【생물학】 18-6-2강. 통각수용기

18-6-2강. 통각수용기

 

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1. 개요 [본문]

2. 통각원 수용체 [본문]

3. 단계 1. 분별지각 [본문]

4. 단계 2. 상행성 통증 경로 [본문]

5. 단계 3. 뇌에서의 통증 경로 [본문]

6. 단계 4. 내재진통계 [본문]

7. 통증의 이상현상 [본문]

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1. 개요 [목차]

⑴ 통증 : 실제적 혹은 잠재적으로 조직 손상이 있거나 손상이 있다고 호소하는 주관적이며 동시에 정서적이며 유쾌하지 않은 감각 경험(출처 : 국제통증학회(1979))

① 통각(Noxious Stimulus, Nociception) : 조직손상에 대한 경고성 감각

② 통증(Pain) : 통각에 의해 학습된 주관적 느낌

⑵ 통각수용기

① 통각수용기(유해감수기, Nociceptor) : 유해자극에만 반응하는 감수기, 유해자극의 크기가 커질수록 반응 증가

② 뜨거움과 차가움도 통각수용기로 감각

⑶ 통증의 차원

① 분별감각적 차원(Sensory Discriminative)

○ 신경내 미세전극법(Intraneural Microelectrode Technic)

 

출처 : 사람 뇌의 구조와 기능, 정천기 교수

Figure. 1. 신경내 미세전극법^]

 

② 인지-평가적 차원(Cognitive-Evaluative)

③ 정서-동기적 차원(Affective-Motivational)

⑷ 주관적 통증의 강도비교(PRI)

① Labour Pain, Clinical Pain Syndrome, Pain After Accident

② 작열통(복합통증증후군, Causalgia)

출처 : 사람 뇌의 구조와 기능, 정천기 교수

Figure. 2. 주관적 통증의 강도비교

 

 

2. 통각원 수용체(TRP, Transient Receptor Potential Channel) [목차]

■ 인간, ■ 어류, ■ 파리, ■ 벌레

⑴ TRPA : TRPA1, TRPA1

① TRPA1 : 냉통각, 유해화학물질·머스타드 오일(Mustard Oil) 등

⑵ TRPC : TRP, TRPC1, TRPC2, TRPC3, TRPC4, TRPC5, TRPC6, TRPC7

⑶ TRPM : GON-2, TRPM1, TRPM2, TRPM3, TRPM4, TRPM5, TRPM6, TRPM7, TRPM8

① TRPM8 : 냉통각, 멘톨(Menthol) 등

⑷ TRPML : CUP-5, TRPML1, TRPML2, TRPML3

⑸ TRPN : NOMPC, NOMPC, NOMPC

⑹ TRPP : TRPP2, TRPP3, TRPP5, PKD-2, PKD-2

⑺ TRPV : OSM, NAN, TRPV1, TRPV2, TRPV3, TRPV4, TRPV5, TRPV6

① TRPV1 : 열통각, 고추·캡사이신(Capsaicin) 등

 

 

3. 단계 1. 분별지각(Sensory Discrimination) [목차]

⑴ 수용성 통증 : 통각수용기가 외부 자극에 대한 경고성 신호를 생성

① Aα와 Aβ 섬유

○ 직경이 크고 수초가 있음 : 신경신호 전도가 잘 돼 예민

○ 고유 수용성 감각(Proprioception), 촉감(Light Touch)

○ 고유 수용성 감각 : 몸의 위치를 지각하는 것

○ 고유 수용성 감각을 통해 통증을 억제할 수 있음; 운동을 열심히 해서 고통을 잊는 것; 진화론적으로 합리적

○ 열의 역치 : 없음

○ Aβ 섬유 : Lamina Ⅲ, Lamina Ⅳ

② Aδ 섬유 : 조직손상이 동반된 날카로운 통각 수용

○ 직경 보통이고 수초가 있음 : 신경신호 전도가 적당히 잘 됨 → 초기통증

○ 기계적, 열적, 화학적 통각 수용, 초기통증에 관여

○ 열의 역치 : ~53 ℃ (Type Ⅰ), ~43 ℃ (Type Ⅱ)

○ Lamina Ⅰ, Deeper Layers

③ C-다류성 섬유(C-polymodal Nociceptor) : 통증에 대한 기억과 관련, 정서를 동원해 통증을 기억함으로써 이후 통증에 실질적으로 대응할 수 있게 함

○ 직경 작고 수초가 없음 : 신경신호 전도가 잘 안 됨 → 지연통증

○ 온도, 가려움에 대한 비통각적 감각

○ 기계적, 열적, 화학적 통각 수용, 지연통증에 관여

○ 열의 역치 : ~43 ℃

○ Lamina Ⅱ

④ 휴면 섬유(Silent Nociceptor)

 

출처 : Basbaum et al 2009, Cell

Figure. 3. 휴면 섬유^]

 

⑵ 염증성 통증(Inflammatory Pain) : 손상 주변의 미세환경변화에 대한 감시(추후 업데이트)

① 1^st. 손상(Lesion) 발생

② 2^nd. 손상으로 인해 Bradykinin, 5-HT, Prostaglandin, H+, Histamine이 척추신경절 뉴런을 자극

○ Bradykinin : 잠재적인 혈관 이완제

○ 척추신경절 뉴런의 영문 표기는 Dorsal Root Ganglion Neuron임

③ 3^rd. 자극을 받은 척추신경절 뉴런은 CGRP와 Substance P를 분비하여 혈관 이완을 유도

④ 4^th. 동시에 척추신경절 뉴런은 CGRP와 Substance P를 분비하여 비만세포(Mast Cell)를 자극

○ Mast Cell뿐만 아니라 Macrophage, Neutrophil Granulocyte 등도 관여

⑤ 5^th. 비만세포는 Histamine과 NGF를 분비하여 척추신경절 뉴런을 자극(양성피드백)

⑥ 6^th. 척추신경절 뉴런에 가해진 자극이 역치를 넘으면 척수(Spinal Cord)로 신호 전달

⑶ 신경병성 통증(Neuropathic Pain)

① 신경경로 손상에 의한 병적 상태

② 예 : Carpal Tunnel Syndrome, Spinal Cord Injury, Thalamic Stroke

⑷ 척수후근신경절(DRG; Dorsal Root Ganglion)

① 척수 전근과 후근이 합쳐지는 부위의 후근쪽 팽대부

② 통각신경의 세포체는 DRG에 있음

○ 다른 감각신경의 세포체도 마찬가지로 DRG에 있음

○ 통각신경의 세포체 : DRG의 75%를 차지, 작고 어두운 세포

○ 중추가지는 척수후각의 표층에서 시냅스를 이룸
○ 통각신경 : 활동전압 기간 ↑, Hump를 보임

③ 역치에 따른 세포의 분류

○ High Threshold Cell : Aδ, C 섬유, STT의 30~40 %

○ Wide Dynamic Range(WDR) Cell : Aδ, Aβ 섬유, 간접적으로 C 섬유를 입력으로 받음, STT의 50~60 %

○ Low Threshold Cell : Aβ 섬유, STT의 5~10 %

④ 신경전달물질 : 글루탐산(Glutamate), P 물질(Substance P), CGRP 등

⑤ 관문 통제 이론(Gate Control Theory) : 척수에서 통증전달세포와 섬유들 사이의 작용을 통해 뇌로 전달되는 통증을 조정하거나 변화시킬 수 있다는 이론

○ 촉각이나 통증에 대해 중요도를 인지하기 위해 감정값을 가중할 수 있는 시스템이 있음

○ Melzack와 Wall의 이론, 노벨상 이론

 

출처 : 사람 뇌의 구조와 기능, 김전 교수

Figure. 4. 관문통제이론 모델^]

 

 

4. 단계 2. 상행성 통증 경로(Ascending Pain Pathway) [목차]

⑴ Spinothalamic Tract

① 상행로 1. 통증, 온도감각, light touch : 해당하는 척수 신경절에서 교차가 일어남

② 상행로 2. 고유감각, 촉각 : 연수 피라미드로에서 교차가 일어남

③ 하행로. 감각의 종류에 관계없이 연수의 피라미드로에서 교차

 

출처 : 2013 MEET/DEET 자연과학 I

Figure. 5. 통각의 교차^]

 

⑵ Spinoreticular Tract

⑶ Spinomesencephalic Tract

⑷ Spinohypothalamic Tract

⑸ Polysynaptic Dorsal Column Pathways

⑹ 다중 경로의 효과

① 분별지각 개선

② 각성반응(Arousal Response)

③ 정서-동기반응(Affection-Motivational Response)

④ 자율신경반응(Autonomic Response)

⑤ 척수반사(Spinal Reflex)

⑥ 내재진통계 개선

 

 

5. 단계 3. 뇌에서의 통증 경로 [목차]

⑴ 3^rd - 1^st. 시상, ACC, 편도체 → PAG

⑵ 3^rd - 2^nd. PAG → RVM

① PAG(Periaqueductal Gray) : 중간뇌의 중뇌수도 주변에 위치, 통증의 하향조절에 관여

② 통증은 인간의 생존을 위해 가장 기본적인 감각이므로 뇌의 가장 오래된 회색질 구조에 남아있음

○ 관문통제 이론 등 통증의 중요도 처리는 발생학적으로 아주 오래된 PAG와 변연피질(Limbic Cortex)이 관여

⑶ 3^rd - 3^rd. RVM → Dorsal Horn

 

 

6. 단계 4. 내재진통계(Endogenous Analgesic System) [목차]

⑴ 정의 : 중추신경계에 있는 진통 시스템 (Basbaum & Fields, 1978)

⑵ 종류 1. 자극유발진통(Stimuation-produced Analgesia)

① 흰쥐에서 PAG 전기자극으로 진통 유발(Reynolds, 1969)

② 뇌의 정중선 구조들(PAG, PVG, NRM) 및 소뇌, 시상, 시상하부, 내낭, 꼬리핵 등 자극 시 진통 유발

⑶ 종류 2. 내재아편양계

① 중추에 오피오이드(Opioid)에 대한 수용체 단백질 존재

○ 오피오이드(아편양제제, Opioid) : 모르핀(Morphine)과 유사한 화학물질의 일종

○ 엔케팔린(Enkephalin) : 오피오이드와 결합해서 진통효과를 내는 내인성 펩티드

② 주로 중추의 정중선 근처로 SPA 부위와 일치

 

 

7. 통증의 이상현상 [목차]

⑴ 이중통 : 사실상 정상 현상

① 초기통증(Initial Pain) : Aδ 통각수용기, 날카롭고 경계가 명확

② 지연통증(Delayed Pain) : C-다류성 통각수용기, 경계가 불분명

⑵ 만성통증(Chronic Pain)

① 정의 : 임의적이지만 3~6개월 이상 지속되는 통증

② 특징 : 학습·기억 과정에 관여, 대부분 신경병의 증상, 심리사회적 상태에 의존

⑶ 연관통(Referred Pain)

① 실제 내장조직의 손상으로 인한 통증을 피부 등의 다른 지점에서 느끼는 증상

예 : 대동맥이 아프다는 감각 대신 등이 결리는 것으로 인식(빈도의 문제)

② 폭주투사설(Convergence-Projection Theory) : 내장과 피부절(Dermatome)은 척수 상에 같은 지점으로 신경이 수렴하기 때문에 해당 내장과 연결된 피부절에서 통증을 느끼는 것

⑷ 통각과민(Hyperalgesia) : 작은 통증을 지나치게 확대해서 느끼는 것

① 일차통각과민 : 손상부위, 기계적 및 열통각과민, 말초감작

② 이차통각과민 : 주변부, 기계적 통각과민, 중추감작

③ 메커니즘 : Aβ 수용기의 액손이 2개 이상의 뉴런과 시냅스를 이뤄 신호가 2배 이상으로 증폭되는 것

④ 예 : 피부홍통증(Erythromelalgia)

⑸ 이질통(Allodynia) : 통증을 일으키지 않을 만한 자극에도 통증을 느끼는 것

⑹ 환각지(환지통, Phantom Limb) : 절단되어 없어진 신체 부위에서 통증을 느끼는 것

⑺ 선천적 통각상실증(Congenital Analgesia)

 

입력: 2018.12.01 00:01