Uczucie bólu ewoluowało, aby organizmy unikały szkodliwych lub śmiertelnych bodźców. Ból ma silny składnik emocjonalny, ale także prawdziwą fizjologiczną podstawę do odczuwania. Badania fizjologii bólu wykazały, że ból jest odczuwany i przekazywany do mózgu podobnie jak inne odczucia fizyczne, takie jak temperatura lub dotyk.
Wiele zwierząt, w tym ludzi, ma receptory specyficzne dla bólu zwane nocioceptorami. Istnieją one w całym ciele, z wyjątkiem mózgu, i są zakończeniami wolnych nerwów. W obecności bolesnych bodźców powodują odpalenie komórki nocioceptorowej. Przyczyn bólu może być wiele, ponieważ bodźce mechaniczne, chemiczne, elektryczne i biologiczne mogą prowadzić do wystrzelenia.
Po początkowym odpaleniu nocioceptor sygnał jest przekazywany do innych komórek, które przekazują informacje do rdzenia kręgowego i mózgu. Według współczesnych badań fizjologii bólu ból odczuwa się, gdy sygnały te docierają do ośrodkowego układu nerwowego. Wzgórze jest pierwszym obszarem, w którym odczuwa się ból.
Sygnał następnie przenosi się do układu limbicznego, który odpowiada za emocjonalny aspekt bólu, a jednocześnie do kory mózgowej. Tutaj odbywa się interpretacja i odczuwanie bólu. Niektóre części kory, w tym pierwotna kora czuciowa, pozwalają zlokalizować źródło bólu.
W fizjologii bólu istnieją dwa różne rodzaje włókien nerwowych, które odpowiadają za dwa rodzaje bólu. Pierwszy typ, zwany włóknami A, przekazuje szybką informację o nagłym bólu, takim jak skaleczenie lub oparzenie. Szybka transmisja umożliwia reakcje odruchowe, takie jak odejście od przyczyny bólu, zanim mózg nawet dostrzeże sam ból.
Innym rodzajem włókna nerwowego ważnym w fizjologii bólu jest mniejsze włókno C. Włókna te przekazują wiadomości po początkowym odczuciu bólu i przenoszą tępe bóle lub łagodne oparzenia, które następują po ostrzejszym początkowym bólu. Wiadomości z włókien C są przenoszone wolniej ze względu na ich rozmiar oraz dlatego, że ich aksony nie są owinięte w mielinę. Uważa się, że są odpowiedzialni za niektóre odczucia przewlekłego bólu.
Zrozumienie fizjologii bólu ujawniło różne cele dla leków przeciwbólowych. Wiele metod leczenia bólu koncentruje się na hamowaniu sygnałów bólowych związanych z emocjonalnym składnikiem bólu, w tym na narkotycznych lekach przeciwbólowych. Leki przeciwbólowe dostępne bez recepty często zmniejszają stany zapalne i przenoszą początkowe sygnały bólowe z nocioceptorów. Jeszcze inne leki przeciwbólowe obejmują leki przeciwpadaczkowe, które mają na celu zapobieganie ciągłemu odczuciu bólu spowodowanego przez komórki, które źle działają w układzie nerwowym.
