Воздействие на организм сильного повреждения, обусловленного хирургической операцией, травмой, родами, вызывает взаимосвязанный метаболический, гормональный и гемодинамический ответ. Ответная реакция вызывается афферентной соматической и вегетативной импульсацией с места повреждения. Нарастающая нейрональная стимуляция сопровождается увеличением секреции гормонов гипоталамуса, которые в свою очередь стимулируют продукцию гормонов передней и задней долей гипофиза. В результате нарастающей эфферентной симпатической стимуляции увеличивается выделение гормонов стресса, катехоламинов.
Кроме нейрональной стимуляции эндокринного ответа повреждение тканей вызывает местную, а затем и общую реакцию организма, которая стимулирует синтез ряда БАВ, включая цитокины (ИЛ-1, ИЛ-6, TNF и интерфероны). Современные достижения фундаментальных исследований позволили выделить более 30 нейрохимических соединений, участвующих в механизмах возбуждения и торможения ноцицептивных нейронов в ЦНС. Уникальная комбинация этих веществ, выделяющаяся из центральных терминалей ноцицепторов вследствие повреждения периферических тканей и активирующая центральные ноцицептивные нейроны,
обеспечивает неповторимую характеристику болевого восприятия. Известно, что внутриклеточный Са2+ способен активизировать кальций-кальмодулинзависимую конститутивную нитрооксидсинтазу, катализирующую распад аргинина на цитрулин и оксид азота. NO в настоящее время считают первым представителем семейства регуляторных молекул со свойствами нейропередатчика. Считается, что NO, выделяясь из клеток, взаимодействует с пресинаптическими терминалями С-афферентов, усиливая выброс из них глутамата и нейрокининов. При избыточной продукции NO может вовлекаться в процессы ноцицепции.