Neurotransmitterit ovat hermoston kemikaaleja, jotka auttavat välittämään tietoa neuronien välillä. Jotkut välittäjäaineet ovat vastuussa kipusignaalien välittämisestä, kun taas toiset auttavat estämään kipua. Tutkijat tutkivat erilaisten välittäjäaineiden ja kivun välistä suhdetta toivoen luovansa uusia hoitoja krooniseen kipuun.
Viestit lähetetään hermoston kautta sähköisten ja kemiallisten signaalien avulla. Sähköiset signaalit kulkevat itse hermojen läpi, mutta hermoja erottaa toisistaan pienet aukot, joita kutsutaan synapsiksi, joiden kautta sähköiset signaalit eivät voi kulkea. Hermosolun lopussa nämä signaalit muunnetaan kemiallisiksi signaaleiksi välittäjäaineiden muodossa, jotka välittävät viestin synapsin läpi seuraavaan hermosoluun.
Jotkut hermoston kautta lähetetyistä tärkeimmistä viesteistä ovat kipua koskevia viestejä. Kipu ilmoittaa keholle, että jokin on vialla ja että kipua tuntevan henkilön on ryhdyttävä toimiin sen korjaamiseksi, esimerkiksi poistamalla käsi kuumalta liesiltä. Erilaiset neuronit, välittäjäaineet ja kipuvasteet toimivat yhdessä estääkseen tarpeettomia vaurioita keholle.
Kun kipu muuttuu hallitsemattomaksi, useimmat ihmiset kuitenkin kääntyvät kipulääkkeiden puoleen. Lääkemääräiset kipulääkkeet, kuten asetaminofeeni tai ibuprofeeni, estävät syklo-oksigenaasiksi (COX) tunnettua entsyymiä sen sijaan, että vaikuttavat suoraan välittäjäaineisiin. Näitä käsikauppalääkkeitä ei yleensä pitäisi ottaa pitkiä aikoja, koska niiden teho heikkenee yleensä sitä kauemmin.
Voimakkaamman kivunlievityksen aikaansaamiseksi monet lääkärit suosittelevat hoitoja, jotka hyödyntävät välittäjäaineiden ja kivun välistä suhdetta. Esimerkiksi välittäjäaine serotoniini liittyy yleensä mielialaan, koska serotoniinin puutteet johtavat usein masennukseen. Yksi sen vähemmän tunnetuista toiminnoista on kuitenkin estää ylimääräiset kipusignaalit. Tästä syystä selektiivisen serotoniinin takaisinoton estäjän (SSRI) lääkeryhmän masennuslääkkeitä voidaan käyttää myös kroonisen kivun hoitoon.
Endorfiinit ovat toinen yhteys välittäjäaineiden ja kivun välillä. Tämä luonnollinen kipulääke toimii tavalla, joka liittyy läheisesti morfiiniin. Endorfiineja tuotetaan kuitenkin pääasiassa liikunnan avulla. Tasainen liikuntaohjelma voi siis auttaa hallitsemaan kipua paremmin kuin monet muut lääkkeet.