Vlákna C sa nachádzajú v periférnych nervoch somatického senzorického systému. Prenášajú vnemy o fyziologickom stave tela z periférie do centrálneho nervového systému.
Axóny vlákien C sú zoskupené do tzv. Remakových zväzkov. Tie vznikajú, keď nemyelinizované Schwannove bunky zviažu axóny tesne k sebe tým, že ich obklopia. Schwannova bunka zabraňuje ich vzájomnému dotyku tým, že medzi axóny vtláča svoju cytoplazmu. Stav Remakových zväzkov sa mení s vekom. Počet axónov vlákien C v každom Remakovom zväzku sa mení podľa miesta. Napríklad na modeli potkana sa veľké zväzky s viac ako 20 axónmi nachádzajú na výstupe z dorzálneho koreňového ganglia L5, zatiaľ čo menšie zväzky s priemernými 3 axónmi sa nachádzajú v distálnych nervových segmentoch. Do zväzku Remak prispieva viacero neurónov s priemerným pomerom približne 2 axónov na zväzok. Plocha prierezu Remakovho zväzku je úmerná počtu axónov, ktoré sa v ňom nachádzajú. Remakové zväzky v distálnom periférnom nerve sú zoskupené s inými Remakovými zväzkami. Ukázalo sa, že Remakove Schwannove bunky elektrochemicky reagujú na akčné potenciály axónov, ktoré sa v nich nachádzajú.
V experimentoch, pri ktorých došlo k poškodeniu nervu, ale blízke C vlákna zostali neporušené, sa pozorovala zvýšená spontánna aktivita C vlákien. Tento jav podporuje teóriu, že poškodené nervové vlákna môžu uvoľňovať faktory, ktoré menia funkciu susedných nepoškodených vlákien. Štúdium Remakových zväzkov má dôležité dôsledky pri regenerácii nervov po utrpenom poranení. V súčasnosti trvá obnova funkcie distálnych C vlákien mesiace a stále sa môže obnoviť len neúplná funkcia. To môže mať za následok abnormálnu senzorickú funkciu alebo neuropatickú bolesť. Predpokladá sa, že zväzky Remak uvoľňujú určité trofické faktory, ktoré podporujú regeneráciu poškodených axónov.
Vlákna C synaptujú na projekčné neuróny druhého rádu v mieche na horných platničkách dorzálneho rohu v substantia gelatinosa. Projekčné neuróny druhého rádu sú typu WDR (wide dynamic range), ktoré prijímajú vstup z nociceptívnych terminálov, ako aj z myelinizovaných vlákien typu A. V spinotalamickom trakte existujú tri typy projekčných neurónov druhého rádu: široký dynamický rozsah (WDR), vysoký prah (HT) a nízky prah (LT). Tieto klasifikácie sú založené na ich reakciách na mechanické podnety. Neuróny druhého rádu vystupujú do mozgového kmeňa a talamu vo ventrolaterálnom alebo anterolaterálnom kvadrante kontralaterálnej polovice miechy a tvoria spinotalamický trakt. Spinotalamická dráha je hlavnou dráhou spojenou s vnímaním bolesti a teploty, ktorá bezprostredne prechádza cez miechu laterálne. Táto funkcia kríženia je klinicky dôležitá, pretože umožňuje identifikovať miesto poranenia.
Vlákna Aδ sú kvôli vyššej rýchlosti vedenia zodpovedné za pocit prvej ostrej bolesti. Reagujú na slabšiu intenzitu podnetu. Vlákna C však reagujú na silnejšiu intenzitu podnetu a sú zodpovedné za pomalú, tupú, dlhšie trvajúcu druhú bolesť.
Táto variabilita vstupných signálov si vyžaduje, aby rôzne bunky kôry v lamine 1 mali rôznu modálnu selektivitu a morfológiu. Tieto rozdielne neuróny sú zodpovedné za rôzne pocity, ktoré vnímame v našom tele, a možno ich klasifikovať podľa ich reakcií na rozsahy podnetov. Mozog využíva integráciu týchto signálov na udržiavanie homeostázy v tele, či už súvisí s teplotou alebo bolesťou.
Vaniloidný receptor (VR-1, TRPV1) je receptor, ktorý sa nachádza na voľných nervových zakončeniach C aj Aδ vlákien a ktorý reaguje na zvýšené hladiny tepla (> 43 °C) a chemickú látku kapsaicín. Kapsaicín aktivuje vlákna C otvorením ligandom riadeného iónového kanála a vyvolaním akčného potenciálu. Keďže tento receptor reaguje na kapsaicín aj na teplo, čili papričky sú vnímané ako horúce. VR-1 je schopný reagovať aj na extracelulárne okyslenie a dokáže integrovať súčasné pôsobenie všetkých troch senzorických podnetov. VR1 je nevyhnutný pre zápalovú senzibilizáciu na škodlivé tepelné podnety. Druhý typ receptora, vaniloidu podobný receptor (TRPV2,VRL-1), má vyšší prah aktivácie, pokiaľ ide o teplo, približne 52 °C, a reaguje aj na kapsaicín a nízke pH. Oba typy receptorov sú transmembránové receptory, ktoré sú počas pokojových podmienok uzavreté. Keď sú tieto receptory otvorené, umožňujú prílev sodíka a vápnika, ktorý iniciuje akčný potenciál cez vlákna. Oba receptory sú súčasťou väčšej skupiny receptorov nazývaných receptory prechodného receptorového potenciálu (TRP). Ak dôjde k poškodeniu týchto receptorov prechodu tepla, výsledkom môže byť chronická neuropatická bolesť spôsobená znížením prahu tepelnej bolesti pre ich fosforyláciu.
Po nervovej lézii buď C vlákien, alebo Aδ vlákien sa stávajú abnormálne citlivými a spôsobujú patologickú spontánnu aktivitu. Táto zmena normálnej aktivity sa vysvetľuje molekulárnymi a bunkovými zmenami primárnych aferentných nociceptorov ako odpoveď na poškodenie nervu. Abnormálna aktivita poškodených nervov súvisí so zvýšenou prítomnosťou mRNA pre napäťovo riadené sodíkové kanály. Nepravidelné zoskupenie týchto kanálov v miestach abnormálnej aktivity môže byť zodpovedné za zníženie aktivačného prahu, čo vedie k hyperaktivite.
Po poškodení nervu alebo opakovanej stimulácii dochádza u neurónov WDR (wide dynamic range) k všeobecnému zvýšeniu excitability. Táto hypervzrušivosť môže byť spôsobená zvýšenou odpoveďou neurónov na škodlivý podnet (hyperalgézia), väčším recepčným poľom neurónov alebo rozšírením hypervzrušivosti do ďalších segmentov. Tento stav je udržiavaný vláknami C. Vlákna C spôsobujú centrálnu senzibilizáciu dorzálneho rohu v mieche ako odpoveď na ich hyperaktivitu. Mechanizmus, ktorý je základom tohto javu, zahŕňa uvoľňovanie glutamátu týmito patologicky senzitizovanými C vláknami. Glutamát interaguje s postsynaptickými NMDA receptormi, čo napomáha senzibilizácii dorzálneho rohu. Presynaptické neuronálne napäťovo riadené N-kalciové kanály sú vo veľkej miere zodpovedné za uvoľňovanie tohto glutamátu, ako aj neuropeptidu, substancie P. Expresia presynaptických neuronálnych napäťovo riadených N-kalciových kanálov sa zvyšuje po nervovej lézii alebo opakovanej stimulácii. Aktivácia NMDA receptorov (glutamátom) zvyšuje postsynaptickú syntázu oxidu dusnatého. Predpokladá sa, že oxid dusnatý migruje späť do presynaptickej membrány, aby zvýšil expresiu napäťovo riadených N-vápenatých kanálov, čo vedie k fenoménu bolestivého navíjania. Tento abnormálny cyklus centrálnej senzibilizácie má za následok zvýšenú bolesť (hyperalgézia) a reakcie na bolesť z predtým nedráždivých podnetov vyvolávajú odpoveď na bolesť (alodýnia).
Centrálna senzibilizácia neurónov dorzálneho rohu, ktorá je vyvolaná aktivitou vlákien C, je zodpovedná za časovú sumáciu „druhej bolesti“ (TSSP). Táto udalosť sa nazýva „windup“ a závisí od frekvencie stimulu väčšej alebo rovnej 0,33 Hz. Windup sa spája s chronickou bolesťou a centrálnou senzibilizáciou. Táto minimálna frekvencia bola určená experimentálne porovnaním fMRI zdravých pacientov pri vystavení rôznym frekvenciám tepelných impulzov. Mapy fMRI ukazujú spoločné oblasti aktivované reakciami TSSP, medzi ktoré patria kontralaterálny talamus (THAL), S1, bilaterálna S2, predná a zadná insula (INS), stredná predná cingulárna kôra (ACC) a doplnkové motorické oblasti (SMA). Udalosti TSSP sa spájajú aj s inými oblasťami mozgu, ktoré spracúvajú funkcie, ako je somatosenzorické spracovanie, vnímanie a modulácia bolesti, poznávanie, predmotorická aktivita v mozgovej kôre.
V súčasnosti je dostupnosť liekov osvedčených na liečbu neuropatickej bolesti obmedzená a u jednotlivých pacientov sa značne líši. Mnohé vyvinuté lieky boli objavené buď náhodne, alebo pozorovaním. Niektoré liečebné postupy z minulosti zahŕňajú opiáty, ako je extrakt z maku, nesteroidné protizápalové lieky, ako je kyselina salicylová, a kokaín. Ďalšie nedávne liečby pozostávajú z antidepresív a antikonvulzív, hoci nebol vykonaný žiadny podstatný výskum skutočného mechanizmu týchto liečebných postupov. Pacienti však na tieto liečby reagujú rôzne, možno kvôli rozdielom medzi pohlaviami alebo genetickému pozadiu. Vedci si preto uvedomili, že žiadny liek ani jedna skupina liekov nezníži všetky bolesti. Výskum sa teraz zameriava na základné mechanizmy, ktoré sa podieľajú na vnímaní bolesti a na to, ako môže dôjsť k jej poruche, aby sa vyvinul vhodný liek pre pacientov postihnutých neuropatickou bolesťou.
Mikroneurografia je technika využívajúca kovové elektródy na pozorovanie nervovej prevádzky myelinizovaných aj nemyelinizovaných axónov v eferentných a aferentných neurónoch kože a svalov. Táto technika je obzvlášť dôležitá pri výskume zahŕňajúcom C vlákna. Možno pozorovať jednotlivé akčné potenciály z nemyelinizovaných axónov. Záznamy z eferentných postgangliových sympatických C vlákien svalov a kože prinášajú dôležité poznatky o nervovej kontrole autonómnych efektorových orgánov, ako sú cievy a potné žľazy. Záznamy aferentných výbojov z nociceptorov C identifikovaných metódou značenia sa tiež ukázali ako dôležité nástroje na odhalenie mechanizmov, ktoré sú základom pocitov, ako je svrbenie.
Bohužiaľ, interpretácia mikroneurografických údajov môže byť zložitá, pretože z tejto metódy nemožno určiť axonálny membránový potenciál. Doplnková metóda, ktorá sa používa na lepšie pochopenie týchto údajov, zahŕňa skúmanie záznamov excitability po hrote a posunov latencie; tieto vlastnosti súvisia so zmenami membránového potenciálu nemyelinizovaných axónov, ako sú C vlákna. Moalem-Taylor a kol. experimentálne použili chemické modulátory so známymi účinkami na membránový potenciál na štúdium postšpikovej superexcitability C vlákien. Vedci zistili tri výsledné udalosti. Chemické modulátory môžu spôsobiť kombináciu straty superexcitability spolu so zvýšenou axónovou excitabilitou, čo naznačuje depolarizáciu membrány. Po druhé, hyperpolarizácia membrány môže byť výsledkom blokády axonálneho hyperpolarizáciou aktivovaného prúdu. Napokon, nešpecifické zvýšenie povrchového náboja a zmena aktivácie sodíkových kanálov v závislosti od napätia je výsledkom aplikácie vápnika.
soma, axón (axónový pahorok, axoplazma, axolema, neurofibrila/neurofilamentum), dendrit (Nisslovo teliesko, dendritický tŕň, apikálny dendrit, bazálny dendrit) typy (bipolárny, pseudounipolárny, multipolárny, pyramídový, Purkyňov, granulárny)
GSA, GVA, SSA, SVA, vlákna (Ia, Ib alebo Golgiho, II alebo Aβ, III alebo Aδ alebo rýchla bolesť, IV alebo C alebo pomalá bolesť)
GSE, GVE, SVE, horný motorický neurón, dolný motorický neurón (α motorický neurón, γ motorický neurón)
neuropil, synaptický mechúrik, neuromuskulárne spojenie, elektrická synapsa – interneurón (Renshaw)
Voľné nervové zakončenie, Meissnerovo teliesko, Merkelovo nervové zakončenie, svalové vretienko, Paciniho teliesko, Ruffiniho zakončenie, neurón čuchového receptora, fotoreceptorová bunka, vlasová bunka, chuťový pohárik
astrocyty, oligodendrocyty, ependymálne bunky, mikroglie, radiálne glie
Schwannove bunky, oligodendrocyty, Ranvierove uzly, internódy, Schmidt-Lantermanove rezy, neurolemma
epineurium, perineurium, endoneurium, nervový zväzok, meningy