การไวเจ็บเหตุประสาทส่วนกลาง

การทำให้ไว หรือการไวสิ่งเร้า (อังกฤษ: Sensitization) เป็น(การเรียนเชิงไม่สัมพันธ์)หรือ non-associative ที่การได้รับสิ่งเร้าเดียวซ้ำ ๆ จะมีผลเป็นการตอบสนองเช่นรู้สึกเจ็บ ในระดับที่มากขึ้น ๆ การไวสิ่งเร้าบ่อยครั้งเป็นการตอบสนองเพิ่มต่อสิ่งเร้าทั้งหมวด นอกเหนือจากสิ่งเร้าเดียวที่ได้ซ้ำ ๆ ยกตัวอย่างเช่น การได้รับสิ่งเร้าที่ทำให้เจ็บซ้ำ ๆ อาจทำให้บุคคลตอบสนองต่อเสียงดังมากขึ้น

ประวัติ

ศ. ดร. เอริก แคนเดล เป็นบุคคลแรกที่ได้ศึกษามูลฐานทางประสาทของปรากฏการณ์นี้ โดยทำการทดลองต่าง ๆ ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1960 และ 1970 เกี่ยวกับรีเฟล็กซ์การหดเหงือกสำหรับหายใจ (gill) ของทากทะเล Aplysia ดร. แคนเดลและผู้ร่วมงานตอนแรกสร้างความเคยชิน (habituation) ให้กับรีเฟล็กซ์นี้ก่อน โดยสัมผัสท่อน้ำของทาก (ที่เชื่อมกับเหงือกหายใจ) อย่างซ้ำ ๆ เพื่อลดการตอบสนอง แล้วจับคู่สิ่งเร้าอันตรายเป็นกระแสไฟฟ้าที่หางทากร่วมกับการสัมผัสท่อน้ำ เป็นเหตุให้รีเฟล็กซ์การหดท่อฟื้นกลับมาอีก หลังจากทำให้ไวความรู้สึกเช่นนี้ การสัมผัสท่อน้ำอย่างเดียวจะทำให้ทากตอบสนองด้วยการหดเหงือกอย่างรวดเร็ว และความไวความรู้สึกเช่นนี้จะคงยืนเป็นเวลาหลายวัน ในปี พ.ศ. 2543 ดร. แคนเดลได้รับรางวัลรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ สำหรับงานวิจัยในกระบวนการเรียนรู้ทางนิวรอน

มูลฐานทางประสาทของการทำให้ไว

มูลฐานทางประสาทของการทำให้ไวเชิงพฤติกรรมบ่อยครั้งยังไม่ชัดเจน แต่ปกติดูเหมือนจะเป็นผลจากที่ตัวรับความรู้สึกเพิ่มโอกาสตอบสนองต่อสิ่งเร้า ตัวอย่างของการทำให้ไวทางประสาทรวมทั้ง

• การเร้าส่วนฮิปโปแคมปัสของหนูด้วยไฟฟ้าหรือสารเคมี จะทำให้การส่งสัญญาณผ่านไซแนปส์ (synaptic signal) มีกำลังมากขึ้น เป็นกระบวนการที่เรียกว่า long-term potentiation (LTP) โดย LTP ของ AMPA receptor อาจเป็นกลไกของความจำและการเรียนรู้ในสมอง
• การเร้านิวรอนในฮิปโปแคมปัสและอะมิกดะลาในระบบลิมบิกอย่างซ้ำ ๆ ในที่สุดจะนำไปสู่การชักของสัตว์ทดลอง หลังจากทำให้ไว จะต้องมีการเร้าน้อยมากก่อนชัก กระบวนการเยี่ยงนี้ได้เสนอให้เป็นแบบจำลองของการชัก (kindling) ซึ่งเริ่มที่สมองกลีบขมับในมนุษย์ ที่การเร้าอย่างซ้ำ ๆ (เช่น ไฟกะพริบ) จะทำให้ชัก คนไข้ที่ชักเหตุสมองกลีบขมับบ่อยครั้งจะรายงานอาการต่าง ๆ เช่น ความวิตกกังวลและความซึมเศร้า ซึ่งอาจเป็นผลของการทำงานผิดปกติในระบบลิมบิก
• การไวต่อยาเสพติดมากขึ้นในกรณีติดยาเสพติด เป็นผลที่เพิ่มขึ้นของยาเนื่องจากการใช้ยาอย่างซ้ำ ๆ (ตรงข้ามกับการชินยา) ซึ่งเกิดร่วมกับการเปลี่ยนแปลงของการสื่อประสาทด้วยโดพามีนในวิถีประสาท mesolimbic ในสมอง ร่วมกับการเแสดงออกของโปรตีน delta FosB ที่มากขึ้นในวิถีประสาท mesolimbic การเรียนรู้แบบสัมพันธ์ (associative) อาจมีผลต่อการติดยา เพราะสิ่งเร้าในสิ่งแวดล้อมที่เชื่อมกับการใช้ยาอาจเพิ่มความต้องการยา ซึ่งอาจทำให้เสี่ยงการกลับมาใช้ยามากขึ้นสำหรับบุคคลที่กำลังเลิก
• การไวสารภูมิแพ้ - ร่างกายจะตอบสนองต่อสารภูมิแพ้เป็นสองระยะ คือระยะต้นและระยะปลาย ในระยะต้น Antigen-presenting cell จะเป็นเหตุให้ลิมโฟไซต์แบบ TH2 ตอบสนองด้วยการผลิต cytokine คือ interleukin-4 (IL-4) ซึ่งเป็นสารที่สัมพันธ์กับภูมิแพ้ ลิมโฟไซต์แบบ TH2 ยังมีปฏิกิริยาร่วมกับ B cell อีกด้วยโดยร่วมกันผลิตสารภูมิต้านทาน Immunoglobulin E ซึ่งไหลเวียนไปรอบ ๆ แล้วเข้ายึดกับหน่วยรับความรู้สึกของเซลล์แล้วทำให้เกิดการอักเสบ ในกรณีนี้ การไวสารภูมิแพ้โดยทั่วไปจึงหมายถึงตอนที่เริ่มตอบสนองต่อสารภูมิแพ้ การไวสารภูมิแพ้จะเกิดในช่วงอายุต่าง ๆ โดยเด็กเล็ก ๆ จะมีโอกาสเสี่ยงมากที่สุด มีการทดสอบต่าง ๆ เพื่อวินิจฉัยภาวะภูมิแพ้ ที่ใช้อย่างสามัญอย่างหนึ่งก็คือการใส่สารที่อาจทำให้แพ้บนผิวหนังของคนไข้ แล้วตรวจดูปฏิกิริยาที่เกิดจาก IgE ที่เฉพาะกับสารภูมิแพ้ งานศึกษาปี 2535 พบว่า IgE จะมีระดับสูงสุดก่อนอายุ 10 ขวบ และจะตกลงอย่างรวดเร็วจนกระทั่งถึงอายุ 30 ปี มีนักวิชาการบางพวกที่เชื่อว่า โลคัสของยีนจะต่าง ๆ กันสำหรับคนชาติพันธุ์ต่าง ๆ สำหรับโรคอักเสบ/ภูมิแพ้แบบเดียวกัน โดยงานทบทวนวรรณกรรมปี 2550 แสดงนัยว่า โรคหืดมีเหตุทางกรรมพันธุ์ที่โลคัสต่าง ๆ กันบนโครโมโซม ในระหว่างคนยุโรป ฮิสเปเนีย เอเชีย และแอฟริกา

การไวเจ็บเหตุประสาทส่วนกลาง

ในการไวเจ็บเหตุประสาทส่วนกลาง (central sensitization) นิวรอนที่ส่งสัญญาณต่อจากโนซิเซ็ปเตอร์ในปีกหลังของไขสันหลัง จะไวความรู้สึกเพิ่มขึ้นเนื่องจากความเสียหายหรือการอักเสบที่เนื้อเยื่อซึ่งเป็นจุดเริ่มส่งสัญญาณ เป็นกระบวนการที่เสนอว่า เป็นเหตุของความเจ็บปวดเรื้อรัง เพราะการไวความเจ็บปวดจะเปลี่ยนไปหลังจากมีการเร้าอย่างซ้ำ ๆ งานวิจัยในสัตว์แสดงอย่างคงเส้นคงวาว่า เมื่อเร้าด้วยสิ่งเร้าที่ทำให้เจ็บอย่างซ้ำ ๆ ขีดเริ่มเปลี่ยนของความเจ็บปวดจะเปลี่ยนไป ทำให้มีการตอบสนองที่แรงขึ้น

นักวิชาการเชื่อว่า ผลที่พบในการทดลองในสัตว์ จะมีอะไรที่คล้าย ๆ กันกับความเจ็บปวดในมนุษย์ ยกตัวอย่างเช่น หลังจากการผ่าตัดเอาหมอนรองสันหลังที่ยื่นเบียดเส้นประสาทออก คนไข้อาจจะยังรู้สึกเจ็บต่อไป นอกจากนั้นแล้ว ทารกที่ขริบหนังหุ้มปลายองคชาตโดยไม่ได้ให้ยาชา ปรากฏว่ามีแนวโน้มที่จะตอบสนองแรงขึ้นเนื่องจากการฉีดยา การฉีดวัคซีน หรือวิธีการทางแพทย์อื่น ๆ การตอบสนองรวมทั้งร้องไห้มากขึ้น หัวใจเต้นเร็วขึ้น และหายใจเร็วขึ้น

การไวเจ็บเหตุประสาทส่วนกลาง (central sensitization) เกิดขึ้นเมื่อโนซิเซ็ปเตอร์ที่มีใยประสาทแบบ C ส่งสัญญาณซ้ำ ๆ แล้วทำให้นิวรอนในปีกหลังของไขสันหลังตอบสนองเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เป็นกระบวนการที่เรียกว่า "wind-up" โดยเชื่อว่าหน่วยรับกลูตาเมตแบบ N-Methyl-D-aspartate (NMDA receptor) มีส่วนร่วม เป็นกระบวนการที่เป็นไปตราบชั่วที่ยังมีสิ่งเร้าอยู่

นอกจากนั้น การได้รับสิ่งเร้าอันตรายเป็นเวลานานจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระยะยาวต่อนิวรอนในปีกหลังของไขสันหลัง (เช่น allodynia) คล้ายกับ long-term potentiation (LTP) ที่เกิดในวงจรประสาทต่าง ๆ ในสมอง การกระตุ้นได้ง่ายขึ้นของนิวรอนในปีกหลังจะเป็นเหมือนกับการจำข้อมูลที่ได้จากโนซิเซ็ปเตอร์

ในคนไข้บางกรณี การตอบสนองที่แปรไปของนิวรอนในปีกหลังของไขสันหลัง จะมีผลลดระดับขีดเริ่มเปลี่ยนของความเจ็บปวดแล้วทำให้เจ็บเอง (spontaneous) ตัวอย่างหนึ่งที่น่าทึ่งก็คือ phantom limb pain ที่คนไข้ผ่าตัดเอาแขนขาออกแต่ต่อมายังรู้สึกเจ็บในส่วนอวัยวะที่ตัดออกไปแล้ว ซึ่งมีเหตุส่วนหนึ่งจากการใช้ยาสลบเมื่อผ่าตัดแต่ไม่ใช้ยาชาเฉพาะที่ ทำให้โนซิเซ็ปเตอร์และวงจรประสาทที่เกี่ยวข้องยังทำงานเมื่อกำลังตัด จึงเกิดกระบวนการไวเจ็บเหตุประสาทส่วนกลาง (ที่ไขสันหลัง) ดังนั้น ต่อมาแพทย์จึงเริ่มใช้ทั้งยาสลบและยาชาที่ไขสันหลังเพื่อลดปัญหานี้

อนึ่ง แม้การไวเจ็บจะเริ่มมาจากการทำงานของโนซิเซ็ปเตอร์ แต่ผลของมันก็สามารถกระจายไปยังการรับความรู้สึกแบบอื่น ๆ เช่นตัวรับแรงกลที่มีขีดเริ่มเปลี่ยนต่ำ ดังนั้น สิ่งเร้าที่ปกติไม่ทำให้เจ็บเช่นสัมผัสเบา ๆ จะทำให้นิวรอนที่ส่งสัญญาณความเจ็บปวดในปีกหลังของไขสันหลังเริ่มทำงานแล้วทำให้รู้สึกเจ็บ ภาวะการเกิดความเจ็บปวดจากสิ่งเร้าที่ไม่เป็นอันตรายเรียกว่า allodynia ซึ่งสามารถเป็นอย่างคงยืนหลังจากประสบกับสิ่งเร้าที่ทำให้เจ็บเป็นชั่วโมง ๆ

การทำให้ไวข้ามกลุ่ม

การทำให้ไวข้ามกลุ่ม (Cross-sensitization) เป็นปรากฏการณ์ที่การไวต่อสิ่งเร้าหนึ่งกระจายไปไวกับสิ่งเร้าอีกอย่างหนึ่ง ซึ่งมีผลขยายการตอบสนองต่อสิ่งเร้าทั้งสองอย่าง^[] ยกตัวอย่างเช่น ยาเสพติดมีผลให้ไวสารข้ามกลุ่ม โดยไวทั้งทางประสาทและพฤติกรรมที่ได้กำหนดแล้วอย่างชัดเจน เช่น การตอบสนองทางการเคลื่อนไหวที่ไวต่อสารอย่างหนึ่ง จะทำให้ตอบสนองทางการเคลื่อนไหวต่อสารอื่น ๆ อีกด้วย โดยนัยเดียวกัน การไวต่อรางวัล/ความรู้สึกเป็นสุข (reward sensitization) เพราะยาเสพติดชนิดหนึ่งอาจทำให้ไวต่อสารอีกอย่างหนึ่งด้วย (reward cross-sensitization) ซึ่งทำระบบรางวัลให้ไวต่อยาเสพติดในกลุ่มเดียวกัน หรือแม้แต่สิ่งเร้าตามธรรมชาติที่ก่อความสุขอื่น ๆ

โดยเป็นเหตุของพยาธิสภาพ

มีการแสดงนัยว่า กระบวนการนี้อาจเป็นเหตุเกิดหรือเป็นกลไกเกื้อหนุนพยาธิสภาพต่าง ๆ หลายอย่างที่ไม่สัมพันธ์กันรวมทั้ง การติดยาเสพติด ภูมิแพ้ โรคหืด และกลุ่มอาการที่ยังไม่สามารถอธิบายได้ทางการแพทย์ต่าง ๆ รวมทั้งไฟโบรไมอัลเจียและความไวต่อสารเคมีต่าง ๆ (multiple chemical sensitivity) ที่มีใช้อย่างทั่วไป การทำให้ไวยังอาจมีส่วนในโรคจิตต่าง ๆ รวมทั้งความผิดปกติที่เกิดหลังความเครียดที่สะเทือนใจ โรคตื่นตระหนก และความผิดปกติทางอารมณ์

เชิงอรรถ

1. Non-associative learning หมายถึง "การเปลี่ยนแปลงที่ค่อนข้างถาวรของระดับการตอบสนองต่อสิ่งเร้าหนึ่ง ๆ เนื่องจากได้รับสิ่งเร้านั้นซ้ำ ๆ แต่เหตุต่าง ๆ รวมทั้ง sensory adaptation, ความล้า, หรือการบาดเจ็บ ก็ไม่ใช่ non-associative learning"

อ้างอิง

1. "Sensitization", ศัพท์บัญญัติอังกฤษ-ไทย, ไทย-อังกฤษ ฉบับราชบัณฑิตยสถาน (คอมพิวเตอร์) รุ่น ๑.๑ ฉบับ ๒๕๔๕, (แพทยศาสตร์) ๑. การทำให้แพ้ (โรค) [= sensibilisation/sensibilization ๒] ๒. การทำให้ไว (ต่อการกระตุ้น)
2. . คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 2016-03-04.
3. Shettleworth, S. J. (2010). Cognition, Evolution and Behavior (2nd ed.). New York: Oxford.
4. Squire, LR; Kandel, ER (1999). "Memory: From Mind to Molecules". Scientific American Library. New York: W.H. Freeman.{{}}: CS1 maint: uses authors parameter ()
5. doi:10.1038/nrn1556
   This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
6. doi:10.1016/j.pneurobio.2004.03.009
   This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
7. PMID 8369640 (PMID 8369640)
   Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand
8. PMID 8401595 (PMID 8401595)
   Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand
9. Janeway, Charles; Paul Travers, Mark Walport, and Mark Shlomchik (2001). Immunobiology (5th ed.). New York: Garland Science.{{}}: CS1 maint: uses authors parameter ()
10. doi:10.1016/S0022-3476(05)81408-8
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
11. doi:10.1007/s004310051024
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
12. doi:10.1513/pats.200607-146JG
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
13. PMID 14624855 (PMID 14624855)
    Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand
14. Gudin, J (2004). Medscape Neurobiology: Expanding Our Understanding of Central Sensitization. Medscape Education.{{}}: CS1 maint: uses authors parameter ()
15. Basbaum & Jessell 2013, Hyperalgesia Has Both Peripheral and Central Origins, pp. 536-541; Figure 24-10 Mechanisms for enhanced excitability of dorsal horn neurons, pp. 542 harvnb error: no target: CITEREFBasbaumJessell2013 ()
16. Purves et al 2008b, Sensitization, pp. 243-245 harvnb error: no target: CITEREFPurves_et_al2008b ()
17. Huether et al 2014, Neurotransmitters of Pain Modulation, pp. 489-491 harvnb error: no target: CITEREFHuether_et_al2014 ()
18. doi:10.1037/0033-295X.105.2.325
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
19. Antelman, SM (1988). "Time-dependent sensitization as the cornerstone for a new approach to pharmacotherapy: drugs as foreign/stressful stimuli". Drug Development Research. 14: 1–30.{{}}: CS1 maint: uses authors parameter ()
20. PMID 1353322 (PMID 1353322)
    Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand