Οι Συνάψεις Ι: Οι Δίαυλοι
Συνάψεις στο Οπίσθιο Κέρας του Νωτιαίου Μυελού
Ο Νωτιαίος Μυελός (ΝΜ) συνδέει την περιφέρεια με τον εγκέφαλο. Το μήκος του κυμαίνεται μεταξύ 40-50 εκατ. και φθάνει μέχρι τον 1ο ή 2ο οσφυϊκό σπόνδυλο,. Η διάμετρός του κυμαίνεται από 1 έως 1,5 εκατ. Από τον ΝΜ εκφύονται δεξιά και αριστερά δύο ζεύγη νευρικών ριζών, η πρόσθια και η οπίσθια, οι οποίες συνδέονται και σχηματίζουν τα 31 νωτιαία νεύρα. Κάθε νεύρο αποτελείται από αισθητικές και κινητικές ίνες. Το αισθητικό τμήμα του καλύπτει μια συγκεκριμένη περιοχή του σώματος, το αντίστοιχο δερμοτόμιο και οι κινητικές του ίνες κάποιους μύες της περιοχής.
Οι συνάψεις του οπισθίου κέρατος του Νωτιαίου Μυελού (ΝΜ)
Οι νευράξονες του αισθητικού τμήματος των περιφερικών νεύρων που εδρεύουν στα γάγγλια των οπισθίων ριζών συναντούν τους δενδρίτες των δευτερογενών νευρώνων στη φαιά ουσία των οπίσθιων κεράτων του ΝΜ και έτσι μεταφέρεται το ερέθισμα από την περιφέρεια στον ΝΜ. Η συνάντηση γίνεται στις συνάψεις.
Η φαιά ουσία του οπίσθιου κέρατος του ΝΜ είναι οργανωμένη σε διακριτές επιφάνειες, που καλούνται στιβάδες ή πέταλα (Ι έως Χ). Οι στιβάδες Ι έως VΙ σχηματίζουν το οπίσθιο κέρας και έχουν σχέση με την επεξεργασία του πόνου αλλά και όλων των άλλων αισθήσεων.
Μέσα στις στιβάδες αυτές βρίσκονται διεγερτικοί και ανασταλτικοί νευρώνες, άφθονες συνάψεις, καθώς επίσης και κύτταρα που προβάλλονται και μεταφέρουν προσαγωγά ερεθίσματα σε υψηλότερα κέντρα (Ιατρού Χ. 2003).
Η στιβάδα Ι είναι αυτή που περιέχει κύτταρα που υποδέχονται τα ερεθίσματα του πόνου και της θερμότητας. Οι νευράξονες των κυττάρων αυτών ακολουθούν την νωτιοθαλαμική οδό στο αντιθετο πλάγιο του ΝΜ και καταλήγουν στους πυρήνες του θαλάμου, στην φαιά ουσία πέριξ του υδραγωγού (periaqueductal gray, PAG) και στην παραβραγχιακή περιοχή (Gold M., et al. 2006).
Η στιβάδα ΙΙ περιέχει πολλούς διανευρώνες και δέχεται τα ερεθίσματα της περιφέρειας όχι μόνο από αλγοϋποδοχείς (Αδ και C) αλλά και άλλων αισθητικών μη αλγεινών ερεθισμάτων (ίνες Αβ αφής). Στην στιβάδα αυτή έχει ευρεθεί μεγάλος αριθμός υποδοχέων των οπιοειδών αλλά και ουσίας Ρ. Θεωρείται η κατεξοχήν στιβάδα που γίνεται η τροποποίηση των ερεθισμάτων από εντολές που έρχονται από ανώτερα κέντρα και τον εγκέφαλο διαμέσου του οπισθοπλάγιου δεματίου (Todd A.J. 2002). Οι συνάψεις που ευρίσκονται εδώ παράγουν τόσο διεγερτικούς (γλουταμινεργικούς) όσο και κατασταλτικούς (GABAνεργικούς) νευροδιαβιβαστές. Ενα τμήμα της συνδέεται και με την ζελατινώδη φαιά ουσία (substantia gelatinosa) του οπίσθιου κέρατος του ΝΜ. Η στιβάδα ΙΙ επικοινωνεί και με τις άλλες στοιβάδες και πολλοί από τους νευράξονές της ακολουθούν την νωτιοθαλαμική οδό.
Οι στιβάδες ΙΙΙ και IV, περιέχουν κύτταρα που αφενός επικοινωνούν με τις άλλες στιβάδες αφετέρου συνδέονται με τις Αβ ίνες των νεύρων του γάγγλιου της οπίσθιας ρίζας.
Οι στιβάδες V και VI περιέχει κύτταρα, που ανταποκρίνονται σε αλγεινά και μη αλγεινά ερεθίσματα, καθώς και σε ερεθίσματα από σπλαχνικές ίνες. Ο ρόλος τους είναι να λειτουργούν σαν γενικός μηχανισμός επαγρύπνησης και σαν τροποποιητικό σύστημα των αλγαισθητικών ινών. Ο μηχανισμός αυτός καλείται διάχυτος ανασταλτικός έλεγχος του επώδυνου ερεθίσματος (diffuse noxious inhibitory control) και ευρίσκεται σε συνάφεια με τα κύτταρα της στιβάδας ΙΙ (Voscopoulos C., et al. 2010).
Η μετάδοση του ερεθίσματος μεταξύ των νευρικών κυττάρων στον ΝΜ δεν γίνεται με απλή επαφή, αλλά παρεμβαίνουν κάποιοι σχηματισμοί που ονομάζονται συνάψεις. Το τμήμα της σύναψης που φθάνει αρχικά το ερέθισμα στον ΝΜ ονομάζεται προσυναπτικό τμήμα και είναι το άκρο του νευράξονα του αισθητικού νεύρου (πρωτογενής νευρώνας) που είναι εγκατεστημένο στο γάγγλιο της οπίσθιας ρίζας και το τμήμα που θα μεταδοθεί το ερέθισμα είναι ο δενδρίτης του νευρικού κυττάρου (δευτερογενής νευρώνας) που είναι εγκατεστημένο στο οπίσθιο κέρας του ΝΜ, και ονομάζεται μετασυναπτικό τμήμα. Ο μεταξύ του προσυναπτικού τμήματος και του μετασυναπτικού τμήματος χώρος ονομάζεται συναπτική σχισμή.
Οι πιο χαρακτηριστικοί σχηματισμοί στο προσυναπτικό τμήμα είναι:
1) Οι δίαυλοι ασβεστίου. Ευρίσκονται στην κυτταρική επιφάνεια του προσυναπτικού τμήματος.
2) Τα μιτοχόνδρια. Ευρίσκονται στο πρωτόπλασμα.
3) Τα κυστίδια που περιέχουν τους νευρομεταβιβαστές. Ευρίσκονται στο πρωτόπλασμα.
4) Οι αντλίες επαναπρόσληψης των νευρομεταβιβαστών. Ευρίσκονται στην κυτταρική μεμβράνη του προσυναπτικού τμήματος.
5) Αφθονοι υποδοχείς διαφόρων ουσιών, όπως π.χ. μ-1 υποδοχείς οπιοειδών κ.ά,
Οι πιο χαρακτηριστικοί σχηματισμοί στο μετασυναπτικό τμήμα είναι:
1) Οι υποδοχείς των νευρομεταβιβαστών. Ευρίσκονται στην κυτταρική επιφάνεια του μετασυναπτικού τμήματος και μερικοί από αυτούς είναι: α) Οι υποδοχείς νευροκινίνης, οι υποδοχείς μη-NMDA (N-Methyl-D-aspartic acid), οι υποδοχείς NMDA, οι υποδοχείς σεροτονίνης, οι υποδοχείς νοραδρεναλίνης, οι μ-υποδοχείς των οπιοειδών και πολλοί άλλοι ανάλογα με την λειτουργία που εξυπηρετεί η κάθε σύναψη (διεγερτική ή κατασταλτική).
2) Οι δίαυλοι νατρίου, καλίου, ασβεστίου και πολλοί άλλοι.
Στη σύναψη φθάνει το ηλεκτρικό δυναμικό ενέργειας και προκαλεί την διάνοιξη κάποιων διαύλων ιόντων π.χ. διαύλων ασβεστίου. Το ασβέστιο εισέρχεται από το εξωτερικό περιβάλλον στο κύτταρο και διεγείρει τα μιτοχόνδρια για παραγωγή ενέργειας. Η επιπλέον ενέργεια προκαλεί τη διάνοιξη κυστιδίων που περιέχουν ουσίες που ονομάζονται νευροδιαβιβαστές. Οι νευροδιαβιβατές εξέρχονται από το προσυναπτικό τμήμα της σύναψης, κυκλοφορούν στην συναπτική σχισμή και συνδέονται με τους αντίστοιχους υποδοχείς του μετασυναπτικού τμήματος. Η σύνδεση αυτή προκαλεί την διάνοιξη διαύλων θετικών ιόντων όπως π.χ. νατρίου. Τα ιόντα νατρίου θα δημιουργήσουν εισερχόμενα στο κύτταρο μια νέα εκφόρτιση, παρόμοια με αυτή που ήδη περιγράψαμε στην περιφέρεια για την μετατροπή των αισθητικών ερεθισματων σε ηλεκτρική ενέργεια. Το νέο δυναμικό ενέργειας από την μετασυναπτικό τμήμα των δενδριτών του επόμενου κυττάρου θα καταλήξει στον νευράξονά του και από εκεί διαμέσου των νωτιοθαλαμικών οδών στις συνάψεις του τριτογενούς νευρώνα που ευρίσκεται κυρίως στον θάλαμο του εγκεφάλου.
Ετσι μεταδίδεται π.χ. το νευρικό ερέθισμα του πόνου από την περιφέρεια στον εγκέφαλο όπου γίνεται η αντίληψή του (perception).
Οι συνάψεις είναι πολλών ειδών, οι πιο απλές είναι αυτές που περιγράψαμε και αφορούν την ένωση δύο νευρικών κυττάρων, αλλά συνάψεις υπάρχουν μεταξύ κυττάρων και αδένων ή νευρικών κυττάρων και άλλων κυττάρων όπως των μυϊκών κυττάρων.
Οι ηλεκτροευαίσθητοι (τασεοευαίσθητοι) δίαυλοι ασβεστίου.
Με την άφιξη του ηλεκτρικού ερεθίσματος του πόνου στο προσυναπτικό τμήμα της σύναψης επηρεάζεται η λειτουργία των ηλεκτροευαίσθητων διαύλων ασβεστίου, οι οποίοι ανοίγουν και επιτρέπουν στο εξωσυναπτικό ασβέστιο να εισέλθει στη σύναψη.
Οι ηλεκτροευαίσθητοι δίαυλοι ασβεστίου αποτελούνται από 4 υποομάδες μορίων: την α1, την α2δ, την β1-4 και την γ. Η α1 υποομάδα είναι αυτή που σχηματίζει τον δίαυλο ενώ οι υπόλοιπες συμμετέχουν στην διαμόρφωσή της.
Εχουν αναγνωρισθεί 10 περίπου διαφορετικές α1 υποομάδες στον οργανισμό. Κάθε μία από αυτές ευρίσκεται σε διαφορετικά κύτταρα όπως π.χ. σε μυϊκά κύτταρα, στους οστεοβλάστες, στον εγκέφαλο, στην παρεγκεφαλίδα, στους δενδρίτες των νευρικών κυττάρων και αλλού. Η α1 υποομάδα όταν επηρεασθεί από το δυναμικό ενέργειας που φθάνει από την περιφέρεια διαμορφώνεται σε δίαυλο και επιτρέπει την είσοδο στο προσυναπτικό τμήμα της σύναψης μόνον ιόντων ασβεστίου.
Οι δύο άλλες ομάδες οι α2δ-1 και η α2δ-2 είναι πολύ σημαντικές για τη λειτουργία του διαύλου. Είναι υπεύθυνες για την αξιολόγηση των ηλεκτρικών ερεθισμάτων και ανάλογα με το αποτέλεσμα διαμορφώνουν την α1 υποομάδα σε δίαυλο και την κρατούν ανοικτή. Δύο φάρμακα, τα αντιεπιληπτικά, που χρησιμοποιούνται για την αναστολή του πόνου, η γκαμπαπεντίνη και η πρεγκαμπαλίνη, συνδέονται και αναστέλλουν τη δράση των δύο αυτών υποομάδων. Σε αυτούς τους διαύλους υπό προυποθέσεις δρουν και τα οπιοειδή.
Οι άλλες δύο υποομάδες β1-4 και γ συμμετέχουν και αυτές στην διαμόρφωση του διαύλου ασβεστίου σε άλλης δομής κύτταρα.
Από το βιβλίο "Χρόνιος Πόνος" του Δρ Αχιλ. Ε. Γεωργιάδη, ρευματολόγου.