Jak leki przeciwbólowe faktycznie zabijają ból? Od ibuprofenu do fentanylu – chodzi o to, by sprostać bólowi tam, gdzie on jest
Wpis jest tłumaczeniem artykułu „How do painkillers actually kill pain? From ibuprofen to fentanyl, it’s about meeting the pain where it’s at”, autorzy: i ; The Conversation, 24-06-2022; na licencji Creative Commons, tłumaczenie Arkadiusz Polak, zdjęcie: Road Trip with Raj z Unsplash.
Bez zdolności odczuwania bólu, życie jest bardziej niebezpieczne. Aby uniknąć obrażeń, ból podpowiada nam, żeby ostrożniej używać młotka, poczekać aż zupa ostygnie lub założyć rękawiczki w walce na śnieżki. Osoby z rzadkimi dziedzicznymi zaburzeniami, które pozostawiają je bez zdolności odczuwania bólu, nie są w stanie chronić się przed zagrożeniami środowiskowymi, co prowadzi do złamań kości, uszkodzeń skóry, infekcji i ostatecznie do skrócenia życia.
W tych okolicznościach ból jest czymś więcej niż tylko uczuciem: Jest to ochronne wezwanie do działania. Jednak zbyt intensywny lub długotrwały ból może być wyniszczający. Jak więc współczesna medycyna łagodzi to wezwanie?
Jako neurobiolog i anestezjolog zajmujący się badaniem bólu, wraz z innymi naukowcami próbowaliśmy odpowiedzieć na to pytanie. W ciągu ostatnich kilku lat nastąpił ogromny postęp w nauce w zakresie zrozumienia, w jaki sposób organizm wyczuwa uszkodzenia tkanek i odbiera je jako ból. Stało się jasne, że istnieje wiele ścieżek, które sygnalizują uszkodzenie tkanki do mózgu i uruchamiają dzwonek alarmowy bólu.
Co ciekawe, podczas gdy mózg używa różnych ścieżek sygnalizacji bólu w zależności od rodzaju uszkodzenia, istnieje również nadmiarowość tych ścieżek. Jeszcze bardziej intrygujące jest to, że te ścieżki neuronowe przekształcają i wzmacniają sygnały w przypadku bólu chronicznego i bólu spowodowanego przez warunki wpływające na nerwy, nawet jeśli funkcja ochronna bólu nie jest już potrzebna.
Środki przeciwbólowe działają poprzez zwalczanie różnych części tych ścieżek. Nie każdy środek przeciwbólowy działa jednak na każdy rodzaj bólu. Ze względu na mnogość i nadmiarowość szlaków bólowych, idealny środek przeciwbólowy jest nieuchwytny. Ale w międzyczasie, zrozumienie jak działają istniejące leki przeciwbólowe pomaga lekarzom i pacjentom używać ich w celu uzyskania najlepszych wyników.
Przeciwzapalne środki przeciwbólowe
Stłuczenie, zwichnięcie lub złamanie kości w wyniku urazu prowadzi do zapalenia tkanek, reakcji immunologicznej, która może prowadzić do obrzęku i zaczerwienienia, gdy organizm próbuje się leczyć. Wyspecjalizowane komórki nerwowe w miejscu urazu zwane nocyceptorami wyczuwają chemikalia zapalne produkowane przez organizm i wysyłają sygnały bólowe do mózgu.
Powszechnie dostępne bez recepty przeciwzapalne środki przeciwbólowe działają poprzez zmniejszenie stanu zapalnego w uszkodzonym obszarze. Są one szczególnie przydatne w przypadku urazów mięśniowo-szkieletowych lub innych problemów bólowych spowodowanych stanem zapalnym, takich jak zapalenie stawów.
Niesteroidowe leki przeciwzapalne, takie jak ibuprofen (Advil, Motrin), naproksen (Aleve) i aspiryna, działają poprzez blokowanie enzymu zwanego COX, który odgrywa kluczową rolę w biochemicznej kaskadzie produkującej chemikalia wywołujące stan zapalny. Zablokowanie kaskady zmniejsza ilość zapalnych substancji chemicznych, a tym samym zmniejsza sygnały bólowe wysyłane do mózgu. Chociaż acetaminofen (Tylenol), znany również jako paracetamol, nie zmniejsza stanu zapalnego tak, jak robią to leki z grupy NLPZ, to również hamuje enzymy COX i ma podobne działanie zmniejszające ból.
Przeciwzapalne leki przeciwbólowe na receptę obejmują inne inhibitory COX, kortykosteroidy i ostatnio leki, które namierzają i dezaktywują wywołujące stan zapalny substancje chemiczne.
Ponieważ substancje chemiczne wywołujące stan zapalny biorą udział w innych ważnych funkcjach fizjologicznych poza włączaniem alarmu przeciwbólowego, leki, które je blokują, będą miały skutki uboczne i potencjalne zagrożenia dla zdrowia, w tym podrażnienie wyściółki żołądka i wpływ na funkcjonowanie nerek. Leki dostępne bez recepty są na ogół bezpieczne, jeśli ściśle przestrzega się zaleceń podanych na butelce.
Kortykosteroidy, takie jak prednizon, blokują kaskadę zapalną na wczesnym etapie procesu i to prawdopodobnie dlatego są tak silne w zmniejszaniu stanu zapalnego. Jednakże, ponieważ wszystkie substancje chemiczne w kaskadzie są obecne w prawie każdym układzie narządów, długotrwałe stosowanie sterydów może stwarzać wiele zagrożeń dla zdrowia, które należy omówić z lekarzem przed rozpoczęciem planu leczenia.
Leki miejscowe
Some topical ointments, such as menthol and capsaicin, can displace pain signals with different sensations.
Zdjęcie Mathilde Langevin z Unsplash
Wiele leków miejscowych skierowanych jest na nocyceptory, czyli wyspecjalizowane nerwy, które wykrywają uszkodzenia tkanek. Miejscowe środki znieczulające, takie jak lidokaina, uniemożliwiają tym nerwom wysyłanie sygnałów elektrycznych do mózgu.
Czujniki białkowe na zakończeniach innych neuronów czuciowych w skórze są również celem dla miejscowych leków przeciwbólowych. Aktywacja tych białek może wywołać określone odczucia, które mogą zmniejszyć ból poprzez zmniejszenie aktywności nerwów wyczuwających uszkodzenia, np. uczucie chłodzenia mentolu lub uczucie pieczenia kapsaicyny.
Ponieważ te leki miejscowe działają na drobne nerwy w skórze, najlepiej stosować je w przypadku bólu bezpośrednio dotykającego skórę. Na przykład, infekcja półpaścem może uszkodzić nerwy w skórze, powodując ich nadaktywność i wysyłanie uporczywych sygnałów bólowych do mózgu. Wyciszenie tych nerwów za pomocą miejscowej lidokainy lub przytłaczającej dawki kapsaicyny może zmniejszyć te sygnały bólowe.
Leki na urazy nerwów
Urazy nerwów, najczęściej z zapalenia stawów i cukrzycy, mogą powodować, że część układu nerwowego reagująca na ból staje się nadaktywna. Urazy te brzmią alarmem bólu nawet przy braku uszkodzenia tkanek. Najlepszymi środkami przeciwbólowymi w tych warunkach są te, które tłumią ten alarm.
Leki przeciwpadaczkowe, takie jak gabapentyna (Neurontin), tłumią system odczuwania bólu poprzez blokowanie sygnalizacji elektrycznej w nerwach. Jednakże, gabapentyna może również zmniejszyć aktywność nerwową w innych częściach układu nerwowego, potencjalnie prowadząc do senności i dezorientacji.
Uważa się, że leki przeciwdepresyjne, takie jak duloksetyna i nortryptylina, działają poprzez zwiększenie ilości pewnych neuroprzekaźników w rdzeniu kręgowym i mózgu, zaangażowanych w regulację szlaków bólowych. Ale mogą one również zmienić sygnalizację chemiczną w przewodzie pokarmowym, co prowadzi do rozstroju żołądka.
Wszystkie te leki są przepisywane przez lekarzy.
Opioidy
Opioidy to substancje chemiczne pochodzące z maku opiumowego. Jeden z najwcześniejszych opioidów, morfina, został oczyszczony w 1800 roku. Od tego czasu medyczne zastosowanie opioidów rozszerzyło się na wiele naturalnych i syntetycznych pochodnych morfiny o różnej sile i czasie działania. Niektóre popularne przykłady obejmują kodeinę, tramadol, hydrokodon, oksykodon, buprenorfinę i fentanyl.
Opioidy zmniejszają ból poprzez aktywację systemu endorfin w organizmie. Endorfiny to rodzaj opioidów, które organizm naturalnie wytwarza, a które zmniejszają przychodzące sygnały o urazie i wywołują uczucie euforii – tak zwany „haj biegacza”. Opioidy symulują działanie endorfin poprzez działanie na podobne cele w organizmie.
Chociaż opioidy mogą zmniejszyć niektóre rodzaje ostrego bólu, takie jak po operacji, urazów mięśniowo-szkieletowych, takich jak złamana noga lub ból nowotworowy, są one często nieskuteczne w przypadku urazów neuropatycznych i bólu przewlekłego.
Ponieważ organizm wykorzystuje receptory opioidowe w innych układach narządów, takich jak przewód pokarmowy i płuca, skutki uboczne i ryzyko obejmują zaparcia i potencjalnie śmiertelne tłumienie oddychania. Długotrwałe stosowanie opioidów może również prowadzić do tolerancji, gdzie więcej leku jest wymagane, aby uzyskać ten sam efekt przeciwbólowy. Dlatego opioidy mogą być uzależniające i nie są przeznaczone do długotrwałego stosowania. Wszystkie opioidy są substancjami kontrolowanymi i są starannie przepisywane przez lekarzy ze względu na te skutki uboczne i ryzyko.
Kannabinoidy
Chociaż konopie indyjskie otrzymały wiele uwagi ze względu na ich potencjalne zastosowania medyczne, nie ma wystarczających dowodów, aby stwierdzić, że mogą one skutecznie leczyć ból. Ponieważ stosowanie konopi jest nielegalne na poziomie federalnym w USA, brakuje wysokiej jakości badań klinicznych finansowanych przez rząd federalny.
Naukowcy wiedzą jednak, że organizm naturalnie produkuje endokannabinoidy, czyli substancje chemiczne zawarte w konopiach, które zmniejszają odczuwanie bólu. Kannabinoidy mogą również zmniejszać stan zapalny. Ze względu na brak silnych dowodów klinicznych, lekarze zazwyczaj nie zalecają ich stosowania zamiast leków zatwierdzonych przez FDA.
Dopasowanie bólu do leku
Podczas gdy ogłaszanie alarmu o bólu jest ważne dla przetrwania, tłumienie klaksonu, gdy jest on zbyt głośny lub niepomocny, jest czasami konieczne.
Żaden z istniejących leków nie jest w stanie doskonale leczyć bólu. Dopasowanie konkretnych rodzajów bólu do leków, które celują w konkretne ścieżki, może poprawić ulgę w bólu, ale także wtedy leki mogą nie działać nawet u osób z tym samym schorzeniem. Więcej badań, które pogłębiają zrozumienie przez medycynę ścieżek bólu i celów w organizmie może pomóc doprowadzić do bardziej skutecznych metod leczenia i poprawy zarządzania bólem.
Rebecca Seal – Associate Professor of Neurobiology, University of Pittsburgh Health Sciences
Nasza praca skupia się na obwodach neuronalnych pośredniczących w dwóch schorzeniach neurologicznych: bólu i chorobie Parkinsona. Opracowujemy również nowe metody leczenia tych schorzeń.
Laboratorium Seal bada obwody neuronalne, które napędzają zachowanie w zdrowiu i chorobie. Obecnie koncentrujemy się na następujących obwodach: i) obwodowe i centralne obwody bólowe, ii) obwody ruchowe dotknięte chorobą Parkinsona iii) uwalnianie glutaminianu i GABA przez neurony cholinergiczne przodomózgowia oraz iv) obwodowe i centralne obwody słuchowe. Naszym celem jest odkrycie podstawowych zasad i mechanizmów działania układu nerwowego, jak również zidentyfikowanie nowych strategii leczenia zaburzeń układu nerwowego.
Podejście eksperymentalne: Wykorzystujemy myszy jako system modelowy oraz techniki takie jak wirusowo modyfikowane receptory projektujące (DREADDs) do selektywnej aktywacji lub hamowania neuronów, wirusowo modyfikowane narzędzia anterograde i retrograde do śledzenia obwodów, elektrofizjologię plasterkową ze stymulacją optogenetyczną, mikroskopię konfokalną i 2-fotonową, biologię molekularną, histologię, biochemię i behawiorystykę.
Benedict Alter – Assistant Professor of Anesthesiology and Perioperative Medicine, University of Pittsburgh Health Sciences
Dr Alter bada, jak mózg moduluje ból i jak endogenne systemy tłumienia bólu mogą być systematycznie wykorzystywane w nowych terapiach bólu. Konkretne projekty wyjaśniają podstawowe pytania badawcze na poziomie neuronauki systemowej, pytania translacyjne wprowadzające podstawową wiedzę do nowych metod leczenia oraz pytania kliniczne mające na celu zrozumienie, jak systemy modulujące ból zmieniają się w bólu przewlekłym.
