Sinh lý học cảm giác đau

Hầu hết các bệnh lý trong cơ thể, dù nặng hay nhẹ, đều gây ra cảm giác đau. Mặt khác, khả năng chẩn đoán các bệnh lý đó lại phụ thuộc vào kiến thức, kinh nghiệm của thầy thuốc đối với đặc điểm của những kiểu đau khác nhau. Vì vậy, bài viết này sẽ tập trung trình bày về sinh lý đau và các cơ sở sinh lý học của một số trạng thái lâm sàng phối hợp.

I. ĐAU LÀ MỘT CƠ CHẾ BẢO VỆ CỦA CƠ THỂ

Cảm giác này xảy ra ở bất cứ mô nào đang bị tổn thương, khiến cá thể phải phản ứng loại bỏ các tác nhân gây đau. Ngay cả những hoạt động đơn giản như ngồi trong thời gian dài cũng có thể gây tổn thương mô do thiếu máu nuôi đến vùng da dưới ụ ngồi đang chịu đè nén bởi sức nặng cơ thể. Khi đó, cảm giác đau của da sẽ “âm thầm” kích thích cơ thể thay đổi tư thế mà không có nhận thức gì. Tuy nhiên, ở bệnh nhân đã mất cảm giác đau, như sau một chấn thương cột sống, khả năng này không còn nữa, hậu quả sẽ dẫn đến lở loét ở vùng da bị tỳ đè.

II. PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM – ĐAU NHANH VÀ ĐAU CHẬM

Đau được chia thành hai dạng: đau nhanh (fast pain) và đau chậm (slow pain). Đau nhanh được nhận biết chỉ trong khoảng 0.1 giây ngay khi có tác nhân gây đau, trong khi đau chậm lại bắt đầu sau 1 giây hay lâu hơn; sau đó, cảm giác đau chậm tăng lên từ từ, mất đến vài giây hay cả vài phút. Qua bài viết này, chúng ta sẽ nhận thấy hai loại đau này có đường dẫn truyền khác nhau và chúng có những đặc điểm hoàn toàn riêng biệt.
Đau nhanh thường được mô tả dưới nhiều tên gọi, như đau buốt, đau nhói, đau cấp tính hay đau dữ dội. Dạng cảm giác này dễ dàng nhận thấy khi kim châm hay dao cắt vào da hoặc da bị bỏng, bị giật điện. Đau nhói cấp tính ít khi xảy ra ở những mô nằm sâu trong cơ thể.
Đau chậm cũng được gọi bằng nhiều tên, như nóng rát, đau âm ỉ, đau nhức, đau quặn và đau dai dẳng. Dạng đau này thường đi kèm với sự phá hủy thực thể tại mô; có thể diễn ra trong thời gian dài và làm cho người bệnh không thể chịu đựng thêm được. Nó xảy ra trên da hay cả những mô nằm sâu hay nội tạng.

III. THỤ THỂ ĐAU VÀ TÁC NHÂN KÍCH THÍCH

1. THỤ THỂ ĐAU LÀ NHỮNG ĐẦU TẬN TỰ DO CỦA SỢI THẦN KINH

Các thụ thể có vai trò nhận cảm trong da và những mô khác. Chúng phân bố rộng khắp trên bề mặt da cũng như mô nội tạng, cụ thể là màng xương, thành động mạch, màng khớp, liềm đại não và lều tiểu não trong hộp sọ.
Mặc dù, tại đa số các mô nằm sâu khác, các đầu tận thần kinh chi có mật độ thưa thớt, những thương tổn tại đây vẫn có thể gây ra cảm giác đau chậm, âm ỉ kéo dài, lan ra khắp cả một vùng rộng lớn.

2. LOẠI THỤ THỂ NHẬN CẢM: CƠ HỌC, NHIỆT VÀ HÓA HỌC.

Đau có thể xảy ra dưới sự kích thích của nhiều tác nhân. Những tác nhân đó được xếp thành ba nhóm: tác nhân kích thích cơ học, tác nhân kích thích nhiệt và tác nhân kích thích hóa học. Thông thường, đau nhanh xảy ra sau một tác nhân cơ học và nhiệt độ trong khi đau chậm đều có thể là hệ quả của cả ba tác nhân trên.
Một số chất hóa học có thể gây cảm giác đau, như bradykinin, serotonin, histamine, ion K , acid, acetylcholine và những enzymes ly giải protein. Ngoài ra, progstaglandins và chất P cũng làm tăng cảm giác đau tại thụ thể thần kinh nhưng lại không trực tiếp kích thích chúng. Những chất hóa học này rất quan trọng trong việc hình thành cơn đau chậm dai dẳng sau tổn thương mô học.

3. SỰ TRƠ TỰ NHIÊN CỦA THỤ THỂ ĐAU

Khác biệt với đa số các thụ thể cảm giác trong cơ thể, thụ thể đau ít đáp ứng hoặc có khi hoàn toàn không đáp ứng với kích thích. Thực tế là, trong một số trường hợp, sự hưng phấn của sợi dẫn truyền cảm giác đau, nhất là cơn đau chậm, âm ỉ, quặn thắt, chỉ tăng dần khi tác nhân kích thích còn diễn ra. Sự tăng nhận cảm đau tại thụ thể gọi là Chứng tăng cảm đau (hyperalgesia) – khi kích thích đau, bệnh nhân thấy đau nhiều hơn bình thường. Sự trơ này chỉ có nhằm thông báo cho biết hiện đang còn sự hiện diện của mô bị tổn thương.

4. MỨC ĐỘ KÍCH THÍCH ĐAU VÀ MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG MÔ

Trung bình, một người bình thường bắt đầu cảm giác đau khi nhiệt độ da tăng trên 45 C. Đây cũng là nhiệt độ mà tại đó, mô bắt đầu bị tổn thương bởi tác nhân nhiệt. Đồng thời, ở những mức nhiệt cao hơn, cấu trúc mô có thể bị phá hủy hoàn toàn. Vì vậy, cần sớm nhận thấy cảm giác đau có tương quan chặt chẽ với mức độ tổn thương mô đang diễn tiến. Tuy nhiên, nó không tương xứng với tỷ lệ mô đã bị tiêu hủy toàn bộ.
Ngoài ra, mối liên quan giữa đau và mức độ tổn thương mô xảy ra mật thiết hơn đối với những tác nhân khác hơn là tác nhân nhiệt, như tác nhân nhiễm trùng, thiếu máu, mô bị chấn thương bầm dập, …

5. VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA TÁC NHÂN HOÁ HỌC TRONG TỔN THƯƠNG MÔ.

Nếu tiêm những sản phẩm của quá trình tổn thương tại mô dưới một vùng da lành, chúng sẽ gây ra cơn đau dữ dội. Chúng hầu hết là các chất được giải phóng trong giai đoạn sớm, sẽ kích thích các thụ thể hóa học. Trong số đó, chất được xem đóng vai trò gây ra cơn đau có cường độ mạnh nhất trong tổn thương mô là bradykinin. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh điều này.
Mặt khác, mức độ đau cũng có liên quan đến sự tăng nồng độ ion K+ tại chỗ hoặc nồng độ các enzymes ly giải proteine bằng cách kích thích trực tiếp vào đầu tận thần kinh, tạo ra cảm giác đau thông qua sự thay đổi tính thấm với các ion trên màng tế bào.

6. THIẾU MÁU MÔ CŨNG LÀ MỘT NGUYÊN NHÂN GÂY ĐAU.

Khi máu đến cung cấp bị hạn chế, mô thường bắt đầu có cảm giác đau chi sau vài phút. Mức độ đau tỷ lệ với mức độ chuyển hóa tại mô. Cụ thể là, nếu mức độ chuyển hóa tại mô nào càng cao thì khi bị thiếu máu, cảm giác đau tại mô đó sẽ càng dữ dội. Ví dụ, quấn băng đo huyết áp vào cánh tay, thổi căng đến mức ngăn chặn hoàn toàn dòng máu đến trong động mạch, khi đó, việc cử động cánh tay sẽ gây đau sau chi trong 15 đến 20 giây; nếu không cử động, cơn đau sẽ trì hoãn được tới 3 hay 4 phút.
Một trong những gợi ý của cơ chế gây đau trong thiếu máu nuôi là sự tích tụ lượng lớn acid lactic tại mô trong quá trình chuyển hóa yếm khí (chuyển hóa không có sự tham gia của oxy). Từ đó, có thể nhận thấy rằng, những tác nhân hóa học khác, như bradykinin và men ly giải proteine, được hình thành tại tế bào bị phá hủy, trong đó có acid lactic, sẽ kích thích thụ thể nhận cảm đau.

7. CO THẮT CƠ CŨNG CÓ THỂ GÂY ĐAU

Đây là một nguyên nhân phổ biến và là cơ sở của nhiều triệu chứng đau trên lâm sàng. Dạng đau này là kết quả của sự kích thích trực tiếp lên thụ thể cơ học khi cơ co thắt. Tuy nhiên, cảm giác đau cũng có thể là hệ quả của sự thiếu huyết dưỡng đồng thời xảy ra trong suốt quá trình ấy. Trong khi đó, công co thắt còn làm tăng mức độ chuyển hóa tại mô cơ. Vì thế, sự thiếu máu nuôi lại càng là điều kiện thúc đẩy cơn đau thêm nặng nề, thông qua giải phóng các chất dẫn truyền tại thụ thể nhận cảm hóa học.

IV. HAI CON ĐƯỜNG DẪN TRUYỀN TÍN HIỆU ĐAU ĐẾN HỆ THỐNG THẦN KINH TRUNG ƯƠNG

Mặc dù tất cả các thụ cảm đau đều là những đầu tận tự do của sợi thần kinh, mỗi mút tận cùng này đều có hai con đường riêng biệt để dẫn truyền tín hiệu đau đến hệ thống thần kinh trung ương. Hai con đường ấy tương ứng với hai dạng đau: Con đường đau nhanh cấp tính (fast -sharp pain pathway) và con đường đau chậm mạn tính (slow-chronic pain pathway) .

1. SỢI DẪN TRUYỀN ĐAU NGOẠI BIÊN – SỢI NHANH VÀ SỢI CHẬM.

Tín hiệu đau nhanh cấp tính vừa là kết quả của sự kích thích thụ thể nhận cảm cơ học, vừa của thụ thể nhiệt; được dẫn truyền trong dây thần kinh ngoại biên đến tủy sống bằng sợi nhỏ loại A∆ với vận tốc trong khoảng 6 đến 30 m/giây. Trái lại, cảm giác đau chậm mạn tính lại xảy ra sau kích thích tại thụ thể hóa học, nhưng đôi khi cũng có sự tham gia của hai loại thụ thể còn lại. Tín hiệu đau này truyền tới tủy sống trong sợi thần kinh C có tốc độ từ 0.5 đến 2 m/giây.
Chính vì sự hiện diện của một hệ thống kép như trên mà khi có một kích thích đau đột ngột, sẽ tạo ra động thời hai tín hiệu: cảm giác đau nhanh cấp tính dẫn đến não trong sợi thần kinh A∆ và cảm giác đau chậm mạn tính sẽ truyền theo sợi C chậm sau vài giây. Cảm giác đau nhanh cấp tính nhanh chóng báo động cá thể nhận thức về sự tổn thương; do đó, nó có vai trò quan trọng trong thúc đẩy cá thể đó phản ứng ngay lập tức để giải thoát bản thân khỏi các tác nhân kích thích. Trong khi đó, cảm giác đau chậm mạn tính lại có khuynh hướng tăng dần theo thời gian, cho đến khi người bệnh không thể chịu đựng thêm nên phải tìm cách loại bỏ nguyên nhân tận cùng của sự đau đớn này. Khi đến tủy sống qua các rễ sau, sợi thần kinh ngoại biên sẽ tận cùng tại các neuron tiếp hợp ở sừng sau. Một lần nữa, hai hệ thống dẫn truyền tín hiệu đau sẽ cùng song hành đến não bộ.

2. HAI CON ĐƯỜNG DẪN TRUYỀN TÍN HIỆU ĐAU TRONG TỦY SỐNG VÀ NÃO – BÓ GAI ĐỒI THỊ MỚI VÀ BÓ GAI ĐỒI THỊ CŨ

Sau khi vào đến tủy sống, tín hiệu đau sẽ theo hai con đường đi đến não, qua (1) bó gai đồi thị mới (neospinothalamic tract) và (2) bó gai đồi thị cũ (paleospinothalamic tract) .

BÓ GAI ĐỒI THỊ MỚI VỚI ĐAU NHANH

Sợi thần kinh A∆ chủ yếu dẫn truyền cảm giác đau do cơ học và đau cấp tính do nhiệt độ, phần lớn sẽ tận cùng tại mép ngoài cùng I (lamina marginalis) ở sừng sau. Tại đây, chúng sẽ kích thích neuron tiếp theo của bó gai đồi thị mới, là những sợi trục dài, bắt chéo ngay lập tức sang nửa bên đối diện của tủy sống qua mép trước và sau đó chạy hướng lên não trong cột bên trước.

TẬN CÙNG CỦA BÓ GAI ĐỒI THỊ MỚI TRONG NÃO VÀ ĐỒI THỊ

Chỉ một vài sợi thần kinh trong bó gai đồi thị mới tận cùng tại vùng lưới của não trong khi phần lớn đã liên tục chuyển hướng đi đến đồi thị và tận cùng tại phức hợp các nhân bụng nền (ventrobasal complex) cùng với bó thon và bó chêm dẫn truyền cảm giác sâu thuộc cột lưng tủy sống. Cũng chi có một số ít các sợi trục tận cùng tại nhóm nhân sau trong đồi thị. Ngoài ra, từ các vùng khác nhau trong đồi thị, những tín hiệu sẽ tiếp tục truyền tới các vùng vỏ não khác nhau, chẳng hạn như vùng vỏ não cảm giác bản thể.

3. KHẢ NĂNG ĐỊNH VỊ VỊ TRÍ ĐAU NHANH CỦA HỆ THẦN KINH

Cảm giác đau nhanh cấp tính xảy ra ở những vị trí trên cơ thể có thể được định vị nhanh hơn dạng đau chậm mạn tính. Tuy nhiên, khi chi có thụ thể đau bị kích thích mà không có sự kích thích đồng thời tại các thụ thể nhận cảm xúc giác, địa điểm xảy ra cảm giác đau cấp tính lại được xác định kém hơn, thường chi nhận biết là một vùng rộng 10 cm hoặc lớn hơn thế. Nói cách khác, nếu tác nhân đồng thời tạo thêm sự hưng phấn về xúc giác, khả năng định vị sẽ chính xác hơn.

GLUTAMATE – CHẤT DẪN TRUYỀN CỦA SỢI THẦN KINH A∆

Glutamate đã được xác định là chất dẫn truyền thần kinh trong tủy sống, tạo ra tại đầu tận của sợi trục A∆. Đây là một trong những chất truyền tín hiệu phổ biến nhất trong hệ thống thần kinh trung ương, thường hoạt hóa trong chi vài phần ngàn giây.

BÓ GAI ĐỒI THỊ CŨ DẪN TRUYỀN CẢM GIÁC ĐAU CHẬM MẠN TÍNH

Bó gai đồi thị cũ thuộc hệ thống thần kinh cổ điển, là con đường dẫn truyền đau mạn tính chủ yếu từ sợi ngoại biên của dây thần kinh C, đồng thời cũng có tham gia dẫn truyền một số tín hiệu từ dây A∆. Trên con đường này, sợi trục ngoại biên tận cùng tại toàn bộ mép II và mép III của sừng sau tủy sống, gắn kết bằng chất keo tủy sống (substantia gelatinosa). Đa số tín hiệu sẽ xuyên qua một hay nhiều sợi neuron ngắn nội bộ trong sừng sau trước khi vào đến mép V, vẫn còn nằm trong sừng sau. Đây là những neuron cuối cùng cho sợi trục dài mà phần lớn sẽ tham gia cùng với những sợi thần kinh từ con đường dẫn truyền cảm giác đau nhanh. Chúng sẽ bắt chéo qua mép trước đến nửa phần tủy sống đối bên, sau đó cũng đi lên não trong cột trước bên.

CHẤT P – CHẤT DẪN TRUYỀN CẢM GIÁC ĐAU CHẬM MẠN TÍNH CỦA ĐẦU TẬN SỢI THẦN KINH

Nhiều nghiên cứu đã cho thấy đầu tận của sợi thần kinh C tận cùng trong tủy sống có khả năng bài tiết ra cả glutamate và chất P. Glutamate là chất dẫn truyền hoạt động tức thì và chi kéo dài trong vài phần ngàn giây. Trong khi đó, chất P lại được giải phóng chậm hơn nhiều nhưng lại có thể duy trì nồng độ trong khoảng thời gian vải giây hay đến vài phút. Thực tế cũng đã cho thấy điều này: cảm giác đau hai lần mà một cá thể cảm nhận được sau một lần châm kim; theo đó, cảm giác đau đầu tiên là hệ quả của sự hoạt hóa nhanh chóng glutamate, lần sau là của chất P, đau xảy ra muộn hơn nhưng kéo dài hơn. Dù những cơ chế chi tiết cụ thể vẫn chưa giải thích được, glutamate vẫn được khẳng định rõ ràng là chất dẫn truyền chính yếu cảm giác đau cấp tính lên đến hệ thần kinh trung ương và chất P thì có vai trò trong đau chậm mạn tính.

4. SỰ TIẾP NỐI GIỮA BÓ GAI ĐỒI THỊ CŨ VỚI NÃO BỘ VÀ ĐỒI THỊ

Con đường dẫn truyền cảm giác đau chậm trong bó gai đồi thị cũ phần lớn sẽ tận cùng trong não. Chi từ 1/10 đến 1/4 số sợi thần kinh đó đi đến đồi thị. Ba vùng tận cùng nhiều nhất là (1) nhân lưới (reticular nuclei) của hành não, cầu não và cuống não, (2) vùng mái (tectal area) gian não sâu đến lồi não trên và lồi não dưới hoặc (3) vùng chất xám quanh rãnh Sylvius (periaqueductal gray region) . Những vùng não thấp hơn này được cho rằng đóng vai trò trong cảm nhận trải nghiệm về nhiều dạng đau, bởi bộ não của loài động vật đã có sự phân vùng ra phần não phía trên trung não, nhằm ngăn chặn các tín hiệu đau khỏi sự dẫn truyền lên đến bán cầu đại não, và vẫn chưa có đủ bằng chứng phủ nhận được những trải nghiệm đó khi cơ thể gặp chấn thương. Từ vùng não nhận tín hiệu đau, những neuron có nhiều nhánh sẽ tiếp nối dẫn truyền lên đến liềm trong (intralaminar), nhân bụng bên (ventrolateral) thuộc đồi thị cũng như những phần khác của vùng hạ đồi và những vùng khác của não.

5. HẠN CHẾ CỦA HỆ THẦN KINH TRONG ĐỊNH VỊ NGUỒN TÍN HIỆU ĐAU CHẬM MẠN TÍNH

Khả năng định vị vị trí đau theo con đường bó gai đồi thị cũ tương đối kém. Theo đó, nó chỉ có thể xác định vị trí trong khoảng một vùng chính yếu của cơ thể, như một cẳng tay, một cẳng chân chứ không thể là một điểm cụ thể trên tay hay chân. Con đường này hoạt động trên cơ chế khuếch tán tín hiệu qua sự gắn kết rất nhiều synapse. Điều này giải thích vì sao bệnh nhân thường gặp khó khăn khi được yêu cầu chỉ ra vị trí đau trong một số dạng đau chậm.

6. CHỨC NĂNG CỦA CẤU TRÚC LƯỚI, ĐỒI THỊ VÀ VỎ NÃO TRONG SỰ NHẬN THỨC ĐAU

Tách bỏ hoàn toàn những vùng cảm giác bản thể trên vỏ não sẽ không làm cho con vật mất khả năng nhận cảm đau. Do đó, có vẻ như là con đường mà những kích thích đau đi vào trong cấu trúc lưới của não bộ, đồi thị và các trung tâm ở thân não tạo ra khả năng nhận cảm đau. Tuy vậy, điều này không có nghĩa là vỏ não không có vai trò trong nhận thức đau, bởi thực nghiệm đã thấy rằng: những hưng phấn điện học tại vỏ não cảm giác bản thể ở người vẫn có thể nhận biết cảm giác đau nhẹ từ khoảng 3% của những điểm kích thích. Hơn thế nữa, vỏ não còn được tin là đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong phân tích đặc điểm đau dù cho khả năng nhận thức cơn đau đó chủ yếu là chức năng của những trung tâm bên dưới.

7. CHỨC NĂNG THỨC TỈNH SỰ HƯNG PHẤN TOÀN NÃO BỘ CỦA NHỮNG TÍN HIỆU ĐAU

Hưng phấn điện học trong hệ lưới của não bộ và ở nhân trong mảnh của đồi thị, những nơi tận cùng của đường dẫn truyền cảm giác đau chậm, có tác động kích thích mạnh mẽ đến các hoạt động thần kinh của toàn bộ não. Điều này giải thích lý do vì sao khi phải chịu đựng một cơn đau dữ dội, người bệnh thường rất khó có thể ngủ được.

8. PHẪU THUẬT CẮT ĐỨT ĐƯỜNG DẪN TRUYỀN CẢM GIÁC ĐAU

Trước bệnh nhân có một cơn đau nặng nề mà không tự thuyên giảm (thường có nguồn gốc từ khối u tiến triển nhanh), việc giảm đau luôn là việc cần thiết nhất. Để thực hiện, con đường dẫn truyền đau phải được cắt đứt tại bất kỳ vị trí nào. Nếu đau ở phần thân dưới, phẫu thuật tách bó gai đồi thị bên (cordotomy) ở đoạn tủy sống ngực có thể giúp giảm đau trong vài tuần đến vài tháng; cụ thể là cắt đi phần tư trước bên tủy sống của bên đối diện với bên tổn thương để gián đoạn đường truyền cảm giác trước bên.
Tuy nhiên, phương pháp trên không phải lúc nào cũng giúp giảm đau thành công, vì hai lý do: (1) một số sợi thần kinh từ phần trên cơ thể không bắt chéo sang nửa bên tủy đối diện trước khi lên đến não và (2) cảm giác đau vẫn quay trở lại sau vài tháng, phần lớn là nhờ vào “cảm giác hóa” các con đường dẫn truyền các tín hiệu khác, như cột tủy lưng bên. Ngoài ra, còn có những phẫu thuật thực nghiệm khác nhằm giảm đau bằng cách tiêu hủy những vị trí đau xác định trong nhân trong mảnh của đồi thị. Phương pháp này là một cơ chế bảo vệ quan trọng, giúp vượt qua nhiều loại cảm giác đau đớn trong khi vẫn bảo tồn được khả năng phân tích cảm giác đau nhanh cấp tính.

IV. HỆ THỐNG ỨC CHẾ ĐAU TRONG NÃO VÀ TỦY SỐNG

Mức độ mà con người phản ứng với cơn đau thì vô cùng đa dạng. Đây chủ yếu là kết quả của khả năng tự thân kiểm soát tín hiệu đau trong hệ thần kinh bằng cách hoạt hóa hệ thống ức chế đau, gọi là hệ thống vô cảm (analgesia system).

Hệ thống này gồm ba thành phần chính: (1) chất xám quanh cống não (periaqueductal gray) và những vùng quanh não thất (periventricular areas) của cuống não và phần trên cầu não bao quanh cống não (Sylvius) cũng như não thất ba, não thất bốn. Các neuron từ những vùng này gửi tín hiệu tới (2) nhân raphe magnus, một dải nhân mỏng ở đường giữa phần thấp cầu não và phần trên hành não, và nhân lưới cạnh não thất (nucleus reticularis paragigantocellularis), nằm về phía bên hành não. Từ các nhân này, những tín hiệu thứ hai sẽ được truyền xuống cột lưng bên tủy sống, đến (3) phức hợp ức chế đau ở sừng sau tủy sống. Tại điểm này, những tín hiệu vô cảm có thể khóa cảm giác đau trước khi chúng tiếp tục lên não.
Những hưng phấn điện học trong chất xám vùng quanh cống não hay trong nhân raphe magnus có thể ức chế những tín hiệu đau dữ dội đi vào qua rễ sau tủy sống. Vì vậy, các kích thích của những vùng não cao phía trên gây kích thích chất xám quanh cống não sẽ ức chế đau. Các vùng não đó là (1) nhân quanh não thất (periventricular nuclei) ở hạ đồi, nằm sát não thất ba và (2) bó trán trước giữa (medial forebrain bundle), cũng ở hạ đồi nhưng nằm gần não thất ba hơn.
Có một số chất dẫn truyền trong hệ thống vô cảm, quan trọng nhất là encephalin và serotonin. Đầu tận những sợi thần kinh từ các nhân quanh não thất và chất xám quanh cống não tiết ra encephalin. Còn đầu tận những sợi thần kinh gửi tín hiệu đến sừng sau tủy sống tiết ra serotonin. Serotonin cũng có khả năng kích thích những neuron tại chỗ giải phóng encephalin. Ngoài ra, encephalin được cho rằng có thể ức chế trước synapse cũng như sau synapse những sợi C và A∆ khi chúng tiếp hợp ở sừng sau.
Vì thế, hệ thống vô cảm có thể ngăn chặn tín hiệu đau tại điểm khởi đầu đến tủy sống. Tóm lại, nó có khả năng khóa những phản xạ tủy tại chỗ có nguyên nhân do đau.

1. HỆ THỐNG OPIATE CỦA NÃO BỘ – ENDORPHINS VÀ ENCEPHALINS

Cách đây hơn 35 năm, đã có nhiều bài báo cáo về việc tiêm một lượng nhỏ morphine vào nhân quanh não thất ba hay vào chất xám quanh cống não có thể tạo ra sự vô cảm cực độ. Trong các nghiên cứu gần đây, những chất giống morphine, chủ yếu là opiates, cũng có khả năng tương tự tại những điểm khác nhau trong hệ thống vô cảm, gồm cả sừng sau tủy sống. Vì đa số thuốc có tính làm thay đổi sự hưng phấn của neuron cũng có thể hoạt động trên những thụ thể tiếp hợp, những thụ thể morphine trong hệ thống vô cảm đã được thừa nhận là thụ thể cho vài chất dẫn truyền thần kinh giống morphine được bài tiết bình thường trong não. Do đó, đã có một sự nghiên cứu rộng rãi về chất opiate tự nhiên của não. Khoảng một tá các chất giống opiate đã được tìm thấy tại những vị trí khác nhau trong hệ thần kinh trung ương, tất cả đều là sản phẩm gián phân của của ba phân tử proteine lớn là: proopiomelanocortin, proenkephalin và prodynorphin. Những chất giống opiate quan trọng hơn cả là β-endorphin, met-encephalin, leuencephalin và dynorphin.
Hai encephalin được tìm thấy trong não bộ và tủy sống, trong những phần thuộc hệ thống vô cảm đã mô tả trên đây, và β-endorphin có hiện diện trong tuyến yên. Dynorphin được tìm thấy phần lớn trong những vùng giống với encephalin nhưng với một lượng thấp hơn.
Vì vậy, dù hệ thống opiate của não vẫn chưa được hiểu biết thấu đáo, hoạt động của hệ thống vô cảm thông qua tín hiệu thần kinh vào chất xám quanh cống não và vùng quanh não thất, hay con đường ức chế đau bằng thuốc giống morphine, có thể ức chế hoàn toàn tín hiệu đau truyền qua sợi thần kinh ngoại biên.

2. ỨC CHẾ DẪN TRUYỀN ĐAU CÙNG LÚC BẰNG TÍN HIỆU XÚC GIÁC

Một sự kiện quan trọng khác về thành công trong kiểm soát đau là việc khám phá ra rằng: kích thích sợi thần kinh Aβ lớn từ những thụ thể xúc giác ngoại biên có thể ức chế dẫn truyền tín hiệu đau từ cùng một vùng cơ thể. Kết luận này dựa trên sự ức chế tại chỗ của tủy sống. Điều đó giải thích vì sao những tác động cơ học nhẹ, như gãi trên da gần vùng tổn thương thường có hiệu quả giảm đau, cũng như việc sử dụng dầu xoa bóp mỗi khi bị nhức mỏi.
Ngoài ra, cơ chế này đồng thời kết hợp với sự hưng phấn tâm lý của trung tâm hệ thống vô cảm là nền tảng của phương pháp giảm đau bằng châm cứu.

3. ĐIỀU TRỊ ĐAU BẰNG HƯNG PHẤN ĐIỆN HỌC

Một vài thủ thuật lâm sàng đã được phát triển và ứng dụng nhằm giảm đau bằng hưng phấn điệnhọc. Kích thích những điện cực đã được đặt dưới vùng da lựa chọn, hay có khi cấy vào tủy sống, có thể làm kích thích cột lưng dẫn truyền cảm giác.
Ở nhiều bệnh nhân, điện cực được đặt cố định vào nhân trong mảnh thích hợp của đồi thị hoặc vùng cạnh não thất hay vùng quanh cống não của một bên bán cầu. Họ có thể tự mình kiểm soát mức độ kích thích và kết quả là đã đạt được hiệu quả giảm đau đáng kể. Theo đó, sự giảm đau đã được ghi nhận là kéo dài trong 24 giờ sau khi chi cần vài phút kích thích.

V. ĐAU QUY CHIẾU

Thông thường, một người cảm nhận đau trong một phần cơ thể thì cảm giác ấy xuất phát từ mô gây đau. Đây được gọi là đau quy chiếu. Ví dụ, cảm giác đau xuất phát từ một tạng trong cơ thể thường sẽ tương ứng với một vùng nào đó trên bề mặt da. Kiến thức và kinh nghiệm về những dạng đau quy chiếu khác nhau vô cùng có ý nghĩa trong chẩn đoán lâm sàng, bởi vì có nhiều bất thường tại các cơ quan mà lại chi có mỗi một triệu chứng lâm sàng là cơn đau quy chiếu.

CƠ CHẾ ĐAU QUY CHIẾU

VI. ĐAU TẠNG

Trong chẩn đoán lâm sàng, cơn đau từ các cơ quan khác nhau trong lồng ngực và ổ bụng được xem là một trong những tiêu chuẩn chẩn đoán tình trạng viêm, nhiễm trùng hay các bệnh lý khác tại các cơ quan đó. Thông thường, các thụ thể cảm giác của tạng chủ yếu chỉ nhận cảm giác đau. Vì thế, ở một chừng mực nào đó, cơn đau của tạng vẫn có vài đặc điểm phân biệt với cơn đau từ bề mặt da.
Một trong những điểm khác biệt lớn nhất giữa hai dạng đau này là: nếu làm tổn thương nặng nề lên tạng cũng ít khi gây ra cơn đau dữ dội. Ví dụ, phẫu thuật viên có thể cắt đứt ruột một bệnh nhân còn tỉnh táo mà hiếm khi khiến họ có dấu hiệu đau nào. Trong khi đó, bất cứ hưng phấn nào gây ra những kích thích mơ hồ trên những điểm mút sợi dẫn truyền đau trong tạng đều có thể trở nên trầm trọng. Dẫn chứng là thiếu máu nuôi đến một đoạn ruột lớn ngay lập tức có khả năng tạo ra kích thích mãnh liệt và kết quả sẽ là một cơn đau dữ dội.

1. CÁC NGUYÊN NHÂN CỦA ĐAU TẠNG

Bất kỳ kích thích nào gây hưng phấn những đầu tận sợi dẫn truyền đau trong vùng mơ hồ của tạng cũng có thể tạo ra một cơn đau tạng. Những kích thích bao gồm cả thiếu máu mô tạng, tổn thương hóa học trên bề mặt tạng, sự co thắt cơ trơn hoặc phù nề quá mức của các tạng rỗng và kéo dãn mô liên kết xung quanh hay bên trong tạng. Tín hiệu từ cơ quan trong lồng ngực và ổ bụng chủ yếu dẫn truyền qua sợi thần kinh C nhỏ, và vậy nên, nó chỉ có thể truyền đi dạng cảm giác đau mạn tính.

THIẾU MÁU

Cơ chế thiếu máu gây nên cơn đau tại tạng cũng giống như ở những mô khác, dựa trên tổng hợp các sản phẩm acid chuyển hóa cuối cùng hay từ mô thương tổn, như bradykinin, enzyms ly giải proteine hay những chất dẫn truyền khác tại các điểm mút thần kinh.

KÍCH THÍCH HÓA HỌC

Có một ví dụ là rò rỉ dịch tiêu hóa từ dạ dày, ruột vào khoang phúc mạc. Thực tế, acid phân giải protein thường rò qua lỗ thủng dạ dày, tá tràng. Dịch này có thể làm tiêu hủy cả phúc mạc tạng; do đó, một loạt kích thích sẽ bùng phát và cơn đau dữ dội sẽ xảy ra.

CO THẮT TẠNG RỖNG

Sự co thắt một đoạn ruột, túi mật, ống mật, niệu quản hay những tạng rỗng khác đều gây đau, thông qua kích thích thụ thể cơ học của đầu mút sợi thần kinh. Đồng thời, co thắt cũng làm giảm máu tưới mô, kết hợp với sự tăng chuyển hóa trong cơ càng làm mức độ đau nặng thêm.
Cảm giác đau từ các tạng đặc có dạng như bị bóp nghẹt, cường độ tăng dần tới cực đại rồi giảm dần.Quá trình này diễn ra từng cơn, cách nhau khoảng vài phút. Đây là kết quả của những đợt co thắt cơ trơn. Ví dụ, mỗi khi có một đợt sóng nhu động qua đoạn ruột tổn thương, cảm giác bóp nghẹt lại xuất hiện. Kiểu đau này dễ gặp trong bệnh cảnh viêm ruột thừa, viêm dạ dày ruột, táo bón, đau bụng kinh, chuyển dạ, bệnh lý túi mật hay tắc nghẽn niệu quản.

CĂNG DÃN QUÁ MỨC Ở TẠNG RỖNG

Nếu một tạng rỗng đang phải chứa căng thì có thể sẽ gây đau bởi sự kéo căng các mô. Đồng thời, nó còn làm nứt hay vỡ thành mạch máu quanh cơ quan đó, thúc đẩy vào cơn đau do thiếu máu tưới mô.

CƠ QUAN VÔ CẢM

Có một số các cơ quan hoàn toàn không có cảm giác đau, như là nhu mô gan và các phế nang trong phổi. Trong khi đó, bao gan lại cực kỳ nhạy cảm với cả chấn thương trực tiếp lẫn kéo căng. Tương tự, ống mật, phế quản và màng phổi cũng rất nhạy với đau.

2. ĐAU THÀNH TRONG BỆNH LÝ CỦA CÁC CƠ QUAN

Khi một bệnh lý xảy ra tại một cơ quan, nó sẽ lan dần đến phúc mạc thành, màng phổi hay màng ngoài tim. Những lá mạc này, giống như da, đều đáp ứng với những kích thích đau dữ dội từ các dây thần kinh ngoại biên. Chính vì thế, cơn đau từ các bao quanh tạng luôn có dạng đau nhói. Một ví dụ minh chứng cho sự khác nhau giữa dạng đau này và dạng đau từ bản thân tạng là: một nhát dao cắt xuyên qua phúc mạc thành thì đau mãnh liệt, trong khi cũng một vết thương tương tự vào phúc mạc tạng hay qua thành ruột lại không gây đau nhiều.

3. ĐỊNH VỊ CƠN ĐAU TẠNG – ĐƯỜNG DẪN TRUYỀN ĐAU THÀNH VÀ ĐAU TẠNG

Cảm giác đau từ các tạng khác nhau thường khó xác định rõ vị trí bởi vì nhiều lý do. Thứ nhất, não không nhận thức được ngay từ đầu về sự hiện diện của các cơ quan khác nhau trong cơ thể; do đó, khi cơn đau xuất hiện, nó chi có thể định vị mơ hồ. Thứ hai, cảm giác từ ổ bụng và lồng ngực được dẫn truyền lên hệ thần kinh trung ương qua hai con đường: Đường thực sự từ tạng và đường từ thành. Con đường cảm giác từ tạng được truyền qua sợi cảm giác đau trong bó thần kinh tự chủ và luôn phản ánh lên một vùng bề mặt cơ thể mà vùng đó đôi khi lại nằm xa cơ quan đang chịu tổn thương. Trái lại, cảm giác thành phải chịu kiểm soát trực tiếp qua thần kinh gai sống tại chỗ, qua phúc mạc, màng phổi và màng ngoài tim và chúng luôn chi điểm được vùng thương tổn.

4. ĐỊNH VỊ ĐAU QUY CHIẾ U TRONG CON ĐƯỜNG ĐAU TẠNG

Khi một cơn đau tạng quy chiếu lên bề mặt cơ thể, con người chi xác định được vị trí của nó trên vùng da nguyên ủy trong giai đoạn phôi thai, không phải vị trí hiện tại. Ví dụ, tim có vị trí ban đầu từ cổ và phần ngực trên; vì thế, các sợi cảm giác đau tạng của tim đi lên song hành cùng các dây thần kinh cảm giác giao cảm và đi vào tủy sống trong đoạn giữa C3 và T5. Đây giải thích vì sao cơn đau tim lại lan lên một bên cổ, trên vai và các cơ ngực, xuống cánh tay rồi xuống vùng dưới xương ức. Ngoài ra, cơn đau hay nằm ở bên trái hơn là bên phải vì bên trái của tim có vẻ như gặp nhiều bệnh lý mạch vành hơn.
Dạ dày có nguyên ủy từ khoảng đoạn ngực thứ bảy đến thứ chín trong thời kỳ phôi bào. Vì vậy, cảm giác đau từ dạ dày quy chiếu lên vùng thượng vị phía trên rốn, là vùng bề mặt cơ thể kiểm soát bởi đoạn ngực trên.

5. CON ĐƯỜNG ĐAU THÀNH TRONG DẪN TRUYỀN ĐAU TỪ LỒNG NGỰC VÀ Ổ BỤNG

Cơn đau từ tạng thường quy chiếu chủ yếu lên hai bề mặt cơ thể cùng một lúc, do có hai con đường dẫn truyền đau là đường truyền tín hiệu đau tạng quy chiếu và con đường đau thành trực tiếp. Ví dụ, hình dưới minh họa cho cơ chế đau trong bệnh cảnh viêm ruột thừa.
Theo đó, cơn đau đầu tiên xuất phát từ ruột thừa qua sợi cảm giác đau tạng thuộc bó thần kinh giao cảm, sau đó đi vào tủy sống khoảng đoạn T10 hay T1 rồi quy chiếu lên vùng quanh rốn với kiểu đau quặn âm ỉ. Bên cạnh đó, cơn đau cũng đồng thời khởi phát từ phúc mạc thành hay thành bụng, nơi dịch viêm ruột thừa đã lan tới, gây ra cảm giác đau nhói trực tiếp trên phúc mạc, kích thích ở hố chậu phải.

VII. MỘT SỐ CƠN ĐAU KHÁC THƯỜNG TRÊN LÂM SÀNG VÀ NHỮNG CẢM GIÁC BẢN THỂ KHÁC CHỨNG TĂNG CẢM ĐAU

Đường dẫn truyền đau đôi khi trở nên hưng phấn quá mức, dẫn tới chứng tăng cảm đau (hyperalgesia), nghĩa là tăng nhạy cảm với đau. Nguyên nhân có thể do (1) các thụ thể đau tự tăng tính nhạy cảm, gọi là Chứng tăng cảm đau nguyên phát (primary hyperalgesia) và (2) sự thuận tiện trong dẫn truyền cảm giác, được gọi Chứng tăng cảm đau thứ phát (secondary hyperalgesia).
Một ví dụ của chứng tăng cảm đau nguyên phát là tăng nhạy cảm trong da bị bỏng nắng, do tăng các sản phẩm của đầu tận thần kinh cảm giác tại một vùng da khu trú sau bỏng, có thể là histamine hay prostaglandins hay những chất khác. Còn chứng tăng cảm đau thứ phát lại là kết quả tại tổn thương tủy sống
hoặc đồi thị.

1. HERPES ZOSTER (ZONA)

Thỉnh thoảng, herpesvirus xâm nhập vào hạch thần kinh rễ sau gai sống, gây ra cơn đau dữ dội tại vùng da chi phối bởi hạch ấy, tạo nên vùng đau quanh chỉ một nửa thân mình. Đây được gọi là bệnh herpes zoster hay “giời leo”.
Nguyên nhân của bệnh lý này có lẽ là do nhiễm siêu vi vào tế bào thần kinh nhận cảm đau trong hạch rễ sau. Thêm vào đó, siêu vi cũng có thể theo bào tương tế bào thần kinh ra ngoài, xuyên qua sợi trục thần kinh ngoại biên đến vùng da tương ứng. Tại đây, siêu vi sẽ kích thích da hình thành ban đỏ rồi phồng lên thành bóng nước trong vài ngày, và vài ngày sau đó, bóng nước sẽ vỡ ra, đóng mày. Tất cả biểu hiện nàyđều khu trú trong vùng da chịu chi phối của rễ sau tủy sống đã bị nhiễm siêu vi.

2. CƠN GIẬT ĐAU CHÓI

Cơn đau chói đôi khi xảy ra ở một bên mặt thuộc vùng chi phối cảm giác của dây thần kinh sọ số Vhay số IX. Hiện tượng này gọi là cơn giật đau chói (tic douloureux) hay đau dây thần kinh sinh ba (trigeminal neuralgia) hoặc dây thần kinh thiệt hầu (glossopharyngeal neuralgia) . Cảm giác đau này giống như đột ngột bị điện giật, có thể xuất hiện trong vài giây lúc ấy hay kéo dài. Thông thường, nó tăng lên khi ở các vùng có kích thích cảm giác quá mức trên mặt, như trong miệng hay bên trong họng; luôn chịu tác động từ thụ thể nhận cảm cơ học thay vì thụ thể đau. Ví dụ, khi bệnh nhân nuốt một khối thức ăn, chạm vào vòm hầu gây ra cảm giác đau nhói cấp tính, thuộc vùng chi phối của nhánh hàm dưới dây sọ V.
Cơn đau trên có thể ngăn chặn bằng phẫu thuật cắt nhánh thần kinh ngoại biên từ vùng tăng nhạy cảm quá mức. Phần cảm giác của dây V thường bắt đầu từ trong hộp sọ, nơi rễ vận động và rễ cảm giác tách rời nhau. Do đó, chức năng vận động cần trong cử động hàm vẫn bảo tồn trong khi phần cảm giác đã bị phá hủy. Phẫu thuật này gây vô cảm một bên mặt nên nó dễ khiến cảm giác khó chịu. Ngoài ra, cũng có khi phẫu thuật không hiệu quả, cho thấy rằng thương tổn gây đau là nằm ở trong nhân cảm giác thay vì sợi thần kinh ngoại biên.

3. HỘI CHỨNG BROWN – SÉQUARD

Nếu tủy sống bị cắt đứt hoàn toàn, toàn bộ chức năng vận động và cảm giác bên dưới đó sẽ mất đi. Tuy nhiên, nếu tủy sống chỉ bị cắt đứt một bên, hội chứng Brown – Séquard (Brown-Séquard syndrome) sẽ xảy ra, gây những hệ quả có thể dự đoán được nhờ vào kiến thức về chức năng các bó trong tủy sống.

Theo đó, toàn bộ chức năng vận động đều bị ngăn chặn ở bên cùng phía với tổn thương. Tuy vậy, chỉ
vài dạng cảm giác bị mất cùng bên đó, trong khi các dạng cảm giác khác lại mất trong nửa người đối bên.
Cảm giác đau, thống nhiệt thuộc đường dẫn truyền của bó gai đồi thị bị mất trong tất cả các vạt da thuộc nửa
người đối bên từ phía dưới tổn thương. Ngược lại, cảm giác sâu được dẫn truyền chỉ trong cột lưng và cột
lưng bên như cảm giác về vị trí các bộ phận cơ thể khi cử động, vị trí, rung, định vị và phân biệt hai điểm lại
bị mất ở phần cơ thể cùng bên. Khả năng cảm giác sờ tinh vi bị suy giảm ở phần cơ thể cùng bên tổn thương do con đường dẫn truyền chủ yếu của cảm giác này trong cột lưng bị cắt đứt. Điều đó được giải thích là do các sợi thần kinh không bắt chéo sang đối bên trước khi chúng lên đến hành não. Trong khi đó, cảm giác sờ thô thì kém định vị được vị trí nhưng lại bảo tồn vì những sợi dẫn truyền của nó có bắt chéo sang bó gai đồi thị đối bên.