1995 veröffentlichte das British Medical Journal einen erstaunlichen Bericht über einen 29-jährigen Bauarbeiter. Er sprang versehentlich auf einen 15 Zentimeter langen Nagel, der sich durch seinen Stahlkappenschuh bohrte. Er war von solch qualvollen Schmerzen erfüllt, sodass die kleinste Bewegung unerträglich war. Als der Arzt aber den Schuh abnahm, bot sich ein überraschender Anblick: der Nagel hat kein bisschen seinen Fuß berührt.
In 1995, the British Medical Journal published an astonishing report about a 29-year-old builder. He accidentally jumped onto a 15-centimeter nail, which pierced straight through his steel-toed boot. He was in such agonizing pain that even the smallest movement was unbearable. But when the doctors took off his boot, they faced a surprising sight: the nail had never touched his foot at all. For hundreds of years,
Über hunderte von Jahre dachten Wissenschaftler, dass Schmerz eine direkte Reaktion auf einen Schaden ist. Je heftiger die Verletzung ist, umso größer sollte der Schmerz sein, dieser Logik zufolge. Wie wir aber mehr über die Wissenschaft des Schmerzes lernen, fanden wir heraus, dass Schmerz und Gewebeschaden nicht immer Hand in Hand gehen, nicht einmal, wenn die körpereigenen Bedrohungssignalmechanismen voll funktionsfähig sind. Wir sind in der Lage starke Schmerzen, unverhältnismäßig zur eigentlichen Verletzung, zu spüren, und auch ohne jegliche Verletzung, wie der Bauarbeiter oder die gut dokumentierten Fälle über männliche Partner von schwangeren Frauen, die Schmerzen, während der Geburt oder der Wehen, spüren.
scientists thought that pain was a direct response to damage. By that logic, the more severe an injury is, the more pain it should cause. But as we’ve learned more about the science of pain, we’ve discovered that pain and tissue damage don’t always go hand in hand, even when the body’s threat signaling mechanisms are fully functioning. We’re capable of experiencing severe pain out of proportion to an actual injury, and even pain without any injury, like the builder, or the well-documented cases of male partners of pregnant women experiencing pain during the pregnancy or labor. What’s going on here?
Was ist hier los? Tatsächlich spielen sich zwei Phänomene ab: die Erfahrung von Schmerz und ein biologischer Prozess namens Nozizeption. Nozizeption ist ein Teil der Schutzreaktion des Nervensystems zu schädlichen oder potenziell schädlichen Reizen. Sensoren in spezialisierenden Nervenenden erkennen mechanische, thermale und chemische Bedrohungen. Wenn genug Sensoren aktiviert sind, schießen elektrische Signale in den Nerv zur Wirbelsäule und weiter zum Gehirn. Das Gehirn wägt die Wichtigkeit dieser Signale ab und produziert Schmerzen, wenn es entschieden hat, dass der Körper Schutz braucht. Normalerweise helfen Schmerzen dem Körper weitere Verletzungen oder Schaden zu verhindern. Aber es gibt eine ganze Reihe von Faktoren neben Nozizeption, die das Schmerzempfinden beeinflussen -- und machen den Schmerz weniger nützlich.
There are actually two phenomena at play: the experience of pain, and a biological process called nociception. Nociception is part of the nervous system’s protective response to harmful or potentially harmful stimuli. Sensors in specialized nerve endings detect mechanical, thermal, and chemical threats. If enough sensors are activated, electrical signals shoot up the nerve to the spine and on to the brain. The brain weighs the importance of these signals and produces pain if it decides the body needs protection. Typically, pain helps the body avoid further injury or damage. But there are a whole set of factors besides nociception that can influence the experience of pain— and make pain less useful. First, there are biological factors that amplify nociceptive signals to the brain.
Zuerst gibt es biologische Faktoren, die nozizeptive Sginale zum Gehirn erweitern. Wenn Nervenfasern wiederholt aktiviert werden, entscheidet das Gehirn, jene sollten empfindlicher sein, um den Körper adäquat vor Bedrohungen zu beschützen. Nervenfasern können um weitere Stresssensoren erweitert werden bis sie so empfindlich werden, dass selbst leichte Berührungen der Haut intensive elektrische Signale auslösen. In anderen Fällen passen sich die Nerven an, um Signale effizienter zu senden und die Nachricht zu verstärken. Diese Formen der Verstärkung sind üblich bei Menschen mit chronischen Schmerzen, die also länger als drei Monate anhalten. Wenn das Nervensystem in einen laufend hohen Alarmzustand versetzt wird, kann der Schmerz die physikalische Verletzung überdauern. Dies schafft einen Teufelskreis, in dem es umso schwieriger wird, ihn umzukehren, je länger der Schmerz anhält.
If nerve fibers are activated repeatedly, the brain may decide they need to be more sensitive to adequately protect the body from threats. More stress sensors can be added to nerve fibers until they become so sensitive that even light touches to the skin spark intense electrical signals. In other cases, nerves adapt to send signals more efficiently, amplifying the message. These forms of amplification are most common in people experiencing chronic pain, which is defined as pain lasting more than 3 months. When the nervous system is nudged into an ongoing state of high alert, pain can outlast physical injury. This creates a vicious cycle in which the longer pain persists, the more difficult it becomes to reverse.
Offensichtlich spielen auch psychologische Faktoren eine Rolle bei Schmerzen, möglicherweise durch Beeinflussung der Nozizeption und durch direkte Beeinflussung des Gehirns. Der emotionale Zustand und Erinnerungen einer Person, Überzeugungen von Schmerzen und die Erwartungen über ihre Behandlung können beeinflussen, wie viel Schmerzen sie spüren. In einer Studie empfanden Kinder, die berichteten keine Kontrolle über deren Schmerzen zu haben, intensivere Schmerzen, als jene, die glaubten Kontrolle darüber zu haben. Merkmale der Umgebung sind ebenfalls wichtig: In einem Experiment, wo Freiwilligen eine kalte Stange auf ihren Handrücken gelegt wurde, berichteten mehr Schmerzen gespürt zu haben, als rotes Licht aufleuchtete, im Vergleich zum blauen Licht, obwohl die Stange jedes Mal die gleiche Temperatur hatte. Schlussendlich können soziale Faktoren, wie die Verfügbarkeit von familiärer Unterstützung, die Wahrnehmung von Schmerzen beeinflussen. Das alles bedeutet, dass zur Schmerzbehandlung ein vielschichtiger Ansatz aus Schmerzspezialisten, Physiotherapeuten, Krankenpflegern und anderen medizinischen Fachkräften am effektivsten ist.
Psychological factors clearly play a role in pain too, potentially by influencing nociception and by influencing the brain directly. A person’s emotional state, memories, beliefs about pain and expectations about treatment can all influence how much pain they experience. In one study, children who reported believing they had no control over pain actually experienced more intense pain than those who believed they had some control. Features of the environment matter too: In one experiment, volunteers with a cold rod placed on the back of their hand reported feeling more pain when they were shown a red light than a blue one, even though the rod was the same temperature each time. Finally, social factors like the availability of family support can affect perception of pain. All of this means that a multi-pronged approach to pain treatment that includes pain specialists, physical therapists, clinical psychologists, nurses and other healthcare professionals is often most effective.
Wir beginnen eben erst den Mechanismus hinter der Schmerzempfindung aufzudecken, aber da gibt es einige vielversprechende Forschungsbereiche. Bis neulich dachten wir noch, dass Gliazellen, die Neuronen umgeben, nur eine Stützstruktur sind, aber jetzt wissen wir, dass sie eine große Rolle bei der Beeinflussung von Nozizeption spielen. Studien haben gezeigt, dass die Deaktivierung bestimmter Gehirnstromkreise in der Amydala Schmerzen bei Ratten beseitigen kann. Gentests an Personen mit seltenen Funktionsstörungen, die sie davon abhalten Schmerzen zu empfinden, haben etliche andere mögliche Ziele für Medikamente und wohl auch für Gentherapien aufgezeigt.
We’re only beginning to uncover the mechanisms behind the experience of pain, but there are some promising areas of research. Until recently, we thought the glial cells surrounding neurons were just support structures, but now we know they have a huge role in influencing nociception. Studies have shown that disabling certain brain circuits in the amygdala can eliminate pain in rats. And genetic testing in people with rare disorders that prevent them from feeling pain have pinpointed several other possible targets for drugs and perhaps eventually gene therapy.