Top Banner
Block k V :Sy yndrom matology y & Sym mptomatology Modu ule 2 : Pain and d the Change of f Tempe Cours se Perio od : A Academi ic Year 2 2009 2 2010 3 rd Seme ester A August 2 24 th –28 8 th 2009 Facult Brawij erature ty of M Medicine jaya Un niversit ty 2009 9
53

V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

Mar 08, 2019

Download

Documents

dangnhi
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

Blockk V  :  Syyndrommatologyy & Symmptomatology 

Moduule 2  :  Pain andd the Change off Tempe

 

Coursse Periood   :  AAcademiic Year 22009 ‐ 22010 

    3rd Semeester 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  AAugust 224th – 288th 2009

FacultBrawij

 

erature  

ty of MMedicine jaya Unniversitty 20099 

Page 2: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

Kelas A Kelas B Kelas BI 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

R.II.1 Lt.3 Gd.Faal

R.I.2 Lt.3 Gd.Faal

R.4.06  Lt.4 GPP

R.II.1 Lt.3 Gd.Faal

R.3.01  Lt.3 GPP

R.3.02Lt.3 GPP

R.3.03  Lt.3 GPP

R.I.2 Lt.3 Gd.Faal

R.3.04 Lt.3 GPP

R.3.05Lt.3 GPP

R.3.06  Lt.3 GPP

R.4.06  Lt.4 GPP

R.3.07  Lt.3 GPP

R.3.08Lt.3 GPP

R.3.09  Lt.3 GPP

 08.00 ‐ 08.50 TAN RR AA

 09.00 ‐ 09.50

10.00 ‐ 10.50

11.00 ‐ 12.00

12.30 ‐ 12.50

13.00 ‐ 13.50

14.00 ‐ 14.50

 08.00 ‐ 08.50 09.00 ‐ 09.50

10.00 ‐ 10.50

11.00 ‐ 11.50

12.00 ‐ 12.50

13.00 ‐ 13.50

14.00 ‐ 14.50

 08.00 ‐ 08.50

 09.00 ‐ 09.50

10.00 ‐ 10.50

11.00 ‐ 11.50

12.00 ‐ 12.50

13.00 ‐ 13.50

14.00 ‐ 14.50

 08.00 ‐ 08.50

 09.00 ‐ 09.50

10.00 ‐ 10.50

11.00 ‐ 11.50

12.00 ‐ 12.50

13.00 ‐ 13.50

14.00 ‐ 14.50

 08.00 ‐ 08.50

 09.00 ‐ 09.50

10.00 ‐ 10.50

11.00 ‐ 11.50

12.00 ‐ 12.50

13.00 ‐ 13.50

14.00 ‐ 14.50

Time Schedule of Modul V (Syndromatology & Symptomatology) ; Module 2 (Pain and the Change of Temperature)

Academic Year 2009‐2010 ; 3rd Semester ; August 24th ‐ 28th 2009

Mandiri 5

Mandiri 4

Mandiri 3

Mandiri 2

Mandiri 1

Overview of Pain and Body Temperature Change

ISHOMA

ISHOMA

ISHOMA

Kelas A Kelas B Kelas BI

24.08.'09 Senin

Tgl Hari Jam Kegiatan Materi Modul

Keynote Speaker

AA

Kuliah 2 Patophisiology of Neuropathic Pain MDH SNK WMS

Kuliah 3 Regulation of Body Temperature in Adult

Kuliah  1 Patophisiology of Nociceptive Pain FB

RI ESW RR

Kuliah 4 Regulation of Body Temperature in Neonatal  TAN

RI

EKO LK

25.08.'09 Selasa

Kuliah 5 Hyperthermia, Fever, Chills & Rash ISN KRM WWJ

Kuliah  6 Hypothermia & Frostbite ISN WWJ KRM

26.08.'09 Rabu

27.08.'09 Kamis

Diskusi 1 Modul Task 1 ‐ 3

Diskusi 2 Modul Task 4 ‐6

Diskusi 3 Modul Task 7 ‐ 8

ISHOMA

TANARY DA ISN SMD EA ACA BS SDR AAN RtR LK

28.08.'09 Jum'at

Diskusi 4 Modul Task 9 ‐ 10

Diskusi 5 Modul Task 11 ‐12

Diskusi 6 Modul Task 13 ‐ 14

ISHOMA

AA IDRDAARY SDR RR RtRON SMD EKO ESW BS

Page 3: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

I. PJMK  : Dr. med. Tommy Alfandy Nazwar, dr. 

II. Secretary  : Shahdevi Nandar Kurniawan, dr, SpS. 

 

III. Contributors 

A. Sub‐Module Pain 

1. Department of Anatomy Histology: 

a. Andi Ansharullah, dr, DAAK. 

b. Dr. med. Tommy Alfandy Nazwar, dr. 

2. Department of Physiology: 

a. Dr. Retty Ratnawati, dr, MSc. 

b. Prof. Dr. M. Rasjad Indra, dr, MS. 

3. Department of Neurology: 

a. Moch. Dalhar, dr, SpS. 

b. Shahdevi Nandar Kurniawan, dr, SpS. 

c. Masruroh Rahayu, dr, MKes. 

4. Department  of Anesthetic: 

a. Hari Bagianto, dr, SpAn(K)IC. 

b. Karmini Yupono, dr, SpAn. 

c. Isngadi, dr, MKes, SpAn. 

d. Wiwi Jaya, dr, SpAn. 

5. Department  of Neurosurgery: 

a. Farhad Bal'afif, dr, SpBS. 

b. Agus Chairul Anab, dr, SpBS. 

 

B. Sub‐Module Body Temperature Changes 

1. Department of Physiology: 

a. Dr. Retty Ratnawati, dr, MSc. 

b. Prof. Dr. M. Rasjad Indra, dr, MS. 

2. Department of Anesthetic: 

a. Karmini Yupono, dr, SpAn. 

3. Department of Pediatric: 

a. R. Aj. Siti Lintang Kawuryan P, dr, SpA(K). 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page i

Page 4: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page ii 

IV. Keynote‐Speakers and Facilitators 

Keynote‐Speakers: 

AA  : Andi Ansharullah, dr, DAAK. EKO  : Eko Sulistijono, dr, SpA. ESW  : Dr. Endang Sri Wahyuni, dr, MS. FB  :  Farhad Bal'afif, dr, SpBS. ISN  :  Isngadi, dr, MKes, SpAn. KRM  : Karmini Yupono, dr, SpAn. LK  : R. Aj. Siti Lintang Kawuryan P, dr, SpA(K).  

MDH  : Moch. Dalhar, dr, SpS. RI  : Prof. Dr. M. Rasjad I, dr, MS. RR  : Dr. Retty Ratnawati, dr, MSc. SNK  : Shahdevi Nandar K, dr, SpS. TAN  : Dr. med. Tommy A. Nazwar, dr. WMS  : Widodo, dr, SpS. WWJ  : Wiwi Jaya, dr, SpAn. 

Facilitators: AA  : Andi Ansharullah, dr, DAAK. AAN  : A. Andi Asmoro, dr, SpAn. ACA  : Agus Chairul Anab, dr, SpBS. ARY  : Arliek Rio Julia, dr, MS, DAHK.  BS  : Bambang Soemantri, dr, MKes. DA  : Danik Agustin P, dr, MKes. EA  : Endang Asmaningsih, dr, MS. EKO  : Eko Sulistijono, dr, SpA. ESW  : Dr. Endang Sri Wahjuni, dr, MS. 

IDR  :  Indriati Dwi Rahayu, dr. ISN  :  Isngadi, dr, MKes, SpAn. LK  : R. Aj. Siti Lintang Kawuryan P, dr, SpA(K). ON  : Onggung MH Napitupulu, dr, MKes.  RR  : Dr. Retty Ratnawati, dr, MSc. RtR  : Rita Rosita, dr, MKes. SDR  : Sudiarto, dr, MS. SMD  : Soemardini, dr, MPd. TAN  : Dr. med.  Tommy  Alfandy  Nazwar,  dr.

  

V. Competency Area 

This module  is a part of  the elaboration of  the area of  competence 3 of  the  Indonesian 

Doctor Competencies i.e. The Scientific‐Base of Medical Sciences. 

 

VI. Competency Component 

A. Review of Anatomy Nervous System 

B. To apply the Concepts and Principles of : 

1. The  Pathophysiology of Nociceptive Pain  

2. The  Pathophysiology of Neuropathic Pain 

3. Neonatal Thermoregulation 

4. The Regulation of Body Temperature in Adult 

5. The Pathophysiology and the Signs and Symptoms of: 

a. Hypothermia & Frostbite 

b. Hyperthermia, Fever, Chills, & Rash 

 

Page 5: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

VII. Clinical Competence 

Be able to recognize and place the clinical pictures of the most common diseases related to 

Pain  and  Change  of  Temperature  syndrome  and  symptoms  and  knows  how  to  acquire 

more information on it 

 

VIII. Learning Objectives 

At the end of the Teaching learning Process of this Module, the student should be able to: 

A. Understand the pathophysiology of Pain and the changes of temperature 

B. Recognize  significant  signs  and  symptoms occurred    in  some diseases  associated with 

Pain and the changes of Temperature 

C. Identify  the most  common  diseases  in  Indonesia  which  are  related  to  Pain  and  the 

changes of Temperature. 

 

IX. Lecture Description 

This module  is  a  part  of Module  on  Pain  and  The  Change  of  Temperature  integrated 

designed for medical student of the 3rd semester through Teaching‐Learning Process in the 

3rd Block both in Lecture and Small Group Discussion. This part of Module will facilitate the 

student  a  basic  understanding  of  the  neuroanatomy  of  Pain  and  Temperature  prior  to 

developing their knowledge on diseases related to Pain and the Changes of Temperature. 

 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page ii

Page 6: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

X. General Concept of Nociceptive Pain 

A. Basic Terms  

1. Input from the somatosensory systems informs the organism about events impinging 

on it.  

2. Sensation  can  be  divided  into  four  types:  superficial,  deep,  visceral,  and  special. 

Superficial  sensation  in  concerned  with  touch,  pain,  temperature,  and  two‐point 

discrimination.  Deep  sensation  includes  muscle  and  joint  position  sense 

(proprioception),  deep  muscle  pain,  and  vibration  sense.  Visceral  sensations  are 

relayed by autonomic afferent  fibers, and  include hunger, nausea, and visceral pain. 

Special  senses  –  smell,  vision,  hearing,  taste,  and  equilibrium  –  are  conveyed  by 

cranial nerves. 

3. Receptors are  specialized  cells  for detecting particular  changes  in  the environment, 

and  is  divided  into:  Extroceptors,  (refer:  Histology)  receive  stimulus  (pain, 

temperature, touch, tactile) sensation from the skin, Enteroceptors, receive sensation 

from  the  mucus  membrane  of  the  body  openings  and  visceral  organs,  and 

Proprioceptors receive impulse from muscle, joint, and tendons. 

4. Connections  are  a  chain  of  three  long  neurones  and  a  number  of  interneuron 

conducts stimuli from the receptor or free ending to the somatosensory cortex. First 

Order  Neuron  lies  in  Ganglion  spinals  of  Radix  posterior  of  the  spinal  cord,  or  a 

somatic  afferents  ganglion  of  cranial  nerves.  Second  Order  neuron  lies  within  the 

neuro‐axis  (spinal  cord  or  brainstem  i.e. Nucleus  gracilis  and Nucleus  cuneatus)  to 

terminate  in  the  thalamus. Third Order Neuron  lays  in  the  thalamus, projects  to  the 

sensory  cortex,  in  turn,  process  information,  interpret  its  location,  quality,  and 

intensity and make appropriate responses. 

5. Sensory  Pathways  are  bundle  (tractus)  of multiple  neurons  created  from  the  same 

type  of  receptor.  This  pathway  ascending  in  the  spinal  cord  continues within  the 

brainstem, to end in the main sensory areas in the cortex (gyrus postcentralis). There 

are two major sensory pathways,  i.e. the  lemniscal (dorsal column) system (funiculus 

gracilis/Goll  and funiculus cuneatus/Burdach) carries touch, joint sensation, two point 

discrimination,  and  vibratory  senses  from  receptor  to  the  cortex,  and  the 

ventrolateral  system  (ventral:  spino‐reticular  pathway  relays  deep  and  chronic 

somatic  pain  to  brainstem  ;  lateral:  spinothalamicus  lateralis  relays  impulses 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 1

Page 7: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

concerning  nociceptive  stimuli  such  as  pain,  crude  touch  or  changes  in  skin 

temperature). Each of  the  two  systems  is  characterized by  somatotopic distribution 

with  convergence  in  the  thalamus  and  sensory projection  areas of  cerebral  cortex, 

where there is a map like representation of the body surface. 

6. The sensory trigeminal fibers contribute to both of the two systems and provide the 

input from the face and mucosal membranes. 

 

B. Pain Pathways 

The free nerve endings in peripheral and cranial nerves responsible to be specific 

receptors for pain are called Nociceptors which are sensitive to mechanical, thermal, or 

chemical  stimuli.  The  pain  fibers  in  peripheral  nerves  are  smaller  than  in  the  cranial 

nerves and are readily affected by local anesthetics. The thinly myelinated A‐delta fibers 

convey discrete,  sharp,  short  lasting pain. The unmyelinated C  fibers  transmit  chronic, 

burning pain. These nociceptive axons arise from neurons located within Ganglion spinals 

of radix posterior spinal cord and Ganglion trigeminus. 

Injured tissue may release prostaglandins or other neuroactive molecules (such as 

serotonin,  histamine,  and  bradykinin),  which  lower  the  threshold  of  peripheral 

nociceptors and thereby increase the sensibility to pain (hyperalgesia). Aspirin and other 

nonsteroidal  anti  inflammatory  drugs  inhibit  the  action  of  prostaglandins  and  act  to 

relieve pain (hypalgesia/analgesia). 

 

C. Pain Systems 

The  central  projections  of  nociceptive  primary  sensory  neurons  impinge  on 

second‐order neurons within superficial of cornu posterior on the spinal cord.  

According  to  the  gate  theory  of  pain,  the  strength  of  synaptic  transmission  at 

these  junctions  is decreased when  large axons within  the nerve are excited  (“the gate 

closes “). Conversely, the strength of synaptic transmission is increased when there is no 

large‐fiber input. 

There is some evidence for long‐lasting changes, which may underlie chronic pain 

syndromes, in the cornu posterior after nerve injury. For example, after injury to C fibers, 

these fibers may degenerate and vacate their synaptic target sites on superficial second‐

order  neurons  within  the  cornu  posterior.  This  central  sensitization  may  produce 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 2

Page 8: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

Allodynia  that  is  perception  of  innocuous  stimulus  as  painful  or  Hyperpathia  that  is 

perception of a mildly unpleasant stimulus as very painful. 

The  central ascending pathway  for pain  sensation  consists of  two  systems:  the 

Tractus spinothalamicus  lateralis which conducts  the sensation of sharp, stabbing pain, 

and the Tractus spino‐reticulo‐thalamicus which conveys deep, poorly  localized, burning 

pain. Both pathways are  interrupted when  the ventrolateral quadrant of  spinal cord  is 

damaged  by  trauma  or  in  surgery  (cordotomy),  deliberately  performed  to  relive  pain; 

contralateral loss of all pain sensation results below the lesion. 

 

D. Referred Pain 

Pain arising  from a viscous such as  the stomachache varies  from dull  to severe; 

however  the pain  is poorly  localized;  it  radiates  to  the dermatome  level  that  receives 

sensory fibers from the organ concerned. 

The cells  in columna posterior  that receive noxious sensations  from afferents  in 

the  skin  also  receive  input  from  nociceptors  in  the  viscera. When  visceral  afferents 

receive a strong stimulus, the cortex may misinterpret the source. For example, referred 

pain  in the shoulder caused by gallstone colic; the spinal segments that relay pain from 

the  gall‐bladder  also  receive  afferents  from  the  shoulder  region  (convergence  theory). 

Similarly, pain in the heart caused by myocardial infarct is conducted by fibers that reach 

the  same medulla  spinals  segments where  pain  afferents  from N.  ulnaris  (lower  arm 

area) synapse. Other theory  is Facilitation theory;  in which visceral pain facilitates  input 

from a somatic structure, has not been proved conclusively. 

 

E. Descending Systems and Pain Control 

Certain neurons within the brain, particularly of the grey matter of the midbrain, 

send descending axons to medulla spinalis. One of the descending axon is relayed in the 

medulla oblongata and continued to the medulla spinalis as serotonergic pathway. The 

other,  is  relayed  and  continued  too  to  the  medulla  spinalis  as  cathecolaminergic 

pathway.  These  two  descending  pathways  act  as  inhibitory  pathways,  suppress  the 

transmission of pain signals and can be activated with endorphins and opiate drugs. 

 

   

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 3

Page 9: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

XI. General Concept of Neuropathic Pain 

A. Overview 

Neuropathic  pain  is  the  14th  most  common  pain  complaint  seen  in  general 

practice.  Despite  the  availability  of many  well‐tolerated  therapies,  patients  like Mrs. 

Showalter often receive  inadequate care. A recent survey of patients with neuropathic 

pain  showed  that  the majority was  undertreated.  In  this  survey,  73%  of  respondents 

reported  inadequate  pain  control.  In  addition,  25%  had  never  been  treated  with 

standard  therapy,  including  antiepileptic  drugs  (AEDs),  antidepressants,  or  opioids. 

Despite  the widespread acceptance of AEDs and antidepressants as effective,  first‐line 

therapy, 72% of patients with neuropathic pain had never been treated with an AED and 

60%  had  never  been  treated  with  a  tricyclic  antidepressant.  Neuropathy  frequently 

accompanies a variety of general medical conditions, including diabetes, RA, and thyroid 

disease.  Neuropathy  may  also  occur  as  a  consequence  of  peripheral  nerve  injury. 

Historical  identification of conditions with frequent neuropathic co morbidity raises the 

index of suspicion of neuropathy as the cause of chronic pain, especially extremity pain. 

 

B. Definition 

Neuropathic  pain  is  characterized  by  altered,  unpleasant  sensations.  Several 

adjectives used to describe pain are more commonly used by patients with neuropathic 

pain. Textbook descriptions of neuropathy often focus on numbness. Patients, however, 

are generally  less disturbed by the absence of normal sensation (or numbness) and are 

more concerned with new abnormal  sensations perceived  in  the numb area,  including 

burning, prickling, heat, cold, or a perception of swelling. Patients may also refer to the 

affected  area  as  feeling  “wooden”  or  “dead.” Although  the  painful  area may  become 

insensible to normal touch stimuli, patients will often describe the presence of  intense 

sensations over  the neuropathic area. Generally,  these perceptions are greatest when 

the damaged  area  is  stimulated  (e.g., by wearing  clothing, using bedclothes, or being 

exposed to the wind). Patients may occasionally report that the neuropathic area feels 

misshapen, deformed, or alien, although the external appearance may be quite normal. 

The presence of hyperalgesia and allodynia effectively discriminate neuropathic 

from non‐neuropathic pain. Occasionally, the examiner may notice that the painful area 

is cool to the touch. Rarely, the same area may be warm and red. 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 4

Page 10: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

 

C. Pathophysiology  of  Neuropathic  Pain    

Advances in the neuroscience of pain have significantly helped our understanding 

of the mechanisms underlying symptoms and signs of neuropathic pain. Descriptions of 

pain after nerve  injury and dysfunction date as  far back as the  late eighteenth century 

and  have  been  described  in  greater  detail  in  the  late  nineteenth  century.  Pathologic 

studies  of  human  peripheral  nerves  demonstrating  preferential  loss of  nerve  fibers  in 

certain  painful  neuropathies,  such  as  postherpetic  neuralgia,  laid  the  groundwork  for 

theories postulating the  loss of myelinated fibers as the precursor of neuropathic pain. 

These ideas subsequently formed the basis for the gate‐ control theory of pain. However, 

pathologic  studies demonstrating  the  loss of other  fiber  types  as well,  including  small 

unmyelinated  fibers,  called  for  additional  explanations  for  the  underlying 

pathophysiology of neuropathic pain. After an extensive  review of  this  topic, Scadding 

concluded that the  loss of a particular fiber size did not predispose patients to develop 

pain, nor did it prevent them from developing pain as part of peripheral neuropathy. 

Human  psychophysical  studies  performed  in  the  first  half  of  the  twentieth 

century  set  the  stage  for  the  developing  concept  of  sensitization  of  neurons  in  the 

peripheral and central nervous system (CNS). It was, however, the introduction of animal 

models  that  dramatically  enhanced  our  understanding  of  the  pathophysiology 

mechanisms of such abnormal phenomena as allodynia and hyperalgesia, both of which 

are common symptoms of neuropathic pain.  

 

D. Pathophysiology Mechanisms Underlying Abnormal Sensations 

The  primary  pathology  in  peripheral  neuropathies  is  in  the  peripheral  nervous 

system,  so  that  primary  pathophysiology  mechanisms  are  those  of  the  peripheral 

nervous system. However, it is overwhelmingly clear from basic science research that the 

CNS  undergoes  changes  when  the  peripheral  nervous  system  is  injured  and 

dysfunctional.  The  concept  that  has  been  evolving  is  that  peripheral  generators  of 

abnormal  activity  are  responsible  for  chronic  pain  symptoms.  Consequently,  efforts 

should  be  made  to  correct  the  abnormalities  in  the  peripheral  nervous  system  to 

improve overall symptomatology. 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 5

Page 11: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

A  large  number  of  human  laboratory  and  clinical  studies,  as  well  as  animal 

research on  sensory  symptoms and  signs of neuropathic pain  syndromes, point  to  the 

many peripheral and central mechanisms whose  interactions  lead to  the manifestation 

of neuropathic pain. Enough experimental and  clinical evidence exists  from peripheral 

nervous  system  research  to  suggest  some  common  mechanisms  as  a  cause  for 

neuropathic  pain.  These mechanisms  include  receptor  sensitization  and  spontaneous 

afferent activation. On the other hand, all symptoms cannot be explained by peripheral 

pathophysiology.  An  increasing  body  of  basic  science  information  suggests  that  CNS 

mechanisms play a significant role, and central sensitization is the best example of how 

CNS  mechanisms  lead  to  the  development  of  chronic  neuropathic  pain.  An  exciting 

development  has  been  the  realization  that  peripheral  sensitization  can  initiate  and 

maintain central mechanisms of neuropathic pain. 

A  large body of  research  exists on peripheral mechanisms of neuropathic pain 

and associated phenomena. Sensitization of nociceptors has been documented even in a 

human patient, and it is probable that this sensitization occurs as a result of the release 

of  many  chemical  mediators  of  inflammation,  the  so‐called  inflammatory  soup. 

Sensitization of primary afferents has been documented  in animal and human research 

and it presents with ectopic generation of nerve impulses at the site of injury caused by 

increased  sensitivity  of  adrenergic  receptors.  Continuous  spontaneous  activity  of 

sensitized primary afferents is the probable mechanism of ongoing pain. Up regulation of 

sodium  channels  is  possibly  a more  specific  explanation  of mechanical  allodynia  and 

hyperalgesia.  Hyperalgesia  to  heat  appears  to  be mediated  by  sensitized  small  fiber 

nociceptors.  Sympathetic  catecholamine  sensitization of  the primary  afferents may be 

the mechanism  by  which  the  sympathetic  nervous  system  adversely  affects  primary 

afferents  resulting  in  hyperalgesia  and  allodynia.  Ephaptic  transmission  between  the 

sympathetic  nervous  system  and  primary  afferents  has  been  suggested.  Activation  of 

silent  nociceptors could explain ongoing pain and pressure pain. Ectopic discharges of 

dorsal root ganglion cells have been documented  in animal models of neuropathic pain 

and could also explain ongoing pain. 

CNS plasticity changes, particularly  in neuropathic pain, play a significant part  in 

the development and maintenance of chronic pain syndromes and their symptoms and 

signs. The symptoms and signs related to the phenomenon of central sensitization were 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 6

Page 12: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

recognized  in  the  late  1930s  and  have  been well  characterized  in  human  laboratory 

models. Clinical research has confirmed what the laboratory models had demonstrated: 

Neuropathic pain phenomena, such as ongoing pain, allodynia, and hyperalgesia, are to a 

significant  degree  the  result  of  central  mechanisms.  Research  in  animal  models 

contributed  significantly  to  the  understanding  of  some  of  the  basic mechanisms.  The 

phenomenon of wind‐up  at the dorsal horn  level was recognized as early as 1966, but 

received much deserved attention only over  the 1990s. Physiologic and pharmacologic 

studies of spinal cord neuroplasticity changes after neuropathic injuries have contributed 

to  a  better  understanding  of  wind‐up  and  central  sensitization.  It  was  found  that 

excitatory  amino  acid  neurotransmitters,  in  particular  N‐methyl‐D‐aspartate  (NMDA) 

receptor‐related activity, play a crucial  role  in  the genesis and maintenance of chronic 

neuropathic  pain  and  associated  symptoms  and  signs.  Our  understanding  of 

pathophysiologic mechanisms underlying neuropathic pain has advanced  considerably, 

and it is becoming clear that neuropathic pain is a complex biological phenomenon with 

many components. A better understanding of the pathologic mechanisms of neuropathic 

pain  and  its  components  should  contribute  to  a  better  evaluation  and  treatment  of 

patients with neuropathic pain, including painful neuropathies. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 7

Page 13: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

E. Epidemiology of Common Neuropathic Pain Syndromes 

Neuropathy  is  a  common  accompaniment  of  a  variety  of  common  medical 

conditions.  The  etiology  of  the  neuropathy  is  usually  identified  based  on  a  history  of 

comorbid medical illnesses or previous nerve injury. Patients with evidence of peripheral 

neuropathy should be screened for these common medical conditions. 

 

F. Diabetic Neuropathy 

Neuropathy occurs in approximately 23 to 28% of patients with diabetes. The risk 

of developing neuropathy increases with type 2 diabetic, aging, duration of diabetes, and 

medical  consequences  of  diabetes  (e.g.,  renal  and  cardiovascular  disease).  Peripheral 

neuropathy  is  common  in older patients with diabetes, even when  the blood  sugar  is 

well controlled. Peripheral neuropathy occurs in more than 50% of patients with type 2 

diabetes who are older than 60 years. 

 

G. Postherpetic Neuralgia 

Postherpetic  neuralgia  is  defined  as  pain  that  persists  for more  than  1 month 

after the onset of herpes zoster. Postherpetic neuralgia occurs  in approximately 30% of 

patients  following  acute  zoster  and  lasts  1  year  in  approximately  10%  of  patients. 

Persistence  of  postherpetic  neuralgia  increases  with  aging  and  pain  severity. 

Interestingly, despite the focal nature of postherpetic neuralgia pain complaints, patients 

with  these  conditions  report  significant  impairment  in  both  physical  and  emotional 

quality of life. Interestingly, quality of life for all eight domains of the Medical Outcome 

Health  Survey  (SF‐36)  is  lower  in  patients with  postherpetic  neuralgia  versus  patients 

with acute herpes zoster.  

 

H. Complex Regional Pain Syndromes 

Complex regional pain syndrome (CRPS) develops following an identified injury or 

period  of  limb  immobilization  (e.g.,  casting).  CRPS  may  be  categorized  as  type  1 

(occurring in the absence of a nerve injury; formerly called reflex sympathetic dystrophy) 

or type 2 (occurring after injury to a specific large nerve; formerly called causalgia). The 

terms “sympathetically maintained pain” and “sympathetically mediated pain” were also 

formerly  used  to  describe  this  syndrome.  Failure  to  achieve  relief  using  sympathetic 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 8

Page 14: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

blocks, particularly in patients with long‐standing complaints, led to the discontinuation 

of  these  terms.  CRPS  patients  are  readily  identified  in  the  clinic  by  seemingly 

exaggerated  guarding  of  the  painful  extremity,  often  holding  the  arm  in  a  splinted 

posture and avoiding movement. They may also  shroud  the extremity with a  cover  to 

limit  sensory  exposure  or,  alternatively,  hold  the  extremity  away  from  the  body  as 

though  trying  to continually demonstrate  the painful area  to onlookers. Some patients 

will  place  an  affected  arm  across  the  doctor’s  desk  for  history  taking,  often  to  the 

surprise  of  the  examiner.  These  behaviors  serve  to  reduce  normal movement  of  or 

contact with the painful limb. The patient history reveals a persistently painful extremity 

with pain severity  that  is disproportionately  in excess of  that caused by any preceding 

injury. Patients  typically  report  changes  in  temperature  in  the painful  limb,  as well  as 

intermittent redness and swelling. These findings may or may not be evident at the time 

of evaluation because  they are generally  transient  (see Box 2).  Interestingly, subjective 

patient  reports  of  CRPS  changes  (allodynia,  edema,  and  sweating/color/temperature 

abnormality)  have  greater  diagnostic  sensitivity  and  specificity  than  objective  clinical 

examination  findings  for  the  same  conditions.  On  examination,  patients  with  CRPS 

excessively guard  the painful  limb, often  splinting  it and  restraining an examiner  from 

touching  it. “Motor neglect” has also been described  in some patients with CRPS, who 

have reported an inability to move the extremity, to move an extremity without mentally 

focusing on  the extremity, or a perception  that  the extremity  is no  longer part of  the 

person’s body. 

Objective motor  findings are  rarely present  in CRPS, but may  include  restricted 

range of motion, weakness, or tremor. Motor findings typically are seen with very long‐

standing, untreated CRPS. Ten or 20 years ago, it was common to see patients with end‐

stage CRPS, with contracted joints, as well as abnormal skin, hair, and nail growth. Better 

identification  of  this  syndrome  and  an  emphasis  on  rehabilitation  and  maintaining 

function in the painful limb has resulted in current patients typically displaying evidence 

of only early, more reversible disease stages, such as color and temperature changes and 

avoidance  of  movement  by  voluntary  splinting.  A  Mayo  Clinic  survey  identified  the 

prevalence of CRPS types  I and  II, respectively, as 0.02 and 0.004%. Patients with CRPS 

type I were predominantly female (female : male ratio =      4 : 1). Pain typically affected 

an upper extremity in patients with either type I and II. The most common precipitating 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 9

Page 15: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

events  for  CRPS  type  I was  fracture  (46%)  and  sprain  (12%).  CRPS  type  I  symptoms 

resolved in 74% of cases, with a mean time to resolution of 1 year. In this sample, clinical 

signs and  symptoms were  similar.  In clinical practice, however,  symptoms  reported by 

patients are usually not observed during the  initial visit or visits but may be noted over 

time when multiple opportunities to observe the extremity have occurred. 

 

I. Cancer‐Related Neuropathy 

Cancer‐related  neuropathy  may  occur  as  a  consequence  of  compressive 

neuropathy,  direct  injury  from  surgery,  chemotherapy,  or  nutritional  deficits. 

Management  of  cancer‐related  neuropathy with  standard  analgesics  and  neuropathic 

medications  is  effective  in  most  patients.  A  survey  of  213  cancer  patients  with 

neuropathy showed satisfactory to good efficacy with standard neuropathic treatment in 

79 to 91% of patients. 

 

J. HIV‐Related Neuropathy 

Distal  sensory  polyneuropathy  (with  complaints  of  painful  feet)  is  the  most 

common neuropathy seen in human immunodeficiency virus (HIV)‐infected patients and 

may be caused by immunological dysfunction related to the infection itself, as well as the 

toxicity of antiretroviral drugs. Sensory neuropathy does occur  in HIV‐infected patients 

prior to treatment with antiretroviral medications. A recent survey of HIV patients who 

had  never  been  treated with  antiretroviral  drugs  showed  symptomatic  neuropathy  in 

35%,, with a 1‐year  incidence  rate  for  symptomatic distal  sensory neuropathy of 36%. 

The  risk  for  neuropathy  increases  with  antiretroviral  therapy,  with  combination 

dideoxynucleoside therapy having synergistic effects on neurotoxicity and symptomatic 

neuropathy 

 

K. Evaluation of Neuropathic Pain 

Peripheral  neuropathy  is  best  recognized  by  the  identification  of  symmetrical, 

distal dysesthesia, and sensory loss, such as a stocking or sock distribution of numbness 

or burning pain. Historical reports of hyperalgesia and allodynia, along with a history of 

predisposing  medical  conditions,  establish  a  probable  diagnosis  for  peripheral 

neuropathy.  Diagnosis  becomes  more  obvious  as  neuropathy  severity  increases  and 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 10

Page 16: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

sensory  loss  becomes more  dense. Other  types  of  chronic  neuropathic  pain,  such  as 

postherpetic neuralgia and CRPS, are identified by eliciting a history of inciting events In 

patients with painful  feet, other common causes of chronic  foot pain need to be ruled 

out. Unique pain locations and symptoms with nonneuropathic syndromes can help the 

clinician  distinguish  them  from  peripheral  neuropathy. Morton’s  neuroma  produces  a 

unilateral pain that is located in the ball of the foot with weight bearing. Plantar fasciitis 

is an excruciating pain  in the heel of one or both  feet that occurs after taking the  first 

steps  on  rising  from  bed  or  a  prolonged  sitting  position.  Tarsal  tunnel  syndrome 

produces a diffuse pain over  the medial ankle and sole, caused by compression of  the 

tibial nerve. The tibial nerve travels behind the medial malleolus, immediately posterior 

to  the  tibial artery. Both  travel  into  the  foot beneath  the  flexor  retinaculum, a  fibrous 

band between the medial malleolus and the calcaneous. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nerve  impingement  in  the  tarsal  tunnel  is  similar  to  but  less  common  than 

compression of the median nerve in the carpal tunnel of the wrist. Loss of vibratory and 

joint position sensations is a good marker of early peripheral neuropathy. Except in cases 

of  severe nerve  impairment, when vibratory  testing  is no  longer necessary because of 

marked  loss of tactile sense, most patients with neuropathy will still perceive vibration 

from  a  tuning  fork  that  has  been  struck  hard  enough  to  produce  audible  sound. 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 11

Page 17: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

Detection of early neuropathy requires a comparison of the level of tuning fork vibration 

that  is perceived  in the toe of the healthy examiner. Elderly patients and patients with 

diabetes who  lack significant neuropathy should be able to sense the  level of vibration 

that  is  just  perceived  in  the  healthy  examiner’s  great  toe  when  the  tuning  fork  is 

immediately placed on the patient’s lateral malleolus. 

 

   

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 12

Page 18: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

XII. General Concept of Temperature (Regulation of Body Temperature) 

A. Normal Body Temperature 

As  a  homeothermic  living  creature,  normal  value  for  the  morning  oral 

temperature of young adults  is   36.3‐37.1 oC (97.3‐98.8 oF). Various parts of the body 

are at different temperature, and the magnitude of the temperature different between 

the  parts  varies  with  the  environment  temperature.  The  extremities  are  generally 

cooler than the rest of the body. The temperature of the scrotum is carefully regulated 

at 32 oC. The rectal temperature is representative of the temperature at the core of the 

body  and  varies  least  with  changes  in  environmental  temperature.  The  oral 

temperature is normally 0.5 oC lower than the rectal temperature, but it is affected by 

many  factors,  including  ingestion  of  hot  or  cold  fluid,  gum‐chewing,  smoking,  and 

mouth breathing. 

The  normal  human  core  temperature  undergoes  a  regular  circadian 

fluctuation of 0.5‐0.7 oC. In individual who sleep at night and are awake during the day, 

it  is  lowest  at  about  6 AM  and  highest  in  the  evenings.  It  is  lowest  during  sleep,  is 

slightly higher  in  the  awake but  relaxed  state,  and  rises with  activity.  In women,  an 

additional monthly  cycle  of  temperature  variation  is  characterized  by  a  rise  in  basal 

temperature at the time of ovulation. Temperature regulation  is  less precise  in young 

children,  and  they may  normally  have  a  temperature  that  is  0.5  oC  or  so  above  the 

established norm for adult. 

 

B. Body Temperature is Controlled by Balancing Heat Production Against Heat Loss 

In the human body, heat is produced by: 1) muscular activity, 2) assimilation of 

food, and 3) all the vital processes that contribute to the basal metabolic rate. It is lost 

from the body by: 1) radiation, 2) conduction and convection, 3) vaporization of water 

in  the  respiratory passages and on  the  skin, and 4) by urination and defecation. The 

balance between heat production and heat loss determines body temperature. 

Because  the  speed  of  chemical  reaction  varies  with  the  temperature  and 

because  the enzyme  systems of  the body have narrow  temperature  ranges  in which 

their function  is optimal, normal body function depends on a relatively constant body 

temperature. 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 13

Page 19: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

During exercise, the heat produced by muscular contraction accumulates in the 

body,  and  the  rectal  temperature  normally  rises  as  high  as  40  oC  (104  oF).  Body 

temperature  also  rises  slightly  during  emotional  excitement,  probably  due  to 

unconscious tensing of the muscles. It is chronically elevated by as much as 0.5 oC when 

metabolic rate  is high, as  in hyperthyroidism, and  lowered when the metabolic rate  is 

low, as in hypothyroidism. 

A variety of basic chemical reaction contributes to body heat production at all 

times.  Ingestion  of  food  increases  heat  production  because  of  the  specific  dynamic 

action  of  the  food,  but  the major  source  of  heat  is  the  contraction  of  the  skeletal 

muscle. Heat production can be varied by endocrine mechanism in the absence of food 

intake or muscle exertion. Epinephrine and nor‐epinephrine produce a rapid but short‐

lived increase in heat production, while thyroid hormone produces a slowly developing 

but  prolonged  increase.  Furthermore,  sympathetic  discharge  decrease  during  fasting 

and is increased by feeding.  

The  reflex  thermoregulatory  responses  in human  involve autonomic,  somatic, 

endocrine,  and  behavioral  changes. One  group  of  responses  increases  heat  loss  and 

decreases heat production; the other decrease heat loss and increases heat production.  

 

C. The body response to cold: 

Increasing  heat  production  by:  shivering,  hunger,  increase  voluntary  activity,  and 

increase secretion of nor‐epinephrine and epinephrine. Decreasing of heat  loss causes 

by: coetaneous vasoconstriction, curling up, and horripilate. 

 

D. The body response to heat: 

Increasing heat  loss by: coetaneous vasodilatation, sweating, and  increase respiration. 

Decreasing of heat production causes by: anorexia, apathy and inertia. 

 

E. Role of the Hypothalamus in Regulating the Body Temperature 

Thermoregulatory adjustments  involve  local response as well as general reflex 

responses. When coetaneous blood vessels are cooled, they become more sensitive to 

catecholamine and the arterioles and venules constrict. This mechanism directs blood 

away  from  the  skin.  Another  heat‐conserving  mechanism  in  human  living  in  cold 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 14

Page 20: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

environment is countercurrent exchange. Heat transfers from arterial to venous blood 

in  the  limbs. The deep veins  (vena concomitant)  run alongside  the arteries supplying 

the  limbs,  and  heat  is  transferred  from  the  warm  arterial  blood  going  to  the  cold 

venous blood coming from the extremities. 

The  hypothalamus  is  said  to  integrate  body  temperature  information  from 

sensory receptors (primarily cold receptors) in the skin, deep tissues, spinal cord, extra 

hypothalamic portions of the brain, and hypothalamic  itself. Each of these  five  inputs 

contributes about 20% of the  information that  is  integrated. There are threshold core 

temperatures  for each of  the main  temperature‐regulating  responses, and when  the 

threshold  is  reached,  the  response  begin.  The  threshold  is  37  oC  for  sweating  and 

vasodilatation, 36.8 oC for vasoconstriction, 36 oC for non shivering thermogenesis, and 

35.5 oC for shivering. 

 

F. Heat Loss 

Heat is transferred from deeper organ and tissues to the skin, where it is lost to the air 

and other surrounding. 

 

G. Insulator System of the body 

The  skin;  subcutaneous  tissues  and especially  the  fat of  the  subcutaneous  tissue  act 

together as a heat insulator for the body. The insulation beneath the skin is an effective 

means of maintaining normal internal core temperature. 

 

H. Blood flow to the Skin from the Body Core Provide Heat Transfer 

1. Blood vessels are distributed profusely beneath  the  skin. Especially  important  is a 

venous plexus  that  is  supplied by  inflow of blood  from  the  skin  capillaries.  In  the 

most exposed area of the body (the hand, feet, and ear) blood is also supplied to the 

plexus  directly  from  the  small  arteries  through  highly  muscular  arteriovenous 

anastomoses. The rate of blood flow into the venous plexus can vary tremendously 

(Almost zero è 30 % Cardiac output). 

 

 

   

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 15

Page 21: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Control

By the 

that sup

entirely

environ

 

 of Heat Co

degree of v

pply blood t

y by the sym

mental tem

onduction to

vasoconstric

to venous p

mpathetic n

mperature.

o the Skin

ction of art

plexus of th

nervous sys

terioles and

e skin. Vaso

tem  in resp

d the arterio

oconstrictio

ponse to ch

ovenous an

on is contro

hanges  in b

nastomoses

olled almost

ody core &

3. Basic Ph

The  var

include 

 

hysics of Ho

rious metho

Radiation, 

ow Heat is l

ods by whi

Conduction

lost from th

ch heat  is 

n, Convectio

he Skin:  

lost  from  t

on & Evapor

the  skin  to 

ration. 

the  surrouundings  aree 

1) Rad

Sixty

type

room

grea

radi

iation 

y percent o

e of electrom

ms  and  oth

ater than th

ated from t

of heat  lost 

magnetic w

her  objects 

he tempera

the body th

from  the b

wave. Heat r

toward  th

ture of the

an is radiat

body  is  in  t

rays are als

e  body.  If 

e surroundin

ed to the bo

the  form of

o being rad

the  tempe

ngs, a great

ody.  

f  infrared h

diated from 

erature  of  t

ter quantity

heat  rays, a

the wall of

the  body  is

y of heat  is

2) Con

Thre

surfa

duction 

ee percent 

ace of the b

of heat  lost

body to soli

t from the 

d objects, s

body  is occ

such as a ch

curred by d

air or a bed

direct condu

d. 

uction fromm 

3) Con

Loss

15%

vection 

s of heat by

%). 

air  convecty  conductioon  to air, aa phenomennon  called  tion  (aboutt 

Pain and The Changes of Teemperature; AAcademic Year 2009-2010 Page 166 Module -

Page 22: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

4) Evap

Loss

Inse

poration 

s of heat by

nsible from

y water eva

m the skin &

poration (2

 lung 

22 %), consiists of: Evapporation off sweat andd 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a) E

E

(

Evaporation

Evaporation

(sweat & ins

n by The Sk

n of sweat 

sensible eva

kin 

is about 0.5

aporation)

58 Calorie // gram of wwater that eevaporatedd 

b) S

S

s

Sweating: 

Sweat  glan

stimulated b

nd  innervat

by Epineph

ted  by  ch

rine or Nor‐

holinergic  s

‐epinephrin

sympathetic

ne 

c  nerve  fibers.  It  iss 

 

   

Pain and The Changes of Teemperature; AAcademic Year 2009-2010 Page 177 Module -

Page 23: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

XIII. General Concept of Neonatal Thermoregulation 

A. Introduction 

Thermoregulation  is the balance between heat  loss and body heat production. 

The main goal is to maintain the neonatal environment in neutral thermal environment 

state and minimize energy expenditure.  

Newborn normal temperature  : 36,5‐37,5 °C 

Hypothermia  : Body temperature less than 36,5°C 

Hyperthermia   : Body temperature more than 37,5 °C 

Neutral thermal environment  : the range of thermal environment in which the body 

temperature  is  normal,  oxygen  and  caloric 

consumption  is  minimal  and  the  least  amount  of 

metabolic energy is expended.  

 

B. Thermoregulation mechanism 

Heat production came from nor epinephrine release causing brown fat deposits 

metabolism  and  oxygen  and  glucose  consumption.  At  birth,  body  temperatures 

suddenly fall and cold stress occurs. 

NOTE:  Since  newborns  cannot  shiver,  they  depend  on  thermo  genesis  without 

shivering or chemical mechanism to produce heat. 

Heat loss can happen very drastic over newborns ability to produce heat and maintain 

balance. 

There are four mechanisms by which heat is loss in newborns: 

Evaporation  : Heat loss by water evaporation from wet skin or mucous   

Conduction  : Heat  loss  by  transfer  from  body molecules  to molecules  from  a  cold 

surface  that  contact  with  the  newborn  body.  It  happens  when  the 

newborn baby placed in a cold and solid surface. 

Radiation  : Heat  loss by electronic waves  transfer  to other objects  that are not  in 

direct contact. 

Convection  : Heat loss from body/skin molecules to the surrounding air caused by air 

flow.  

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 18

Page 24: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

All of these mechanisms are problems found  in all neonatal care wards. When 

the air temperature is very warm, newborns can obtain heat, especially from radiation 

and convection process.   

NOTE:  Sick  or  preterm  newborns  are  unable  to  raise  their  body  temperature  (by 

increasing the body metabolism rate) and have less brown and subcutaneous 

fat than term newborns. 

 

C. Pathophysiology of Thermoregulation 

1) Hypothermia 

• Condition related to hypothermia 

Cold environment 

Incorrect neonatal nursery after birth ; 

‐ inadequate  drying process 

‐ insufficient clothing 

‐ Separating from the mother 

‐ Insufficient warming process (before and during transfer) 

‐ Sick and stress baby 

• Sign and Symptoms 

Measuring  the  newborns  body  temperature might  not  be  sufficient  to  detect 

early change from cold stress. Newborns are able to use their energy savings to 

maintain their body temperature (central temperature) at early stage. Early signs 

that might be found are: 

Cold feet 

Weak sucking ability or feeding  intolerance 

Lethargy  

Skin color change from pale and cyanotic to cutis marmorata or plethora 

 Tachypnea and tachycardia 

Late signs might be found when hypothermia continues : 

‐ Lethargy, weak cry 

‐ Apneu and bradycardia  

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 19

Page 25: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

‐ High  risk  of  hypoglycemic,  metabolic  acidosis,  respiratory  distress, 

abnormality of bleeding  factors  (DIC,  intra ventricular bleeding, pulmonary 

hemorrhage) 

2) Hyperthermia 

• Condition related to hyperthermia: 

High environment temperature 

Dehydration 

Intra Cranial Bleeding 

Infection 

NOTE: Incubator needs to be observed closely to maintain the temperature. 

• Sign and Symptoms 

Warm skin, at early reddish or pinkish skin then become pale 

The inability to sweat in the newborns is a big part of the problem 

Same  patterns  as  hypothermia:  increasing  metabolism  rate,  irritability, 

tachycardia and tachypnea 

Dehydration, intra cranial bleeding, heat stroke and death 

 

D. Management 

1) Temperature control 

• At delivery room:  

Give warm environment free from air flow 

Dry the newborns immediately 

Mother‐baby  contact.  Blanketing mother  and  newborns  altogether  or  cover 

with cloth 

Covering newborns head with cap 

• Use of  radiant warmer  if  contact with  the mother  is not possible  (the mother 

underwent post natal complication) 

Undress newborns except for diapers and place under radiant warmer 

 Place  temperature  probe  flat  to  skin,  usually  in  the  abdominal  area  (right 

hypochondria region) 

Servo temperature set on 36,5 °C 

Measure the body temperature every 30 minutes  

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 20

Page 26: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

• Procedures need to be followed during incubator period: 

Make sure all persons involved in the newborns care are able to use incubator 

properly,  monitoring  the  newborns  temperature,  and  adjust  the  incubator 

temperature to maintain neutral environment temperature 

Enough  continuous  power  supply,  trained  maintenance  staff  and  available 

spare parts for the incubator 

Placed  incubator  far  from  opened window.  The  neonatal ward  temperature 

must be adequate and minimize opening incubator 

NOTE:  Direct contact  to  the sun or phototherapy procedure  is able  to  induce 

overheat, therefore body temperature should be monitored closely and 

incubator temperature often needs to be adjusted. 

• When newborns need incubator care, parents should be encouraged to visit and 

carry their baby as often as possible to stabilize the body temperature.  

Newborns  temperature must be measured every 4 hours or according  to  the 

doctor’s  instructions  to maintain  the  body  temperature  between  36,  5  °C  – 

37,5 °C 

Open incubator portholes only when necessary and for brief periods 

 

2) Temperature Measurement 

• Axillary temperature 

Benefits:  able  to  detect  decrease  of  body  temperature  fast,  accurately,  and 

hygiene 

Place the thermometer in the middle of the armpit and hold it with the infant 

arm at the body side for 5 minutes 

Skins  in  this  location  are  not  reacted  to  low  body  temperature  with 

vasoconstriction 

Even  though  the  axillary  temperature  will  be  lower  than  the  real  body 

temperature, but any change of axillary  temperature will be  the same as  the 

change of body temperature 

• Rectal temperature 

It is an invasive procedure and not always reliable 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 21

Page 27: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

Body  temperature  from  the  lower  extremities  can  affect  the  rectal 

temperature 

When  peripheral  vasoconstriction  happens,  newborns will  concentrate  their 

circulation,  therefore cold blood  from both  lower extremities will  reduce  the 

rectal temperature 

• Environment temperature 

Each room must be equipped with wall thermometer 

Maintain the room temperature between 24‐26 °C 

 

 

 

   

Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 22

Page 28: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

 

   

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 23

Page 29: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

 

   

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 24

Page 30: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

 

   

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 25

Page 31: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

Signs And Symptoms Associated With The Changes Of Temperature 

1.  Fever – Hyperthermia – Fever And Rash  

1. FEVER 

Fever  is an elevation of body  temperature  that exceeds  the normal daily variation 

and occurs in conjunction with an increase in the hypothalamic set point (e.g., from 37°C to 

39°C). This shift of the set point from "normothermic" to febrile levels very much resembles 

the  resetting  of  the  home  thermostat  to  a  higher  level  in  order  to  raise  the  ambient 

temperature  in  a  room.  Once  the  hypothalamic  set  point  is  raised,  neurons  in  the 

vasomotor  center  are  activated  and  vasoconstriction  commences.  The  individual  first 

notices vasoconstriction  in the hands and feet. Shunting of blood away from the periphery 

to  the  internal organs essentially decreases heat  loss  from  the  skin, and  the person  feels 

cold.  For most  fevers,  body  temperature  increases  by  1°–2°C.  Shivering, which  increases 

heat  production  from  the  muscles,  may  begin  at  this  time;  however,  shivering  is  not 

required  if  heat  conservation  mechanisms  raise  blood  temperature  sufficiently. 

Nonshivering  heat  production  from  the  liver  also  contributes  to  increasing  core 

temperature. In humans, behavioral adjustments (e.g., putting on more clothing or bedding) 

help raise body temperature by decreasing heat loss. 

The  processes  of  heat  conservation  (vasoconstriction)  and  heat  production 

(shivering and increased nonshivering thermogenesis) continue until the temperature of the 

blood bathing  the hypothalamic neurons matches  the new  thermostat  setting. Once  that 

point  is  reached,  the hypothalamus maintains  the  temperature at  the  febrile  level by  the 

same  mechanisms  of  heat  balance  that  function  in  the  afebrile  state.  When  the 

hypothalamic  set point  is again  reset downward  (in  response  to either a  reduction  in  the 

concentration of pyrogens or  the use of antipyretics),  the processes of heat  loss  through 

vasodilation and sweating are initiated. Loss of heat by sweating and vasodilation continues 

until the blood temperature at the hypothalamic level matches the lower setting. Behavioral 

changes (e.g., removal of clothing) facilitate heat loss. 

A  fever of >41.5°C  (>106.7°F)  is called hyperpyrexia. This extraordinarily high  fever 

can develop  in patients with severe  infections but most commonly occurs  in patients with 

central nervous system (CNS) hemorrhages.  In the preantibiotic era, fever due to a variety 

of  infectious  diseases  rarely  exceeded  106°F,  and  there  has  been  speculation  that  this 

natural "thermal ceiling" is mediated by neuropeptides functioning as central antipyretics. 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 26

Page 32: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

In  rare  cases,  the  hypothalamic  set  point  is  elevated  as  a  result  of  local  trauma, 

hemorrhage, tumor, or  intrinsic hypothalamic malfunction. The term hypothalamic fever  is 

sometimes  used  to  describe  elevated  temperature  caused  by  abnormal  hypothalamic 

function.  However,  most  patients  with  hypothalamic  damage  have  subnormal,  not 

supranormal, body temperatures 

 

2. HYPERTHERMIA 

Although  most  patients  with  elevated  body  temperature  have  fever,  there  are 

circumstances  in  which  elevated  temperature  represents  not  fever  but  hyperthermia 

Hyperthermia  is  characterized  by  an  uncontrolled  increase  in  body  temperature  that 

exceeds  the body's ability  to  lose heat. The setting of  the hypothalamic  thermoregulatory 

center  is  unchanged.  In  contrast  to  fever  in  infections,  hyperthermia  does  not  involve 

pyrogenic molecules  (see  "Pyrogens," below).  Exogenous heat exposure  and endogenous 

heat production are two mechanisms by which hyperthermia can result in dangerously high 

internal  temperatures.  Excessive  heat  production  can  easily  cause  hyperthermia  despite 

physiologic and behavioral control of body  temperature. For example, work or exercise  in 

hot environments can produce heat faster than peripheral mechanisms can lose it.  

A. Causes of Hyperthermia 

1) Heat stroke  

In  association  with  a  warm  environment  may  be  categorized  as  exertional  or 

nonexertional.  Exertional  heat  stroke  typically  occurs  in  individuals  exercising  at 

elevated  ambient  temperatures  and/or  humidities.  In  a  dry  environment  and  at 

maximal efficiency, sweating can dissipate ~600 kcal/h, requiring the production of >1 

L  of  sweat.  Even  in  healthy  individuals,  dehydration  or  the  use  of  common 

medications  (e.g., over‐the‐counter antihistamines with anticholinergic  side effects) 

may precipitate exertional heat  stroke. Nonexertionalheat  stroke  typically occurs  in 

either very young or elderly individuals, particularly during heat waves.  

2) Drug‐induced hyperthermia  

It has become  increasingly common as a  result of  the  increased use of prescription 

psychotropic  drugs  and  illicit  drugs. Drug‐induced  hyperthermia may be  caused by 

monoamine oxidase  inhibitors (MAOIs), tricyclic antidepressants, and amphetamines 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 27

Page 33: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

and  by  the  illicit  use  of  phencyclidine  (PCP),  lysergic  acid  diethylamide  (LSD), 

methylenedioxymethamphetamine (MDMA, "ecstasy"), or cocaine. 

B. Pathogenesis of Fever 

1) Pyrogens 

The  term  pyrogen  is  used  to  describe  any  substance  that  causes  fever.  Exogenous 

pyrogens  are  derived  from  outside  the  patient;  most  are  microbial  products, 

microbial  toxins,  or  whole microorganisms.  The  classic  example  of  an  exogenous 

pyrogen is the lipopolysaccharide (endotoxin) produced by all gram‐negative bacteria. 

Pyrogenic  products  of  gram‐positive  organisms  include  the  enterotoxins  of 

Staphylococcus  aureus  and  the  group  A  and  B  streptococcal  toxins,  also  called 

superantigens.  

2) Pyrogenic Cytokines 

Cytokines  are  small  proteins  (molecular  mass,  10,000–20,000  Da)  that  regulate 

immune,  inflammatory,  and  hematopoietic  processes.  For  example,  the  elevated 

leukocytosis seen  in several  infections with an absolute neutrophilia  is  the result of 

the  cytokines  interleukin  (IL) 1 and  IL‐6.  Some  cytokines also  cause  fever;  formerly 

referred  to  as  endogenous pyrogens,  they  are now  called pyrogenic  cytokines.  The 

pyrogenic cytokines include IL‐1, IL‐6, tumor necrosis factor (TNF), ciliary neurotropic 

factor  (CNTF),  and  interferon  (IFN)  .  (IL‐18,  a member  of  the  IL‐1  family,  does  not 

appear  to be a pyrogenic cytokine.) Other pyrogenic cytokines probably exist. Each 

cytokine is encoded by a separate gene, and each pyrogenic cytokine has been shown 

to cause fever in laboratory animals and in humans. When injected into humans, IL‐1 

and TNF produce fever at low doses (10–100 ng/kg); in contrast, for IL 6, a dose of 1–

10 g/kg is required for fever production. 

A wide spectrum of bacterial and fungal products induce the synthesis and release of 

pyrogenic cytokines, as do viruses. However, fever can be a manifestation of disease 

in the absence of microbial  infection. For example,  inflammatory processes, trauma, 

tissue  necrosis,  or  antigen‐antibody  complexes  can  induce  the  production  of  IL‐1, 

TNF, and/or IL‐6, which—individually or in combination—trigger the hypothalamus to 

raise the set point to febrile levels. 

   

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 28

Page 34: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

3) Elevation of the Hypothalamic Set Point by Cytokines 

During fever, levels of prostaglandin E2 (PGE2) are elevated in hypothalamic tissue and 

the  third  cerebral  ventricle.  The  concentrations  of  PGE2  are  highest  near  the 

circumventricular  vascular  organs  (organum  vasculosum  of  lamina  terminalis)—

networks  of  enlarged  capillaries  surrounding  the  hypothalamic  regulatory  centers. 

Destruction of  these organs  reduces  the ability of pyrogens  to produce  fever. Most 

studies  in animals have failed to show, however, that pyrogenic cytokines pass from 

the circulation  into the brain  itself. It appears that both exogenous and endogenous 

pyrogens interact with the endothelium of these capillaries and that this interaction is 

the first step in initiating fever—i.e., in raising the set point to febrile levels.  

The  key  events  in  the  production  of  fever  are  illustrated  below.  As  has  been 

mentioned, several cell  types can produce pyrogenic cytokines. Pyrogenic cytokines 

such  as  IL‐1,  IL‐6,  and  TNF  are  released  from  the  cells  and  enter  the  systemic 

circulation. Although the systemic effects of these circulating cytokines  lead to fever 

by  inducing  the  synthesis of PGE2,  they also  induce PGE2  in peripheral  tissues. The 

increase  in  PGE2  in  the  periphery  accounts  for  the  nonspecific  myalgias  and 

arthralgias that often accompany fever. It is thought that some systemic PGE2 escapes 

destruction by the lung and gains access to the hypothalamus via the internal carotid. 

However, it is the elevation of PGE2 in the brain that starts the process of raising the 

hypothalamic set point for core temperature. 

 

3. Fever of  Unknown Origin ( FUO ) 

Fever  of  unknown  origin  (FUO)  was  defined  by  Petersdorf  and  Beeson  in  1961  as  (1) 

temperatures of >38.3°C (>101°F) on several occasions; (2) a duration of fever of >3 weeks; 

and  (3)  failure  to  reach  a  diagnosis  despite  1 week  of  inpatient  investigation. While  this 

classification has  stood  for more  than 30  years, Durack and  Street have proposed a new 

system for classification of FUO: (1) classic FUO; (2) nosocomial FUO; (3) neutropenic FUO; 

and (4) FUO associated with HIV infection.  

A. Diseases associated with Fever and Rash 

This  chapter  reviews  rashes  that  reflect  systemic  disease,  but  it  does  not  include 

localized skin eruptions (i.e., cellulitis, impetigo) that may also be associated with fever . 

Rashes are classified herein on the basis of the morphology and distribution of  lesions. 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 29

Page 35: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

For practical purposes,  this  classification  system  is based on  the most  typical disease 

presentations. However, morphology may vary as rashes evolve, and  the presentation 

of diseases with rashes is subject to many variations  For instance, the classic petechial 

rash of Rocky Mountain spotted fever  may initially consist of blanchable erythematous 

macules distributed peripherally; at  times,  the  rash associated with RMSF may not be 

predominantly acral, or it  may not develop at all. 

Diseases with fever and rash may be classified by type of eruption: centrally distributed 

maculopapular,  peripheral,  confluent  desquamative  erythematous,  vesiculobullous, 

urticarial, nodular, purpuric, ulcerated, or eschar.  

B. Approach to the Patient with Fever and Rash 

A  thorough  history  of  patients  with  fever  and  rash  includes  the  following  relevant 

information:  immune  status,  medications  taken  within  the  previous  month,  specific 

travel history, immunization status, exposure to domestic pets and other animals, history 

of  animal  (including  arthropod)  bites,  existence  of  cardiac  abnormalities,  presence  of 

prosthetic  material,  recent  exposure  to  ill  individuals,  and  exposure  to  sexually 

transmitted diseases. The history should also include the site of onset of the rash and its 

direction and rate of spread. 

A thorough physical examination entails close attention to the rash, with an assessment 

and precise definition of  its salient features. First,  it  is critical to determine the type of 

lesions  that make  up  the  eruption. Macules  are  flat  lesions  defined  by  an  area  of 

changed color (i.e., a blanchable erythema). Papules are raised, solid  lesions <5 mm  in 

diameter; plaques are  lesions >5 mm  in diameter with a  flat, plateau‐like surface; and 

nodules  are  lesions  >5 mm  in  diameter with  a more  rounded  configuration. Wheals 

(urticaria,  hives)  are  papules  or  plaques  that  are  pale  pink  and may  appear  annular 

(ringlike) as they enlarge; classic (nonvasculitic) wheals are transient, lasting only 24–48 

h in any defined area. Vesicles (<5 mm) and bullae (>5 mm) are circumscribed, elevated 

lesions  containing  fluid.  Pustules  are  raised  lesions  containing  purulent  exudate; 

vesicular  processes  such  as  varicella  or  herpes  simplex  may  evolve  to  pustules. 

Nonpalpable purpura  is a  flat  lesion  that  is due  to bleeding  into  the skin;  if <3 mm  in 

diameter,  the  purpuric  lesions  are  termed  petechiae;  if  >3  mm,  they  are  termed 

ecchymoses. Palpable purpura is a raised lesion that is due to inflammation of the vessel 

wall (vasculitis) with subsequent hemorrhage. An ulcer is a defect in the skin extending 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 30

Page 36: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

at  least  into  the upper  layer of  the dermis,  and  an  eschar  (tâche noire)  is  a necrotic 

lesion covered with a black crust. 

 

2.  HYPOTHERMIA  

1. Hypothermia 

Accidental  hypothermia  occurs  when  there  is  an  unintentional  drop  in  the  body's  core 

temperature below 35°C (95°F). At this temperature, many of the compensatory physiologic 

mechanisms to conserve heat begin to fail. Primary accidental hypothermia is a result of the 

direct exposure of a previously healthy  individual  to  the  cold. The mortality  rate  is much 

higher for those patients who develop secondary hypothermia as a complication of a serious 

systemic disorder. 

A. Causes 

1) Primary accidental hypothermia is geographically and seasonally pervasive. Although 

most  cases  occur  in  the  winter  months  and  in  colder  climates,  it  is  surprisingly 

common  in  warmer  regions  as  well.  Multiple  variables  make  individuals  at  the 

extremes of age,  the elderly and neonates, particularly  vulnerable  to hypothermia. 

The  elderly  have  diminished  thermal  perception  and  are  more  susceptible  to 

immobility, malnutrition, and systemic illnesses that interfere with heat generation or 

conservation.  Dementia,  psychiatric  illness,  and  socioeconomic  factors  often 

compound these problems by impeding adequate measures to prevent hypothermia. 

Neonates  have  high  rates  of  heat  loss  because  of  their  increased  surface‐to‐mass 

ratio  and  their  lack  of  effective  shivering  and  adaptive  behavioral  responses.  In 

addition,  malnutrition  can  contribute  to  heat  loss  because  of  diminished 

subcutaneous fat and because of depleted energy stores used for thermogenesis. 

2) Individuals whose occupations or hobbies entail extensive exposure to cold weather 

are  at  increased  risk  for  hypothermia. Military  history  is  replete with  hypothermic 

tragedies. Hunters,  sailors,  skiers,  and  climbers  also  are  at  great  risk  of  exposure, 

whether it involves injury, changes in weather, or lack of preparedness. 

3) Ethanol causes vasodilatation (which increases heat loss), reduces thermogenesis and 

gluconeogenesis, and may  impair  judgment or  lead  to obtundation. Phenothiazines, 

barbiturates,  benzodiazepines,  cyclic  antidepressants,  and many  other medications 

reduce  centrally mediated  vasoconstriction. Up  to  25%  of  patients  admitted  to  an 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 31

Page 37: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

intensive care unit because of drug overdose are hypothermic. Anesthetics can block 

the shivering responses; their effects are compounded when patients are not covered 

adequately in the operating or recovery rooms. 

4) Several  types of endocrine dysfunction  can  lead  to hypothermia. Hypothyroidism—

particularly when extreme, as  in myxedema coma—reduces  the metabolic  rate and 

impairs  thermogenesis  and  behavioral  responses.  Adrenal  insufficiency  and 

hypopituitarism  also  increase  susceptibility  to  hypothermia.  Hypoglycemia,  most 

commonly  caused  by  insulin  or  oral  hypoglycemic  drugs,  is  associated  with 

hypothermia, in part the result of neuroglycopenic effects on hypothalamic function. 

Increased osmolality and metabolic derangements associated with uremia, diabetic 

ketoacidosis, and lactic acidosis can lead to altered hypothalamic thermoregulation. 

5) Neurologic  injury from trauma, cerebrovascular accident, subarachnoid hemorrhage, 

or  hypothalamic  lesions  increases  susceptibility  to  hypothermia.  Agenesis  of  the 

corpus  callosum,  or  Shapiro  syndrome,  is  one  cause  of  episodic  hypothermia, 

characterized by profuse perspiration followed by a rapid fall  in temperature. Acute 

spinal  cord  injury  disrupts  the  autonomic  pathways  that  lead  to  shivering  and 

prevents cold‐induced reflex vasoconstrictive responses. 

6) Hypothermia associated with sepsis  is a poor prognostic sign. Hepatic failure causes 

decreased  glycogen  stores  and  gluconeogenesis,  as well  as  a  diminished  shivering 

response.  In  acute  myocardial  infarction  associated  with  low  cardiac  output, 

hypothermia may  be  reversed  after  adequate  resuscitation. With  extensive  burns, 

psoriasis,  erythrodermas,  and  other  skin  diseases,  increased  peripheral  blood  flow 

leads to excessive heat loss. 

 

B. Clinical Presentation 

In most cases of hypothermia, the history of exposure to environmental factors, such as 

prolonged  exposure  to  the  outdoors without  adequate  clothing, makes  the  diagnosis 

straightforward.  In urban settings, however,  the presentation  is often more subtle and 

other disease processes, toxin exposures, or psychiatric diagnoses should be considered. 

After  initial  stimulation  by  hypothermia,  there  is  progressive  depression  of  all  organ 

systems.  The  timing  of  the  appearance  of  these  clinical manifestations  varies widely. 

Without knowing the core temperature,  it can be difficult to  interpret other vital signs. 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 32

Page 38: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

For example, a tachycardia disproportionate to the core temperature suggests secondary 

hypothermia  resulting  from  hypoglycemia,  hypovolemia,  or  a  toxin  overdose. Because 

carbon  dioxide  production  declines  progressively,  the  respiratory  rate  should  be  low; 

persistent hyperventilation suggests a central nervous system (CNS) lesion or one of the 

organic  acidosis.  A markedly  depressed  level  of  consciousness  in  a  patient with mild 

hypothermia should raise suspicion of an overdose or CNS dysfunction due to  infection 

or trauma.  

 

C. Physiologic Changes Associated with Accidental Hypothermia 

Severity Body 

Temperature 

Central Nervous System 

Cardio vascular 

Respiratory Renal and Endocrine 

Neuro muscular 

Mild  35°C (95°F)–32.2°C (90°F) 

Linear depression of cerebral metabolism; amnesia; apathy; dysarthria; impaired judgment; maladaptive behavior 

Tachycardia, then progressive bradycardia; cardiac‐cycle prolongation; vasoconstriction; increase in cardiac output and blood pressure 

Tachypnea, then progressive decrease in respiratory minute volume; declining oxygen consumption; bronchorrhea; bronchospasm 

Diuresis; increase in catecholamines, adrenal steroids, triiodothyronine and thyroxine; increase in metabolism with shivering 

Increased preshivering muscle tone, then fatiguing  

Moderate  <32.2°C (90°F)–28°C (82.4°F) 

EEG abnormalities; progressive depression of level of consciousness; pupillary dilatation; paradoxical undressing; hallucinations 

Progressive decrease in pulse and cardiac output; increased atrial and ventricular arrhythmias; suggestive (J‐ wave) ECG changes 

Hypoventilation; 50% decrease in carbon dioxide production per 8°C drop in temperature; absence of protective airway reflexes 

50% increase in renal blood flow; renal autoregulation intact; impaired insulin action 

Hyporeflexia; diminishing shivering‐induced thermogenesis; rigidity

 

 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 33

Page 39: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

 

Severity Body 

Temperature 

Central Nervous System 

Cardio vascular 

Respiratory Renal and Endocrine 

Neuro muscular 

Severe  <28°C (82.4°F) 

Loss of cerebrovascular autoregulation; decline in cerebral blood flow; coma; loss of ocular reflexes; progr essive  decr ease in EEG EEG 

Progressive decrease in blood pressure, heart rate, and cardiac output; re‐entrant dysrhythmias; maximum risk of ventricular fibrillation; asystole 

Pulmonic congestion and edema; 75% decrease in oxygen consumption; apnea 

Decrease in renal blood flow parallels decrease in cardiac o.p; extreme oliguria; poi  kilothermia; 80% decr  in basal metab olism 

No motion; decreased nerve‐ conduction velocity; peripheral areflexia; no corneal or oculocephalic reflexes 

 

2. Frostbite 

Peripheral  cold  injuries  include  both  freezing  and  nonfreezing  injuries  to  tissue.  Tissue 

freezes quickly when in contact with thermal conductors such as metal or volatile solutions. 

Other  predisposing  factors  include  constrictive  clothing  or  boots,  immobility,  or 

vasoconstrictive medications.  Frostbite  occurs when  the  tissue  temperature  drops  below 

0°C. Ice crystal formation subsequently distorts and destroys the cellular architecture. Once 

the  vascular  endothelium  is  damaged,  stasis  progresses  rapidly  to  microvascular 

thrombosis.  After  the  tissue  thaws,  there  is  progressive  dermal  ischemia.  The 

microvasculature begins to collapse, arteriovenous shunting increases tissue pressures, and 

edema  forms.  Finally,  thrombosis,  ischemia,  and  superficial  necrosis  appear.  The 

development of mummification and demarcation may take weeks to months.  

A. Clinical Presentation 

1) The initial presentation of frostbite can be deceptively benign. The symptoms always 

include a sensory deficiency affecting  light touch, pain, and temperature perception. 

The acral areas and distal extremities are  the most common  insensate areas. Some 

patients complain of a clumsy or "chunk of wood" sensation in the extremity. 

2) Deep  frostbitten  tissue  can  appear  waxy,  mottled,  yellow,  or  violaceous‐white. 

Favorable presenting signs include some warmth or sensation with normal color.  

Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 34

Page 40: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

 

 

(a) Frostbite         Frostbite with vesiculation 

 

   

Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 35

Page 41: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

Reference 

 

A. Anatomy and Pathophysiology of Nociceptive Pain 

1. Drake, Richard L; Vogl, Wayne; Mitchell, Adam W.M. (2005) Gray’s Anatomy for Students. 

1stEd. Elsevier Churchill Livingstone. p.782‐787. 

2. Moore,  Keith  L;  Agur.  Anne M.R.  (2007)  Essential  Clinical  Anatomy.  3rdEd.  Lippincott 

Williams and Wilkins. p.81,101,184‐191,507.  

3. Moore,  Keith  L; Dalley, Arthur  F.  (2006)  Clinically Oriented Anatomy.  5thEd.  Lippincott 

Williams and Wilkins. p.886‐932. 

4. Waxman, Stephen G. (2003) Clinical Neuroanatomy. 25thEd.   A Lange Medical Book. Mc 

Graw‐Hill. p.51‐58,202‐207. 

 

B. Anatomy and Pathophysiology of Neuropathic Pain 

1. Marcus,  Dawn.  (2005)  Chronic  Pain  A  Primary  Care  Guide  to  Practical Management. 

Humana Press. 

2. Loeser,  John D; Butler, Steven H; Chapman, C. Richard; Turk, Dennis C.  (2001) Bonica’s 

Management of Pain. 3rdEd. Lippincott Williams & Wilkins. 

3. http://www.cgmh.org.tw/cgmj/2809/280901.pdf 

4. http://bja.oxfordjournals.org/cgi/reprint/87/1/12 

 

C. Headache 

1. Baehr & Frotscher; Duus’. (2005) Topical Diagnosis in Neurology. 4thEd. Thieme Stuttgart 

New York. 

2. Collins. (2008) Differential Diagnosis in Primary Care. 4thEd. Lippincott Williams & Wilkins.  

3. Gallagher. Weiner’s Pain Management : Primary Headache Disorders. 

4. Loeser J.D. (2001) Bonica’s Management of Pain. 

5. Mumenthaler. (2006) Fundamentals of Neurology An Illustrated Guide. 

 

D. Neck Pain 

1. Marcus, Dawn A. (2007) Headache and Chronic Pain Syndromes, The Case‐Based Guide to 

Targeted Assessment and Treatment. Humana Press. 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 36

Page 42: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

2. Loeser,  John D; Butler, Steven H; Chapman, C. Richard; Turk, Dennis C.  (2001) Bonica’s 

Management of Pain. 3rdEd. Lippincott Williams & Wilkins. 

3. Boswell, Mark V. and Cole, B. Eliot. WEINER’S Pain Management: A Practical Guide  for 

Clinicians. (2006)  7thEd. Taylor & Francis. 

 

E. Chest Pain 

1. Fauci, A.S;  Kasper, D.L;    Longo, D.L; Braunwald,  E; Hauser,  S.L;  Jameson,  J.L;  Loscalzo. 

(2008) Harrison's Principles of Internal Medicine. 17thEd. The McGraw‐Hill Companies. 

2. Loeser,  John D; Butler, Steven H; Chapman, C. Richard; Turk, Dennis C.  (2001) Bonica’s 

Management of Pain. 3rdEd. Lippincott Williams & Wilkins. 

 

F. Abdominal Pain 

1. Baehr & Frotscher; Duus’. (2005) Topical Diagnosis in Neurology. 4thEd. Thieme Stuttgart 

New York. 

2. Collins. (2008) Differential Diagnosis in Primary Care. 4thEd. Lippincott Williams & Wilkins.  

3. Gallagher. Weiner’s Pain Management: Primary Headache Disorders. 

4. Loeser, J.D. (2001) Bonica’s Management of Pain. 

5. Mumenthaler. (2006) Fundamentals of Neurology An Illustrated Guide. 

 

G. Dysmenorrhoea 

1. Carol P; Gaspard K.  (2003) Alterations  in the Male and Female Reproductive Systems  in 

Essential Pathophysiology. Lippincott Williams & Wilkins. 

2. Costanzo L.S. (2007) Reproductive Physiology in Physiology. 3rdEd. Elsevier. 

3. French L. (2005) Dysmenorrhea. American Physician Family. 71(2):285‐291. 

4. Downloaded from http://www.aafp.org/afp  on 4 June 2008. 

5. Proctor,  M;  Farquhar,  C.  (2006)  Diagnosis  and  Management  of  Dysmenorrhoea. 

BMJ332:1134‐1138. Downloaded from bmj.com on 4 June 2008. 

6. Spark,  R.A.  (2005) Dysmenorrhea.  In:  Family Medicine  Ambulatory  Care &  Prevention. 

4thEd. McGraw‐Hill. p.108‐112. 

 

 

 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 37

Page 43: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

H. Low Back Pain 

1. Marcus, Dawn A. (2007) Headache and Chronic Pain Syndromes, The Case‐Based Guide to 

Targeted Assessment and Treatment. Humana Press. 

2. Loeser,  John D; Butler, Steven H. C; Chapman, Richard; Turk, Dennis C.  (2001) Bonica’s 

Management of Pain. 3rdEd. Lippincott Williams & Wilkins. 

3. Boswell, Mark V. and Cole, B. Eliot. (2006) WEINER’S Pain Management, A Practical Guide 

for Clinicians. 7thEd. Taylor & Francis. 

 

I. Hyperthermia, Hypothermia, Frostbite, Fever And Rash 

1. Fauci,  A.S;  Kasper, D.L;    Longo, D.L;  Braunwald,  E; Hauser,  S.L;  Jameson  J.L;  Loscalzo. 

(2008) Harrison's Principles of Internal Medicine. 17thEd. The McGraw‐Hill Companies. 

 

   

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 38

Page 44: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

Teaching‐Learning Process 

 

a. Student should work with this Module prior to any lectures on this Topic.  

b. This Module will be collected before Small Group Discussion. 

c. Student should discuss the module tasks they have already done before. 

d. The on duty Facilitators make notes on  things  the student discuss which need  to clarify at 

the end of each session or in lecture. 

 

 

The Assessment 

 

a. The  Formative  Evaluation  will  be  assessed  through  Observation  Sheets  elaborating  the 

Learning Skill and Content Mastery. 

b. The  Summative  Evaluation  will  be  assessed  together  with  the  other modules  in Middle 

Semester Test and or End Semester Test scheduled. 

 

   

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 39

Page 45: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

MODULE TASK Find out your answers to the following tasks by yourself after discuss it 

with your group or after reading the suggested references below.  

1. Describe in brief the Spinal Pain and Temperature Pathways 

A  series  of    three  neurons  transmits  fast  pain  and  temperature  impulses  from  the 

receptors in the periphery to the cerebral cortex where these sensations are perceived. 

First Order neurons : 

Pain and temperature stimulus are received by receptors in the periphery , carried by the 

spinal nerves thorug dorsal root of the spinal cord to the Spinal Ganglion then trasmitted 

through the dorsal fasciculus ( Tract of Lissauer )  to the posterior horn of the spinal cord  

Second Order Neurons : 

From  the posterior horn  the  impuls  the  second neurons decussate  in  the  ventral white 

comissure. After crossing to the contralateral side, the secondary neurons pass the lateral 

funicuulus as the spinothalamic tract which is then ascends to terminate in the thalamus. 

Third Order Neurons : 

The  third  neurons  transmitting  the  Pain  and  temperature  impuls  to  terminate  in  the 

sensory centers in ths postcentral gyrus of the cerebral cortex  

 

2. Describe  the  pain  resulted  from  injury  to  Pleurae.  Why  are  there  any  differences 

between  pain  resulted  from  injury  to  the  visceral  pleura  and  the  parietal  pleura. 

Explain also the referred pain may exist in this case. 

The visceral pleura insensitive to pain because its innervation is autonomic (motor and 

visceral afferent) . The visceral pleura receives no nerves of general sensation. 

The parietal pleura is sensitive to pain , particularly the costal pleura , because it is richly 

supplied by branches OF Nn.intercostales and N.phrenicus.  

Irritation of the parietal pleura produces local pain and referred pain to the areas sharing 

innervation by the segments of medulla spinalis.  

Irritation of the costal and peripheral parts of diaphragmatic pleura results  in  local pain 

and referred pain along the Nn.intercostaes to the thoracic and abdominal walls. 

Irritation of the mediastinal and central diaphragmatic areas of the parietal pleura results 

in pain that is referred to the root of neck and over the shoulder (C3‐C5 dermatomes) 

 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 40

Page 46: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

3. Explain following term: 

a. Pain  d. Dysesthesia  g.  Hyperpathia 

b. Allodynia  e.  Paresthesia  h. Neuropathic pain 

c. Causalgia  f.  Hyperalgesia 

 

 

                  

4. Describe peripheral and central mechanism of neuropathic pain. 

Peripheral effect: 

•  Ectopic and spontaneous discharge 

•  Emphatic conduction 

•  Alterations in ion channel expression 

•  Collateral sprouting of primary afferent neurons 

•  Sprouting of sympathetic neurons into the DRG 

•  Nociceptors sensitization 

 

Central effects: 

•  Central sensitization 

•  Spinal reorganization 

•  Cortical reorganization 

•  Charges in inhibitory pathways 

 

   

Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 41

Page 47: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

5. What do you know about “Chest Pain“. Describe the anatomical aspect of this Pain. 

Ischemia  and  the  accumulation  of  metabolic  products  stimulate  pain  endings  in  the 

myocardium  The  affrent  pain  fibers  run  in  the  cervical  branches  of  the  truncus 

sympathicus. The axons of these primary sensory neurons enter spinal cord segments T1‐

T4 or T5 especially of the left side. 

Cardiac referred pain  is a phenomenon whereby noxious stimuli originating  in the heart 

are perceived by the person  as pain arising from a superficial part of the body – the skin 

on the medial aspect of the left upper limb , for example. 

Visceral pain  is  trasmitted by visceral afferent  fibers with cell bodies  in  the same spinal 

ganglion, and  central processes  that  enter  the  spinal  cord  through  the  same posterior 

roots. 

 

 

 

 

 

 6. Describe the nature of “Headache“ as it commonly are  Dural Origin of Headache 

The dura is sensitive to pain, especially where it is related to the dural venous sinuses and 

meningeal  arteries.  Although  the  cause  of  Headache  are  numerous,  distension  of  the 

scalp or meningeal vessels ( or both ) is believed to be one cause of headache. 

Many headaches appear to be dural in original, such as headache occuring after a lumbar 

spinal  puncture  for  removal  of  CSF.  These  headaches  are  thought  to  result    from 

stimulation of  sensory nerve  ending  in  the dura. When CSF  is  removed,  the brain  sags 

sligthly, pulling on the dura, this may cause pain and headache. 

For  this  reason, patients are asked  to keep  their heads down after  lumbar puncture  to 

minimize the pull on the dura, reducing the chance of headache 

 

 

 

 

   

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 42

Page 48: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

7. Describes and mention  the Head structures which are pain sensitive and insensitive 

Investigations  on  humans  undergoing  intracranial  surgery  under  local  anesthesia  have 

shown  that  the  following  structures  are  pain  sensitive:  (a)  all  of  the  extracranial 

structures, especially the arteries; (b) the great venous sinuses and their tributaries from 

the surface of the brain; (c) parts of the dura at the base of the brain; (d) the meningeal 

arteries and big  cerebral arteries at  the base of  the brain; and  (e)  the  fifth, ninth, and 

tenth  cranial  nerves  and  the  upper  three  cervical  nerves.  The  cranium  (including  the 

diploic and emissary veins), the parenchyma of the brain, some of the dura, almost all of 

the piaarachnoid, and the ependymal  lining of the ventricles and the choroid plexus are 

insensitive to mechanical, thermal, electrical, or chemical stimuli. 

Stimulation of pain‐sensitive structures on or above the superior surface of the tentorium 

cerebelli causes pain in parts of the head anterior to a line drawn from the ears across the 

top of the head, whereas stimulation of structures on or below the inferior surface of the 

tentorium  cerebelli  generally  causes  pain  behind  the  aforementioned  line,  but  certain 

sites may project to the brow or behind the eyes. It has been further demonstrated that 

nociception  from  the  supratentorial  structures  is  mediated  by  the  trigeminal  nerve, 

whereas  nociceptive  impulses  from  stimulation  of  the  infratentorial  structures  are 

transmitted by afferent fibers  in the fifth, ninth, and tenth cranial nerves and the upper 

three cervical nerves. 

The  intracranial vessels also are supplied by afferent fibers, which run  in the ophthalmic 

division of the trigeminal nerve and terminate in the trigeminal ganglion. In addition, the 

arteries  are  surrounded  by  dense  networks  of  nerves  containing  a  variety  of 

neuropeptides. 

Cranial bones are not pain  sensitive, but  stretch or other  sensation of  the periosteum, 

which surrounds them, evokes pain  locally. The scalp, of course,  is pain sensitive, as are 

the arteries  that  supply  it  (i.e.,  the  supraorbital,  frontal,  superficial  temporal, posterior 

auricular, and occipital arteries). The  first  three arteries are  supplied by  the  trigeminal 

nerve, whereas the posterior auricular and occipital arteries are supplied by branches of 

the upper cervical nerves. The external carotid artery and  its branches are also supplied 

by  afferent  fibers  that are  a  part  of  the  nerve  plexuses  surrounding  these  vessels  and 

eventually reach the spinal dorsal horn or the trigeminal nucleus caudalis via the sensory 

roots of  the upper  four  thoracic  spinal nerves or  the  trigeminal nerve. The nerve  fibers 

containing neuropeptides play a role both in nociception and in the regulation of vascular 

tone 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 43

Page 49: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

8. Described the pathophysiology and characteristic pain and of migraine with aura 

Migraine  

Pathogenesis of Migraine 

Multiple factors contribute to the generation of a migraine attack: 

Vascular and Humoral Factors 

It  has  long  been  presumed  that,  in  the  first  phase  of  migraine,  vasoconstriction 

produces  focal  cortical  ischemia  (accounting  for  the  neurologic  deficits  seen  in 

migraine accompagn´ee). Recent measurements of  intracranial blood flow, however, 

have cast some doubt on this hypothesis. In the second phase, vasodilatation occurs. 

Dilatation of the large extracranial vessels causes typically unilateral, often pulsating 

pain. The patient appears pale, because the facial capillaries are constricted; only  in 

cluster  headache  are  they  dilated,  producing  a  red  face.  The  third  phase, 

characterized by edema of the periarterial tissue, manifests itself in a dull, continuous 

pain.  

These vascular changes are partly due to, and accompanied by, humoral processes of 

various  kinds;  serotonin  seems  to  be  the  most  important  transmitter  substance 

involved. For unexplained reasons (perhaps because of exogenous factors), serotonin 

is  released at  the onset of a migraine attack  from  stored  reserves  in  the  intestinal 

wall, the brain, and, most of all, the blood platelets and mast cells. Serotonin at high 

concentration  in  the  bloodstream  then  induces,  not  only  the  initial  intracranial 

vasoconstriction,  but  also  (in  concert with  histamine  released  from mast  cells)  an 

increase  in  capillary permeability. This,  in  turn, promotes  transudation of a  type of 

plasma  kinin  called  neurokinin,  which  acts  to  lower  the  pain  threshold.  The 

concentration  of  serotonin  in  the  blood  then  declines,  which  induces  the 

vasodilatation  and  pain  of  the  second  phase.  Serotonin  is  degraded  through  the 

enzymatic  action  of  monoamine  oxidases  and  excreted  in  the  urine  as  5‐

hydroxyindoleacetic acid. 

CNS Factors

These  factors  have  recently  drawn  increased  attention.  Impulses  arising  in  the 

diencephalon are thought to be responsible for the episodic character, accompanying 

vegetative signs, epileptiform EEG changes, and unilaterality of migraine headache. A 

decisive  role  is played by  excitatory processes mediated by  fibers of  the  trigeminal 

nerve. 

Genetic  factors  play  a  role;  in  some  patients,  for  example,  there  are  well‐

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 44

Page 50: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

documentedion channel abnormalities. Many patients report a history of migraine in 

their relatives, particularly on the maternal side. 

Abnormal neural  excitation  in  the diencephalon, particularly  in  the  thalamic  zone 

representing the trigeminal area, also plays a role  in the pathogenesis of migraine. 

Events occurring  in this nuclear area are responsible for the triggering of (unilateral) 

migraine attacks by peripheral stimuli or emotional factors. 

The  pathogenetic  role  of  so‐called  “spreading  depression”  is  unclear.  This  is  a 

phenomenon, known  from animal  research,  in which a  stimulus delivered  locally  to 

the occipital cortex induces a wave of excitation that spreads toward the frontal lobe. 

The  excitation  is  then  followed  by  reduced  excitability  (“depression”).  It  is  an 

established  fact  that  the  speed of  this disturbance, as  it moves  from back  to  front, 

correlates precisely with the speed of a scintillating scotoma moving across the visual 

field  in an attack of ophthalmic migraine.     The common Aura of migraine  is visual 

aura. 

This  most  common  form  of  complicated  migraine  is  characterized  by  visual 

manifestations  preceding  the  headache,  and  is  thus  equivalently  termed migraine 

with  (visual)  aura.  About  one‐third  of  patients  with  migraine  have  this  form  of 

migraine.  

  A typical type of visual aura is the scintillating scotoma, in which the patient first sees 

a bright, colored, lightning‐like figure with a zigzag border proceeding from the center 

to the periphery of the homonymous visual field (fortification specter). The figure 

reaches the periphery in 5–15minutes and leaves a transient visual field defect behind. 

Horizontal visual field defects due to retinal ischemia are less common, and transient 

monocular blindness (amaurosis fugax) as a manifestation of retinal migraine is quite 

rare. 

Scintillating scotomata of  this  type are  followed by a headache episode of  the  type 

described above, usually on the side opposite the homonymous visual field defect. In 

rare cases, the scintillating scotoma remains the only manifestation of migraine, and 

the headache or other manifestations never develop. A permanent visual field defect 

may be present  in such cases. A small number of patients with ophthalmic migraine 

who, for various reasons, underwent surgical repair of a right‐left  intracardiac shunt 

went on to have attacks at  lower  frequency, or no attacks at all.  It thus seems that 

this type of anomaly may rarely be of pathogenetic importance. 

 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 45

Page 51: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

9. Described the clinical manifestation Tension Type Headache 

Tension‐Type Headache 

Terminology 

Tension‐type headache, earlier known as “cephalea vasomotorea,” is also somewhat 

confusingly  called  “common  migraine.”  The  International  Headache  Society’s 

definition  recognizes  two  types  of  tension‐type  headache,  episodic  and  chronic, 

which are distinguished according to the following criteria. 

 

Episodic Tension‐Type Headache: 

 A : At  least 10 earlier episodes fulfilling criteria B–D, occurring fewer than 180 days 

per‐year. 

 B : Headache episodes last 30 minutes to 7 days. 

 C : At least two of the following pain characteristics are present: 

– pressing, not pulsatile, 

– mildtomoderate intensity, not impairing everyday activities, 

– bilateral, 

– not exacerbatedby exertion, walking, or climbing stairs. 

 D : Both of the following characteristics: 

– no nausea or vomiting, 

– no or very rare photophobia or phonophobia. 

 E : At least one of the following is true: 

– The history and physical findings are not consistent with another known type 

of  headache; or 

– other types of headache can be excluded with ancillary tests; or 

– another type of headache, if present, is different from and not correlated with 

the tensiontype headache. 

 

Chronic Tension‐Type Headache: 

A : Moderately frequent headaches (15 or more days/month) for at least 6 months, 

       fulfilling criteria B through D. 

B : The pain has at least two of the following characteristics: 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 46

Page 52: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

– pressing,not pulsatile, 

– mildtomoderate intensity, without impairment of daily activities, 

– bilateral, 

– not exacerbated by exertion, walking, or climbing stairs. 

C : Both of the following characteristics: 

– no vomiting, 

– no nausea, photophobia, phonophobia (or at most one of these phenomena). 

 D : At least one of the following is true: 

–  The  history  and  physical  are  not  consistent  with  another  known  type  of 

headache; or 

– other types of headache can be excluded with ancillary tests; or 

– another type of headache, if present, is different from and not correlated with 

the tension‐type headache. 

 

10. What is cervicogenic headache? 

Cervicogenic headache describes head pain  that occurs as a result of an abnormality  in 

the neck. The word genesis means  “to  come  from,”  so  cervicogenic  literally means  the 

pain comes from a problem in the neck or cervical area. Typically, cervicogenic headache 

is experienced as a pain  in the neck that moves to the back of the head. Generally, this 

pain affects  just one side of the head. Sometimes the pain may radiate over the side or 

top of the head. Cervicogenic headache episodes usually occur after moving the neck into 

certain positions or holding the head  in one position  for a  long time. Often, people  find 

that certain neck movements will also relieve the neck and head pain. A variety of neck 

abnormalities may  result  in  neck  pain, with  pain  also  in  the  head.  These may  include 

trauma or degenerative conditions, such as arthritis. 

 

 

 

 

 

 

 Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 47

Page 53: V Syndro Sy Module 2 Pain and the Change of …v1.fk.ub.ac.id/id/pu/BlockV_Module2 TA_2009-2010_Student...Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page

Module - Pain and The Changes of Temperature; Academic Year 2009-2010 Page 48 

11. What is a cervical radiculopathy? 

Nerves  can be pinched when  they  leave  the  spine  to go  into  the arm. The area 

where  nerves  are  pinched  is  called  the  root.  In  Latin,  radicitus means  “by  the  roots.” 

Therefore, when  the  root of a nerve  is pinched,  it  is  called a  radiculopathy. When  this 

happens, you may experience pain, numbness, and/or weakness in the arm. This is called 

a cervical (or neck) radiculopathy. 

The most common causes of pinched nerves are calcium deposits from arthritis or 

a herniated disc. The disc is a sponge‐like cushion that acts like a shock absorber between 

the bones in the spine. Sometimes, this sponge can shift backward or to the side, causing 

the nerve  to be pinched. With aging,  this  sponge dries  out and  can  be  surrounded by 

calcium deposits. This causes the spaces between the bones to shrink, which is called disc‐

space narrowing. Although the smaller spaces themselves do not cause problems, this  is 

often  associated with  arthritis  changes  that  can  pinch  a  nerve.  Pinching  these  nerves 

typically results in pain in the neck and arm, along with numbness in the arm or hand.