Laut der International Association for the Study of Pain (IASP) wird Schmerz definiert als "unangenehme sensorische und emotionale Erfahrung, die mit einer tatsächlichen oder potenziellen Gewebeschädigung verbunden ist oder dieser ähnelt" (1).
Es gibt mehrere zentrale Konzepte zum Verständnis von Schmerz:
Das Schmerzempfinden ist immer subjektiv.
Der Mensch lernt das Konzept des Schmerzes durch Erfahrungen.
Der biomedizinische, psychologische und soziale Kontext des Einzelnen beeinflusst sein Schmerzerleben.
Die IASP betonte, dass die Schilderung von Schmerzen durch den Einzelnen immer respektiert werden sollte und dass die verbale Beschreibung von Schmerzen nur eine Möglichkeit ist, Schmerzen mitzuteilen. Die Unfähigkeit, sich mitzuteilen, schließt die Möglichkeit, Schmerzen zu empfinden, nämlich nicht aus.
Schmerz hat sensorische und emotionale Komponenten und ist häufig klassifiziert als akuter oder chronischer Schmerz. Akuter Schmerz ist häufig mit Angstgefühlen und Hyperaktivität des sympathischen Nervensystems assoziiert (z. B. Tachykardie, gesteigerte Atemfrequenz und erhöhter Blutdruck, Schwitzen, erweiterte Pupillen). Chronischer Schmerz beinhaltet im Allgemeinen keine sympathische Hyperaktivität, kann aber mit anderen Komorbiditäten (z. B. Fatigue, Schlafstörungen, Unzufriedenheit mit sozialen Rollen, Stimmungsveränderungen, Angststörungen) assoziiert sein.
Schmerzen sind der häufigste Grund, warum Patienten ärztliche Hilfe aufsuchen, und chronische Schmerzen, definiert als Schmerzen, die länger als 3 Monate anhalten, betreffen einen großen Teil der Bevölkerung. Im Jahr 2023 schätzten die Centers for Disease Control and Prevention, dass fast 25% der Erwachsenen in den Vereinigten Staaten unter chronischen Schmerzen litten und etwa 7% unter hochgradig einschränkenden chronischen Schmerzen (2), was bedeutet, dass ihre chronischen Schmerzen die täglichen Aktivitäten erheblich beeinträchtigten. Bevölkerungsstudien zeigen, dass chronische Schmerzen bei Frauen und älteren Erwachsenen häufiger auftreten. Am häufigsten treten Schmerzen in den unteren Extremitäten auf, gefolgt vom Rücken, den oberen Extremitäten und dem Kopf (3).
Literatur
1. Raja SN, Carr DB, Cohen M, et al. The revised International Association for the Study of Pain definition of pain: concepts, challenges, and compromises. Pain. 2020;161(9):1976-1982. doi:10.1097/j.pain.0000000000001939
2. Lucas JW, Sohi I. Chronic Pain and High-Impact Chronic Pain in U.S, Adults, 2023. National Center for Health Statistics. NCHS Data Brief No. 518, November 2024.
3. Yong RJ, Mullins PM, Bhattacharyya N. Prevalence of chronic pain among adults in the United States. Pain. 2022;163(2):e328-e332. doi:10.1097/j.pain.0000000000002291
Pathophysiologie und Klassifikation von Schmerzen
Während es keine allgemein anerkannten Methoden zur Klassifizierung von Schmerzen gibt, stehen mehrere Rahmenwerke zur Verfügung.
Der Zeitpunkt des Schmerzes (d. h. sein Auftreten, seine Persistenz, seine Fluktuation und seine Dauer) ist die Grundlage für die Einstufung als akut oder chronisch.
Akuter Schmerz, der üblicherweise als Antwort auf eine Gewebeschädigung auftritt, entsteht durch die Aktivierung peripherer Schmerzrezeptoren und deren spezifischen sensorischen ADelta- und C-Nervenfasern (Nozizeptoren). Akute Schmerzen treten in der Regel plötzlich auf und sind zeitlich begrenzt, d. h. sie dauern weniger als 1 Monat, manchmal aber auch bis zu 3 bis 6 Monate.
Chronischer Schmerz, der mit einer andauernden Gewebeschädigung verbunden ist, wird vermutlich durch persistierende Aktivierung dieser Fasern bedingt. Die Schwere der Gewebeverletzung sagt jedoch nicht immer die Schwere chronischer oder akuter Schmerzen voraus, und chronische Schmerzen können auch ohne Gewebeschäden auftreten. Chronische Schmerzen können sekundär zu einer Grunderkrankung (z. B. Krebs) oder primär sein (d. h. sie können eine eigenständige Krankheit darstellen) (1). Chronischer Schmerz kann auch durch anhaltende Schädigung oder Funktionsstörungen des peripheren oder zentralen Nervensystems entstehen (was neuropathischen Schmerz verursacht). Schmerzen werden als chronisch eingestuft, wenn sie länger als 3 bis 6 Monate andauern (1).
Chronische Schmerzen können auch mit Hilfe eines pathophysiologischen Modells verstanden werden, bei dem Schmerzen auf der Grundlage bekannter oder vermuteter Mechanismen als nozizeptiv, neuropathisch oder noziplastisch klassifiziert werden (2).
Nozizeptive Schmerzen (durch Gewebeverletzung verursachter Schmerz) kann somatisch oder viszeral sein; er entsteht durch die Aktivierung peripherer Schmerzrezeptoren und umfasst auch Schmerzen aufgrund von Entzündungen. Somatische Schmerzrezeptoren befinden sich in der Haut, im subkutanen Gewebe, in Faszien, in anderen Bindegeweben, im Periost und Endost sowie in den Gelenkkapseln. Die Stimulation dieser Rezeptoren produziert in der Regel einen scharfen oder stumpfen örtlich begrenzten Schmerz; ein Brennen ist bei Beteiligung von Haut oder subkutanem Gewebe nicht ungewöhnlich. Viszerale Schmerzrezeptoren liegen in den meisten inneren Organen und dem umgebenden Bindegewebe. Viszeraler Schmerz, der durch die Läsion eines Hohlorgans verursacht wird, ist kaum lokalisierbar, dumpf und manchmal krampfartig und kann in entfernt gelegene Hautareale projiziert werden. Viszeraler Schmerz, der durch Schädigung einer Organkapsel oder von anderem tiefem Bindegewebe hervorgerufen wird, lässt sich besser lokalisieren und kann als scharf empfunden werden. Beispiele für Ursachen nozizeptiver Schmerzen sind Arthrose und Schmerzen aufgrund von akuten Traumata, Krebs und rheumatologischen Erkrankungen.
Neuropathischer Schmerz bezieht sich auf Schmerzen, die durch eine Verletzung des zentralen oder peripheren Nervensystems verursacht werden und häufig durch Schmerzen in einem Dermatom, einem Bereich, der von einem bestimmten Gehirnareal oder einem peripheren Nerv versorgt wird, gekennzeichnet sind. Neuropathische Schmerzen sind manchmal mit Parästhesien verbunden und werden oft als stechend, brennend oder kribbelnd beschrieben. Neuropathische Schmerzen können von einem neurologischen Defizit begleitet werden. Beispiele für neuropathische Schmerzen sind diabetische Neuropathie, Trigeminusneuralgie und postherpetische Neuralgie.
Noziplastische Schmerzen sind eine erst kürzlich beschriebene dritte Kategorie, die sich von nozizeptiven und neuropathischen Schmerzen unterscheidet und noch wenig verstanden ist. Man geht davon aus, dass sie auf eine Funktionsstörung des zentralen Nervensystems zurückzuführen sind, die zu einer veränderten Verarbeitung von Schmerzsignalen führt. Noziplastische Schmerzen sind in der Regel eher diffus und weit verbreitet und können mit Müdigkeit, gastrointestinalen Symptomen, Schlafstörungen und kognitiver Dysfunktion assoziiert sein. Die Fibromyalgie ist ein Beispiel für noziplastische Schmerzen. Man nimmt auch an, dass noziplastische Schmerzen bei Erkrankungen wie der temporomandibulären Dysfunktion und dem Long-COVID-Syndrom eine Rolle spielen.
Viele Schmerzsyndrome sind multifaktoriell bedingt und können als Mischformen angesehen werden. Beispielsweise haben chronische Lumbalgien und die meisten karzinombedingten Schmerzsyndrome eine prominente nozizeptive Komponente, können aber ebenfalls eine neuropathische Komponente (als Folge einer Nervenschädigung) beinhalten. Schätzungen zufolge liegt die Prävalenz von gemischten Schmerzen bei Patienten mit chronischen Schmerzen in der Primärversorgung und orthopädischen Einrichtungen bei über 50% (3). Chronische Schmerzen als Ganzes lassen sich jedoch am besten im Rahmen des biopsychosozialen Modells verstehen. Diesem Modell zufolge wird die empfundene Intensität chronischer Schmerzen - unabhängig von ihrer Art - in höchst unterschiedlichem Maße durch psychologische Faktoren moduliert. Gedanken und Gefühle spielen eine wichtige Rolle bei der Wahrnehmung von Schmerz. Viele Patienten, die chronische Schmerzen haben, haben auch psychische Not, v. a. Depressionen und Angststörungen. Da bestimmte Krankheitsbilder, wie psychiatrische Erkrankungen (z. B. einige Somatisierungsstörungen) durch eigene Angaben von Schmerz definiert sind, werden Patienten mit unerklärlichen Schmerzen oft fälschlicherweise mit einer psychiatrischen Störung diagnostiziert und damit der entsprechenden Fürsorge entzogen.
Schmerzen beeinträchtigen mehrere kognitive Bereiche wie Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Konzentration und Gedankeninhalt, möglicherweise durch anspruchsvolle kognitive Ressourcen. (Für eine prägnante Beschreibung der drei Hauptkategorien von Schmerz siehe Abbildung 2. Illustrative Zeichnung, die die verschiedenen Erscheinungsformen von neuropathischen, nozizeptiven und noziplastischen Schmerzen zeigt, zusammen mit Überlegungen zur Behandlung, 2.)
Schmerzverarbeitung: Transduktion, Transmission, Modulation und Wahrnehmung
Die normale Schmerzverarbeitung umfasst einen Prozess der Transduktion, Transmission, Modulation und schließlich der Perzeption. Wenn akute Schmerzen chronisch werden, kommt es zu abnormen Veränderungen in der Schmerzverarbeitung, die durch prämorbide Risikofaktoren und genetische Faktoren begünstigt werden.
Die Transduktion ist der Prozess der Aktivierung eines Subtyps von primären afferenten Neuronen, bekannt als Nozizeptoren, durch schädliche Stimulation. Diese Aktivierung kann unabhängig davon erfolgen, ob eine tatsächliche oder potenzielle Gewebeschädigung vorliegt, da in beiden Situationen Entzündungsmediatoren produziert werden können. Nozizeptoren sind mit Ausnahme des Gehirns im ganzen Körper lokalisiert. Nozizeptoren sind entweder große, myelinisierte A-Delta-Fasern, die für akute, stechende Schmerzen verantwortlich sind, oder kleine, nicht myelinisierte C-Fasern, die einen langsam einsetzenden, dumpfen, anhaltenden oder schmerzenden Schmerz verursachen. Nozizeptoren sind in der Regel polymodal und in der Lage, auf verschiedene Reize (thermische, mechanische oder chemische) zu reagieren, je nachdem, wo sie sich im Körper befinden.
Es gibt viele Rezeptoren, die an der Nozizeption beteiligt sind. Die vielleicht bekannteste Rezeptorfamilie sind die membrangebundenen Transient-Rezeptor-Potenzial (TRP)-Ionenkanäle. Diese und andere Rezeptoren tragen zur Aktivierung und Sensibilisierung anderer Nozizeptoren bei. Entzündungsmediatoren können Nozizeptoren direkt stimulieren oder sie so sensibilisieren, dass sie leichter auf schädliche Reize reagieren und die neuronale Erregbarkeit erhöhen. Sensibilisierung reduziert die Aktivierungsschwelle und erhöht die Ansprechrate auf schädliche Stimulation, die durch Gewebeschädigung und Entzündung verursacht wird. Gewebeverletzungen können die Nozizeptoren auch direkt stimulieren.
Übertragung ist der Prozess der Übermittlung des Signals an das zentrale Nervensystem (ZNS). Sowohl C- als auch A-Delta-Fasern können Signale übertragen. Dieses Signal tritt über die Spinalganglien in das Rückenmark ein und wird im Hinterhorn synaptisch verschaltet. Die Neuronen der zweiten Ordnung leiten die Übertragung dann über die laterale und die mediale spinothalamische Bahn an das zentrale Nervensystem weiter. Diese Bahnen projizieren zum Thalamus. Die laterale spinothalamische Bahn projiziert in den ventralen posterolateralen Nucleus des Thalamus, die mediale spinothalamische Bahn in den medialen Thalamus. Die laterale Bahn übermittelt Informationen über die Intensität und den Ort des Schmerzes. Die mediale Bahn transportiert die unangenehme emotionale Schmerzempfindung und autonome Informationen. Neuronen dritter Ordnung leiten Signale aus dem Thalamus schließlich an kortikale Regionen weiter, die die Lokalisierung, die Wahrnehmung und die emotionalen Komponenten von Schmerz verarbeiten.
Die Modulation ist ein endogener Prozess, der die Übertragung von Schmerzsignalen in der Peripherie, im Rückenmark und im Gehirn verstärkt oder abschwächt. Zu den Mechanismen, die vermutlich für dieses Phänomen verantwortlich sind, gehören die segmentale Hemmung, das endogene Opioidsystem und die absteigenden hemmenden Nervensignale. Darüber hinaus spielen auch kognitive und Bewältigungsstrategien eine Rolle bei der Veränderung der Schmerzwahrnehmung. Die segmentale Hemmung, die ursprünglich Teil der von Melzack und Wall beschriebenen „Gate-Theorie“ war, ist ein Prozess, bei dem nahe gelegene sensorische Neuronen, die nicht-schmerzhafte Signale übertragen, hemmende Neuronen stimulieren, die die Übertragung von Schmerz reduzieren (4). Dies erklärt, warum das Reiben einer Verletzung das Schmerzempfinden verringert. Schädliche Reize, die von A-Delta- und C-Fasern und Neuronen im Dorsalhorn des Rückenmarks übertragen werden, können blockiert werden, wenn große myelinisierte Nervenfasern (A-Delta), die nicht schädliche Reize wahrnehmen, hemmende Bahnen im Rückenmark stimulieren, die die Übertragung von Schmerzsignalen in kleinen, nicht myelinisierten C-Faser-Afferenzen unterdrücken. Endogene Opioide (Enkephaline, Endorphine und Dynorphine) binden an die Opioidrezeptoren in der Schmerzbahn und modulieren das Schmerzsignal. Schließlich steuert der absteigende Hemmungsweg die Übertragung schädlicher Signale, indem er die Freisetzung von Serotonin und Noradrenalin stimuliert, um das Schmerzsignal im Dorsalhorn zu dämpfen.
Die Wahrnehmung ist das bewusste Erleben von Schmerz, das durch sensorische, emotionale und kognitive Prozesse geprägt ist. Der Thalamus fungiert als zentrales Relais, das Schmerzsignale an wichtige Gehirnregionen weiterleitet:
Der somatosensorische Kortex verarbeitet den sensorisch-diskriminativen Aspekt und kodiert Schmerzort, -intensität und -qualität.
Der Inselkortex integriert die Schmerzwahrnehmung mit autonomen und emotionalen Reaktionen und prägt so das subjektive Schmerzerlebnis.
Der anteriore Gyrus Cinguli (ACC) vermittelt emotionalen Stress, Leid und schmerzbezogene Motivation.
Der präfrontale Kortex (PFC) beeinflusst die Schmerzwahrnehmung durch Aufmerksamkeit, Erwartungen und kognitive Modulation.
Das limbische System, zu dem auch die Amygdala und der Hippocampus gehören, verbindet Schmerz mit Furcht, Angst und Gedächtnis und beeinflusst die langfristigen Schmerzreaktionen.
Die Schmerzwahrnehmung ist sehr variabel und wird von der psychischen Verfassung, der Aufmerksamkeit, früheren Erfahrungen und dem sozialen Kontext beeinflusst. Faktoren wie Angst oder Katastrophisierung können den Schmerz verstärken, während Ablenkung oder kognitive Kontrolle ihn vermindern können. Chronische Schmerzzustände, wie z. B. die zentrale Sensibilisierung, gehen mit maladaptiven neuroplastischen Veränderungen einher, die zu einer anhaltenden Schmerzwahrnehmung führen, auch wenn kein nozizeptiver Input vorhanden ist.
Schmerzverarbeitungsweg
Die normale Schmerzverarbeitung umfasst einen Prozess der Transduktion, Transmission, Modulation und schließlich der Perzeption. GABA = Gamma-Aminobuttersäure. |
Literatur zur Pathophysiologie und Klassifikation
1. Raja SN, Carr DB, Cohen M, et al. The revised International Association for the Study of Pain definition of pain: concepts, challenges, and compromises. Pain. 2020;161(9):1976-1982. doi:10.1097/j.pain.0000000000001939
2. Cohen SP, Vase L, Hooten WM. Chronic pain: an update on burden, best practices, and new advances. Lancet. 2021;397(10289):2082-2097. doi:10.1016/S0140-6736(21)00393-7
3. Ibor PJ, Sánchez-Magro I, Villoria J, Leal A, Esquivias A. Mixed Pain Can Be Discerned in the Primary Care and Orthopedics Settings in Spain: A Large Cross-Sectional Study. Clin J Pain. 2017;33(12):1100-1108. doi:10.1097/AJP.0000000000000491
4. Jabbur SJ, Saadé NE. From electrical wiring to plastic neurons: evolving approaches to the study of pain. Pain. 1999;Suppl 6:S87-S92. doi:10.1016/S0304-3959(99)00141-4
Wichtige Punkte
Schmerz kann als eine unangenehme sensorische und emotionale Erfahrung definiert werden, die mit einer tatsächlichen oder potenziellen Gewebeschädigung assoziiert ist oder dieser ähnelt.
Schmerz ist eine subjektive Erfahrung, die von biomedizinischen, psychologischen und sozialen Faktoren beeinflusst wird.
Akuter Schmerz ist eine kurzfristige Reaktion auf eine Gewebeschädigung, die weniger als drei Monate andauert, während chronischer Schmerz länger als drei Monate anhält und auch ohne anhaltende Gewebeschädigung auftreten kann.
Es gibt drei Hauptkategorien von Schmerzmechanismen: nozizeptiv (aufgrund von Gewebeverletzungen), neuropathisch (aufgrund von Nervenverletzungen) und noziplastisch (aufgrund von Funktionsstörungen des zentralen Nervensystems).
Viele Schmerzsyndrome können multifaktoriell sein und gelten als Mischformen.
Die normale Schmerzverarbeitung umfasst einen Prozess der Transduktion, Transmission, Modulation und schließlich der Perzeption.
