Neuronal Cell Mechanisms of Pain.

BACKGROUND: Pain is a distressful feeling that is frequently caused by intense or damaging chemical, thermal or mechanical stimuli. It can also occur without tissue damage or injury, although the patient makes reference to it. Pain is one of the body's most important communication tools, and a protective mechanism by which the body responds to noxious or harmful stimuli. The cascade of molecular events that culminate in the experience of pain in an individual is a complex neural phenomenon in which inordinate (excess) noxious peripheral stimuli are processed. OBJECTIVE: The work discussed comprehensively the current knowledge and the mechanistic understanding that underlies pain and analgesia, as well as the clinical correlations. METHOD: The strategy for the narrative review was carried out in works published in journals and other materials using original research articles, review articles, case reports, and standard pharmacology and pain text books. Electronic databases viz. scopus, science direct, pubmed, medline, and directory of open access journals were searched for relevant articles. Research works on the mechanisms of pain were identified for selection. Articles and works identified were those written in English and published between the period (1999 - 2020). Literature searches also included the scanning of references of journal articles. RESULT: Over one hundred and seventy-five journal articles and other works were identified. Many of the studies had the same titles. Eleven materials consulted were non-journal articles and text books, while 22 articles were extracted and reviewed after screening of the titles and abstracts, and in consonance with the selection criteria.The multi-stage biochemical and physiological processes transform nociceptive information (excess energy) generated from the primary afferent nerve fibres (first order neurones) - nociceptors (C-fibres and Aδ-fibres) in the periphery into electrical energy or pain impulses. The electrical impulses are then conducted by the axons of the first order neurones and terminate (or synapse) with intrinsic dorsal horn neurones (the first relay station in the transmission of nociceptive signals from the periphery to the brain), and the upper part of the spinal cord (substantia gelatinosa), from where axons of the second order neurones in the Rexed laminae receive the primary afferent input, and further propagate the signals to the higher brain centres (e.g., sub-cortical and cortical structures) by crossing the midline at the anterior white commissure to the contralateral (opposite) side of the spinal cord via the spinothalamic tracts and other ascending pathways (e.g., spinoreticular and spinomesencephalic tracts). The second order neurones synapse in the ventral posterolateral nucleus of the thalamus, from where third order neurones arise and transmit the nociceptive signals to various anatomical regions of the cortex. The third order neurones project via the posterior limb of the internal capsule to terminate in the ipsilateral (on the same side) post-central gyrus (primary somatosensory cortex). The generation, transduction, transmission and ascent of these neuronal impulses to the higher centres are modulated by the descending control pain pathway (otherwise known as the efferent analgesic system), which is both inhibitory and facilitatory in function, and ultimately results in the experience of pain. Terminal nerve endings located at sites of tissue injury (or inflammation) exhibit exaggerated neuronal responses that cause increased cell membrane excitability, a condition referred to as peripheral sensitisation, as well as a heightened activity of the pain circuitry and pain signal processing in the central nervous system. These phenomena are responsible for the abnormal transmission of pain impulses and experience (e.g., hyperalgesia and allodynia) that accompany certain clinical conditions. CONCLUSION: Clinical pain is a serious public health concern, and has a multiplicity of causes. The mechanistic understanding of pain is a step-wise complex biological event, which has provided insight to explore better therapeutic options with a view to improving the quality of life and living in individuals with clinical pain conditions.

CONTEXTE: La douleur est une sensation pénible qui est souvent causée par des stimuli chimiques, thermiques ou mécaniques intenses ou dommageables. Elle peut également survenir sans lésion ou dommage tissulaire, même si le patient y fait référence. La douleur est l'un des outils de communication les plus importants de l'organisme et un mécanisme de protection auquel le corps répond aux stimuli nocifs ou nuisibles. La cascade d'événements moléculaires qui aboutit à l'expérience de la douleur chez un individu est un phénomène neuronal complexe, dans lequel des stimuli périphériques nocifs excessifs sont traités. OBJECTIF: L'ouvrage examine de manière exhaustive les connaissances actuelles et la compréhension mécaniste qui sous-tendent la douleur et l'analgésie, ainsi que les corrélations cliniques. MÉTHODES: La stratégie de l'examen narratif a été menée dans des travaux publiés dans des revues et d'autres documents en utilisant des articles de recherche originaux, des articles de synthèse, des rapports de cas et des manuels standard de pharmacologie et de douleur. Des bases de données électroniques, à savoir scopus, science direct, pubmed, medline et le répertoire des revues à accès libre, ont été consultées pour trouver des articles pertinents. Les travaux de recherche sur les mécanismes de la douleur ont été identifiés pour être sélectionnés. Les articles et travaux identifiés étaient ceux écrits en anglais et publiés entre 1999 et 2020. La recherche documentaire comprenait également le balayage des références des articles de journaux. RÉSULTATS: Plus de cent soixante-quinze articles de journaux et autres travaux ont été identifiés. Beaucoup d'études avaient les mêmes titres. Les processus biochimiques et physiologiques à plusieurs étapes transforment les informations nociceptives (excès d'énergie) générées par les fibres nerveuses afférentes primaires (neurones de premier ordre) - nocicepteurs (fibres C et fibres A?) dans la périphérie en énergie électrique ou en impulsions de douleur. Les impulsions électriques sont ensuite conduites par les axones des neurones de premier ordre et se terminent (ou font synapse) avec les neurones intrinsèques de la corne dorsale (la première station de relais dans la transmission des signaux nociceptifs de la périphérie au cerveau), et la partie supérieure de la moelle épinière (substantia gelatinosa), d'où les axones du neurone de second ordre dans les lamines Rexed reçoivent l'entrée afférente primaire, et propagent ensuite les signaux aux centres cérébraux supérieurs (par ex, structures sous-corticales et corticales) en traversant la ligne médiane au niveau de la commissure blanche antérieure jusqu'au côté contralatéral (opposé) de la moelle épinière via les voies spinothalamiques et d'autres voies ascendantes (par exemple, les voies spinoréticulaires et spinomésencéphaliques). Les neurones de deuxième ordre font synapse dans le noyau ventral postérolatéral du thalamus, d'où naissent les neurones de troisième ordre qui transmettent les signaux nociceptifs à diverses régions anatomiques du cortex. Les neurones de troisième ordre se projettent via le membre postérieur de la capsule interne pour se terminer dans le gyrus post-central ipsilatéral (du même côté) (cortex somatosensoriel primaire). La génération, la transduction, la transmission et la remontée de ces impulsions neuronales vers les centres supérieurs sont modulées par la voie descendante de contrôle de la douleur (également appelée système analgésique efférent), dont la fonction est à la fois inhibitrice et facilitatrice, et qui aboutit finalement à l'expérience de la douleur. Les terminaisons nerveuses situées sur les sites de lésions tissulaires (ou d'inflammation) présentent des réponses neuronales exagérées qui provoquent une augmentation de l'excitabilité de la membrane cellulaire, une condition appelée sensibilisation périphérique, ainsi qu'une activité accrue des circuits de la douleur et du traitement du signal de la douleur dans le système nerveux central. Ces phénomènes sont responsables de la transmission anormale des impulsions et de l'expérience de la douleur (par exemple, l'hyperalgésie et l'allodynie) qui accompagnent certaines conditions cliniques. CONCLUSION: La douleur clinique est un grave problème de santé publique, et ses causes sont multiples. La compréhension mécaniste de la douleur est un événement biologique complexe et progressif, qui a permis d'explorer de meilleures options thérapeutiques en vue d'améliorer la qualité de vie des personnes souffrant de douleurs cliniques. Mots clés: Circuit de la douleur, Perception de la douleur, Signal de la douleur, Nocicepteurs périphériques, Transmission de l'impulsion douloureuse.

Neurobiological Underpinnings in Drug Addiction.

BACKGROUND: Drug addiction is a chronic biochemical drug use disorder that affects the human brain and behaviour, and leads to an uncontrollable use of a licit or illicit drug. Drug addiction can commence, usually in the young, with the use of a non-medical or a recreational drug in social gatherings, which becomes more frequent over a period of time. It is associated with incremental doses of the drug in order to achieve a state of euphoria. Addiction to drugs has been identified as a relevant social and health problem presenting a risk to public health, especially with regards to communicable diseases (e.g., HIV and AIDS, hepatitis B or C, tuberculosis, and sexually transmitted infections). OBJECTIVE: The objectives of the study were to discuss the neural mechanisms and circuitry responsible for the development and maintenance of addiction. It also examined the cycle of drug addiction and the associated encephalic regions and pathways. METHOD: The search strategy used for the review employed electronic databases in the search for relevant research articles, and they included Scopus, PubMed, Science Direct, Google Scholar, Springer, and the Directory of Open Access Journals. Articles on drug addiction were identified and reviewed for selection. The keywords used in the search were: Neurobiology and [Drug Abuse], Neurobiology and [Drug Addiction], Neurobiology and [Drug Misuse], Neurobiology and [Substance Abuse], Neurobiology and [Substance Misuse], Neural Mechanisms and [Drug Abuse], Neural Mechanisms and [Drug Addiction], and Neural Mechanisms and [Drug Use Disorders]. The search was also aided by scanning the references of identified journal articles. Works identified (86 in number) were those written in English and published between 1996 and 2020. RESULT: One hundred and fifty journal articles and other materials were identified. Eighty-six (86) articles and other works were extracted and reviewed after screening of the titles. abstracts and keywords, and in tandem with the selection criteria. Findings show that addiction is a complex neurobiochemical disorder that is learnt and stored in the brain as memory. The disorder alters the cyto-architecture of the brain and its functions. Relapse from drug addiction is a common occurrence. It is preventable and can be treated, although no single modality of treatment fits all forms of drug addiction. CONCLUSION: Addiction to drugs is the most severe form of drug use disorder. The abuse of drugs and psychoactive substances can harm the security of all societies, including the rule-of-law. It inflicts pain and suffering to individuals and families alike, and may eventuate in deaths. Repetitive use of an addictive drug alters the way and manner the brain perceives pleasure. Drugs of abuse induce structural changes in the neurones in the brain, and in turn, alter the neurotransmitter function, and thereby, create moods and other sensations. These anatomical and physiological changes in the brain may progress even after the stoppage of drugs.

CONTEXTE: La toxicomanie est un trouble biochimique chronique de la consommation de drogues qui affecte le cerveau et le comportement humain et conduit à une consommation incontrôlable d'une drogue licite ou illicite. La toxicomanie peut commencer, généralement chez les jeunes, par la consommation d'une drogue à usage non médical ou récréatif lors de rencontres sociales, qui devient plus fréquente au fil du temps. Elle est associée à des doses progressives de la drogue afin d'atteindre un état d'euphorie. La dépendance aux drogues a été identifiée comme un problème social et sanitaire important, présentant un risque pour la santé publique, notamment en matière des maladies transmissibles (par exemple, le VIH et le sida, l'hépatite B ou C) la tuberculose et les infections sexuellement transmissibles). OBJECTIF: Les objectifs de l'étude étaient de discuter des mécanismes et circuits neuronaux responsables du développement du entretien de la dépendance. Elle a également examiné le cycle de la toxicomanie et les régions et voies encéphaliques associées. MÉTHODE: La stratégie de recherche utilisée pour l'examen a fait appel à des bases de données électroniques pour la recherche d'articles pertinent et ils consistent Scopus, PubMed, Science Direct, Google Scholar, Springer et le Directory of Open Access Journals. Les articles sur la toxicomanie ont été identifiés et examinés pour être sélectionnés. Les mots-clés utilisés dans la recherche étaient : Neurobiologie et [Abus de drogues], Neurobiologie et [Toxicomanie], neurobiologie et [abus de drogues], neurobiologie et [abus de substances], neurobiologie et [abus de substances], Mécanismes neuraux et [abus de drogues], Mécanismes neuraux et [toxicomanie]. Mécanismes neuraux et [troubles liés à la consommation de drogues]. La recherche a également été facilitée par l'analyse des références des articles de revues identifiés. Les ouvrages identifiés (au nombre de 86) étaient ceux rédigés en anglais et publiés entre 1996 et 2020. RÉSULTAT: Cent cinquante articles de journaux et autres matériaux ont été identifiés. Quatre-vingt-six (86) articles et autres travaux ont été extraits et examinés après avoir passé en revue les titres, les résumés et les mots-clés, et en tandem avec les critères de sélection.Les résultats montrent que l'addiction est un trouble neurobiochimique complexe qui est appris et stocké dans le cerveau en tant que mémoire. Ce trouble modifie la cyto-architecture du cerveau et ses fonctions. La rechute de la toxicomanie est un phénomène courant. Elle est évitable et peut être traitée, bien qu'il n'existe pas de modalité unique de traitement pour toutes les formes de toxicomanie. CONCLUSION: La toxicomanie est la forme la plus grave de trouble lié à l'usage de drogues. L'abus de drogues et de substances psychoactives peut nuire à la sécurité de toutes les sociétés, y compris à l'État de droit. Il inflige de la douleur et de la souffrance aux individus et aux familles, et peut entraîner la mort. L'usage répétitif d'une drogue addictive modifie la manière dont le cerveau perçoit le plaisir. Les drogues d'abus induisent des changements structurels dans les neurones du cerveau et modifient à leur tour la fonction des neurotransmetteurs et créent ainsi des humeurs et d'autres sensations. Ces changements anatomiques et physiologiques dans le cerveau peuvent progresser même après l'arrêt de la drogue. MOTS CLÉS: Neurone, Compulsivité, Impulsivité, Récompense, Renforcement, Dépendance, Tolerance.