関連痛

これは、関連痛に関する最も初期の理論の一つです。1888年のWA・スタージとJ・ロスの研究、そして後に1961年のTC・ルーシュの研究に基づいています。収束投射説は、組織からの求心性神経線維が同じ脊髄ニューロンに収束するというものであり、関連痛が脊髄とほぼ同じように分節化されていると考えられている理由を説明しています。さらに、実験的証拠によれば、局所痛（刺激部位の痛み）が強まると、関連痛も強まることが示されています。

このモデルに対する批判は、局所的な痛み刺激後の関連痛の発現に遅延が生じる理由を説明できない点にある。実験的証拠によれば、関連痛はしばしば一方向性である。例えば、前脛骨筋の局所的な痛み刺激は足首の腹側に関連痛を引き起こすが、反対方向に移動する関連痛は実験的に示されていない。最後に、局所的な痛み刺激と関連痛刺激の閾値は異なるが、このモデルによれば両者は同じであるべきである。^{[ 1 ]}

収束促進は、1893年にJ・マッケンジーがスタージとロスの考えに基づいて考案した。彼は内臓は刺激に対して鈍感であると信じていた。さらに、脊髄への非侵害受容性求心性入力が、彼が「過敏性焦点」と呼ぶものを作り出すと信じていた。この焦点によって、一部の刺激が関連痛として知覚されると考えられた。しかし、彼の考えは内臓痛を否定していたため、批評家から広く受け入れられることはなかった。

最近、この考え方は「中枢性感作」という新しい用語のもとで再び一定の信憑性を取り戻している。中枢性感作とは、脊髄後角または脳幹のニューロンが末梢ニューロンによる繰り返し刺激を受けた後に反応性が高まり、より弱い信号でも反応するようになる現象である。実験室での実験で示された関連痛の出現の遅延は、中枢性感作が生じるのに必要な時間によって説明できる。^{[ 1 ]}

軸索反射は、求心性線維が脊髄後角に接続する前に分岐することを示唆している。分岐した線維は筋肉、皮膚、椎間板に存在する。しかし、これらの特定のニューロンはまれであり、全身を代表するものではない。軸索反射はまた、関連痛の出現までの時間遅延、局所痛と関連痛を刺激するための閾値の違い、および関連痛領域の体性感覚の感受性の変化を説明するものではない。^{[ 1 ]}

過興奮性仮説は、関連痛には中枢性のメカニズムが存在しないと仮定している。しかし、中枢性の特徴が一つ優勢であるとも述べている。有害刺激を用いた実験と動物の脊髄後角からの記録により、関連痛の感覚は筋肉刺激後数分で始まることが明らかになった。痛みは、元の受容野からある程度離れた受容野で感じられた。過興奮性によれば、脊髄後角の潜在的な収束求心性線維が開くことで新たな受容野が形成される。そして、この信号が関連痛として知覚される可能性がある。

刺激への依存性や局所痛と比較して関連痛の出現に時間差があるなど、いくつかの特徴はこの関連痛のメカニズムと一致しています。しかし、関連痛と解釈される新しい受容野の出現は、健常者を対象とした研究を含む研究からの実験的証拠の大部分と矛盾しています。さらに、関連痛は動物モデルでは数分かかるのに対し、ヒトでは一般的に数秒以内に現れます。一部の科学者は、これを上位中枢経路の下流にあるメカニズムまたは影響によるものと考えています。PETスキャンやfMRIなどの神経画像技術は、将来のテストで、原因となる根本的な神経処理経路を可視化する可能性があります。^{[ 1 ]}

視床収束説は、関連痛が、脊髄ではなく脳内で、損傷部位と関連部位からの神経入力の総和によって知覚されることを示唆している。視床収束に関する実験的証拠は不足している。しかし、サルを用いた疼痛研究では、複数の経路が別々の皮質ニューロンと皮質下ニューロンに収束することが明らかになっている。

近年、ブラジキニン、サブスタンス P、カプサイシン^{[ 8 ]}、セロトニンなど、さまざまな化学物質が関連痛の誘発に用いられてきた。しかし、これらの物質が広く使用されるようになる前は、代わりに高張食塩水溶液が用いられていた。さまざまな実験により、注入速度、食塩水濃度、圧力、使用食塩水量など、食塩水投与と相関する複数の要因があることが判明した。食塩水が局所痛と関連痛のペアを誘発するメカニズムは不明である。一部の研究者は浸透圧の違いによる可能性があると述べているが、これは検証されていない。^{[ 1 ]}

筋肉組織への筋内電気刺激（IMES）は、さまざまな実験および臨床環境で使用されています。高張食塩水などの標準的な方法と比較してIMESシステムを使用する利点は、IMESをオン/オフできることです。これにより、研究者は刺激と反応の測定に関して、はるかに高いレベルの制御と精度を発揮できます。この方法は、使用方法に関する特別なトレーニングを必要としないため、注射法よりも簡単に実行できます。電気パルスの周波数も制御できます。ほとんどの研究では、 局所痛と関連痛の両方を刺激するために約10 Hzの周波数が必要です。^{[ 9 ]}

この方法を用いると、局所痛に比べて関連痛を得るには、はるかに高い刺激強度が必要であることが観察されている。また、刺激強度と関連痛および局所痛の強度との間には強い相関関係がある。さらに、この方法によって侵害受容器の動員が促進され、空間加算が生じると考えられている。この空間加算により、脊髄後角および脳幹ニューロンへの信号の集中がはるかに大きくなる。^{[ 1 ]}

上記の例から、関連痛を理解することが、さまざまな症状や疾患のより良い診断につながる理由がわかるでしょう。1981年、理学療法士のロビン・マッケンジーは、彼が「中心化」と呼んだ現象について説明しました。彼は、関連痛が遠位部から近位部へと移動する際に中心化が起こると結論付けました。この考えを裏付ける観察結果として、患者が検査中に前後に体を曲げる様子が見られました。

研究によると、痛みの中心化を経験した患者の大多数は、局所的な痛みの部位を特定することで脊椎手術を回避できたと報告されている。しかし、痛みの中心化を経験しなかった患者は、問題の診断と治療のために手術を受けなければならなかった。この研究の結果、特定の身体運動による関連痛の解消に関するさらなる研究が行われている。

その一例として、ふくらはぎの関連痛が挙げられます。マッケンジーは、患者が数回完全に背屈すると、関連痛が脊椎に近づくことを示しました。さらに重要なことに、関連痛は動きを止めた後でも消えました。^{[ 10 ]}

心筋虚血の場合と同様に、体の特定部位の関連痛は、正しい局所中枢の診断につながる可能性があります。関連痛とそれに対応する局所中枢の身体マッピングにより、関連領域に基づいて痛みの場所を特定するのに役立つさまざまな地形図が作成されています。たとえば、食道で刺激された局所痛は、上腹部、腹斜筋、喉に関連痛を引き起こす可能性があります。前立腺の局所痛は、腹部、腰、ふくらはぎの筋肉に関連痛を放散する可能性があります。腎結石は、結石が排泄系にゆっくりと排出されるときに尿管に内臓痛を引き起こす可能性があります。これにより、下腹壁に激しい関連痛が生じる可能性があります。^{[ 11 ]}

さらに、最近の研究では、鎮静剤であるケタミンが関連痛を遮断できることがわかっています。この研究は、関節痛や筋肉痛、疲労を特徴とする疾患である線維筋痛症の患者を対象に行われました。これらの患者は、侵害受容刺激に対する感受性が高まっているため、特に注目されました。さらに、関連痛は、線維筋痛症患者と非線維筋痛症患者では異なるパターンで現れます。多くの場合、この違いは、局所痛と比較して関連痛が見られる領域（遠位か近位か）の違いとして現れます。また、感受性の高まりにより、その領域ははるかに誇張されます。^{[ 12 ]}