Międzynarodowe Towarzystwo Badania Bólu definiuje ból jako: „nieprzyjemne, zmysłowe i emocjonalne przeżycie towarzyszące istniejącemu lub zagrażającemu uszkodzeniu tkanki, bądź jedynie odnoszone do takiego uszkodzenia” (1). Ból jest zjawiskiem złożonym i nie ma prostej zależności między siłą bodźca uszkadzającego a odczuciem bólu. Powstaje w oparciu o pamięć wcześniejszych doświadczeń bólowych danej osoby oraz zależy od jej stanu psychicznegoi fizycznego. Prowadzone w XX i XXI wieku badania nad powstawaniem i przewodzeniem bólu pozwoliły na lepsze poznanie mechanizmów percepcji i modulacji bólu na różnych poziomach układu nerwowego (2, 3). Wyniki tych badań wykorzystywane są do opracowywania metod leczenia bólu, jak najmniej obciążających dla organizmu, w których angażuje się jego naturalne systemy obronne – układ nerwowy i immunologiczny. Metody te pozwalają na wyeliminowanie ubocznych efektów farmakoterapii. W fizykoterapii stosowanej w rehabilitacji wykorzystuje się w celach leczniczych różne formy energii fizycznej, działające jako bodźce aktywizujące wewnętrzne siły organizmu (4).

W latach 70-tych niezależnie w kilku laboratoriach odkryto specyficzne receptory opioidowe zlokalizowane w mózgu. W krótkim czasie poznano naturalne ligandy dla tych receptorów – endogenne peptydy opioidowe. Odkrycia te stały się podwaliną do poznania naturalnego systemu modulacji bólu (5).

Opioidowy układ nocyceptywny

Układ opioidowy wśród endogennych systemów przeciwbólowych odgrywa znaczącą rolę. Obecność aktywnych biologicznie peptydów opioidowych stwierdzono w strukturach ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego oraz układzie pokarmowym, endokrynnymi immunologicznym (6, 7).

Endogenne opioidy powstają w wyniku zmian potranslacyjnych z prohormonów opioidowych: proopiomelanokortyny (POMC, 265 aminokwasów), proenkefaliny (PENK, 263 aminokwasy) oraz prodynorfiny (PDYN, 256 aminokwasów). Z proopiomelanokortyny powstaje m.in. β-endorfina (8, 9). W ośrodkowym układzie nerwowym syntetyzowana jest przede wszystkim w płacie przednim przysadki ale również w komórkach nerwowych zlokalizowanych w jądrze łukowatym podwzgórza i w jądrze pasma samotnego (10). Układy beta-endorfinowe w przysadce i mózgu stanowiące główne źródło tego polipeptydu odpowiednio we krwi i płynie mózgowo-rdzeniowym są niezależne od siebie (11). Peptydy opioidowe działają analgetycznie wpływając na endogenne, specyficzne receptory. Wyróżnia się trzy typy klasycznych receptorów opioidowych: receptory MOR (mi,µ), DOR (delta,δ) i KOR (kappa, κ) (9). Lokalizacja receptorów opioidowych w ośrodkowym układzie nerwowym została dość dokładnie poznana. Szczególnie bogatymi miejscami ich występowania są struktury limbiczne z wyjątkiem hipokampa, natomiast najmniej znajduje się w móżdżku. Obecność receptorów opioidowych potwierdzono również w rogach tylnych rdzenia kręgowego. W mózgu i w rdzeniu kręgowym najliczniej reprezentowane są receptory „mi”. Głównym ligandem dla tych receptorów jest β-endorfina (12, 13).

Beta-endorfiny są peptydami odpowiedzialnymi za modulację przewodzenia bodźców bólowych. Siła działania przeciwbólowego β-endorfin jest 20 do 33 razy większa od morfiny (14). Przypisuje się im również istotną rolę w reakcji na stres i w regulacji aktywności układu immunologicznego (15). Badając dobową zmienność wydzielania beta-endorfin u osób zdrowych Łypkai wsp. (16) stwierdzili, że największe stężenia β-endorfiny w osoczu osób badanych było w godzinach przedpołudniowych, najmniejsze w nocy. Ponadto zauważyli, że stężenie zależy od aktywności psychoruchowej i narażenia na stres (16). Silne emocje i sytuacje stresowe podwyższają próg pobudliwości bólowej a nawet znoszą odczuwanie bólu. Potwierdziły to badania Hargreavesa i wsp. (17) u pacjentów poddawanych operacji jamy ustnej w miejscowym znieczuleniu 2% lidokainą.

W badaniach stwierdzono wzrost stężenia β-endorfin we krwi oraz dodatnią korelację tego wzrostu z podwyższeniem progu bólowego u operowanych pacjentów (17). Podczas silnych przeżyć stresowych, takich jak zabieg chirurgiczny czy poród, dochodzi do pobudzenia przysadki do wydzielania beta-endorfin (18, 19, 20, 21). Morales i wsp. (22) badali poziom β-endorfinw osoczu oraz w płynie mózgowo-rdzeniowym pacjentów z ostrym zespołem bólowym wywołanym przepukliną jądra miażdżystego, u pacjentów z chorobami neurologicznymi bez bólu i u osób zdrowych. Wykazali, że poziom β-endorfin w osoczu osób zdrowych i chorych bez bólu nie różnił się istotnie statystycznie, natomiast u pacjentów z ostrym bólem był wyraźnie wyższy (22). Wzrost stężenia β-endorfin w osoczu podczas silnego stresu może być nawet 2-5-krotny (23). Przyczyną wzrostu β-endorfin może być również uraz. Wzrost stężenia beta-endorfin stwierdzono u osób po złamaniu kości promieniowej, co mogło być odpowiedzią na narastający ból towarzyszący uszkodzeniu tkanek (24).

Wynika z tego, że organizm człowieka potrafi reagować na stres i podejmuje działania mające na celu ochronę przed patologicznym bólem. Pobudzenie przysadki do wydzielania beta-endorfin występuje jako odpowiedź na nagły bodziec stresowy, którym może być ostry ból (23). O tym jak dużą rolę w utrzymaniu homeostazy odgrywają beta-endorfiny świadczą badania u pacjentów z ostrym i przewlekłym bólem. Obniżone stężenie β-endorfin we krwi stwierdzono u chorych z neuralgią nerwu trójdzielnego (25, 26), u chorych z reumatoidalnym zapaleniem stawów (27) i z klasterowym bólem głowy (28). Niedostateczna aktywność endogennych układów hamujących ból wg badań zespołu Nancy Julien (29) to przyczyna przebiegającej z silnym bólem fibromialgii. Metody leczenia, które stymulują endogenne układy hamujące ból (w tym wydzielanie β-endorfin) są wykorzystywane w fizykoterapii.

Fizykoterapia i endorfiny

Jednym z głównych zadań fizykoterapii jest zwalczanie bólu. Zabiegi, których działanie przeciwbólowe tłumaczy się wzrostem wydzielania beta-endorfin z przysadki mózgowej to: elektroterapia z wykorzystaniem prądów małej częstotliwości – TENS (Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation) oraz magnetoterapia (4). Stymulacja TENS stosowana jest w leczeniu bólu od 1974 roku, kiedy po raz pierwszy w USA opatentowano urządzenie do przezskórnej elektrostymulacji nerwów. Zastosowano wówczas TENS u pacjentów z przewlekłym bólem (trwającym 6 miesięcy lub dłużej), zakwalifikowanych do rdzeniowej elektrostymulacji. Oceniano wpływ zabiegów TENS na ból przed dokonaniem wszczepienia elektrod do rdzenia kręgowego. Ze względu na skuteczne działanie TENS u niektórych pacjentów operacja wszczepienia stymulatora okazała się niepotrzebna (30). W innych badaniach przeprowadzonych na ludziachi zwierzętach udało się potwierdzić przeciwbólowy efekt uzyskiwany przez zastosowanie tego rodzaju stymulacji w bólu mięśniowo-szkieletowym, bólu pooperacyjnym czy bólu wywołanym zapaleniem stawów (31, 32, 33, 34). Należy jednak zaznaczyć, że istnieją znaczne różnice w ocenie przydatności tej metody w leczeniu bólu, co często wynika z braku jednoznacznych podstaw metodycznych związanych z doborem parametrów zabiegu (35).

Następnym etapem badań było poznanie mechanizmów analgetycznego działania prądów TENS. Ustalono, że zależą one od częstotliwości zastosowanego w TENS prądu. TENS to metoda elektrostymulacjiw której stosuje się prądy zmienne małej częstotliwości o prostokątnych, trójkątnych lub sinusoidalnych kształtach impulsów. W praktyce klinicznej wykorzystuje się najczęściej konwencjonalną tzw. wysokoczęstotliwą (>50Hz) stymulację (HF-TENS) oraz elektroakupunkturową, tzw. niskoczęstotliwą (<10 Hz) stymulację (LF –TENS) (36). Działanie prądów HF-TENS tłumaczy się hamowaniem przepływu impulsów bólowych z rogów tylnych rdzenia kręgowego do wyższych pięter OUN zgodnie z teorią kontrolowanego przepustu rdzeniowego Melzacka i Walla (37). Natomiast prądy LF-TENS działają na zstępujący układ nocyceptywny przez zwiększenie wydzielania beta-endorfin. Potwierdziły to wyniki badań Kalra i wsp. (38), w których pod wpływem LF-TENS odnotowano znaczny wzrost beta-endorfin w płynie mózgowo-rdzeniowym. Analgezja uzyskana za pomocą tej stymulacji została zniesiona po podaniu antagonisty endorfin – naloksonu, który selektywnie blokuje receptory opioidowe „µ” (38). Potwierdzeniem, że LF- TENS działa przez zwiększenie wydzielania endorfin są również wyniki badań Lyncha i wsp. (39). Aby sprawdzić hipotezę o zwiększeniu wydzielania beta-endorfin pod wpływem TENS Salari wsp. (40) przeprowadzili badania, w których poddawali działaniu TENS osoby bez bólu i badali stężenie beta-endorfin w ich płynie mózgowo-rdzeniowym. Wyniki potwierdziły wpływ TENS na wydzielanie beta-endorfin, co skłoniło ich do wyciągnięcia wniosków, że zwiększone wydzielanie beta-endorfin pod wpływem tego rodzaju elektroterapii nie zależy od podstawowego stanu klinicznego pacjenta (40). Podobne badania u zdrowych wolontariuszy przeprowadzili Hughesi wsp. (41). Badania wykonano w trzech grupach.

W pierwszej grupie zastosowano placebo – pozorną stymulację TENS, w drugiej grupie stymulację HF-TENS, w trzeciej grupie stymulację LF-TENS. Poziom beta-endorfin w osoczu krwi wzrósł u osób w grupie drugiej i trzeciej, w pierwszej spadł. Stwierdzono jednak, że różnice między drugą i trzecią grupą pod względem wzrostu poziomu beta-endorfin nie były istotne statystycznie. Uznano, że u osób zdrowych metoda aplikacji LF-TENS nie ma wpływu na większy wzrost opioidów w porównaniu do metody HF-TENS. O´Brien i wsp. (42), w badaniach przeprowadzonych w 1984 roku nie stwierdzili żadnego wpływu przezskórnej elektrycznej stymulacji nerwów na stężenie beta-endorfin we krwi osób badanych ani nawet na modyfikację wywołanego u nich eksperymentalnie bólu. Przegląd badań na temat działania TENS u pacjentów z przewlekłym bólem wykonany przez Nnoahama i Kumbanga (43) wskazuje na błędy w metodyce przeprowadzanych badań m.in. brak grupy porównawczej oraz zaniedbania
w sprawozdaniach z badań, co uniemożliwia rzetelną ich ocenę i przeprowadzenie metaanalizy. Istnieje potrzeba przeprowadzenia wielu randomizowanych, nawet wieloośrodkowych badań w celu odpowiedzi na pytania odnośnie skuteczności tego rodzaju terapii u chorych z bólami przewlekłymi i ich wpływu na wydzielanie endogennych opioidów.

Nie tylko przezskórna elektryczna stymulacja nerwów (TENS), jako bezinwazyjna metoda leczenia bólu była poddawana ocenie pod względem stymulacji naturalnych systemów przeciwbólowych. Wpływ na endogenne układy hamujące ból udowodniono również w badaniach nad zastosowaniem pola magnetycznego w medycynie (44, 45). W fizykoterapii w zabiegu zwanym magnetoterapią wykorzystuje się wolnozmienne pole magnetyczne o częstotliwości od 0 do 50 Hz i wartościach indukcji od 0 do 15 mT (4). Przeciwbólowy efekt działania pól magnetycznych występuje nie tylko bezpośrednio podczas ich stosowania, lecz stwierdza się go również po zaprzestaniu ekspozycji. Czas zmniejszonej reakcji na ból rozciąga się na okres od 2 do 4 tygodni po zakończeniu działania pola (46, 47). Mechanizm oddziaływania zmiennego pola magnetycznego na endogenny układ opioidowy tłumaczy się oddziaływaniem pola na kanały wapniowe błon komórkowych, zmianami zewnątrz- i wewnątrzkomórkowej dystrybucji jonów wapnia oraz hamującym działaniem pola magnetycznego na aktywność szyszynki (48).

Magnetoterapia i elektroterapia z wykorzystaniem LF-TENS są zabiegami fizykalnymi, których działanie przeciwbólowe związane jest ze wzrostem wydzielania endorfin. Aktywizacja wewnętrznych mechanizmów przeciwbólowych w wyniku działania magnetoterapii i elektroterapii umożliwia stworzenie bezinwazyjnej
i skutecznej metody walki z bólem.

..............................................................................................................................................................

PIŚMIENNICTWO:

1.    International Association for Study of Pain. Subcommittee taxonomy of pain terms: a list with definitions and notes on usege. Pain 1979; 6: 249-252.

2.    Brzeziński K.: Ból przewlekły w praktyce lekarza rodzinnego. Cz.I. Neurofizjologia i psychiczny aspekt bólu. Medycyna Ogólna, 2002; 8 (4): 281- 297.

3.    Narkiewicz O, Nitecka L.: Ośrodki i drogi nerwowe modulujące czucie bólu. Postępy Hig. Med. Dośw. 1986; 40 (4): 380-400.

4.    Straburzyńska-Lupa A, Straburzyński G.: Fizjoterapia. Wydawnictwo Lekarskie, PZWL, 2007.

5.    Pert CB, Snyder SH. Opiate receptor: demonstration in nervous tissue. Science 1973; 179 (77): 1011-1014.

6.    Janson W, Stein C.: Peripheral opioid analgesia. Curr Pharm Biotechnol, 2003; 4 (4): 270-274.

7.    Majewski P.: Endogenne opioidy (EO) – historia odkrycia i charakterystyka rodzin. Lek w Polsce, 2002; 12 (7): 25-36.

8.    Przewłocki R, Przewłocka B.: Neuronalne i molekularne podstawy uzależnień od opiatów. Alkoholizm i Narkomania, 2001; 14 (1): 77-92.

9.    Chadzińska M.: Układ opioidowy a odporność wrodzona – badania porównawcze. I. Opioidy i receptory opioidowe. Postępy Biologii Komórki, 2007; 34 (2): 251-262.

10.    Przewłocki R, Przewłocka B.: Ból a endogenne peptydy opioidowe. Postępy Hig. Med. Dośw., 1986; 40 (4): 420-434.

11.    Gramsch C. et al.: Regional distribution of methionine-enkephalin- and beta-endorphin-like immunoreactivity in human brain and pituitary. Brain Res, 1979; 171 (2): 261-70.

12.    Nowak JZ, Zawilska JB.: Receptory i mechanizmy przekazywania sygnału. PWN S.A., 2004: 451-452.

13.    Gumułka W, Rewerski W.: Terapia Bólu, PZWL, 1989: 29-31.

14.    Hartwig AC.: Peripheral beta-endorfin and pain modulation. Anesth Prog., 1991; 38 (3): 75-78.

15.    Jessop DS.: Beta-endorphin in the immune system- mediator of pain and stress? Lancet, 1998; 351: 1828-1829.

16.    Łypka A. et al.: Twenty-four-hour chan ges of plasmatic beta-endorphine-like immunoreactivity In health humans. Acta Med. Pol., 1983; 24 (1-4): 47-53.

17.    Hargreaves KM. et al.: Plasma betaendorphin-like immunoreactivity, pain and anxiety following administration of placebo in oral surgery patients. J Dent Res, 1983; 62 (11): 1170-1173.

18.    Facchinnetti F. et al.: Opioid plasma levels during labor. Gynecol Obstet Invest., 1982; 13 (3): 155-163.

19.    Thomas TA. et al.: Influence of medication, pain, and progress in labor on plasma beta-endorpin immunoreactivity. Br J Anesth., 1982; 54 (4): 401-408.

20.    Dubois M. et al.: Surgical stress in humans is accompanied by an increase in plasma beta-endorphin immunoreactivity. Life Sci, 1981; 29 (12): 1249-1254.

21.    Dubois M. et al.: Effects of fentanyl on the response of plasma beta-endorphin immunoreactivity to surgery. Anesthesiology, 1982; 57 (6): 468-472.

22.    Morales A.B. Et al.: Plasma and CSF levels of immunoreactive beta-endorphin in algic peaks of patients with herniated intervertebral discs. Rev Esp Fisiol, 1988; 44 (1): 21-25.

23.    Hargreaves K.M.: Neuroendocrine markers of stress. Anesth Prog., 1990; 37 (2-3): 99-105.

24.    Johansen O. et al.: Elevated plasma beta-endorphin/beta-lipotropin concentration following a radius fracture. Scand J Clin Lab Invest, 2004; 64 (7): 635-640.

25.    Panerai A.E. et al.: Plasma beta-endorphin and met-enkephalin in physiological and pathological conditions. Adv Biochem Psychopharmacol, 1982; 33: 139-49.

26.    Zhao Y.F. Et al.: Observation of plasma levels of beta-endorphin in patients with trigeminal neuralgia. Shanghai Kou Qiang Yi Xu,e 2001; 10 (1): 46-48.

27.     Denko C.W. Et al.: Serum beta-endorphin in rheumatic disorders. J Reumatol 1982; 9 (6): 827-833.

28.    Leone M. et al.: Beta-endorphin levels are reduced in peripheral blood mononuclear cells of cluster headache patients. Cephalalgia, 1993; 13 (6): 413-416.

29.    Julien N. et al.: Widespread pain in fibromyalgia is related to a deficit of endogenous pain inhibition. Pain, 2005; 114 (1-2): 295-302.

30.    Burton C.: Instrumentation for dorsal column stimulator implantation. Surg Neurol 1974; 2: 39-40.

31.    Johnson ,M, Martinson M.: Efficacy of electrical nerve stimulation for chronic musculoskeletal pain: a meta-analysis of randomized controlled trials. Pai,n 2007; 130 (1-2): 157-65.

32.    Osiri M. et al.: Transcutaneous electrical nerve stimulation for knee osteoarthritis. Cochrane Database Syst Rev, 2000; (4): CD002823.

33.    Zoppi M. et al.: Changes of cutaneous sensory thresholds induced by non-painful transcutaneous electrical nerve stimulation in normal subjects and in subjects with chronic pain. J Neurol Neurosurg Psychiatry 1981; 44 (8): 708-717.

34.    Melzack R, Vetere P, Finch L.: Transcutaneous electrical nerve stimulation for low back pain. Physical Therapy, 1983; 63 (4): 489-493.

35.    Bańburski S. i wsp.: Działanie przeciwbólowe przezskórnej elektrycznej stymulacji nerwów o wysokiej częstotliwości (HF TENS). Badanie pilotażowe chorych z przewlekłymi zespołami bólowymi narządu ruchu. Polska Medycyna Paliatywna, 2006; 5 (3): 120-125.

36.    Pyszora A, Kujawa J.: Zastosowanie elektroterapii w leczeniu bólu. Polska Medycyna Paliatywna, 2003; 2 (3): 167-173.

37.     Melzack R., Wall PD.: Pain mechanizm: a new theory. Science, 1965; 150: 971-979.

38.    Kalra A, Urban M.O., Sluka K.A.: Blockade of opioid receptors in rostral ventral medulla prevents antihyperalgesia produced by transcutaneous electrical nerve stimulation (TENS). J Pharmacol Exp Ther, 2001; 298 (1): 257-263.

39.    Lynch L., Simpson K.H.: Transcutaneous electrical nerve stimulation and acute pain. Continuing Education in Anaesthesia Critical Care and Pain, 2002; 2: 49-52.

40.     Salar G. et al.: Effect of transcutaneous electrotherapy on CSF beta-endorphin content in patients without pain problems. Pain,1981; 10 (2): 169-172.

41.    Hughes G.S. et al.: Response of Plasma beta-Endorphins to Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation in Healthy Subjects. Phys Ther, 1984; 64 (7): 1062-1066.

42.    O’Brien W.J. et al.: Effect of Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation on Human Blood β-Endorphin Levels. Phys Ther, 1984; 64 (9): 1367-1374.

43.    Nnoaham K..E, Kumbang J.: Transcutaneous electrical nerve stimulation [TENS] for chronic pain. Cochrane Database Syst Rev 2008; 16 (3): CD003222.

44.    Cieślar G. i wsp.: Zmiana reaktywności szczurów na termiczny bodziec bólowy pod wpływem zmiennego pola magnetycznego. Baln. Pol., 1994; 36 (3-4): 24-28.

45.    Thomas A.W. et al.: Antinociceptive effects of a pulsed magnetic field in the land snail, Cepaea nemoralis. Neurosci Lett, 1997; 222 (2): 107-110.

46.    Sieroń A.: Magnetoterapia, Magnetostymulacja. Podstawy. Cz.I. Acta Bio-Optica et Informatica Medica, 1998; 1 (4): 1-2.

47.    Sieroń A.: Magnetoterapia, Magnetostymulacja. Podstawy. Cz.II. Acta Bio-Optica et Informatica Medica, 1998; 2 (4) 45-46.

48.    Sieroń A. et al.: Zastosowanie pól magnetycznych w medycynie. Wydawnictwo α-medica Press. 2000.

..............................................................................................................................................................

Adres do korespondencji:

Aleksandra Stasiak-Pietrzak
Klinika Rehabilitacji i Medycyny Fizykalnej z Oddziałem Dziennego Pobytu USK im. WAM – Centralny Szpital Weteranów w Łodzi
90-647 Łódź, Pl. Hallera 1
Tel. +48 602 156 696
email: olapietrzak@gmail.com

Artykuł nadesłano: 06.05.2009
Zaakceptowano do druku: 20.06.2009

Praca finansowana przez Uniwersytet Medyczny w Łodzi z pracy własnej nr 502-17-832.