Effects and consequences of nerve injury on the electrical properties of sensory neurons

Nociceptive pain alerts the body to potential or actual tissue damage. By contrast, neuropathic or "noninflammatory" pain, which results from injury to the nervous system, serves no useful purpose. It typically continues for years after the original injury has healed. Sciatic nerve lesions can invoke chronic neuropathic pain that is accompanied by persistent, spontaneous activity in primary afferent fibers. This activity, which reflects changes in the properties and functional expression of Na⁺, K⁺, and Ca²⁺ channels, initiates a further increase in the excitability of second-order sensory neurons in the dorsal horn. This change persists for many weeks. The source of origin of the pain thus moves from the peripheral to the central nervous system. We hypothesize that this centralization of pain involves the inappropriate release of peptidergic neuromodulators from primary afferent fibers. Peptides such as substance P, neuropeptide Y (NPY), calcitonin-gene-related peptide (CGRP), and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) may promote enduring changes in excitability as a consequence of neurotrophic actions on ion channel expression in the dorsal horn. Findings that form the basis of this hypothesis are reviewed. Study of the neurotrophic control of ion channel expression by spinal peptides may thus provide new insights into the etiology of neuropathic pain.Key words: neuropathic pain, spinal cord injury, allodynia, dorsal root ganglion, axotomy.

La douleur nociceptive avertit le corps d'un dommage tissulaire réel ou potentiel. Par contre, la douleur neuropathique ou "non inflammatoire", qui découle d'une lésion du système nerveux, n'a aucune utilité précise. En général, elle dure des années après la guérison de la lésion initiale. Les lésions du nerf sciatique peuvent provoquer une douleur neuropathique chronique qui est accompagnée d'une activité spontanée et persistante des fibres afférentes primaires. Cette activité, qui reflète des changements dans les propriétés et dans l'expression fonctionnelle des canaux Na⁺, K⁺ et Ca²⁺, déclenche une nouvelle augmentation de l'excitabilité des neurones sensitifs de second ordre dans la corne dorsale. Ce changement dure plusieurs semaines. Le site d'origine de la douleur se déplace alors du système nerveux périphérique vers le système nerveux central. Nous émettons l'hypothèse que cette centralisation de la douleur est liée à la libération inappropriée de neuromodulateurs peptidergiques des fibres afférentes primaires. Des peptides, tels que la substance P, le neuropeptide Y (NPY), le peptide lié au gène de la calcitonine (CGRP) et le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF), pourraient favoriser des changements durables dans l'excitabilité par suite d'actions neurotrophiques sur l'expression des canaux ioniques dans la corne dorsale. Les résultats à la base de cette hypothèse sont révisés. L'examen de la régulation neurotrophique de l'expression des canaux ioniques par les peptides spinaux pourrait ainsi apporter un nouvel éclairage sur l'étiologie de la douleur neuropathique.Mots clés : douleur neuropathique, lésion de la moelle épinière, allodynie, ganglion de la racine dorsale, axotomie.[Traduit par la Rédaction]