Ein verbessertes Schmerzmodell für Hyperalgesie – Phasisch-repetitiver Hitzeschmerz als Auslöser für primäre thermische und sekundäre mechanische Hyperalgesie

Abstract

Die vorliegende Arbeit hat ein modifiziertes Versuchsmodell für Hitzehyperalgesie untersucht, welches eine Sensibilisierung während der Versuchssitzung bei gleichzeitiger Habituierung während wiederholter Anwendung verbindet. Diese intersession-Habituation erfolgt per definitionem zentral, d. h. auf spinaler oder sogar zerebraler Ebene. Die intrasession-Sensibilisierung kann peripher oder zentral vermittelt sein – dies sollte in der vorliegenden Arbeit untersucht werden. Methodisch wurde bei 18 gesunden Probanden jeweils vor und nach standardisierter wiederholter Hitzeschmerzstimulation (60 Stimulationen mit einer Temperatur von 48 °C für je 6 Sekunden) eine quantitative sensorische Testung (QST) durchgeführt, um so die Auswirkungen von repetitiver Hitzeeinwirkung auf die somatosensorischen Funktionen der konditionierten Haut (Gebiete primärer Hyperalgesie) und der angrenzenden Hautflächen (Gebiete sekundärer Hyperalgesie) im Vergleich zu den unkonditionierten Hautflächen beurteilen zu können. Ergänzend wurden Gebiete mit sekundärer Hyperalgesie und Umgebungserytheme kartiert und die Zeitverläufe der Hyperalgesien dokumentiert. Nach wiederholter Hitzeschmerzkonditionierung konnte ein signifikanter Nachweis für primäre Hitzehyperalgesie sowie primäre und sekundäre Nadelstich- und Berührungshyperalgesie (dynamisch-mechanische Allodynie) erbracht werden. Intravenös appliziertes Paracetamol (800 mg) konnte in einem Zusatzexperiment das Schmerzempfinden bei Hitzereiz und stumpfen Nadelstichen (pinpricks) mit je 11% und 8% nur unmaßgeblich verringern und zeigte keinerlei Auswirkungen auf die Hitzehyperalgesie. Demgegenüber zeigten sich signifikante Verringerungen (alle p<0,001) für das Ausmaß der Gebiete mit Umgebungserythemen (-31%) und insbesondere der Gebiete mit sekundärer Hyperalgesie (-59%). Somit verursacht der wiederholte Hitzeschmerz im verwendeten Paradigma neben einer signifikanten peripheren Sensibilisierung (primäre thermische Hyperalgesie) auch eine zentrale Sensibilisierung (mechanische Hyperalgesie und dynamisch-mechanische Allodynie). Diese Ergebnisse sind relevant für weitere Studien, die mit diesem Schmerzmodell für Hitzehyperalgesie arbeiten wollen, da nachgewiesen werden konnte, dass bei dem hier getesteten Verfahren eine ausgeprägte periphere und zentrale Sensibilisierung miteinander verbunden werden. Damit handelt es sich um ein Modell, das sich gut für kombinierte pharmakologische Testversuche zu Analgesie und Anti-Hyperalgesie-Mechanismen im Zusammenhang mit thermischer oder mechanischer Einwirkung eignet.

This study tested a modified experimental model of heat-induced hyperalgesia which combines an intrasession sensitisation with an intrasession habituation when applied repetitively. By definiton this kind of habituation is effected by central levels of the nervous system (i.e. spinal or cerebral). This study was about to examine whether the sensitisation is mediated by central or peripheral mechanisms. Quantitative sensory testing was done in eighteen healthy volunteers before and after repetitive heat pain stimuli (60 stimuli of 48°C for 6 s) to assess the impact of repetitive heat on somatosensory function in conditioned skin (primary hyperalgesia area) and in adjacent skin (secondary hyperalgesia area) as compared to an unconditioned mirror image control site. Additionally, areas of flare and secondary hyperalgesia were mapped, and time course of hyperalgesia determined. 41 After repetitive heat pain conditioning we found significant primary hyperalgesia to heat, and primary and secondary hyperalgesia to pinprick and to light touch (dynamic mechanical allodynia). Acetaminophen (800 mg) reduced pain to heat or pinpricks only marginally by 11% and 8%, respectively (n.s.), and had no effect on heat hyperalgesia. In contrast, the areas of flare (−31%) and in particular of secondary hyperalgesia (−59%) as well as the magnitude of hyperalgesia (−59%) were significantly reduced (all p<0.001). Thus, repetitive heat pain induces significant peripheral sensitization (primary hyperalgesia to heat) and central sensitization (punctate hyperalgesia and dynamic mechanical allodynia). These findings are relevant to further studies using this model of experimental heat pain as it combines pronounced peripheral and central sensitization, which makes a convenient model for combined pharmacological testing of analgesia and anti-hyperalgesia mechanisms related to thermal and mechanical input.