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NEUROIMAGING DEL DOLORE LATTIVAZIONE CONTROLATERALE NEL MIDOLLO SPINALE

Porro Carlo Adolfo
Dipartimento di Scienze Biomediche
Università di Modena e Reggio Emilia

Studi eseguiti con la tecnica autoradiografica del 2-deossiglucosio (2-DG), che permette di valutare quantitativamente l’attività metabolica di regioni del sistema nervoso centrale,  hanno consentito di mappare la distribuzione spazio-temporale dell’attivazione indotta da stimoli nocivi prolungati nel midollo spinale del roditore (vedi rassegna in Porro e Cavazzuti, 1993). I risultati hanno dimostrato che, nelle prime fasi del dolore tonico indotto dall’iniezione sottocutanea di una sostanza irritante, si verifica una attivazione “a specchio” del midollo, anche nel lato controlaterale alla sede dello stimolo nocivo. Tale attivazione è inizialmente estesa al corno dorsale e ventrale, si restringe alle lamine profonde del corno dorsale in fasi successive per poi scomparire nella fase di recupero (Porro et al. 1999, 2003).  Essa può essere in relazione all’organizzazione dei riflessi spinali e, in condizioni particolari, essere alla base del fenomeno del dolore  “specchio”, che sperimentalmente si verifica soprattutto in caso di stimolazione nociva molto intensa (Aloisi et al., 2003). Incrementi controlaterali di attività metabolica sono stati riscontrati anche dopo stimolazione termica o in caso di dolore neuropatico indotto dalla legatura del nervo sciatico. 
 
L’attivazione controlaterale è inibita dall’anestesia con barbiturici o con ketamina; ciò suggerisce che possa essere in relazione a vie multisinaptiche intraspinali o spino-sovraspinali (Porro et al., 1993, 2004).  Vi è inoltre evidenza da studi 2-DG che l’attività dei circuiti nocicettivi spinali possa essere modulata indipendentemente da quella dei circuiti sovraspinali (Porro et al. 1999). E’ da notare che, anche se l’espressione dei proto-oncogeni indotta da stimoli nocivi nel midollo spinale è generalmente circoscritta al lato ipsilaterale del midollo, questa può essere presente anche controlateralmente dopo precedenti stimoli sensibilizzanti.
 
Nell’ambito degli esperimenti di mappatura funzionale per immagini nell’uomo, l’attività nocicettiva del midollo è stata generalmente trattata come una “scatola nera”. In effetti, gli studi di risonanza magnetica funzionale (fMRI) del midollo sono problematici sotto vari aspetti, e a tutt’oggi non sono state pubblicate analisi di tipo quantitativo sull’attività evocata da stimoli somatosensoriali. Uno studio recente pubblicato dal nostro gruppo ha dimostrano un incremento dei segnali BOLD-fMRI nel rigonfiamento cervicale del midollo in relazione al lato e alla frequenza del movimento delle dita della mano, più spiccato ipsilateralmente ma presente anche nel midollo controlaterale (Maieron et al., 2007); inoltre, dati più recenti da noi ottenuti mostrano un incremento bilaterale di attività spinale, esteso ad alcuni segmenti, dopo stimolazione nociva laser della cute della mano a livello del dermatomero C6.  Questi risultati dimostrano che l’attività spinale può essere rilevata in modo quantitativo con tecniche fMRI, anche se la risoluzione spaziale della tecnica adottata non consente ancora di creare mappe dettagliate di attivazione, e che stimoli nocivi inducono modificazioni bilaterali dell’attività spinale anche nell’uomo. 

Aloisi AM et al. ‘Mirror pain’ in the formalin test: behavioral and 2-deoxyglucose studies.Pain, 55: 267-273, 1993. 
Maieron M et al. Functional responses in the human spinal cord during willed motor actions: evidence for side- and rate-dependent activity. J Neurosci 27: 4182– 4190, 2007.
Porro CA e Cavazzuti M. Spatial and temporal aspects of spinal cord and brainstem activation in the formalin pain model. Progress In Neurobiology 41: 565-607, 1993.
Porro CA et al. Central nervous system pattern of metabolic activity during tonic pain: evidence for modulation by beta-endorphin. Eur J Neurosci 11: 874-888, 1999.
Porro CA et al. Independent time courses of supraspinal nociceptive activity and spinally mediated behaviour during tonic pain. Pain 104: 291-301, 2003.
Porro CA et al. Effects of ketamine anesthesia on central nociceptive processing in the rat: a 2-deoxyglucose study. Neuroscience 125:485-494, 2004. 

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