노키셉토르

Nociceptor
노키셉토르
Structure of sensory system (4 models) E.PNG
감각 신경 세포와 수용 세포의 네 가지 유형. 자유 신경 종말 유형 A로 표시된 nociceptors
식별자
메슈D009619
해부학적 용어

nociceptor("pain receptor")는 "잠재적인 위협" 신호를[1][2][3][4] 척수와 뇌에 보내 손상되거나 잠재적으로 손상될 수 있는 자극에 반응하는 감각 뉴런이다. 만약 뇌가 위협을 신뢰할 수 있는 것으로 인식한다면, 그것은 신체 부위에 직접 주의를 기울이는 고통의 느낌을 만들어내므로, 그 위협은 바라건대 완화될 수 있다; 이 과정을 nociception이라고 부른다.

역사

Nociceptors는 찰스 스콧 셔링턴에 의해 1906년에 발견되었다. 초기 세기 동안, 과학자들은 동물들이 감각 자극의 에너지를 운동 반응으로 바꾸는 기계 장치와 같다고 믿었다. 셔링턴은 다른 신경섬유수용성 영역에 대한 다른 유형의 자극이 다른 반응을 이끌었다는 것을 증명하기 위해 많은 다른 실험을 사용했다. 어떤 강렬한 자극은 반사적 금단, 특정한 자율적 반응, 그리고 고통을 유발한다. 이러한 강렬한 자극에 대한 특정 수용체를 nociceptors라고 불렀다.[5]

위치

포유류에서, 유해한 자극을 감지할 수 있는 신체의 모든 영역에서 nociceptor가 발견된다. 외부 nociceptor는 피부(피부성 nociceptor), 각막, 점막과 같은 조직에서 발견된다. 내장형 nociceptor는 근육, 관절, 방광, 내장, 소화관 등 다양한 기관에서 발견된다. 이 뉴런들의 세포체는 등근성 갱년기 또는 삼각 갱년기 중 하나에 위치한다.[6] 삼차근은 얼굴에 특화된 신경인 반면 등근은 몸의 나머지 부분과 연관되어 있다. 액손은 말초신경계 속으로 뻗어 들어가 나뭇가지로 종단하여 수용적인 장을 형성한다.

개발

nociceptors는 신경세포에서 발달한다. 신경의 볏은 척추동물의 초기 발육의 많은 부분을 담당한다. 특히 말초신경계(PNS)의 발달에 책임이 있다. 신경-크레스트 줄기세포는 닫히면서 신경관에서 갈라지고, 이 신경-크레스트 조직의 등측 부분으로부터 nociceptor가 자란다. 그것들은 신경생식 동안 늦게 형성된다. 이 지역의 초기 형성 세포는 자가수용체 또는 저임계 기계수용체 중 하나가 될 수 있다. 배아 nociceptor를 포함한 신경 파고에서 파생된 모든 뉴런은 신경 성장 인자(NGF)의 수용체인 TrkA를 표현한다. 그러나, nociceptor의 종류를 결정하는 전사 인자는 불분명하다.[7]

감각 신경생식에 이어 분화가 일어나며 두 종류의 nociceptor가 형성된다. 그것들은 각각 이온 채널과 수용체의 뚜렷한 레퍼토리를 표현하는 펩티데르그 또는 비펩티데르그 노키셉터로 분류된다. 그들의 특수화는 수용체들이 서로 다른 중심 목표물과 주변 목표물을 내향적으로 만들 수 있도록 한다. 이러한 분화는 산후기와 산후기 모두에서 발생한다. 비펩티데르그닉 nociceptors는 TrkA의 스위치를 끄고 GDNF(Glial-cell-Derved Grown Factor)의 발현이 가능한 투과형 신호 성분인 Ret을 발현하기 시작한다. 이 전환은 비펩티데르겐 nociceptor 개발에 필수적인 Runx1에 의해 지원된다. 반대로 펩티데르그노키셉터는 계속 TrkA를 사용하며 전혀 다른 형태의 성장인자를 표현한다. 현재 nociceptors의 차이점에 대한 많은 연구가 있다.[7]

유형 및 기능

성숙한 nociceptor의 주변 단자는 유해 자극이 감지되어 전기 에너지로 변환되는 곳이다.[8] 전기 에너지가 임계값에 도달하면 작용 전위가 유도되어 중추신경계(CNS)를 향해 구동된다. 이것은 고통에 대한 의식적인 인식을 가능하게 하는 일련의 사건들로 이어진다. nociceptor의 감각적 특수성은 자극의 특정한 특징에 대해서만 높은 문턱값으로 설정된다. 화학적, 열적 또는 기계적 환경에 의해 높은 임계값에 도달했을 때만 nociceptor가 작동된다. 대부분의 nociceptor는 그들이 반응하는 환경적 양식에 의해 분류된다. 일부 nociceptor는 이러한 양식의 하나 이상의 양식에 반응하여 결과적으로 폴리모달로 지정된다. 다른 nociceptor는 이러한 양식에 전혀 반응하지 않으며(염증 조건 하에서 자극에 반응할 수 있지만) 수면 또는 침묵이라고 한다.

nociceptor는 두 가지 다른 종류의 차축을 가지고 있다. 첫번째는 AΔ 섬유 축이다. 그것들은 몰리닝되어 있고 CNS를 향해 약 20m/초의 속도로 움직일 수 있는 활동 전위를 허락할 수 있다. 다른 유형은 C 섬유 축을 더 느리게 전도하는 것이다. 이것은 약 2m/초의 속도에서만 작동한다.[9] 이것은 액손의 빛이나 비금광 때문이다. 결과적으로 고통은 두 단계로 온다. 제1상은 빠른 전도성 Δ 섬유에 의해 매개되고, 제2부는 (폴리모달) C 섬유에 의해 매개된다. Δ 섬유와 관련된 통증은 초기 극도로 날카로운 통증과 연관될 수 있다. 두 번째 단계는 급성 손상으로 인한 고통의 장기화와 약간 덜 강렬한 느낌이다. 만약 C 섬유에 대량 또는 장기 입력이 있다면 척수 등축 경음기에 점진적인 축적이 있다; 이 현상은 근육의 파상풍과 유사하지만 윈드업이라고 불린다. 만약 바람이 불게 되면 통증에 대한 민감도가 높아질 가능성이 있다.[10]

열적

열성 nociceptor는 다양한 온도에서 유해한 열이나 추위에 의해 활성화된다. 특정 신경 종말이 열 자극에 어떻게 반응하는지 그리고 그 여부를 담당하는 특정한 nociceptor 변환기가 있다. 가장 먼저 발견된 것은 TRPV1이며, 43℃의 열통온도와 일치하는 임계값을 가지고 있다. 웜-핫 범위의 다른 온도는 둘 이상의 TRP 채널에 의해 매개된다. 이러한 각 채널은 온열 감도에 해당하는 특정 C-단자 영역을 표현한다. 이러한 모든 채널 간의 상호작용과 온도 수준이 통증 임계치 이상으로 결정되는 방법은 현재로서는 알려져 있지 않다. 시원한 자극은 TRPM8 채널에 의해 감지된다. 그것의 C-단자 영역은 열에 민감한 TRP와 다르다. 이 채널은 시원한 자극에 해당하지만 혹한의 검출에도 기여하는지는 아직 알 수 없다. 차가운 자극과 관련된 흥미로운 발견은 통증 인식이 지속되는 동안 촉각 감성과 운동 기능이 저하된다는 것이다.

기계적인

기계적 nociceptor는 과도한 압력이나 기계적 변형에 반응한다. 피부 표면을 깨는 절개에도 반응한다. 자극에 대한 반응은 화학적, 열적 반응과 마찬가지로 피질에 의한 고통으로 처리된다. 이러한 기계적 nociceptor는 다변형 특성을 갖는 경우가 많다. 따라서 열 자극에 대한 변환기의 일부는 기계적 자극에도 동일할 수 있다. TRPA1이 기계적 및 화학적 변화를 모두 감지하는 것처럼 보이기 때문에 화학적 자극에도 마찬가지다. 일부 기계적 자극은 P2 퓨리네르기 수용체에 의해 검출될 수 있는 ATP나 트로포모신 수용체 키나아제 A(TrkA)에 의해 검출될 수 있는 신경 성장인자와 같은 중간 화학물질의 방출을 유발할 수 있다.[11]

케미컬

화학적 nociceptor에는 다양한 향신료에 반응하는 TRP 채널이 있다. 반응을 가장 많이 보고 매우 광범위하게 검사되는 것이 캡사이신이다. 다른 화학 자극제는 1차 세계 대전 화학 무기아크로레인과 같은 환경 자극제로서 담배 연기의 성분이다. 이러한 외부 자극제와는 별도로 화학적 nociceptor는 내생 리간드와 내부조직의 변화로 발생하는 특정 지방산 아민을 검출할 수 있는 능력을 가지고 있다. TRPV1은 열성 nociceptor와 마찬가지로 캡사이신이나 거미 독소와 산과 같은 화학물질을 검출할 수 있다.[7][11] 산성 감지 이온 채널(ASIC)도 산성도를 검출한다.[11]

수면/침묵

각 nociceptor는 다양한 가능한 임계 수준을 가질 수 있지만, 어떤 것들은 실제로 부상이 발생하지 않는 한 화학적, 열적 또는 기계적 자극에 전혀 반응하지 않는다. 이것들은 일반적으로 주변 조직에 염증이 생기기 시작할 때만 반응이 오기 때문에 무성 또는 수면성 nociceptors라고 한다.[6]

폴리모달

많은 뉴런들이 단 하나의 기능만을 수행하므로 이러한 기능을 조합하여 수행하는 뉴런에는 "폴리모달"이라는 분류가 주어진다.[12]

경로

오름차순

다른 nociceptive 섬유들(에서가 아닌, 정보를 보내는 섬유들)은 척수로 다시 이동하며, 척수의 등측 뿔에서 시냅스를 형성한다. 이 nociceptive 섬유(주변부에 위치)는 1순위의 뉴런이다. 등뿔의 세포는 라미나에라고 불리는 생리학적으로 구별되는 층으로 나뉜다. 다른 종류의 섬유는 다른 층에서 시냅스를 형성하며, 글루탐산염이나 물질 P를 신경전달물질로 사용한다. Δ 섬유는 lamina Ⅰ과 V에서 시냅스를 형성하고, C 섬유는 lamina Ⅱ에서 뉴런과 연결하며, Aβ 섬유는 lamina I, III, V와 연결된다.[6] 척수 내의 특정 lamina에 도달한 후, 전백색 협곡에서 중간선을 가로지르는 뉴런을 2차순으로 배열하는 nociceproject를 한다. 그리고 나서 두 번째 순서 뉴런은 그들의 정보를 두 가지 경로인 등기둥 내측-레미스칼 시스템횡측계통을 통해 태음계로 보낸다. 전자는 규칙적인 비통증적 감각에 대해 더 많이, 후자는 통증 감각에 대해 더 많이 유보된다. 이 정보는 시상하부에 도달하자마자 복측후핵에서 처리되어 내부 캡슐의 후사지에 있는 섬유질을 통해 뇌의 대뇌피질로 보내진다.

내림차순

고통의 의식적 실현을 시작하는 뇌로 향하는 상승 경로가 있듯이, 통증 감각을 조절하는 하강 경로도 있다. 뇌는 통증 감각을 감소시키거나 억제할 수 있는 진통 효과를 가질 수 있는 특정 호르몬이나 화학 물질의 배출을 요청할 수 있다. 이러한 호르몬의 분비를 자극하는 뇌의 부위는 시상하부다.[13] 내림차단억제의 이러한 효과는 중뇌나 심실핵경동회색 영역을 전기적으로 자극함으로써 나타날 수 있다. 이 두 영역은 차례로 통증 조절에 관련된 다른 영역으로 돌출되는데, 이는 또한망막(NPG)으로부터 유사한 후방을 받는 핵 강박 마그누스와 같다. 그 다음, 은 등지 뿔의 실체성 젤라티노사 영역에 투영되며 스피노탈라믹 입력의 감각을 매개한다. 이것은 먼저 등줄에 있는 뉴런에 세로토닌 신경세포가 세로토닌 신경세포들을 보내고, 그 다음엔 통증지각을 가지고 있는 내부동맥류에게 엔케팔린을 분비함으로써 이루어진다.[14] 엥케팔린오피오이드 수용체를 결합하여 결합하여 시냅스 후 뉴런의 억제를 유발하여 통증을 억제하는 기능을 한다.[11] 과립유도회색은 또한 오피오이드 수용체를 포함하고 있는데, 이것은 모르핀과 디아세틸모르핀과 같은 오피오이드들이 진통 효과를 나타내는 메커니즘 중 하나를 설명한다.

민감도

nociceptor neuron 민감도는 세포외 공간에서 많은 종류의 매개자들에 의해 조절된다.[15] 말초적 감작성은 nociceptor의 기능적 가소성의 한 형태를 나타낸다. nociceptor는 단순히 유해한 자극 검출기에서 불쾌하지 않은 자극의 검출기로 변할 수 있다. 그 결과는 규칙적인 활동에서 오는 저강도 자극이 고통스러운 느낌을 시작한다는 것이다. 이것은 보통 고농축이라고 알려져 있다. 염증은 nociceptor의 감작성을 초래하는 하나의 일반적인 원인이다. 그러나 보통 염증이 가라앉으면 고농축증은 사라지지만 때때로 유전적인 결함이나 반복적인 부상이 올오디니아를 유발할 수 있다: 가벼운 접촉과 같은 완전히 불쾌한 자극은 극심한 고통을 유발한다. 알로디니아는 또한 말초 신경에서 nociceptor가 손상되었을 때 발생할 수 있다. 이것은 생존하는 다른 신경으로부터 다른 중심 과정의 개발을 의미하는 탈선화를 초래할 수 있다. 이런 상황에서 살아남은 등뼈 뿌리 도끼는 척수와 접촉할 수 있어 정상적인 입력을 변화시킬 수 있다.[10]

다른동물

nociception은 어류와[16] 거머리,[17] 자생충,[18] 바다 민달팽이,[19] 유충류 다양한 무척추동물을 포함한 비-매머류 동물에서 기록되어 왔다.[20] 이러한 뉴런들은 포유류 nociceptor와는 중추신경계에 대한 경로와 관계가 다를 수 있지만, 비암말의 nociceptive 뉴런은 높은 온도(40℃ 이상), 낮은 pH, 캡사이신, 조직 손상 등 포유류와 유사한 자극에 반응하여 발화하는 경우가 많다.

용어.

통증에 대한 역사적 이해 때문에, nociceptor는 통증 수용체라고도 불린다. 고통은 현실이지만 심리적 요인이 주관적인 강도에 강하게 영향을 미칠 수 있다.[21]

참고 항목

참조

  1. ^ http://www.bodyinmind.org/what-is-pain/
  2. ^ "NOI - Neuro Orthopaedic Institute". www.noigroup.com. Archived from the original on 2018-10-17. Retrieved 2017-10-13.
  3. ^ "Nociception and pain: What is the difference and why does it matter? - Massage St. Louis, St. Louis, MO". www.massage-stlouis.com.
  4. ^ Animals, National Research Council (US) Committee on Recognition and Alleviation of Pain in Laboratory (8 December 2017). Mechanisms of Pain. National Academies Press (US) – via www.ncbi.nlm.nih.gov.
  5. ^ 셔링턴 C. 신경계의 통합 작용. 옥스퍼드: 옥스퍼드 대학 출판부; 1906.
  6. ^ Jump up to: a b c Jessell, Thomas M.; Kandel, Eric R.; Schwartz, James H. (1991). Principles of neural science. Norwalk, CT: Appleton & Lange. pp. 472–79. ISBN 978-0-8385-8034-9.
  7. ^ Jump up to: a b c Woolf CJ, Ma Q (August 2007). "Nociceptors—noxious stimulus detectors". Neuron. 55 (3): 353–64. doi:10.1016/j.neuron.2007.07.016. PMID 17678850. S2CID 13576368.
  8. ^ Fein, A Nociceptors: 고통을 감지하는 세포들 http://cell.uchc.edu/pdf/fein/nociceptors_fein_2012.pdf
  9. ^ Williams, S. J.; Purves, Dale (2001). Neuroscience. Sunderland, Mass: Sinauer Associates. ISBN 978-0-87893-742-4.
  10. ^ Jump up to: a b Fields HL, Rowbotham M, Baron R (October 1998). "Postherpetic neuralgia: irritable nociceptors and deafferentation". Neurobiol. Dis. 5 (4): 209–27. doi:10.1006/nbdi.1998.0204. PMID 9848092. S2CID 13217293.
  11. ^ Jump up to: a b c d Yuan, Jason; Brooks, Heddwen L.; Barman, Susan M.; Barrett, Kim E. (2019). Ganong's Review of Medical Physiology. ISBN 978-1-26-012240-4.
  12. ^ Fein, Alan. Nociceptors: the cells that sense pain.
  13. ^ "Pain Pathway". Retrieved 2008-06-02.[데드링크]
  14. ^ Hall, Michael E.; Hall, John E. (2021). Guyton and Hall textbook of medical physiology (14th ed.). Philadelphia, Pa.: Saunders/Elsevier. ISBN 978-0-323-59712-8.
  15. ^ Hucho T, Levine JD (August 2007). "Signaling pathways in sensitization: toward a nociceptor cell biology". Neuron. 55 (3): 365–76. doi:10.1016/j.neuron.2007.07.008. PMID 17678851. S2CID 815135.
  16. ^ Sneddon L. U.; Braithwaite V. A.; Gentle M. J. (2003). "Do fishes have nociceptors? Evidence for the evolution of a vertebrate sensory system". Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences. 270 (1520): 1115–1121. doi:10.1098/rspb.2003.2349. PMC 1691351. PMID 12816648.
  17. ^ Pastor J.; Soria B.; Belmonte C. (1996). "Properties of the nociceptive neurons of the leech segmental ganglion". Journal of Neurophysiology. 75 (6): 2268–2279. doi:10.1152/jn.1996.75.6.2268. PMID 8793740.
  18. ^ Wittenburg N.; Baumeister R. (1999). "Thermal avoidance in Caenorhabditis elegans: an approach to the study of nociception". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 96 (18): 10477–10482. Bibcode:1999PNAS...9610477W. doi:10.1073/pnas.96.18.10477. PMC 17914. PMID 10468634.
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  20. ^ Tracey J.; Daniel W.; Wilson R. I.; Laurent G.; Benzer S. (2003). "painless, a Drosophila gene essential for nociception". Cell. 113 (2): 261–273. doi:10.1016/S0092-8674(03)00272-1. PMID 12705873. S2CID 1424315.
  21. ^ "Pain is Weird: A Volatile, Misleading Sensation".