Penjalaran Sinyal Nyeri ke dalam Sistem Saraf Pusat
Sekalipun semua reseptor nyeri merupakan ujung serabut saraf bebas, dalam menjalarkan sinyal rasa nyeri ke system saraf pusat ujung-ujung serabut ini menggunakan dua jaras yang terpisah. Kedua jaras ini terutam berhubungan dengan dua tipe rasa nyeri yakni jaras nyeri tajam-cepat dan jaras rasa nyeri lambat-kronik.
Sinyal nyeri tajam yang cepat dirangsang oleh stimuli mekanik atau suhu. Sinyal ini dijalarkan melalaui saraf perifer ke medula spinalis oleh serabut-serabut kecil tipe Aδ pada kecepatan penjalaran antara 6 – 30 m/s. Sebaliknya tiper rasa nyeri lambat dirangsang terutama oleh stimuli nyeri tipe kimiawi tetapi kadang juga oleh stimuli mekanik dan suhu yang menetap. Nyeri lambat kronik ini dijalarkan ke medula spinalis oleh serabut tipe C dengan kecepatan penjalaran antara 0,5 – 2  m/s.
Karena sistem persarafan rasa nyeri ini bersifat rangkap, maka stimulus rasa nyeri hebat yang tiba-tiba menimbulkan sensasi nyeri yang sifatnya ‘rangkap’: rasa nyeri tajam yang dijalarkan ke otak oleh jaras serabut Aδ diikuti oleh sedetik atau lebih rasa nyeri lambat yang dijalarkan oleh jaras serabut C. Rasa nyeri tajam dengan cepat akan memberitahu pasien adanya suatu kerusakan sehingga membuat pasien segera bereaksi memindahkan dirinya dari stimulus tadi. Rasa nyeri lambat cenderung meningkat dari waktu ke waktu. Sensasi ini akan mengakibatkan rasa nyeri yang tak tertahankan yang sifatnya terus-menerus meredakan penyebab rasa nyeri.
Sewaktu memasuki medula spinalis dari radiks spinalis dorsalis, serabut rasa nyeri berakhir pada neuron-neuron penyiar sinyal di kornu dorsalis. Di sini, terdapat dua sistem untuk mengolah sinyal-sinyal rasa nyeri pada jalurnya ke otak.
Traktus Neospinotalamikus untuk Rasa Nyeri Cepat
Serabut rasa nyeri cepat tipe Aδ terutam dilalui oleh rasa nyeri mekanik dan nyeri suhu akut. Serabut ini berakhir pada lamina I (lamina marginalis) pada kornu dorsalis dan merangsang neuron pengantar kedua dari traktus neospinotalamikus. Neuron ini akan mengirimkan sinyal ke serabut panjang yang terletak di dekat sisi lain medula spinalis dalam komisura anterior dan selanjutnya berbelok naik ke otak dalam kolumna anterolateralis.
Beberapa serabut traktus neospinotalamikus berakhir di daerah retikularis batang otak tetapi sebagian besar melewati semua jalur ke talamus tanpa hambatan berakhir di kompleks ventro basal di sepanjang kolumna dorsalis-traktus lemniskus medialis untuk sensasi raba. Ada beberapa serabut yang berakhir di kelompok nuklear posterior. Dari daerah talamus ini, sinyal akan dijalarkan ke daerah lain pada basal otak seperti juga ke korteks somatosensorik.
Nyeri jenis cepat dan tajam dapat dialokasikan dengan jauh lebih pasti di berbagai bagian tubuh daripada nyeri yang lambat dan kronik. Namun, ketika hanya reseptor yang terangsang, tanpa stimulasi secara bersamaan reseptor taktil, bahkan rasa nyeri cepat masih kurang bisa dilokalisasikan, seringkali hanya dalam luas daerah perangsangan 10 sentimeter atau lebih. Ternyata ketika reseptor taktil yang merangsang sistem lemniskus medialis-kolumna dorsalis dirangsang bersamaan, lokasi nyeri dapat ditentukan dengan pasti.
Diduga, glutamat merupakan substansi neurotransmitter yang disekresikan medula spinalis pada ujung-ujung serabut nyeri saraf tipe Aδ. Hal ini adalah salah satu dari sekitan banyak transmitter eksitasi yang banyak digunakan dalam sistem saraf pusat, biasanya memiliki masa kerja yang beralangsung hanya beberapa milidetik.
 Traktus Palespinotalamikus untuk menjalarkan nyeri lambat-kronik
Jaras paleospinotalamikus adalah sistem yang jauh lebih tua dan menjalarkan rasa nyeri terutam dari serabut nyeri tipe C lambat-kronik perifer walaupun jaras ini menjalarkan beberapa sinyal dari serabut tipe Aδ juga. Dalam jaras ini, serabut-serabut perifer berakhir di dalam medula spinalis hampir seluruhnya di lamina II dan III kornu dorsalis, yang bersama-sama disebut substansia gelatinosa. Sebagian besar sinyal kkemudian melewati satu atau lebih neuron serabut pendek tambahan di dalam kornu dorsalisnya sebelum terutam memasuki lamina V juga di kornu dorsalis. Disini, neuron-neuron terakhir dalam rangkaian merangsang akson-akson panjang yang sebagain besar menyambungkan serabut-serabut dari jaras rasa nyeri-cepat yang mula-mula melewati komisura anterior ke sisi berlawanan dari medula spinalis kemudian naik ke otak dalam jaras anterolateral.
Ujung serabut nyeri tipe C yang memasuki medula spinalis mungkin mengeluarkan transmitter glutamat dan transmitter substansi P. Transmitter glutamat dbekerja secara ceapt dan hanya berlangsung beberapa milidetik. Substansi Pdilepaskan jauh lebih lambat, mencapai pemekatan dalam waktu beberapa detik atau bahkan beberapa menit. Kenyataannya, ada dugaan bahwa sensasi nyeri “ganda” yang dirasakan seseorang setelah tusukan jarum dapat menghasilkan sebagian dari kenyataan bahwa transmitter gluramat memberikan sensasi nyeri lebih cepat sedangkan transmitter substansi P memberikan senssi yang lebih lambat. Walaupun secara rinci masih belum diketahui, sepertinya telah jelas bahwa glutamat berperan dalam menjalarkan rasa nyeri cepat ke dalam sistem saraf pusat dan substansi P berhubungan dengan rasa nyeri lambat-kronik.
Jaras paleospintalamikus lambat-kronik berakhir secara luas dalam batang otak dalam daerah berbayang yang besar. Hanya sepersepuluh sampai seperempat serabut yang melewati seluruh jalur ke talamus. Namun demikian, serabut-serabut ini kebanyakan berakhir di satu dari tiga berikut:
1.      Nukleus retikularis medula, pons dan mesensefalons
2.      Area tektal dari mesensefalon dalam sampai kolikuli superior dan inferior; atau
3.      Daerah periakueduktus substansia grisea yang mengelilingi aqueduktus sylvii.
Daerah lebih rendah dari batang otak ini tampaknya penting untuk merasakan rasa sakit dari nyeri.
Lokalisasi nyeri yang dijalarkan lewat jalur jaras paleospinotalamikus bersifat buruk. Contohnya, jenis kronik-lambat dapat selalu dilokalisasikan hanya pada bagian tubuh yang luas seperti untuk satu lengan atau tungkai tetapi tidak untuk daerah yang lebih spesifik. Hal ini dipertahankan oleh jaras dengan konektivitas difusi dan multisinaptik.
 Jalur Nyeri di Sistem Saraf Pusat
 Jalur Asendens
Serat saraf C dan A-delta aferen yang menyalurkan stimuli masuk kemedula spinalis diakar saraf dorsal. Serta-serat ini memisah sewaktu masuk ke korda dan kemudian kembali menyatu di kornu dorsalis medula spinalis. Daerah ini menerima, menyalurkan dan memproses impuls sensorik. Kornu dorsalis medula spinalis dibagi menjadi lapisan-lapisan sel yang disebut lamina. Dua dari lapisan ini(yakni laminaII dan III) yang disebut substansi gelatinosa sangat penting dalam transmisi dan modulasi nyeri.
Dari kornu dorsalis, impuls nyeri dikirim keneuron –neuron yang menyalurkan informasi kesisi berlawanan medula spinalis di komisura anterior  dan kemudian menyatu ditraktus spinotalamikus anterolateralis, yang naik ketalamus dan struktur otak lainnya. Dengan demikian, transmisi impuls nyeri dimedula spinalis bersifat kontaletaral terhadap sisi tubuh tempat impuls tersebut berasal. Seperti adanya dua tipe nyeri yang disalurkan oleh nosiseptor, juga tredapat dua jalur spinotalamikus sejajar yang menyalurkan impuls-impuls ini keotak tarktus neospinotalamikus dan traktus paleospinotalamikus.
Traktus neospinotalamikus adalah suatu sistem langsung yang membawa informassi diskriminatif sensorik nyeri cepat dan akut dari nosiseptor A-delta kedaerah talamus. Sistem ini akan berakhir di dalam nukleus posterolateral ventaralis hipotalamus. Sebuah neuron ditalamus kemudian memproyeksikan akson-aksonnya melalui bagian posterior kapsula interna untuk membawa impuls nyeri kekorteks somatosensorik  primer girus pasca sentralis. Pola tersusun ini penting bagi apek sensorik dikriminatif nyeri akut yang dirasakan yaitu lokasi, sifat dan intensitas nyeri.
Traktus paleospinotalamikus yang menyalurkan impuls yang dimulai dari nosiseptor tipe C lambat kronik, adalah suatu jalur multi sinaps difus yang membawa impuls keformasio rettikularis batang otak sebelum berakhir dinukleus parafasikularis dan nukleus intra laminar lain ditalamus, hipotalamus, nukleus sistem limbik dan korteks otak depan. Karena impuls ini bersifat lebih lambat maka nyeri yang ditimbulkan berkaitan dengan rasa panas, pegal dan nyeri yang lokalisasinya samar. Sistem ini mempengaruhi ekspresi nyeri dalam hal toleransi, perilaku, dan respon autonom simpatis. Sistem ini sangat berperan pada nyeri kronik, dan memperentarai respon otonom terkait, perilaku emosional dan penurunan ambang yang sering terjadi. Dengan demikian disebut juga sebagai suatu sistem nosiseptor motivasional dan mempengaruhi.
 Jalur Descendens
Jalur descendes serat-serat aferen yang berjalan dari korteks serebri kebawah kemudula spinalis dapat menghambat atau memodifikasi rangsangan nyeri yang datang melalui mekanisme umpan balik yang melibatkan substansia gelatinosa dan lapisan lainkornu dorsalis. Karenyanya jalur descenden dapat memepengaruhi impuls nyeri ditingkat spinal. Satu jalur descenden yang sangat penting terkait dengan sistem modulasi-nyeri dan analgesik adalah jalur  yang mencakup tiga komponen berikut ini
  1. Bagian pertama adalah substansia grisea periakuaduktus dan substansia grisea periventrikel mesensefalon dan pons bagian atas yang mengelilingi akuaduktus sylvius.
  2. Neuron-neuron dari daerah 1 mengirim impuls kenukleus rafe magnus yang terletak dipons  bagian bawah dan medula bagian atas dan nulkeus retikularis paragiagantoselularis demedula lateralis
  3. Impuls ditransmisikan dari nukleus di 2 Kebawah ke kolumna dorsalis medula spinalis kesuatu kompleks inhibitorik nyeri yang terletak di kornu dorsalis medula spinalis.
Zat-zat neuroregulator diduga dapat mempengaruhi masukan sensorik kemedula spinalis. Neuroregulaor ini dikenal sebagai neurotansmiter. Neurotansmiter adalah neurokimia yang menghambat atau merangsang aktivitas dimembran pasca sinaps. Zat P, adalah suatu neuropeptida merupakan neurotaransmiter spesifik nyeri yang tterdapat dalam kornu dorsalis, neuro transmiter lain yang diduga berperan dalam transmisi nyeri adalah asetilkolin, noreepinefrin, epinefrin, dopamin dan serotonin. Dua neuro transmiter yakni serotonin( 5- dihidrositriptamin dan noreepinefrin diketahui terlibat dalam inhibisi terhadap sinyal nyeri yang datang.
 Fungsi Formasio Retikularis, Talamus dan Korteks Serebri dalam apresisasi rasa nyeri
            Pengangkatan secara komplet area sensorik korteks serebri tak akan mengganggu kemampuan seekor hewan untuk merasakan nyeri. Oleh karena itu, ada anggapan bahwa impuls nyeri yang memasuk formasio retikularis batang otak yuang lebih rendah lainnya menimbulkan persepsi nyeri yang disadari. Hal ini tak berarti korteks serebri tidak berbuat apa-apa dalam mengartikan secara normal rasa nyeri, perangsangan listrik yang dilakukan pada area korteks somatosensorik sudah dapat menyebabkan seseorang merasakan rasa nyeri yang ringan pada sekitar 3 persen dari daerah yang dirangsang. Namun, ada anggapan bahwa korteks berperan penting dalam menginterpretasikan kualitas nyeri, meskipun persepsi nyeri secara prinsip merupakan fungsi dari pusat-pusat yang lebih rendah.
 Sistem Penekan Rasa Nyeri
 Analgesia dalam otak dan medula spinalis
Sistem analgesia terdiri atas tiga komponen utama:
1.      Area periakuaduktus grisea dan periventrikular dari mesensefalon dan bagian atas pons yang mengelilingi akuaduktus sylvii dan bagain ventrikel ketiga dan keempat. Neuron-neuron dari daerah ini mengirimkan sinyal ke …
2.      Nukleus rafe magnus yang merupakan nukleus tipis di garis tengah yang terletak dibagian bawah pons dan bagian atas medulla oblongata dan nukleus retikularis paragigantoselularis yang terletak di sebelah lateral dari medulla. Dari nuklei ini, sinyal-sinyal urutan kedua dijalarkan ke bawah kolumna dorsolateralis di medulla spinalis menuju ke..
3.      Kompleks penghambat rasa nyeri di dalam radiks dorsalis medulla spinalis. Pada tempat itu, sinyal analgesia dapat menghambat sinyal rasa nyeri sebelum dipancarkan ke otak.
Perangsangan listrik yang dilakukan pada area periakueduktal kelabu atau pada nukleus rafe magnus menekan banyak sinyal nyeri hebat yang memasuki radiks dorsalis medulla spinalis. Juga perangsangan yang dilakukan pada daerah-daerah otak yang lebih tinggi yang merangsang periakuesuktal kelabu juga dapat menekan rasa nyeri. Beberapa daerah ini adalah nuklei periventrikular dalam hipotalamus, terletak berdekatan dengan ventrikel ketiga dan yang kurang penting yaitu berkas prosensefalon medial yang juga terletak di hipotalamus.
Ada beberapa bahan transmitter yang ikut terlibat dalam sistem analgesia khususnya enkefalin dan serotonin. banyak ujung serabut saraf berasal dari nuclei periventrikular dan area periakueduktal kelabu menyekresi enkefalin. Jadi ujung banyak serabut yang terdapat dalam nukleus rafe magnus melepaskan enkefalin jika dirangsang.
Serabut-serabut yang berasal dari daerah itu mengirimkan sinyal ke kornu medulla spinalis untuk menyekresi serotonin. serotonin menyebabkan neuron-neuron lokal medulla spinalis untuk menyekresi enkefalin. Enkefalin dianggap dapat menimbulkan baik hambatan presinaptik dan postsinaptik pada serabut-serabut nyeri tipe C dan tipe Aδ yang bersinaps di kornu dorsalis.
Jadi, sistem analgesia ini dapat memblok sinyal nyeri pada tempat masuknya ke medula spinalis. Sistem ini juga dapat memblok sebagian besar refleks-refleks medula spinalis yang timbul akibat sinyal nyeri khususnya refleks penarikan (withdrawal refleks).
 Sistem Opium Otak
Penyuntikkan morfin dalam jumlah yang sedikit ke dalam nukleus periventrikular di sekitar ventrikel ketiga atau ke dalam area periakueduktal kelabu batang otak menimbulkan perasaan analgesia yang hebat sekali. Zat serupa morfin, terutama opiat, bekerja di banyak titik pada sistem analgesia termasuk kornu dorsalis medula spinalis. Karena kebanyakan obat yang memengaruhi eksitabilitas neuron juga bekerja pada reseptor-reseptor sinaptik, ada anggapan bahwa reseptor morfin sistem analgesia sebenarnya merupakan reseptor untuk beberapa neurotransmiter seperti morfin yang memang disekresikan dalam otak. Dalam otak, ada paling sedikit dua belas bahan semacam opium yang terdapat pada beberapa tempat dalam syaraf. Semuanya merupakan hasil pemecahan tiga molekul protein besar: proopiomelanokortin, proenkefalin dan prodinorfin. Bahan serupa opium yang penting adalah β-endorfin, met-enkefalin, leu-enkefalin dan dinorfin.
Kedua enkefalin dijumpai di batang otak dan medula spinalis pada bagian sistem analgesia yang telah dijelaskan sebelumnya dan β-endorfin dapat dijumpai dalam hipotalamus dan kelejar hipofisis. Ditemukan juga dinorfin di tempat yang sama dengan enkefalin, tetapi dengan jumlah yang sangat sedikit.
Teori Pengontrolan Nyeri (Gate control theory)
Terdapat berbagai teori yang berusaha menggambarkan bagaimana nosireseptor dapat menghasilkan rangsang nyeri. Sampai saat ini dikenal berbagai teori yang mencoba menjelaskan bagaimana nyeri dapat timbul, namun teori gerbang kendali nyeri dianggap paling relevan (Tamsuri, 2007)Teori gate control dari Melzack dan Wall (1965) mengusulkan bahwa impuls nyeri dapat diatur atau dihambat oleh mekanisme pertahanan di sepanjang sistem saraf pusat. Teori ini mengatakan bahwa impuls nyeri dihantarkan saat sebuah pertahanan dibuka dan impuls dihambat saat sebuah pertahanan tertutup. Upaya menutup pertahanan tersebut merupakan dasar teori menghilangkan nyeri.
Suatu keseimbangan aktivitas dari neuron sensori dan serabut kontrol desenden dari otak mengatur proses pertahanan. Neuron delta-A dan C melepaskan substansi C melepaskan substansi P untuk mentranmisi impuls melalui mekanisme pertahanan. Selain itu, terdapat mekanoreseptor, neuron beta-A yang lebih tebal, yang lebih cepat yang melepaskan neurotransmiterpenghambat. Apabila masukan yang dominan berasal dari serabut beta-A, maka akan menutup mekanisme pertahanan. Diyakini mekanisme penutupan ini dapat terlihat saat seorang menggosok punggung penderita dengan lembut. Pesan yang dihasilkan akan menstimulasi mekanoreseptor, apabila masukan yang dominan berasal dari serabut delta A dan serabut C, maka akan membuka pertahanan tersebut dan klien mempersepsikan sensasi nyeri. Bahkan jika impuls nyeri dihantarkan ke otak, terdapat pusat kortek yang lebih tinggi di otak yang memodifikasi nyeri. Alur saraf desenden melepaskan opiat endogen, seperti endorfin dan dinorfin, suatu pembunuh nyeri alami yang berasal dari tubuh. Neuromedulator ini menutup mekanisme pertahanan dengan menghambat pelepasan substansi P. tehnik distraksi, konseling dan pemberian plasebo merupakan upaya untuk melepaskan endorfin (Potter, 2005)
Tipe Khusus Nyeri
 Nyeri Alih (Reffered Pain)
Nyeri alih merupakan rasa nyeri yang dirasakan di bagian tubuh yang letaknya cukup jauh dari jaringan yang menyebabkan rasa nyeri. Contohnya, rasa nyeri di dalam dalah satu organ viseral sering dialihkan ke suatu daerah di permukaan tubuh. Ini terjadi apabila serabut nyeri viseral terangsang, sinyal nyeri yang berasal dari visera selanjutnya dijalarkan melalui beberapa neuron yang sama yang menjalarkan sinyal nyeri yang berasal dari kulit. Pengetahuan mengenai bermacam-macam nyeri alih ini sangat berguna dalam diagnosis klinis penyakit karana pada banyak penyakit viseral satu-satunyatanda klinis yang ditemui adalah nyeri alih.
 Nyeri Viseral
            Dalam diagnosis klinik, rasa nyeri yang berasal dari bermacam-macam organ visera dalam abdomen dan dada merupakan salah satu criteria yang dapat dipakai untuk mendiagnosis peradangan visera, penyakit infeksi visera dan kelainan visera lain. Seringkali visera tidak mempunyai reseptor-reseptor sensorik untuk modalitan sensasi lain kecuali untuk rasa nyeri. Juga, dalam beberapa aspek yang penting, rasa nyeri viseral berbeda dengan rasa nyeri yang berasal dari permukaan tubuh. Salah satu perbedaan yang paling penting adalah walaupun organ visera mengalami kerusakan yang berat jarang mencetuskan rasa nyeri yang hebat. Sebaliknya, setiap stimulus yang menimbulkan perangsangan difus pada ujung serabut nyeri melalui organ visera (viskus) akan menimbulkan rasa nyeri yang hebat.
Penyebab dari rasa nyeri viseral yang murni
Pada dasarnya, semua nyeri visera yang murni dalamruang toraks dan ruang abdomen dijalarkan melalui serabut saraf nyeri kecil tipe C, sehingga hanya dapat menjalarkan rasa nyeri tipe pegal-pedih-kronik. Adapun penyebabnya antara lain,
1.      Iskemia
Iskemia menyebabkan nyeri viseral dengan cara yang tepat sama seperti timbulnya rasa nyeri di jaringan lain, mungkin karena terbentuknya produk akhir metabolik yang asam atau produk yang dihasilkan oleh jaringan degenaratif seperti bradikinin, enzim proteolitik atau bahan lain yang merangsang ujung serabut nyeri.
2.      Stimulus kimia
Pada suatu saat, bahan-bahan yang rusak keluar dari traktus gastrointestinal masuk ke dalam rongga peritoneum. Contohnya, asam proteolitik getah lambung seringkali dapat keluar dari lambung yang robek atau tukak duodeni. Getah ini kemudian menyebabkan tercernanya peritoneum viseral sehingga merangsang daerah serabut nyeri yang sangat luas. Rasa nyeri yang timbul biasanya sangat hebat.
3.      Spasme viskus berongga
Sering rasa nyeri yang timbul akibat viskus spastik dicetuskan dalam bentuk kram dengan rasa nyeri yang menghebat dan kemudian menghilang. Proses ini berlanjut secara berulang, timbulnya setiap beberapa menit sekali. Timbulnya siklus berulang tersebut disebabkan oleh pengulangan kontraksi otot polos. Contohnya, keadaan kram ini akan timbul setiap kali ada gelombang peristaltik menjalar melalui usus yang spastik. Rasa nyeri tipe kram seringkali timbul pada penyakit apendisitis, gastroenteritis, konstipasi, menstruasi, persalinan, kelainan kandung empedu atau obstruksi ureter.
4.      Distensi berlebihan pada viskus berongga
Viskus berongga apabila diisi berlebihan juga akan menimbulkan rasa nyeri, ini mungkin disebabkan oleh jaringan itu sendir yang terlalu teregang. Keadaan distensi yang berlebihan dapat juga mengempiskan pembuluh-pembuluh darah yang mengelilingi organ visera atau yang menlalui dinding organ visera, jadi mungkin memacu timbulnya rasa nyeri iskemia.
5.      Visera yang tidak sensitif
Sebagian kecil daerah organ visera ada yang hampir sama sekali tak peka terhdap setiap macam rasa nyeri. Daerah ini meliputi daerah daerah parenkim hati dan alveoli paru. Ternyata, kapsul hati sangat peka terhadap trauma langsung dan peregangan, dan saluran empedu juga peka terhadap rasa nyeri. Dalam paru, walaupun alveoli tidak sensitif, ternyata baik bronki maupun pleura parietalis sangat sensitif terhadap rasa nyeri.