Wie fühlen Menschen Schmerzen und warum braucht der Körper sie? Wir fühlen jeden Tag Schmerzen. Es kontrolliert unser Verhalten, formt unsere Gewohnheiten und hilft uns zu überleben. Dank der Schmerzen ziehen wir uns pünktlich an, nehmen Krankenurlaub, ziehen unsere Hand vom heißen Eisen weg, fürchten Zahnärzte, rennen vor der Wespe weg, sympathisieren mit den Figuren im Saw-Film und meiden die Bande der Hooligans.
Fische sind die ersten Organismen auf der Erde, die Schmerzen verspüren. Lebewesen entwickelten sich, wurden komplexer und auch ihre Lebensweise. Und um sie vor der Gefahr zu warnen, erschien ein einfacher Überlebensmechanismus - Schmerz.
Warum fühlen wir Schmerzen?
Unser Körper besteht aus einer Vielzahl von Zellen. Damit sie interagieren können, befinden sich spezielle Proteine in den Zellmembran-Ionenkanälen. Mit ihrer Hilfe tauscht eine Zelle Ionen mit einer anderen Zelle aus und kontaktiert die äußere Umgebung. Die Lösungen in den Zellen sind reich an Kalium, aber arm an Natrium. Bestimmte Konzentrationen dieser Ionen werden durch eine Natrium-Kalium-Pumpe aufrechterhalten, die überschüssige Natriumionen aus der Zelle pumpt und durch Kalium ersetzt.
Die Arbeit von Kalium-Natrium-Pumpen ist so wichtig, dass die Hälfte der verzehrten Lebensmittel und etwa ein Drittel des eingeatmeten Sauerstoffs für die Energieversorgung verwendet werden.
Ionenkanäle sind echte Tore der Sinne, dank derer wir Wärme und Kälte, den Duft von Rosen und den Geschmack unseres Lieblingsgerichts spüren und auch Schmerzen spüren können.
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Wenn etwas die Zellmembran beeinflusst, wird die Struktur des Natriumkanals deformiert und es öffnet sich. Aufgrund der Änderung der Ionenzusammensetzung entstehen elektrische Impulse, die sich durch die Nervenzellen ausbreiten. Neuronen bestehen aus einem Zellkörper, Dendriten und einem Axon - dem längsten Prozess, entlang dem sich der Impuls bewegt. Am Ende des Axons befinden sich Blasen mit einem Neurotransmitter, einer Chemikalie, die an der Übertragung dieses Impulses von einer Nervenzelle auf einen Muskel oder eine andere Nervenzelle beteiligt ist. Zum Beispiel überträgt Acetylcholin ein Signal von einem Nerv zu einem Muskel, und es gibt viele andere Mediatoren zwischen Neuronen im Gehirn, wie Glutamat und das "Freudehormon" Serotonin.
Schneiden Sie sich beim Kochen des Salats den Finger - das ist bei fast allen passiert. Aber du schneidest dir nicht weiter den Finger, du ziehst deine Hand weg. Dies geschieht, weil ein Nervenimpuls entlang Neuronen von empfindlichen Zellen, Schmerzdetektoren, zum Rückenmark läuft, wo der motorische Nerv bereits den Befehl an die Muskeln überträgt: Entfernen Sie Ihre Hand! Sie legen ein Pflaster an Ihren Finger, fühlen aber immer noch Schmerzen: Ionenkanäle und Neurotransmitter senden Signale an das Gehirn. Das Schmerzsignal geht durch Thalamus, Hypothalamus, retikuläre Formation, Bereiche des Mittelhirns und Medulla oblongata.
Schließlich erreicht der Schmerz sein Ziel - die empfindlichen Bereiche der Großhirnrinde, in denen wir uns dessen voll bewusst sind.
Leben ohne Schmerzen
Ein Leben ohne Schmerzen ist der Traum vieler Menschen: kein Leiden, keine Angst. Das ist ziemlich real und es gibt Menschen unter uns, die keinen Schmerz fühlen. Zum Beispiel wurde Stephen Peet 1981 in den Vereinigten Staaten geboren, und als seine Zähne herauskamen, begann er, seine Zunge zu kauen. Glücklicherweise bemerkten seine Eltern dies rechtzeitig und brachten den Jungen ins Krankenhaus. Dort wurde ihnen gesagt, dass Stephen eine angeborene Schmerzunempfindlichkeit habe. Steves Bruder Christopher wurde bald geboren und es wurde festgestellt, dass er dasselbe hatte.
Mama hat den Jungs immer gesagt: Infektion ist ein stiller Killer. Ohne den Schmerz zu kennen, konnten sie die Symptome von Krankheiten an sich nicht erkennen. Häufige ärztliche Untersuchungen waren erforderlich. Ohne zu wissen, was Schmerz ist, konnten die Jungs halb zu Tode kämpfen oder, nachdem sie eine offene Fraktur erhalten hatten, mit einem hervorstehenden Knochen humpeln, ohne es zu merken.
Einmal riss Steve mit einer elektrischen Säge seinen Arm vom Handgelenk bis zum Ellbogen, nähte ihn aber selbst zusammen und war zu faul, um zum Arzt zu gehen.
„Wir haben die Schule oft übersprungen, weil wir mit einer anderen Verletzung in einem Krankenhausbett gelandet sind. Wir haben dort mehr als einen Weihnachtsmorgen und Geburtstag verbracht “, sagt Stephen. Ein Leben ohne Schmerzen ist kein Leben ohne Leiden. Steve hat schwere Arthritis und ein schmerzendes Knie, das ihn mit Amputation bedroht. Sein jüngerer Bruder Chris beging Selbstmord, nachdem er erfahren hatte, dass er möglicherweise im Rollstuhl landen könnte.
Es stellt sich heraus, dass die Brüder einen Defekt im SCN9A-Gen haben, das für das Nav1.7-Protein kodiert, einen Natriumkanal, der an der Schmerzwahrnehmung beteiligt ist. Solche Menschen unterscheiden kalt von heiß und fühlen sich berührt, aber das Schmerzsignal geht nicht vorbei. Diese sensationelle Nachricht wurde 2006 in der Zeitschrift Nature veröffentlicht. Wissenschaftler fanden dies heraus, indem sie sechs pakistanische Kinder untersuchten. Unter ihnen war ein Zauberer, der die Menge unterhielt, indem er über die heißen Kohlen ging.
2013 wurde in Nature eine weitere Studie veröffentlicht, die sich auf ein kleines Mädchen konzentrierte, das mit Schmerzgefühlen nicht vertraut war. Deutsche Wissenschaftler der Universität Jena entdeckten eine Mutation im SCN11A-Gen, das für das Nav1.9-Protein kodiert, einen weiteren für Schmerzen verantwortlichen Natriumkanal. Die Überexpression dieses Gens verhindert die Akkumulation von Ionenladungen, und der elektrische Impuls geht nicht durch die Neuronen - wir fühlen keinen Schmerz.
Es stellt sich heraus, dass unsere Helden ihre "Supermacht" aufgrund der Fehlfunktion von Natriumkanälen erhalten haben, die an der Übertragung eines Schmerzsignals beteiligt sind.
Was macht uns weniger Schmerzen?
Wenn wir Schmerzen haben, produziert der Körper spezielle "interne Medikamente" - Endorphine, die an Opioidrezeptoren im Gehirn binden und Schmerzen lindern. Morphin, 1806 isoliert und als wirksames Schmerzmittel bekannt, wirkt wie Endorphine - es bindet an Opioidrezeptoren und hemmt die Neurotransmitterfreisetzung und die neuronale Aktivität. Bei subkutaner Verabreichung beginnt Morphin innerhalb von 15 bis 20 Minuten zu wirken und kann bis zu sechs Stunden dauern. Nur sollte man sich von einer solchen "Behandlung" nicht mitreißen lassen, sie könnte schlecht enden, wie in Bulgakovs Geschichte "Morphine". Nach mehreren Wochen der Verwendung von Morphin stellt der Körper die Produktion von Endorphinen in ausreichenden Mengen ein und es tritt eine Abhängigkeit auf. Und wenn die Wirkung des Arzneimittels endet, werden viele taktile Signale an das Gehirn gesendet, die nicht mehr durch das Anti-Schmerz-System geschützt sind. Leiden verursachen - Rückzug erfolgt.
Alkoholische Getränke beeinflussen auch das Endorphinsystem und erhöhen die Schmerzschwelle. Alkohol in kleinen Dosen wie Endorphine ist euphorisch und macht uns weniger anfällig dafür, nach einem Hochzeitsfest ins Gesicht geschlagen zu werden. Tatsache ist, dass Alkohol die Synthese von Endorphinen stimuliert und das Wiederaufnahmesystem dieser Neurotransmitter unterdrückt.
Nachdem Alkohol aus dem Körper entfernt wurde, sinken jedoch die Schwellenwerte für die Schmerzempfindlichkeit aufgrund der Hemmung der Synthese von Endorphinen und einer Erhöhung der Aktivität ihrer Erfassung, was den für den nächsten Morgen typischen Kater nicht lindert.
Wer tut mehr weh: Männer oder Frauen?
Frauen und Männer empfinden Schmerzen unterschiedlich, so eine Studie von Forschern der McGill University, die herausfanden, dass die Schmerzwahrnehmung bei weiblichen und männlichen Mäusen in verschiedenen Zellen beginnt. Bis heute wurde viel über die Natur weiblicher und männlicher Schmerzen geforscht, und die meisten von ihnen weisen darauf hin, dass Frauen mehr darunter leiden als Männer.
Im Rahmen einer groß angelegten Arbeit im Jahr 2012, als Wissenschaftler die Aufzeichnungen von mehr als 11.000 Patienten in kalifornischen Krankenhäusern analysierten, stellten Wissenschaftler fest, dass Frauen Schmerzen schlechter vertragen und häufiger auftreten als Männer. Und plastische Chirurgen aus den USA haben festgestellt, dass Frauen doppelt so viele Nervenrezeptoren pro Quadratzentimeter im Gesicht haben wie Männer. Mädchen sind bereits von Geburt an so empfindlich - laut einer in der Zeitschrift Pain veröffentlichten Studie waren bei neugeborenen Mädchen die Nachahmungsreaktionen auf Fußinjektionen stärker ausgeprägt als bei Jungen. Es ist auch bekannt, dass Frauen nach der Operation häufiger über Schmerzen klagen und sich auf dem Zahnarztstuhl schlechter fühlen.
Hormone helfen armen Frauen
Zum Beispiel verringert eines der weiblichen Sexualhormone, Östradiol, die Schmerzrezeptoraktivität und hilft Frauen, leichter mit hohen Schmerzen umzugehen.
Beispielsweise steigt der Östradiolspiegel vor der Geburt stark an und wirkt als eine Art Schmerzmittel. Leider sinkt nach den Wechseljahren der Spiegel dieses Hormons im Körper und Frauen leiden unter mehr Schmerzen. Männer haben übrigens eine ähnliche Situation mit Testosteron. Der Spiegel dieses männlichen Sexualhormons nimmt mit dem Alter ab und einige Schmerzsymptome verstärken sich.
Schmerz ist aber nicht nur die Übertragung von Nervenimpulsen auf das Gehirn, sondern auch die psychologische Wahrnehmung von Schmerz. Zum Beispiel verdreifachten Teilnehmer einer interessanten Studie ihre Schmerzschwelle, nachdem ihnen gezeigt wurde, wie ein anderer Teilnehmer die gleiche Schmerzexposition ruhig tolerierte. Jungen wird von Geburt an beigebracht, mutig zu sein: „Jungen weinen nicht“, „man muss ertragen“, „es ist beschämend zu weinen“. Und das leistet einen bedeutenden Beitrag: Männer ertragen Schmerzen unerschütterlich, und das Gehirn "denkt", dass es für sie nicht so schmerzhaft ist.
