn truyền cảm giác đau, nhiệt và xúc giác thô. Sợi Aδ có bao myelin mỏng nên dẫn truyền cảm giác đau nhanh hơn sợi C không có bao myelin. Vì vậy người ta gọi sợi Aδ là sợi dẫn truyền cảm giác đau nhanh, còn sợi C là sợi dẫn truyền cảm giác đau chậm.

- Vì sợi thần kinh dẫn truyền cảm giác đau có hai loại như vậy, nên khi có một kích thích với cường độ mạnh sẽ cho ta cảm giác đau đúp: ngay sau khi có kích thích sẽ có cảm giác đau nhói sau đó có cảm giác đau rát. Cảm giác đau nhói đến nhanh (do được dẫn truyền theo sợi Aδ) để báo cho ta biết đang có một kích thích nào đó có tác hại cho cơ thể và cần phải đáp ứng để có thể thoát khỏi kích thích có hại đó. Cảm giác đau rát đến chậm (do được dẫn truyền theo sợi C), nhưng có xu hướng ngày càng mạnh gây cho người ta một cảm giác đau đớn không chịu nổi để thôi thúc người ta sớm loại bỏ kích thích có hại đó.  

3. Đường dẫn truyền cảm giác đau từ tủy sống lên não.

- Đường dẫn truyền cảm giác đau, nhiệt và xúc giác thô (sợi Aδ và C) đi từ rễ sau vào sừng sau tủy sống, ở đó các axon của neurone thứ nhất hay neurone ngoại vi kết thúc và tiếp xúc với neurone thứ hai trong sừng sau tủy sống theo các lớp khác nhau (lớp Rexed). Các sợi Aδ tiếp nối synapse đầu tiên trong lớp I (viền Waldeyer) và lớp V, trong khi sợi C tiếp nối synapse đầu tiên trong lớp II (còn gọi là chất keo Rolando) (Hình 1.3 ) .

Có hai nhóm tế bào chính được hoạt hóa bởi việc kích thích các sợi nhỏ, mảnh:

+ Nhóm các neurone nhận cảm đau tổn thương không chuyên biệt: các neurone này đáp ứng cùng một lúc vừa với các kích thích cơ học nhẹ và vừa với những kích thích nhận cảm đau tổn thương cơ học, nhiệt và đôi khi hóa học, các neurone này có đặc tính làm tăng kiểu đau như luồng điện giật tùy theo cường độ kích thích.

+ Nhóm neurone nhận cảm đau tổn thương chuyên biệt: các neurone này chỉ bị hoạt hóa khi có các kích thích cơ học và kích thích nhiệt dữ dội, nghĩa là chỉ bị hoạt hóa bởi kích thích đau tổn thương.

- Các sợi trục của neurone thứ hai này chạy qua mép xám trước và bắt chéo sang cột bên phía đối diện rồi đi lên đồi thị tạo thành bó gai thị. Các sợi bắt chéo đi sang phía đối diện không phải nằm trên một mặt phẳng nằm ngang ngay ở mức khoanh tủy đó mà đi chếch nghiêng lên trên khoảng 2-3 khoanh. Vì vậy khi tổn thương cột bên ở một mức nào đó thì giới hạn trên của rối loạn cảm giác đau, nhiệt theo kiểu đường dẫn truyền ở bên đối diện bao giờ cũng thấp hơn mức tổn thương thực sự. Bó gai thị chia thành 3 bó nhỏ (Hình 1.4):

+ Bó tân gai thị: dẫn truyền lên các nhân đặc hiệu nằm ở phía sau đồi thị, cho cảm giác và vị trí.

+ Bó cựu gai thị: dẫn truyền lên các nhân không đặc hiệu và lên vỏ não một cách phân tán.

+ Bó gai lưới thị: bó này có các nhánh qua thể lưới rồi từ thể lưới lên các nhân không đặc hiệu ở đồi thị có vai trò hoạt hóa vỏ não.

- Khác với đường dẫn truyền cảm giác đau và nhiệt, đường dẫn truyền cảm giác cơ khớp, rung và xúc giác tinh (sợi Aα  và Aβ ) không đi vào chất xám tủy sống (trừ các sợi tạo thành các cung phản xạ khoanh) mà vào thẳng cột sau cùng bên đi lên họp thành bó Goll và Burdach, lên hành não rồi tiếp xúc với neurone thứ hai ở trong các nhân Goll và Burdach. Từ các nhân này cho các sợi bắt chéo qua đường giữa tạo thành bắt chéo cảm giác hay dải Reil trong, rồi lên đồi thị và vỏ não (Hình 1.5).

 

4. Trung tâm nhận cảm đau.

Đồi thị (thalamus) là trung tâm nhận cảm đau trung ương, có các tế bào thuộc neurone cảm giác thứ ba. Khi có tổn thương đồi thị, xuất hiện cảm giác đau đồi thị rất đặc biệt ở nửa người bên đối diện (hội chứng thalamic): cảm giác lạnh hoặc nóng bỏng rất khó chịu hành hạ mà bệnh nhân khó có thể mô tả và khu trú được; đau thường lan tỏa và lan xiên; không đáp ứng với các thuốc giảm đau thông thường; đôi khi lúc ngủ lại đau nhiều hơn, vận động thì giảm. Khám cảm giác nửa người bên đối diện với tổn thương thấy hiện tượng loạn cảm đau (hyperpathic).

Từ neurone thứ ba ở đồi thị cho các sợi họp thành bó thị vỏ đi qua 1/3 sau của đùi sau bao trong, qua vành tia tới vỏ não hồi sau trung tâm (hồi đỉnh lên vùng SI và SII) và thùy đỉnh để phân tích và ra quyết định đáp ứng:

- Vùng SI phân tích đau ở mức độ tinh vi.

- Vùng SII phân biệt về vị trí, cường độ, tần số kích thích (gây hiệu ứng vỏ não).

5. Đường dẫn truyền xuống chống đau.

Thông tin đau được hình thành ở chất keo Rolando do đường dẫn truyền xuống từ thân não, cầu não và não giữa kiểm soát. Các neurone ở thân não sẽ tiết ra serotonin gây ức chế các neurone dẫn truyền đau của tủy làm giảm hoặc mất đau.

Mặt khác nếu tiêm một lượng nhỏ morphin vào nhân của đường đan Magnus hoặc các cấu trúc nằm kề chất xám quanh tủy sống cũng sẽ làm giảm đau, như vậy morphin có thể hoạt hoá chính hệ thống dẫn truyền xuống này để ức chế đau. Tuy nhiên không phải chỉ có mọt hệ thống dẫn truyền xuống duy nhất mà còn có nhiều hệ thống khác cũng làm ức chế đau mà cachs tác dụng không giống morphin. Những nghiên cứu gần đây đã nói đến các chất trung gian hóa học không phải opi như noradrenalin hoặc dopamin do não chi phối cũng làm giảm các chứng đau.

6. Đặc điểm đau nội tạng.

Khác với cảm giác đau da có vị trí khu trú rõ ràng, còn triệu chứng đau nội tạng thì mơ hồ và âm ỉ, đôi khi thành cơn do bản chất là đau co thắt. Những kích thích gây đau ở thân thể như cắt, nghiền, bóp nếu tác động vào nội tạng sẽ không gây đau, nhưng những yếu tố căng trướng, thiếu máu và viêm lại gây đau. Đau từ nội tạng bị chi phối bởi các sợi Aδ và C. Những sợi này cùng các sợi thần kinh thực vật hướng tâm đi vào tủy ở các đoạn lồng ngực, lưng và cùng rồi tách ra các sợi đi lên trên và dưới tủy, tiến sâu vào các lớp I và V rồi đi lên não cùng trong các bó thần kinh dẫn truyền các thông tin đau của thân thể. Do đó đau nội tạng thường biểu hiện bằng đau xuất chiếu và kết hợp với các rối loạn của hệ thần kinh thực vật.

7. Vai trò của hệ thần kinh giao cảm.

Ngoài các chứng đau nội tạng, một số chứng đau như đau do chấn thương ở chi thể cũng có sự tham gia các các yếu tố giao cảm, gây nên các hiện tượng rối loạn điều hòa vận mạch, ra mồ hôi, thay đổi nhiệt độ da, rối loạn dinh dưỡng da, giảm vận động… làm cho đau càng trầm trọng hơn.

Các neurone giao cảm giải phóng adrenalin có thể ảnh hưởng tới các sợi thần kinh dẫn truyền đau do tác động của noradrenalin đến ngọn thần kinh, dọc theo sợi trục hoặc rễ sau. Một trong những đáp ứng thần kinh với chấn thương là sự tăng cường hoạt động của các thụ thể giải phóng adrenalin alpha (tức thụ thể alpha) tại các neurone dẫn truyền đau.

nguồn dieutridau.com