FOGLIO INFORMATIVO n° 16
NEUROFISIOLOGIA E FISIOPATOLOGIA ARTICOLARE: NERVI,
CAMPI RECETTIVI E SENSIBILIZZAZIONE
Le malattie articolari sono la più importante fonte di dolore acuto e cronico. Le cause più frequenti sono
l’artrosi, l’artrite reumatoide, la gotta ed altre forme di artrite, così come infortuni sportivi. Tipicamente,
i pazienti accusano dolore durante la deambulazione, ma in stadi avanzati anche a riposo. (Philipps and
Clauw 2013; Schaible 2012).
Le articolazioni sono innervate da fibre mieliniche A (fornite di terminazioni corpuscolari), fibre
mieliniche sottili A, fibre sensoriali amieliniche C e fibre C simpatiche post-gangliari. Larga parte delle
fibre A e circa metà delle fibre Asono non nocicettive. Questo perché esse dimostrano una
considerevole risposta quando stimoli innocui vengono somministrati (come movimenti nel normale
range articolare). Al contrario, la rimanente parte delle fibre Ae la maggior parte delle fibre C sono
nocicettive, dal momento che codificano preferenzialmente o esclusivamente stimoli nocivi articolari.
In aggiunta, una porzione delle fibre C sensitive sono nocicettori silenti che non rispondono ad alcuno
stimolo applicato all'articolazione in situazioni di normalità. Terminazioni sensitive delle fibre nocicettive
sono localizzate in tutte le strutture dell’articolazione eccezion fatta per la cartilagine, che non è
innervata. (Schaible 2013).
Durante malattie dell'articolazione come l'artrite, i nocicettori articolari diventano sensibili a stimoli
meccanici. La loro soglia di eccitazione è più bassa, raggiungendo un range normalmente innocuo,
mentre le risposte a stimoli sovra-soglia sono significativamente aumentati. Inoltre, nocicettori silenti
diventano meccano-sensibili (Schaible 2013). Il processo di sensitizzazione è generato da mediatori
infiammatori, che agiscono sui recettori di membrana delle terminazioni nocicettive attivando di
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conseguenza messaggeri di secondo ordine che rendono più eccitabili sia i canali ionici per la
trasduzione degli stimoli, sia i canali ionici voltaggio dipendenti.
Mediatori infiammatori come la bradichinina e la prostaglandina E2, causano una sensitizzazione di
breve durata nell'ordine di alcuni minuti. Citochine proinfiammatorie come il TNF-, l'interleuchina 6 e
l'interleuchina 17 evocano una sensibilizzazione verso gli stimoli meccanici più persistente ma che si
sviluppa lentamente(Schaible 2013, 2014). Un altro mediatore con effetti iperalgesici di lunga durata
sull'articolazione è il fattore di crescita neurale (NGF) (Ashraf et al. 2014). I nocicettori articolari
esprimono anche recettori per mediatori con ruolo inibitore (e.s.: recettori per gli oppioidi e le
somatostatine) (Schaible 2013).
I nocicettori articolari attivano sinapticamente neuroni nel midollo spinale. Tipicamente, quando i
neuroni spinali ricevono un impulso dalle articolazioni, essi convergono con altri input provenienti dalla
stessa articolazione e dai muscoli adiacenti e molti di questi ricevono anche input dalla cute. La
convergenza è alla base del dolore riferito in aree più estese delle articolazioni in sé quando queste
vengono sottoposte ad uno stimolo nocivo (Arendt-Nielsen et al. 2014). È importante notare che
l'aumento degli stimoli dall'articolazione dopo sensibilizzazione periferica provocano un processo di
sensibilizzazione centrale in cui i neuroni del midollo spinale che ricevono impulsi dall'articolazione
infiammata diventano ipereccitabili. A questo punto i neuroni dimostrano una ridotta soglia di
eccitabilità per gli stimoli meccanici applicati all'articolazione, risposte più pronunciate agli stimoli sopra
soglia e spesso dimostrano un’espansione dei campi recettivi (Schaible 2013). La sensibilizzazione del
midollo spinale dipende da diversi recettori tra cui i recettori NMDA ed anche cellule gliali possono
essere coinvolte(Ogbonna et al. 2013). La sensibilizzazione spinale causa un'espansione dell'area
iperalgesica nella gamba, un fenomeno tipico in pazienti con importante dolore articolare(ArendtNielsen et al. 2014).
A livello corticale la neuromatrice del dolore è attivata dagli impulsi provenienti dall'articolazione
tramite i neuroni ascendenti del midollo spinale, evocando così la sensazione conscia del dolore
(Kulkarni et al. 2009). Inoltre, essi attivano anche l'amigdala, che è coinvolta nell'elaborazione della
paura (Neugebauer et al. 2004). I tratti nocicettivi ascendenti e l'elaborazione corticale aumentano
l'attività di vie discendenti. Se l'inibizione discendente è aumentata nelle fasi acute dell'artrite, alcune
forme di inibizione discendente, come il controllo inibitore della nocicezione diffusa, diventano meno
efficienti in stati di dolore articolare cronico (Arendt-Nielsen et al. 2014, Kosek and Ordeberg 2000). Di
conseguenza, in aggiunta alla sensibilizzazione centrale e periferica, una riduzione della inibizione
discendente contribuisce allo stato di sensibilizzazione proprio di molti pazienti con malattia articolare.
REFERENCES
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1.
Arendt-Nielsen L, Eskehave TN, Egsgaard LL, Petersen KK, Graven-Nielsen T, Hoeck HC, Simonsen O, Siebuhr AS,
Karsdal M, Bay-Jensen AC. Association between experimental pain biomarkers and serologic markers in patients with
different degrees of painful knee osteoarthritis. Arthritis Rheum 2014;66:3317-26.
2. Ashraf S, Mapp PI, Burston J, Bennett AJ, Chapman V, Walsh DA. Augmented pain behavioural responses to intraarticular injection of nerve growth factor in two animal models of osteoarthritis. Ann Rheum Dis 2014;73:1710-8.
3. Kosek E, Ordeberg G. Lack of pressure pain modulation by heterotopic noxious conditioning stimulation in patients
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4. Kulkarni B, Bentley DE, Elliott R, Julyan PJ, Boger E, Watson A, Boyle Y, El-Deredy W, Jones AK. Arthritic pain is
processed in brain areas concerned with emotions and fear. Arthritis Rheum 2007;56:1345–54.
5. Neugebauer V, Li W, Bird GC, Han JS. The amygdala and persistent pain. Neuroscientist 2004;10:221-34.
6. Ogbonna AC, Clark AK, Gentry C, Hobbs C, Malcangio M. Pain-like behavior and spinal changes in the monosodium
iodoacetate model of osteoarthritis in C57Bl/6 mice. Eur J Pain 2013;17:514-26.
7. Phillips K, Clauw DJ. Central pain mechanisms in the rheumatic diseases. Arthritis Rheum 2013;65:291-302.
8. Schaible H-G. Joint Pain: Basic Mechanisms. In Wall and Melzack´s Textbook of Pain, sixth edition, edited by SB
McMahon, I Tracey, M Koltzenburg, DC Turk. Elsevier Saunders, Philadelphia, PA, 2013, pp. 609-619.
9. Schaible H-G. Nociceptive neurons detect cytokines in arthritis. Arthritis Res Ther 2014;16:470.
10. Schaible H-G. Mechanisms of chronic pain in osteoarthritis. Curr Rheumatol Reports 2012;14:549-56.
AUTORE
Hans-Georg Schaible, Prof. Dr. med.
TRADUZIONE
Francesco Di Mattia PT
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