O artigo “Pain Mechanisms: A New Theory” de Ronald Melzack e Patrick D Wall foi publicado na revista Science há mais de meio século (1965). Nele, os autores descreveram pela primeira vez a Teoria do Controle do Portão da Dor que, desde então, revolucionou nossa compreensão dos mecanismos da dor e gestão. O brilho, a criatividade, a elegância e o pensamento crítico que caracterizam essa teoria justificam isso. De tal forma que, quem passar ao largo do presente artigo vai demorar um século em entender a neurociência da dor, o modelo psicossocial aplicado à gestão da dor, e a sensibilização central como explicação da dor crônica. Esse texto é um clássico da literatura acadêmica relacionada a dor, escrito por dois cientistas gigantes nesse campo. Mesmo algo questionada na prática, a Teoria do Portão do Controle da Dor continua conceitualmente irrepreensível.
Um sistema de controle de portão modula a entrada sensorial da pele antes de evocar a percepção e a resposta à dor
A natureza da dor tem sido objeto de amarga controvérsia desde a virada do século1. Existem atualmente duas teorias opostas da dor: (i) teoria da especificidade, que sustenta que a dor é uma modalidade específica como visão ou audição, “com seu próprio aparelho central e periférico”2, e (ii) teoria dos padrões, que mantém que o padrão de impulso nervoso para a dor é produzido pela estimulação intensa de receptores inespecíficos, uma vez que “não há fibras específicas e nem terminações específicas”3.
Ambas as teorias derivam de conceitos anteriores propostos por von Frey4 e Goldscheider5 em 1894 e, historicamente, são consideradas mutuamente exclusivas. Visto que nosso propósito aqui é propor uma nova teoria dos mecanismos da dor, devemos declarar explicitamente no início onde concordamos e discordamos das teorias de especificidade e padrão.
Teoria da especificidade
A teoria da especificidade propõe que um mosaico de receptores específicos da dor no tecido corporal se projeta para um centro de dor no cérebro. Ela afirma que as terminações nervosas livres são receptores de dor6 e geram impulsos de dor que são transportados pelas fibras A-delta e C nos nervos periféricos7 e pelo trato espinotalâmico lateral na medula espinhal8 para um centro de dor em o tálamo9. Apesar de sua aparente simplicidade, a teoria contém uma declaração explícita da fala fisiológica entre a percepção da dor e a intensidade do estímulo.
Em vez disso, a evidência sugere que a quantidade e a qualidade da dor percebida são determinadas por muitas variáveis psicológicas10, além da entrada sensorial. Por exemplo, Beecher11 observou que a maioria dos soldados americanos feridos na cabeça na praia de Anzio “negava totalmente a dor de seus ferimentos extensos ou tinha tão pouco que não queriam nenhum medicamento para aliviá-la”12, presumivelmente porque ficaram muito felizes por terem escapado com vida do campo de batalha13. Se os homens tivessem sentido dor, mesmo sensação de dor desprovida de afeto negativo, é razoável supor que a teriam relatado, assim como os pacientes lobotomizados14 relatam que ainda sentem dor, mas isso não os incomoda. Em vez disso, esses homens “negaram totalmente a dor”.
Da mesma forma, os cães de Pavlov1516 que receberam choques elétricos, queimaduras ou cortes, seguidos de forma consistente pela apresentação de comida, acabaram respondendo a esses estímulos como sinais de comida e não conseguiram mostrar “nem mesmo o mais ínfimo e sutil” sinais de dor17. Se esses cães sentiram uma sensação de dor, então deve ter sido uma dor indolor18, ou os cães estavam tentando enganar Pavlov e simplesmente se recusaram a revelar que estavam sentindo dor. Ambas as possibilidades, é claro, são absurdas. A conclusão inescapável dessas observações é que a estimulação nociva intensa pode ser impedida de produzir dor ou pode ser modificada para fornecer o sinal para o comportamento alimentar.
Evidência fisiológica
Há evidências fisiológicas convincentes de que existe especialização dentro do sistema somestésico20, mas nenhuma que mostre que a estimulação de um tipo de receptor, fibra ou via espinhal provoca sensações apenas em uma única modalidade psicológica. Na busca por fibras periféricas que respondam exclusivamente à estimulação de alta intensidade, Hunt e Mclntyre21 encontraram apenas sete das 421 fibras A mielinizadas, e Maruhashi et al.22 encontrou 13 entre várias centenas. Douglas e Ritchie23 não encontraram nenhuma fibra C de alto limiar, enquanto Iggo24 encontrou algumas. Esses dados sugerem que pode haver um pequeno número de fibras especializadas que respondem apenas à estimulação intensa, mas isso não significa que sejam “fibras de dor” – ou seja, que devem sempre produzir dor, e apenas dor, quando são estimuladas. É mais provável que representem o extremo de uma distribuição contínua de limiares de fibra receptora, em vez de uma categoria especial25.
Da mesma forma, há evidências de que as vias do sistema nervoso central têm funções especializadas que desempenham um papel nos mecanismos da dor. Lesões cirúrgicas do trato espinotalâmico lateral26 ou porções do tálamo27 podem, ocasionalmente, abolir a dor de origem patológica. Mas o fato de essas áreas transportarem sinais relacionados à dor não significa que elas componham um sistema específico de dor. As lesões têm múltiplos efeitos. Elas reduzem o número total de neurônios respondentes; elas mudam as relações temporais e espaciais entre todos os sistemas ascendentes; e afetam o feedback descendente que controla a transmissão das fibras periféricas às células do corno dorsal.
A natureza da especialização das células centrais permanece indefinida, apesar do grande número de estudos de uma única célula. As células no corno dorsal2829 e no núcleo trigeminal30 respondem a uma ampla gama de estímulos e respondem a cada um com um padrão de disparo característico. Células centrais que respondem exclusivamente a estímulos nocivos também foram relatadas3132. De particular interesse é o estudo de Poggio e Mountcastle33 de tais células no tálamo posterior em macacos anestesiados. No entanto, Casey34, que recentemente confirmou que as células talâmicas posteriores respondem exclusivamente a estímulos nocivos no macaco sonolento ou adormecido, descobriu que as mesmas células também sinalizavam informações em resposta à estimulação tátil suave quando o animal estava acordado. Mesmo se algumas células centrais demonstrassem inequivocamente que respondem exclusivamente a estímulos nocivos, suas propriedades especializadas ainda não as tornam “células da dor”. É mais provável que essas células representem o extremo de uma ampla distribuição de limiares celulares para o disparo de nervos periféricos e que ocupem apenas uma pequena área dentro do espaço multidimensional total que define as propriedades fisiológicas especializadas das células35. Não há evidências que sugiram que elas são mais importantes para a percepção e resposta à dor do que todas as células somestésicas restantes que sinalizam padrões de disparo característicos sobre propriedades múltiplas do estímulo, incluindo intensidade nociva. A visão de que apenas as células que respondem exclusivamente a estímulos nocivos subsistem à dor e que os outputs de todas as outras células não passam de ruído de fundo é puramente uma suposição psicológica e não tem base factual. A especialização fisiológica é um fato que pode ser mantido sem a aceitação da suposição psicológica de que a dor é determinada inteiramente por impulsos em um sistema de transmissão direto da pele para um centro de dor no cérebro.
Como uma reação contra a suposição psicológica da teoria da especificidade, poucas teorias foram propostas que podem ser agrupadas sob o título geral de “teoria dos padrões”. Goldicheider36, inicialmente um dos defensores da teoria de von Frey, foi o primeiro a propor que a intensidade do estímulo e a soma central são os determinantes críticos da dor. Dois tipos de teorias surgiram do conceito de Soldscheider; ambos reconhecem o conceito de padronização do input, que acreditamos37 ser essencial para qualquer teoria adequada da dor, mas um tipo ignora os fatos da especialização fisiológica, enquanto o outro os utiliza para propor mecanismos de soma central.
A teoria dos padrões de Weddell38 e Sinclair39 é baseada na sugestão anterior, de Nafe40, de que todas as qualidades cutâneas são produzidas por padrões espaço-temporais de impulsos nervosos, em vez de rotas de transmissão específicas de modalidades separadas. A teoria propõe que todas as terminações das fibras (exceto aquelas que inervam as células ciliadas) são semelhantes, de modo que o padrão para a dor é produzido pela estimulação intensa de receptores inespecíficos. A evidência fisiológica, entretanto, revela41 um alto grau de especialização da fibra receptora. A teoria do padrão proposta por Weddell e Sinclair, então, falha como uma teoria satisfatória da dor porque ignora os fatos da especialização fisiológica. É mais razoável supor que as propriedades fisiológicas especializadas de cada unidade receptor-fibra – como faixas de resposta, taxas de adaptação e limiares para diferentes intensidades de estímulo – desempenham um papel importante na determinação das características dos padrões temporais que são gerados quando um o estímulo é aplicado à pele42.
Outras teorias foram propostas, dentro da estrutura do conceito de Goldscheider, que enfatizam os mecanismos de soma central em vez da estimulação periférica excessiva. Livingston43 foi talvez o primeiro a sugerir mecanismos neurais específicos para explicar os notáveis fenômenos de soma em síndromes de dor clínica. Ele propôs que a estimulação patológica intensa do corpo estabelece circuitos reverberantes em piscinas espinhais internunciais, ou evoca atividades da medula espinhal, como aquelas refletidas pelo “reflexo da raiz dorsal”44, que pode então ser desencadeada por entradas normalmente não nocivas e gerar voleios anormais que são interpretados centralmente como dor. Mecanismos conceitualmente semelhantes foram propostos por Hebb45 e Gerard46, que sugeriram que o disparo hipersincronizado nas células centrais fornece o sinal para a dor.
Relacionada às teorias da soma central está a teoria de que um sistema especializado de controle de entrada normalmente impede a ocorrência da soma e que a destruição desse sistema leva a estados de dor patológicos. Basicamente, essa teoria propõe a existência de um sistema de fibra de condução rápida que inibe a transmissão sináptica em um sistema de condução mais lenta que carrega o sinal de dor. Esses dois sistemas são identificados como os sistemas de fibras epicrítico e protopático47, rápido e lento48, filogeneticamente novo e antigo49 e mielinizado e não mielinizado50. Em condições patológicas, o sistema lento estabelece domínio sobre o rápido, e o resultado é sensação protopática51, dor lenta52, dor em queima difusa53, de hiperalgesia54.
É importante notar a transição da teoria da especificidade555657 para o conceito de padrão: Noordenbos58 não associa qualidade psicológica a cada sistema, mas atribui ao sistema de condução rápida a capacidade de modificar o padrão de entrada transmitido em o sistema multissináptico de condução lenta. Os conceitos de soma central e controle de entrada mostraram notável poder em sua capacidade de explicar muitos dos fenômenos clínicos da dor. Os vários mecanismos teóricos específicos que foram propostos, entretanto, não conseguem compreender uma teoria geral satisfatória da dor. Eles carecem de unidade, e nenhuma teoria única até agora proposta é capaz de integrar os diversos mecanismos teóricos. Mais importante, esses mecanismos não receberam nenhuma verificação experimental substancial. Acreditamos que as evidências fisiológicas recentes sobre os mecanismos espinhais, juntamente com as evidências que demonstram o controle central sobre a entrada aferente, fornecem a base para uma nova teoria dos mecanismos de dor que é consistente com os conceitos de especialização fisiológica, bem como com aqueles de soma central e entrada ao controle.
Teoria do Portão do Controle da Dor
A estimulação da pele evoca impulsos nervosos que são transmitidos a três sistemas da medula espinhal:
- as células da substância gelatinosa no corno dorsal,
- as fibras da coluna dorsal que se projetam em direção ao cérebro e
- as células (T) de primeira transmissão central no corno dorsal.
Propomos que
- a substância gelatinosa funciona como um sistema tipo “porta de controle” que modula os padrões aferentes antes que eles influenciem as células T;
- os padrões aferentes no sistema da coluna dorsal atuam, pelo menos em parte, como um gatilho de controle central que ativa processos cerebrais seletivos que influenciam as propriedades de modulação do sistema de controle do portão; e
- as células T ativam mecanismos neurais que constituem o sistema de ação responsável pela resposta e percepção. Nossa teoria propõe que os fenômenos da dor são determinados por interações entre esses três sistemas.
Sistema de controle do portão
A substância gelatinosa consiste em células pequenas e densamente compactadas que formam uma unidade funcional que se estende ao longo da medula espinhal. As células se conectam umas às outras por fibras curtas e pelas fibras mais longas do trato de Lissauer5960, mas não se projetam para fora da substância gelatinosa. Evidências recentes61 sugerem que a substância gelatinosa atua como um sistema de controle de porta que modula a transmissão sináptica dos impulsos nervosos das fibras periféricas para as células centrais.
A Figura 2 mostra os fatores envolvidos na transmissão de impulsos do nervo periférico para as células T no cordão. Estudos recentes626364 mostraram que voleios de impulsos nervosos em fibras grandes são extremamente eficazes inicialmente na ativação das células T, mas que seu efeito posterior é reduzido por um mecanismo de feedback negativo. Em contraste, voleios em pequenas fibras ativam um mecanismo de feedback positivo que exagera o efeito dos impulsos que chegam. Experimentos656667 mostraram que esses efeitos de feedback são mediados por células na substância gelatinosa. A atividade nessas células modula o potencial de membrana dos terminais da fibra aferente e, portanto, determina o efeito excitatório dos impulsos que chegam. Embora hajam evidências, até agora, apenas para o controle pré-sináptico, também pode haver mecanismos de controle pós-sináptico não detectados que contribuem para as funções de entrada-saída observadas.
Propomos que três características da entrada aferente são significativas para a dor:
- a atividade contínua que precede o estímulo,
- a atividade evocada pelo estímulo e
- o equilíbrio relativo da atividade em fibras grandes versus pequenas
A medula espinhal é continuamente bombardeada por impulsos nervosos que chegam, mesmo na ausência de estimulação óbvia. Esta atividade contínua é realizada predominantemente por pequenas fibras mielinizadas e amielínicas, que tendem a ser tonicamente ativas e a se adaptar lentamente, e mantém a porta em uma posição relativamente aberta. Quando um estímulo é aplicado à pele, ele produz um aumento no número de unidades ativas de fibra receptora à medida que as informações sobre o estímulo são transmitidas para o cérebro. Como muitas das fibras maiores ficam inativas na ausência de mudança de estímulo, a estimulação produzirá um aumento relativo desproporcional na atividade das fibras grandes em relação à atividade das fibras pequenas. Assim, se um estímulo de pressão suave é aplicado repentinamente à pele, a saraivada aferente contém impulsos de fibras grandes que não apenas disparam as células T, mas também fecham parcialmente a porta pré-sináptica, encurtando assim a barreira gerada pelas células T.
Se a intensidade do estímulo é aumentada, mais unidades de fibra receptora são recrutadas e a frequência de disparo das unidades ativas é aumentada6869. Os efeitos positivos e negativos resultantes das entradas de fibras grandes e pequenas tendem a se neutralizar e, portanto, a saída das células T aumenta lentamente. Se a estimulação for prolongada, as fibras grandes começam a se adaptar, produzindo um aumento relativo na atividade das fibras pequenas. Como resultado, a porta é aberta ainda mais e a saída das células T aumenta mais abruptamente. Se a atividade de fundo estável das fibras grandes for artificialmente aumentada neste momento por vibração ou arranhão (uma manobra que supera a tendência das fibras grandes de se adaptarem), a produção das células diminui.
Assim, os efeitos da barreira provocada pelo estímulo são determinados por
- o número total de fibras ativas e as frequências dos impulsos nervosos que elas transmitem, e
- o equilíbrio da atividade em fibras grandes e pequenas.
Consequentemente, a saída das células T pode diferir da entrada total que converge para elas das fibras periféricas. Embora o número total de impulsos aferentes seja um parâmetro de estímulo relevante, os impulsos têm efeitos diferentes dependendo das funções especializadas das fibras que os transportam. Além disso, a especialização anatômica também determina a localização e a extensão das terminações centrais das fibras707172.
Existem duas razões para acreditar que a dor resulta após um monitoramento prolongado da entrada aferente pelas células centrais. Primeiro, o limiar para choque em um braço é aumentado por um choque aplicado até 100 milissegundos depois no outro braço73. Em segundo lugar, em estados de dor patológicos, atrasos na sensação de dor de até 35 segundos após a estimulação não podem ser atribuídos à condução lenta nas vias aferentes74. Sugerimos, então, que haja soma ou integração temporal e espacial da barragem que chega pelas células T. O sinal que aciona o sistema de ação responsável pela experiência e resposta à dor ocorre quando a saída das células T atinge ou excede um nível crítico. Esse nível crítico de disparo, como vimos, é determinado pela barreira aferente que realmente atinge as células T e já sofreu modulação pela atividade da substância gelatinosa. Presumimos que o sistema de ação requer um período de tempo definido para integrar a entrada total das células T. Variações pequenas e rápidas do padrão temporal produzido pelas células T podem ser ineficazes, e o envelope suavizado da frequência dos impulsos – que contém informações sobre a taxa de aumento e queda, a duração e a amplitude do disparo – seria o estímulo eficaz que inicia a sequência apropriada de atividades nas células que compõem o sistema de ação.
Gatilho de controle central
Agora está firmemente estabelecido75 que a estimulação do cérebro ativa as fibras eferentes descendentes76 que podem influenciar a condução aferente nos primeiros níveis sinápticos do sistema somestésico. Assim, é possível que as atividades do sistema nervoso central que servem à atenção, emoção e memórias de experiências anteriores exerçam controle sobre a entrada sensorial. Há evidências77 que sugerem que essas influências centrais são mediadas pelo sistema de controle do portão.
A maneira como as atividades centrais apropriadas são acionadas apresenta um problema. Enquanto algumas atividades centrais, como ansiedade ou excitação, podem abrir ou fechar o portão para todos os inputs em qualquer local do corpo, outras obviamente envolvem atividade seletiva e localizada do portão. Homens feridos em batalha podem sentir pouca dor do ferimento, mas podem reclamar amargamente de uma punção venosa inepta78.
Os cães que recebem comida repetidamente imediatamente após a pele ser chocada, queimada ou cortada logo respondem a esses estímulos como sinais para comida e salivam, sem mostrar nenhum sinal de dor, mas uivam como os cães normais fariam quando os estímulos são aplicados a outros locais no corpo79. Os sinais, então, devem ser identificados, avaliados em termos de condicionamento prévio, localizados e inibidos antes que o sistema de ação seja ativado. Propomos, portanto, que existe no sistema nervoso um mecanismo, que chamaremos de gatilho de controle central, que ativa os processos cerebrais seletivos específicos que exercem controle sobre a entrada sensorial.
Existem dois sistemas conhecidos que podem cumprir essa função, e um ou ambos podem desempenhar uma função. O primeiro é a coluna dorsal – sistema do lemnisco medial. As fibras A maiores e de condução mais rápida que entram na medula espinhal enviam ramos curtos para a substância gelatinosa e longos ramos centrais diretamente para os núcleos da coluna dorsal. Fibras desses núcleos formam o lemnisco medial, que fornece uma rota direta para o tálamo e daí para o córtex somatossensorial. As características marcantes deste sistema são que a informação é transmitida rapidamente da pele para o córtex, que a separação de sinais evocados por diferentes propriedades de estímulo e localização somatotópica precisa são mantidas em todo o sistema80, e essa condução é relativamente não afetada por drogas anestésicas81.
Tradicionalmente, supõe-se que o sistema da coluna dorsal carregue discriminação de dois pontos, discriminação de rugosidade, localização espacial, limiar tátil e vibração82. Discriminação e localização complexas, entretanto, não são uma modalidade; eles representam decisões baseadas em uma análise de input. De fato, a visão tradicional é questionável à luz da observação de Cook e Browder83 de que a seção cirúrgica das colunas dorsais não produziu mudança permanente na discriminação de dois pontos em sete pacientes.
O segundo candidato ao papel de gatilho de controle central é o trajeto dorsolateral84, que se origina no corno dorsal e se projeta, após se revezar no núcleo cervical lateral, para a popa encefálica e o tálamo. Este sistema possui campos receptivos pequenos e bem definidos85 e é extremamente rápido; apesar de ter um revezamento adicional, ele precede o voleio do lemnisco medial da coluna dorsal na corrida para o córtex86.
Ambos os sistemas, então, poderiam cumprir as funções do gatilho de controle central. Eles carregam informações precisas sobre a natureza e localização do estímulo, e conduzem tão rapidamente que podem não apenas definir a receptividade dos neurônios corticais para voleios aferentes subsequentes, mas também podem, por meio de fibras eferentes de controle central, atuar no sistema de controle do portão. Parte, pelo menos, de sua função, então, poderia ser ativar processos cerebrais seletivos que influenciam informações que ainda chegam por meio de fibras de condução lenta ou que estão sendo transmitidas por vias de condução mais lentas.
Sistema de ação
A dor é geralmente considerada como o complemento sensorial de um reflexo protetor imperativo87. A dor, entretanto, não consiste em um único toque do sino central apropriado, mas é um processo contínuo.
Propomos, então, que uma vez que o nível de disparo integrado das células T exceda um nível predefinido crítico, o disparo dispara uma sequência de respostas pelo sistema de ação.
Danos repentinos e inesperados à pele são seguidos por
- uma resposta de susto;
- um reflexo de flexão;
- reajuste postural;
- vocalização;
- orientação da cabeça e olhos para examinar a área lesada;
- respostas autonômicas;
- evocação de experiências anteriores em situações semelhantes e previsão das consequências da estimulação;
- muitos outros padrões de comportamento destinados a diminuir os componentes sensoriais e afetivos de toda a experiência, como esfregar a área danificada, comportamento de evitação e assim por diante.
A consciência perceptiva que acompanha esses eventos muda de qualidade e intensidade durante toda essa atividade.
Essa sequência complexa total está oculta nas frases simples “resposta à dor” e “sensação de dor”. A multiplicidade de reações exige algum conceito de mecanismos centrais que sejam pelo menos capazes de dar conta de padrões sequenciais de atividade que permitiriam o comportamento complexo e a experiência característica da dor.
O conceito de um “centro de dor” no cérebro é totalmente inadequado para explicar as sequências de comportamento e experiência. Na verdade, o conceito é pura ficção, a menos que praticamente todo o cérebro seja considerado o “centro da dor”, porque o tálamo8889, o sistema límbico90, o hipotálamo91, o reticular do tronco cerebral formação92, o córtex parietal93 e o córtex frontal94 estão todos implicados na percepção da dor. Outras áreas do cérebro estão obviamente envolvidas nas características emocionais e motoras da sequência de comportamento. A ideia de um “centro terminal” no cérebro, que é exclusivamente responsável pela sensação e resposta à dor, torna-se, portanto, sem sentido.
Propomos, em vez disso, que o desencadeamento do sistema de ação pelas células T marca o início da sequência de atividades que ocorrem quando o corpo sofre danos. A divergência das fibras aferentes que vão para os cornos dorsais e os núcleos da coluna dorsal marca apenas a primeira etapa do processo de seleção e abstração das informações. A estimulação de um único dente resulta na ativação eventual de não menos que cinco vias distintas do tronco cerebral95. Duas dessas vias se projetam para as áreas somatossensoriais corticais I e II96, enquanto o restante ativa a formação reticular talâmica e o sistema límbico97, de modo que a entrada tenha acesso aos sistemas neurais envolvidos na afetividade98, bem como atividades sensoriais. Presume-se que as interações ocorram entre todos esses sistemas à medida que o organismo interage com o meio ambiente.
Acreditamos que as interações entre o sistema de controle do portão e o sistema de ação descrito acima podem ocorrer em sinapses sucessivas em qualquer nível do sistema nervoso central no curso da filtragem da entrada sensorial.
Da mesma forma, a influência das atividades centrais na entrada sensorial pode ocorrer em uma série de níveis. O sistema de controle do portão pode ser definido e redefinido várias vezes conforme a padronização temporal e espacial da entrada é analisada e acionada pelo cérebro.
Adequação da Teoria
O conceito de sistemas de ação e controle de portas em interação pode ser responsável pela hiperalgesia, dor espontânea e longos atrasos após a estimulação, característicos das síndromes de dor patológica.
O estado de hiperalgesia exigiria duas condições:
- axônios periféricos condutores suficientes para gerar uma entrada que pode ativar o sistema de ação (se, como no caso da hanseníase, todos os componentes do nervo periférico são igualmente afetados, há uma evolução gradual início da anestesia) e
- perda acentuada das grandes fibras nervosas periféricas, que pode ocorrer após lesões traumáticas dos nervos periféricos ou em algumas das neuropatias99, como a neuralgia pós-herpética100. Como a maioria das fibras maiores é destruída, a inibição pré-sináptica normal da entrada pelo sistema de controle da porta não ocorre. Assim, a entrada que chega pelas fibras mielinizadas e não mielinizadas restantes é transmitida através da porta aberta não verificada produzida pela entrada da fibra C.
A soma espacial ocorreria facilmente nessas condições. Quaisquer impulsos nervosos, não importa como foram gerados, que convergem nas células centrais contribuiriam para a saída dessas células.
Esses mecanismos podem ser responsáveis pelo fato de que estímulos não nocivos, como uma pressão suave, podem desencadear dor intensa em pacientes que sofrem de causalgia, dor em membros fantasmas e nevralgias. O conhecido aumento da dor nesses pacientes durante distúrbios emocionais e excitação sexual101 pode ser devido ao aumento do disparo sensorial [como resultado de um aumento do fluxo simpático102103 que não é controlado por inibição pré-sináptica. Por outro lado, a ausência de pequenas fibras nas raízes dorsais em um paciente com insensibilidade congênita à dor104 sugere que os mecanismos de facilitação e somação necessários para a dor podem estar ausentes.
A dor espontânea também pode ser explicada por esses mecanismos. As fibras menores apresentam considerável atividade espontânea, o que teria o efeito de manter a comporta aberta. A atividade contínua de baixo nível, aleatória, seria então transmitida relativamente sem controle (por causa da perda predominante das fibras A), e a soma poderia ocorrer, produzindo dor espontânea na ausência de estimulação. Este é um possível mecanismo para as dores da anestesia dolorosa e as dores “espontâneas” que se desenvolvem após lesões nos nervos periféricos e na raiz dorsal. Como o número total de fibras periféricas é reduzido, pode levar um tempo considerável para as células T atingirem o nível de disparo necessário para desencadear as respostas de dor, de modo que a percepção e a resposta são retardadas. Esse mesmo mecanismo também pode ser responsável pela hiperestesia do bloqueio de pressão pós-isquêmica e pelos atrasos na sensação de até 10 segundos que ocorrem quando as grandes fibras periféricas deixam de conduzir105.
Propomos que o input da fibra A normalmente atue para evitar que ocorra a soma. Isso explicaria a falha de Adrian106 em obter respostas de dor no sapo após rajadas de ar de alta frequência dispararem os nervos periféricos perto de sua taxa de disparo máxima, em um experimento destinado a refutar a visão de que a soma dos efeitos de estímulos nocivos é importante para a dor. Agora está claro que as rajadas de ar tenderiam a disparar uma alta proporção das fibras A de baixo limiar, que exerceria inibição pré-sináptica na entrada por meio do sistema de controle do portão; assim, os impulsos seriam impedidos de atingir as células T onde a soma poderia ocorrer.
O duplo efeito de um voleio chegando é bem ilustrado pelos efeitos da vibração na dor e coceira. A vibração ativa fibras de todos os diâmetros, mas ativa uma proporção maior das fibras A, uma vez que tendem a se adaptar durante a estimulação constante, enquanto a queima da fibra C é mantida. A vibração, portanto, coloca o portão em uma posição mais fechada. No entanto, os mesmos impulsos que definem o portão também bombardeiam a célula T e, portanto, somam-se às entradas de estimulação nociva. Observa-se comportamentalmente107108 que a vibração reduz a baixa intensidade, mas aumenta a alta intensidade, a dor e a coceira.
Mecanismos semelhantes podem ser responsáveis pelo fato de que amputados às vezes obtêm alívio da dor no membro fantasma batendo suavemente no coto com um martelo de borracha109, enquanto uma pressão mais forte agrava a dor110.
Os fenômenos de dor referida, propagação da dor e pontos-gatilho a alguma distância do local original do dano corporal também apontam para mecanismos de soma, que podem ser entendidos em termos do modelo. A célula T possui um campo receptivo restrito que domina suas “atividades normais”. Além disso, há uma entrada monossináptica difusa e difusa para a célula, que é revelada pela estimulação elétrica de aferentes distantes111.
Sugerimos que esta entrada difusa é normalmente inibida por mecanismos de porta pré-sináptica, mas pode desencadear disparos na célula se a entrada for suficientemente intensa ou se houver uma mudança na atividade da porta. Como a célula permanece dominada por seu campo receptivo, a anestesia da área para a qual a dor é referida, da qual se originam apenas os impulsos espontâneos, é suficiente para reduzir o bombardeio da célula abaixo do nível de limiar para a dor. O portão também pode ser aberto por atividades em áreas distantes do corpo, uma vez que a substância gelatinosa em qualquer nível recebe informações de ambos os lados do corpo e (por meio do trato de Lissauer) da substância gelatinosa em segmentos corporais vizinhos. Mecanismos como esses podem explicar as observações de que a estimulação de pontos-gatilho no tórax e nos braços pode desencadear dor anginosa112, ou que pressionar outras áreas do corpo, como a parte de trás da cabeça, pode desencadear dor no membro fantasma113.
Os mecanismos sensoriais por si só não conseguem explicar o fato de que as lesões nervosas nem sempre produzem dor e que, quando o fazem, a dor geralmente não é contínua. Propomos que a presença ou ausência de dor é determinada pelo equilíbrio entre as entradas sensoriais e centrais do sistema de controle do portão. Além das influências sensoriais no sistema de controle do portão, há uma entrada tônica para o sistema de níveis superiores do sistema nervoso central que exerce um efeito inibitório sobre a entrada sensorial114115. Assim, qualquer lesão que prejudique o fluxo descendente normal de impulsos para o sistema de controle do portão abriria o portão. Lesões do sistema nervoso central associadas a hiperalgesia e dor espontânea116 podem ter esse efeito.
Por outro lado, qualquer condição do sistema nervoso central que aumente o fluxo de impulsos descendentes tenderia a fechar o portão. O aumento do disparo central devido à supersensibilidade de denervação117 pode ser uma dessas condições. Uma lesão do nervo periférico, então, teria o efeito direto de abrir o portão, e o efeito indireto, ao aumentar o disparo central e, assim, aumentar as influências descendentes tônicas no sistema de controle do portão, no sentido de fechar o portão. O equilíbrio entre a facilitação sensorial e a inibição central da entrada após a lesão do nervo periférico seria responsável pela variabilidade da dor, mesmo em casos de lesão grave.
O modelo sugere que fatores psicológicos, como experiência anterior, atenção e emoção influenciam a resposta e a percepção da dor, agindo no sistema de controle do portão. O grau de controle central, entretanto, seria determinado, pelo menos em parte, pelas propriedades espaço-temporais dos padrões de entrada. Algumas das dores mais insuportáveis, como a dor cardíaca, aumentam de intensidade tão rapidamente que o paciente é incapaz de obter qualquer controle sobre elas.
Por outro lado, padrões temporais de ascensão mais lenta são suscetíveis ao controle central e podem permitir que o paciente “pense em outra coisa” ou use outros estratagemas para manter a dor sob controle118.
As implicações terapêuticas do modelo são duplas
Em primeiro lugar, sugere que o controle da dor pode ser alcançado influenciando seletivamente as fibras grandes e de condução rápida. A porta pode ser fechada diminuindo a entrada de fibra pequena e também aumentando a entrada de fibra grande. Assim, Livingston119 descobriu que a causalgia poderia ser efetivamente curada por terapia, como banhar o membro em água em movimento suave, seguido de massagem, o que aumentaria a entrada no sistema de fibras grossas. Da mesma forma, Trent120 relata um caso de dor de origem no sistema nervoso central que podia ser controlada quando o paciente batia os dedos em uma superfície dura. Por outro lado, qualquer manipulação que reduza a entrada sensorial diminui a oportunidade de somação e dor, dentro dos limites funcionais definidos pelos papéis opostos dos sistemas de fibras grandes e pequenas.
Em segundo lugar, o modelo sugere que uma melhor compreensão da farmacologia e fisiologia da substância gelatinosa pode levar a novas maneiras de controlar a dor. A resistência da substância gelatinosa às manchas de células nervosas sugere que sua química difere da de outros tecidos neurais. As drogas que afetam a excitação ou inibição da atividade da substância gelatinosa podem ser de particular importância em futuras tentativas de controlar a dor.
O modelo sugere que o sistema de ação responsável pela percepção e resposta à dor é acionado após a entrada sensorial cutânea ter sido modulada por mecanismos de feedback sensorial e pelas influências do sistema nervoso central. Propomos que a abstração de informações na primeira sinapse pode marcar apenas o início de uma seleção e filtragem contínuas do input. A percepção e a resposta envolvem a classificação da multiplicidade de padrões de impulsos nervosos que chegam da pele e são funções da capacidade do cérebro de selecionar e abstrair de todas as informações que recebe do sistema somestésico como um todo121122123. Uma classe de “modalidade” como “dor”, que é um rótulo linguístico para uma rica variedade de experiências e respostas, representa exatamente essa abstração das informações que são reexaminadas sequencialmente por longos períodos por todo o sistema somestésico.
