Das Schmerzempfinden wurde entwickelt, um sicherzustellen, dass Organismen schädliche oder tödliche Reize vermeiden. Schmerz hat eine starke emotionale Komponente, aber auch eine echte physiologische Grundlage für das Gefühl. Schmerzphysiologische Studien haben gezeigt, dass Schmerzen ähnlich wie andere körperliche Empfindungen wie Temperatur oder Berührung wahrgenommen und an das Gehirn weitergeleitet werden.
Viele Tiere, einschließlich des Menschen, haben schmerzspezifische Rezeptoren, die Noziozeptoren genannt werden. Diese existieren im ganzen Körper, mit Ausnahme des Gehirns, und sind freie Nervenenden. Bei schmerzhaften Reizen lösen sie das Feuer der Noziozeptorzelle aus. Es kann viele mögliche Ursachen für Schmerzen geben, da mechanische, chemische, elektrische und biologische Reize zum Feuern führen können.
Nach dem ersten Auslösen des Noziozeptors wird das Signal an andere Zellen weitergeleitet, die die Informationen an das Rückenmark und das Gehirn weiterleiten. Laut moderner schmerzphysiologischer Forschung wird Schmerz wahrgenommen, wenn diese Signale das zentrale Nervensystem erreichen. Der Thalamus ist der erste Bereich, in dem Schmerzen wahrgenommen werden.
Das Signal wird dann zum limbischen System, das den emotionalen Aspekt des Schmerzes erklärt, und gleichzeitig zur Großhirnrinde übertragen. Hier findet die Interpretation und Wahrnehmung von Schmerz statt. Einige Teile des Kortex, einschließlich des primären sensorischen Kortex, ermöglichen es, die Quelle des Schmerzes zu lokalisieren.
In der Schmerzphysiologie gibt es zwei verschiedene Arten von Nervenfasern, die für zwei Arten von Schmerzen verantwortlich sind. Der erste Typ, A-Fasern genannt, gibt schnelle Informationen über plötzliche Schmerzen wie einen Schnitt oder eine Verbrennung weiter. Die schnelle Übertragung ermöglicht reflektorische Reaktionen, wie das Weggehen von der Schmerzursache, noch bevor das Gehirn den Schmerz selbst wahrnimmt.
Eine andere Art von Nervenfaser, die in der Schmerzphysiologie wichtig ist, ist die kleinere C-Faser. Diese Fasern übertragen Nachrichten nach dem anfänglichen Schmerzempfinden und vermitteln die dumpfen Schmerzen oder leichten Verbrennungen, die nach einem stärkeren anfänglichen Schmerz folgen. Nachrichten von den C-Fasern werden aufgrund ihrer Größe und weil ihre Axone nicht von Myelin umhüllt sind, langsamer transportiert. Sie sollen für einige chronische Schmerzempfindungen verantwortlich sein.
Durch das Verständnis der Schmerzphysiologie wurden verschiedene Angriffspunkte für Schmerzmittel deutlich. Viele Schmerzbehandlungen konzentrieren sich auf die Hemmung von Schmerzsignalen, die die emotionale Komponente des Schmerzes betreffen, einschließlich narkotischer Schmerzmittel. Frei verkäufliche Schmerzmittel reduzieren häufig Entzündungen und die Übertragung von anfänglichen Schmerzsignalen von Noziozeptoren. Noch andere Schmerzmittel umfassen Antiepileptika, die versuchen, die kontinuierliche Schmerzwahrnehmung durch Fehlzündungen von Zellen im Nervensystem zu verhindern.