La substance P est synthétisée par les neurones afférents primaires et est libérée au niveau de la moelle épinière suite à une stimulation douloureuse. Elle se fixe de manière préférentielle aux récepteurs neurokinine-1 (NK-1) localisés au niveau de la corne dorsale de la moelle épinière. La fixation de la substance P provoque l’activation de ces récepteurs qui vont alors être rapidement internalisés puis recyclés par les neurones. Elle induit également une prolongation de la dépolarisation membranaire et une augmentation de la concentration intracellulaire en calcium à l’origine de l’activation de la PKC. Cette activation provoque la phosphorylation des récepteurs NMDA (au niveau des acides aminés sérine et thréonine), induisant le départ de l’ion Mg2+ et de ce fait augmentant l’excitabilité du récepteur.