Descending Pathways

The Descending Pain Modulatory System

De “top down” modulatie van pijn is bewezen sinds het vroege werk van Sherrington waaruit bleek dat nociceptieve reflexen werden versterkt na doorsnijding van het ruggenmerg. Dit werd verder uitgewerkt door Fields en Milan die, gebaseerd op waarnemingen in de jaren 1960 dat elektrische stimulatie van het periaqueductale grijze (PAG) gebied analgesie kan veroorzaken, door middel van elektrofysiologische en farmacologische studies aantoonden dat aflopende invloeden op spinale nociceptieve verwerking de PAG en de rostrale ventromediale medulla (RVM) betreffen.

Werk van Hadjipavlou et al gebruikte functionele en anatomische studies om het aflopende pijnmodulerende systeem te koppelen van de hersenstam (waar de PAG en RVM zich bevinden) naar een aantal hoger gelegen hersengebieden waaronder; cingulofrontale gebieden, de amygdalae en de hypothalamus (figuur 3). Dit kan een verklaring zijn voor de rol die emoties en cognitie spelen bij de verwerking van nociceptieve informatie.

Aan de basis van het descenderende pijnmodulerende systeem ligt het endogene opioïde systeem en volgens Willer kan dit systeem worden geactiveerd door een verscheidenheid van reflexen en cognitief getriggerde toestanden. Op het niveau van het ruggenmerg (dorsale hoorn) veroorzaakt het opioïde systeem remming van substantie P van perifere schadelijke mechanische prikkels via afgifte van noradrenaline uit de dorsalaterale PAG (dPAG) en thermische nociceptieve prikkels via afgifte van serotonine uit de ventrolaterale PAG (vPAG).

Waarom is het systeem nuttig?

Aanwijzingen voor pijnmodulerende mechanismen werden voor het eerst vastgelegd door Beecher. Beecher, een arts in dienst van het Amerikaanse leger tijdens de Tweede Wereldoorlog, observeerde dat maar liefst driekwart van de zwaargewonde soldaten geen tot slechts matige pijn rapporteerden en geen pijnstillende medicatie nodig hadden. Volgens zijn rapport waren de mannen alert en ontvankelijk en de verwondingen waren niet onbeduidend, waaronder samengestelde breuken en penetrerende wonden. Dit leidde hem tot de conclusie dat “sterke emoties” pijn blokkeren. Dit is duidelijk in tegenspraak met de klassieke cartesiaanse zienswijze waarbij pijn werd beschouwd als een hard-wired systeem dat op passieve wijze schadelijke inputs doorgaf aan de hersenen. Thans wordt algemeen aanvaard dat de ervaring van pijn niet alleen berust op schadelijke inputs, maar dat vele variabelen, waaronder geheugen, stemming, omgeving, aandacht en verwachting, een rol spelen bij de ervaring. Uiteindelijk betekent dit dat de resulterende pijn die bij dezelfde zintuiglijke input wordt ervaren, aanzienlijk kan variëren. Het is de taak van de hersenen om alle informatie af te wegen en te beslissen of het veroorzaken van pijn de meest geschikte reactie is. Dit is een noodzakelijke overlevingsfunctie, omdat de pijnervaring kan worden aangepast aan de situatie in plaats van dat pijn altijd overheerst.

Implicaties voor fysiotherapeuten

Kennis van het descenderende pijnmodulatiesysteem en zijn componenten kan fysiotherapeuten op verschillende manieren helpen. Ten eerste kan het fysiotherapeuten helpen te verklaren waarom de hoeveelheid pijn die een patiënt ervaart niet noodzakelijkerwijs gerelateerd is aan de hoeveelheid weefselschade die hij heeft opgelopen. Fysiotherapeuten kunnen hun patiënten voorlichten over de rol van het descendente pijnmodulerende systeem en hoe het centrale zenuwstelsel alle informatie afweegt alvorens te beslissen of een pijnervaring de meest geschikte actie is om te overleven. Neurowetenschappelijke educatie is in verschillende studies effectief gebleken.

Ten tweede kan kennis van de anatomie (zie boven) van het descenderende pijnmodulerende systeem fysiotherapeuten helpen om strategieën toe te passen die toegang geven tot het systeem en het activeren. Hierbij kan gedacht worden aan het toevoegen van afleiding bij oefeningen en het uitvoeren van oefeningen in verschillende emotionele toestanden en of in verschillende omgevingen.

Ten derde is voorgesteld dat manuele technieken zoals gewrichtsmobilisaties en manipulaties het systeem activeren en in belangrijke mate bijdragen tot de therapeutische effecten ervan. Noxische stimuli kunnen het systeem activeren en dit kan helpen verklaren waarom manuele technieken die (tot op zekere hoogte) pijn kunnen uitlokken, nuttig kunnen zijn om de pijn in het algemeen te verminderen. Deze kennis kan de fysiotherapeut helpen bij een zorgvuldige selectie en toepassing van technieken met een “top down” filosofie, waardoor hij/zij niet langer interventies hoeft te selecteren die louter gebaseerd zijn op voorgestelde lokale weefselreacties zoals het remmen van reflexmatige spiercontractie, het verminderen van intra-articulaire druk en het verminderen van het niveau van gewricht afferente activiteit

Referenties worden hier automatisch toegevoegd, zie tutorial referenties toevoegen.

1. Sherrington CS. The Integrative Action of the Nervous System. New Haven, CT: Yale Univ. Press,1906.
2. Fields HL. Pain modulation: expectation, opoid analgesia and virtual pain. Prog Brain Res 2000; 122:245-253;
3. Milan MJ. Descending control of pain. Prog Neurobiology 2002; 66:355-474;
4. Hadjipavlou G, Dunckley P, Behrens TE, Tracey I. Determining anatomical connectives between cortical and brainstem pain processing regions in humans: a diffusion tensor imaging study in healthy controls. Pain 2006; 123: 169-178
5. Bingel U, Tracey I. Imaging CNS Modulation of Pain in Humans. Physiology 2008; 23:371-380
6. Akil H, Watson SJ, Young E, Lewis ME, Khachaturian H, Walker JM. Endogene opioïden: biologie en functie. Annu Rev Neurosci 1984; 7: 223-255
7. Willer JC, Dehen H, Cambier J. Stress induced analgesia in humans: endogene opiods and naloxone-reversible depression of pain reflexes. Science 1981; 212:689-691
8. Kuraishi, Y. Neuropeptide-gemedieerde transmissie van nociceptieve informatie en de regulering ervan. Novel mechanisms of analgesics 2008; 110(10),711-772
9. Kuraishi Y, Harada Y, Aratani S. Seperate involvement of the spinal noradrenergic and serotonergic systems in morphine analgesia: the differences in mechanical and thermal algesic tests. Brain Res 1983;273, 245-252
10. 10.0 10.1 Beecher HK. Pain in men wounded in battle. Ann Surg. 1946;123(1):96-105
11. 11.0 11.1 Bingel U, Tracey I. Imaging CNS modulation of pain in humans. Physiolohy 2008;23:371-380
12. Moseley G Gecombineerde fysiotherapie en educatie is doeltreffend bij chronische lage rugpijn. Australian Journal of Physiotherapy 2002; 48:297-302
13. Louw A, Louw Q, Crous LCC. Preoperatief Onderwijs voor Lumbale Chirurgie voor Radiculopathie. Zuid-Afrikaans Tijdschrift voor Fysiotherapie. 2009;65(2):3-8.
14. Moseley, GL. A randonmised controlled trial of intensive neurophysiology education in chronic low back pain. Clin J Pain 2002;20:324-330
15. Meeus MJ. Pain physiology education improves pain beliefs in patients with chronic fatigue syndrome compared with pacing and self-management education:a double-blind randomised controlled trial. Arch Phys Med Rehabil 2010;91:1153-1159
16. Clarke CL. Pain Neurophysiology education for the management for the management of individuals with chronic low back pain: systematic review and meta-analysis. Manual Therapy 2011;16:544-549
17. Louw A. The effect of neuroscience education on pain and disability, anxiety, and stress in chronic musculoskeletal pain. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 2011;92:2041-2056
18. Wright A. Hypoalgesia post manipulative therapy: a review of a potential neurophysiological mechanism. Man Ther 1995;1(1), 11-16
19. Yaksh TL, Elde RP. Factors governing release of methionine enkephalin-like immunoreactivity from mesencephalon and spinal cord of the cat in vivo. J.Neurophysiol 1981;46 (5), 1056-1075
20. Fields HL, Basbaum AL. Central Nervous System mechanisms of pain modulation, In: Wall PD, Melzack R. Textbook of pain, 4th ed.Churchill Livingstone, Edinburgh; 1999
21. Zusman M. Spinal manipulative therapy: a review of some proposed mechanisms, and a new hypothesis. Aust J. Physiotherapy 1986;32(2),89-99