Say you're at the beach, and you get sand in your eyes. How do you know the sand is there? You obviously can't see it, but if you are a normal, healthy human, you can feel it, that sensation of extreme discomfort, also known as pain. Now, pain makes you do something, in this case, rinse your eyes until the sand is gone. And how do you know the sand is gone? Exactly. Because there's no more pain. There are people who don't feel pain. Now, that might sound cool, but it's not. If you can't feel pain, you could get hurt, or even hurt yourself and never know it. Pain is your body's early warning system. It protects you from the world around you, and from yourself. As we grow, we install pain detectors in most areas of our body. These detectors are specialized nerve cells called nociceptors that stretch from your spinal cord to your skin, your muscles, your joints, your teeth and some of your internal organs. Just like all nerve cells, they conduct electrical signals, sending information from wherever they're located back to your brain. But, unlike other nerve cells, nociceptors only fire if something happens that could cause or is causing damage. So, gently touch the tip of a needle. You'll feel the metal, and those are your regular nerve cells. But you won't feel any pain. Now, the harder you push against the needle, the closer you get to the nociceptor threshold. Push hard enough, and you'll cross that threshold and the nociceptors fire, telling your body to stop doing whatever you're doing. But the pain threshold isn't set in stone. Certain chemicals can tune nociceptors, lowering their threshold for pain. When cells are damaged, they and other nearby cells start producing these tuning chemicals like crazy, lowering the nociceptors' threshold to the point where just touch can cause pain. And this is where over-the-counter painkillers come in. Aspirin and ibuprofen block production of one class of these tuning chemicals, called prostaglandins. Let's take a look at how they do that. When cells are damaged, they release a chemical called arachidonic acid. And two enzymes called COX-1 and COX-2 convert this arachidonic acid into prostaglandin H2, which is then converted into a bunch of other chemicals that do a bunch of things, including raise your body temperature, cause inflammation and lower the pain threshold. Now, all enzymes have an active site. That's the place in the enzyme where the reaction happens. The active sites of COX-1 and COX-2 fit arachidonic acid very cozily. As you can see, there is no room to spare. Now, it's in this active site that aspirin and ibuprofen do their work. So, they work differently. Aspirin acts like a spine from a porcupine. It enters the active site and then breaks off, leaving half of itself in there, totally blocking that channel and making it impossible for the arachidonic acid to fit. This permanently deactivates COX-1 and COX-2. Ibuprofen, on the other hand, enters the active site, but doesn't break apart or change the enzyme. COX-1 and COX-2 are free to spit it out again, but for the time that that ibuprofen is in there, the enzyme can't bind arachidonic acid, and can't do its normal chemistry. But how do aspirin and ibuprofen know where the pain is? Well, they don't. Once the drugs are in your bloodstream, they are carried throughout your body, and they go to painful areas just the same as normal ones. So that's how aspirin and ibuprofen work. But there are other dimensions to pain. Neuropathic pain, for example, is pain caused by damage to our nervous system itself; there doesn't need to be any sort of outside stimulus. And scientists are discovering that the brain controls how we respond to pain signals. For example, how much pain you feel can depend on whether you're paying attention to the pain, or even your mood. Pain is an area of active research. If we can understand it better, maybe we can help people manage it better.
Kumsalda olduğunuzu ve gözünüze kum kaçtığını farz edelim. Kumun orada olduğunu nasıl anlarsınız? Tabii ki orada olduğunu göremezsiniz, ama eğer normal, sağlıklı bir insansanız bunu hissedersiniz. Ciddi bir rahatsızlık hissini, yani acıyı. Şimdi, acı sizin bir şey yapmanızı sağlıyor. Bu durumda, kum gidene kadar gözlerinizi yıkıyorsunuz. Peki kumun gittiğini nasıl anlıyorsunuz? Kesinlikle! Çünkü artık acı hissetmiyorsunuz. Acı hissetmeyen insanlar da vardır. Bu kulağa havalı gibi gelebilir, ama aslında hiç değil. Eğer acıyı hissedemezseniz, yaralanabilirsiniz ya da kendinizi yaralayabilirsiniz ama asla farketmezsiniz. Acı, vücudunuzun erken uyarı sistemidir. Sizi etrafınızdaki dünyadan ve kendinizden korur. Büyüdükçe, vücudumuzun çoğu bölgesinde acı algılayıcılar oluştururuz. Bu algılayıcılar özelleşmiş sinir hücreleridir ve bunlara ağrı reseptörü (nosiseptör) denir. Bu reseptörler omurganızdan cildinize, kaslarınıza, eklemlerinize dişlerinize ve bazı iç organlarınıza kadar uzanır. Her sinir hücresi gibi, onlar da elektrik sinyalleri iletirler. Bilgiyi bulundukları konumdan beyne iletirler. Ama ağrı reseptörleri diğer sinir hücrelerinin aksine, sadece bir şey zarara sebep olacaksa veya oluyorsa çalışılar. İğnenin ucuna nazikçe dokunun. Metali hissedersiniz ve o anda normal sinir hücrelerini kullanırsınız. Ama hiç acı hissetmezsiniz. İğneye daha sert bastırırsanız, ağrı reseptörünün eşik noktasına daha fazla yaklaşırsınız. Yeterince sert bastırırsanız, eşik noktası geçilir ve ağrı reseptörleri harekete geçer. Vücuda her ne yapıyorsa durmasını söyler. Ama acı eşiği kesin bir nokta değildir. Belirli kimyasallar ağrı reseptörlerinin eşik noktasını düşürebilir. Hücreler hasar aldıklarında, onlar ve yakınındaki hücreler deli gibi bu kimyasalları üretmeye başlarlar. Reseptörün acı eşiğini düşürürler ve sadece bir dokunuş bile acıya sebep olabilir. İşte bu noktada reçetesiz satılan ilaçlar devreye girer. Aspirin ve ibuprofen bu kimyasalların belli bir grubunun üretimini engellerler; bu gruba prostaglandinler denir. Hadi ne yaptıklarına göz atalım. Hücreler zarar gördüklerinde, araşidonik asit adlı bir kimyasal salgılarlar. Ayrıca COX-1 ve COX-2 adında iki enzim araşidonik asidi prostaglanding H2'ye dönüştürürler. Bu da daha sonra bir sürü başka iş yapmak için, başka kimyasallara dönüştürülür. Vücut sıcaklığını arttırmak, inflamasyon oluşturmak ve vücudun acı eşiğini düşürmek gibi. Bütün enzimlerin birer aktif bölgesi vardır. Bu bölge, enzimde reaksiyonun gerçekleştiği yerdir. COX-1 ve COX-2'nin aktif bölgeleri araşidonik aside tam uyar. Gördüğünüz gibi, artan yer yok. Şimdi, aspirin ve ibuprofen görevlerini bu aktif bölgede yaparlar. İkisi farklı çalışırlar. Aspirin bir kirpinin dikeni gibi çalışır. Aktif bölgeye girer ve kırılır, yarısını aktif bölgede bırakır, yolu tamamen kapar ve araşidonik asidin buraya sığmasını imkansız hale getirir. Bu olay, COX-1 ve COX-2'yi sonsuza kadar inaktive eder. Öbür taraftan, ibuprofen aktif bölgeye girer ama kırılmaz veya enzimi değiştirmez. COX-1 ve COX-2 ondan kurtulabilirler, ama ortamda olduğu sürece ibuprofen enzim araşidonik asite bağlanamaz ve kimyasal reaksiyona giremez. Ama aspirin ve ibuprofen ağrının nerede olduğunu nasıl biliyorlar? Aslında, bilemezler. İlaçlar kan dolaşımına katıldıklarında, vücudun tamamını dolaşırlar. Ağrının olduğu yerlere gittikleri gibi, olmadığı yerlere de giderler. Yani aspirin ve ibuprofen böyle çalışırlar. Ama ağrının farklı yönleri de var. Örneğin nöropatik acı sinir sisteminin kendisine gelen bir hasardan dolayı hissedilen acıdır; dışarıdan gelen herhangi bir uyarıcı olmasına gerek yoktur. Bilimciler beynin, acı sinyallerine nasıl yanıt verdiğimizi kontrol ettiğini keşfettiler. Örneğin, ne kadar acı hissettiğiniz, acıya ne kadar dikkat ettiğinize, hatta ruh halinize bağlı olabilir. Acı şu anda araştırılan bir alandır. Eğer acıyı daha iyi anlayabilirsek, belki insanların acıyla daha iyi başa çıkmalarına yardımcı olabiliriz.