УДК 616-009.7-092

В.Г. Овсянников, А.Е. Бойченко, В.В. Алексеев, Н.С. Алексеева

ИНИЦИАЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ БОЛИ

Кафедра патологической физиологии Ростовского государственного медицинского университета,

г. Ростов-на-Дону.

В статье анализируются данные современной литературы, описывающие классификации, структуру и функции болевых рецепторов, нервных волокон, проводящих болевой импульс, а так же роли структур заднего рога спинного мозга. Освещены центральные и периферические механизмы формирования болевой чувствительности.

Ключевые слова: боль, болевой рецептор, нервное волокно, формирование боли, гипералгезия.

V.G. Ovsyannikov, A.E. Boichenko, V.V. Alekseev, N.S. Alekseeva

THE INITIAL FORMATION AND MECHANISMS OF THE PAIN

Department of pathological physiology The Rostov State Medical University.

The article analyzes the data of modern literature, describes the classification, structure and function of pain receptors; the nerve fibers conducting pain impulse and the role of structures of the posterior horns of the spinal cord. Lit Central and peripheral mechanisms of formation of pain sensitivity.

Key words: pain, pain receptor, nerve fiber, the formation of the pain, hyperalgesia.

Боль является таким же ощущением, как прикосновение, зрение, слух, вкус, запах и, тем не менее, она значительно отличается по своей природе и последствиям для организма.

Ее формирование направлено, с одной стороны, на восстановление участка повреждения и, в конечном итоге, на сохранение жизни за счет восстановления нарушенного гомеостаза, а, с другой стороны, является важным патогенетическим звеном развития патологического процесса (шока, стресса).

В сложном механизме формирования боли важную роль играют структуры спинного и головного мозга, а также гуморальные факторы, составляющие основу противоболевой системы, обеспечивающие исчезновение боли за счет активации различных ее звеньев.

Среди важнейших особенностей формирования болевого ощущения следует отметить развитие периферической и центральной сенсибилизации, или гипералгезии, и формирование в результате этого болевого ощущения, даже при действии на организм неповреждающих клетки факторов (тактильное, холодовое, тепловое). Этот феномен получил название аллодиния.

Не менее важной особенностью является формирование, особенно при патологии внутренних органов, ощущения боли в других участках тела (отраженная и проекционная боль).

Особенностью боли является вовлечение всех органов и систем организма, результатом которого и являются, формирование при боли вегетативных, двигательных, поведенческих, эмоциональных реакций, изменение памяти, в том числе и изменение активности различных звеньев антиноцицептивной системы.

Боль - это рефлекторный процесс. Как и при любом виде чувствительности в ее формировании принимают участие три нейрона. Первый нейрон находится в спинальном ганглии, второй - в заднем роге спинного мозга, третий - в зрительном бугре (таламусе). В возникновении боли принимают участие болевые рецепторы, нервные проводники, структуры спинного и головного мозга.

Болевые рецепторы

Свободные нервные окончания А-дельта и С-волокон кожи, мышц, сосудов, внутренних органов, возбуждаемые при действии повреждающих

факторов, получили название ноцицепторов. Они рассматриваются как специализированные болевые рецепторы. Сам процесс болевого восприятия был назван как ноцицепция. В ходе эволюции больше всего болевых рецепторов сформировалось в кожных покровах и слизистых, которые наиболее подвержены повреждающему действию внешних факторов. В коже, на один квадратный сантиметр поверхности, обнаруживается от 100 до 200 болевых точек. На кончике носа, поверхности уха, подошвах и ладонях их количество снижается и колеблется от 40 до 70. Причем, количество болевых рецепторов значительно выше, чем рецепторов тактильных, холода, тепла (Г.Н.Кассиль, 1969) . Значительно меньше болевых рецепторов во внутренних органах. Много болевых рецепторов в надкостнице, мозговых оболочках, плевре, брюшине, синовиальных оболочках, внутренном ухе, наружных половых органах. В то же время кости, ткань мозга, печени, селезенки, альвеолы легких не реагируют на повреждение формированием боли, поскольку в них нет болевых рецепторов.

Часть болевых рецепторов не возбуждаются при действии болевого фактора и они вовлекаются в болевой процесс только при воспалении, которое содействует повышению болевой чувствительности (сенситизация, или гипералгезия). Такие болевые рецепторы получили название «спящих». Болевые рецепторы классифицируются по механизму, характеру их активации, локализации и по их роли в контроле целостности ткани.

По характеру активации нейрофизиологи выделяют три класса болевых рецепторов:

Модальные механические ноцицепторы; Бимодальные механические и термические но-цицепторы;

Полимодальные ноцицепторы. Первая группа ноцицепторов активируется только сильными механическими стимулами в 5 - 1000 раз большей интенсивности, чем необходимо для активации механорецепторов. Причем, в коже эти рецепторы связаны с А - дельта волокнами, а в подкожной клетчатке и во внутренних органах - с С - волокнами.

А - дельта волокна подразделяются на две группы (H.R. Jones et al, 2013) :

группа высокопороговых механорецепторных волокон, возбуждаемых болевыми стимулами высокой интенсивности, а после сенситизации реагирующих на действие теплового ноцицептивного фактора и группа механочувствительных волокон, реагирующих на высокой интенсивности температурное и холодовое воздействие. Возникающая при этом сенситизация этих ноцицепторов вызывает формирование боли при действии механического неболевого фактора (прикосновение).

Вторая группа рецепторов - бимодальных, реагирует одновременно на механические (сжатие, укол, сдавление кожи) и температурные воздействия (повышение температуры свыше 400 С и снижение ниже 100 С). Механически и температурой возбуждаемые рецепторы связаны с миелиновыми А - дельта волокнами. Рецепторы, связанные с С -

волокнами, также возбуждаются механическими и холодовыми факторами.

Полимодальные болевые рецепторы связаны преимущественно только с С - волокнами и возбуждаются механическими, температурными и химическими раздражителями (Ю.П. Лиманский, 1986, Robert B. Daroff et al, 2012, H.R.Jones et al, 2013) .

По механизму возбуждения болевые рецепторы разделяются на механо - и хемонорецепторы. Основная масса механорецепторов связана с А - дельта волокнами и находится в коже, суставных сумках и мышцах. Хемонорецепторы связаны только с С - волокнами. В основном они находятся в коже и мышцах, а также во внутренних органах, и реагируют как на механические, так и на термические факторы.

Соматические ноцицепторы локализованы в коже, мышцах, сухожилиях, суставных капсулах, фасциях, надкостнице. Висцеральные находятся во внутренних органах. В большинстве внутренних органов обнаруживаются полимодальные ноцицеп-торы. В мозге ноцицепторы отсутствуют, но их достаточно много в мозговых оболочках. Как соматические, так и висцеральные ноцицепторы являются свободными нервными окончаниями.

Все болевые рецепторы выполняют сигнальную функцию, ибо информируют организм об опасности раздражителя и его силе, а не о характере (механический, термический, химический). Поэтому некоторые авторы (Л.В.Калюжный, Л.В.Голанов, 1980) разделяют болевые рецепторы в зависимости от их локализации, сигнализирующие о повреждении отдельных частей тела:

Ноцицепторы, контролирующие покровы тела (кожа, слизистые).

Ноцицепторы, контролирующие целостность тканей, гомеостаз. Они расположены в органах, оболочках, в том числе кровеносных сосудов, и реагируют на нарушение метаболизма, дефицит кислорода, растяжение.

Особенности ноцицепторов

Для ноцицепторов характерны следующие особенности:

Возбудимость;

Сенсибилизация (сенситизация);

Отсутствие адаптации.

Болевые рецепторы относятся к высокопороговым структурам.Это значит, что их возбуждение и формирование болевого импульса возможно при действии раздражителей большой интенсивности, способных вызвать повреждение тканей и органов. Необходимо отметить, что порог возбуждения ноцицепторов хотя и является высоким, все же достаточно изменчив, и у человека зависит от наследственно обусловленных особенностей, в том числе свойств личности, эмоционального и соматического состояния, погодных и климатических условий, действия предшествующих факторов. Например, предварительное прогревание кожи повышает чувствительность ноцицепторов к тепловым воздействиям.

Белковые рецепторы (ноцицепторы) представляют собой специфические белковые молекулы, конформация которых под воздействием высокой температуры, химических повреждающих факторов и механических повреждений формируют электрический болевой импульс. На поверхности ноцицеп-торов имеются и много других специфических белковых молекул, возбуждение которых повышает чувствительность ноцицепторов. Образованию веществ, которые с ними взаимодействуют, способствует развитие воспаления. К ним относятся ряд цитокинов, увеличение ионов водорода вследствие расстройств кровообращения и развития гипоксии, образование кининов вследствие активации кини-новой системы плазмы крови, избыток АТФ в результате выхода из разрушенных клеток, гистами-на, серотонина, норадреналина и других. Именно с образованием их в очаге воспаления и связывают повышение чувствительности (гипералгезию) или периферическую болевую сенситизацию.

Считают, что генерация потенциала действия, его распространение осуществляется через открытие кальциевых и натриевых каналов. Доказано, что экзогенные и эндогенные факторы могут облегчать или подавлять (местные анестетики, антиэпилептики) распространение болевого импульса через влияние на натриевые, калиевые, кальциевые, хлорные ионные каналы (Mary Beth Babos et all, 2013) . Причем потенциал действия формируется и распространяется при поступлении в нейрон натрия, кальция, хлора или выходе из клетки калия.

Так как при воспалении образуются многие вещества, формирующие периферическую гиперал-гезию, становится понятным применение для лечения боли нестероидных противовоспалительных препаратов.

Механизм возбуждения болевых рецепторов сложен и заключается в том, что алгогенные факторы повышают проницаемость их мембраны и стимулируют вход натрия с развитием процесса деполяризации, следствием которого является возникновение болевого импульса и его передача по болевым путям.

Детально механизм формирования болевого импульса в ноцицепторе представлен в ряде статей (H.C.Hemmings, T.D.Eden, 2013; G.S. Firestein et al, 2013)

Как показывают исследования академика Г.Н. Крыжановского и его многочисленных учеников возникновение болевого импульса может быть связано с ослаблением различных звеньев анти-ноцицептивной системы, когда нейроны начинают спонтанно подвергаться деполяризации с формированием импульсов, формирующих боль.

Болевая система обладает нейропластичностью, то есть изменяет свою реакцию на поступающие импульсы.

В нормальной ткани болевые ноцицепторы имеют высокий болевой порог и поэтому механические, физические, химические алгогены, чтобы вызвать формирование болевого импульса, должны вызвать повреждение ткани. В очаге воспаления болевой порог снижается и повышается чувстви-

тельность не только ноцицепторов, но и так называемых «спящих» ноцицепторов, которые могут не возбуждаться при первичном действии механических, физических и химических алгогенов.

В очаге воспаления (Gary S. Firestein et al, 2013) высокопороговые ноцицепторы (A - дельта и C - волокна) активируются при небольшом механическом давлении с выделением возбуждающих аминокислот (глютамата и аспартата), а также ней-ропептидов, особенно субстанции Р и кальцитонин ген-связанного пептида (кальцигенин), которые через взаимодействие с АМРА и NMDA - рецепторами, нейропептидными, простагландиновыми, интерлейкиновыми (особенно ^-1-бетта,^-6, TNF-альфа), активируют постсинаптическую мембрану второго нейрона задних рогов спинного мозга. По данным (R.H.Straub et al, 2013, Brenn D. et al, 2007) введение экспериментальным животным IL-6 и ФНО-альфа в сустав вызывает резко увеличение импульсов от сустава по чувствительному нерву, что рассматривается как важный фактор периферической сенситизации.

При нейропатической боли важная роль в формировании сенситизации принадлежит таким про-воспалительным цитокинам как интерферон - гамма, фактор некроза опухоли - альфа, ИЛ-17. В то же время такие противовоспалительные цитокины как ИЛ-4 и ИЛ-10, как полагают, снижают интенсивность гипералгезии (Austin P.J., Gila Moalem-Taylor, 2010) .

Эти изменения ведут к долговременной гиперчувствительности заднекорешкового ганглия.

В спинальном ганглии образуется субстанция Р, 80% которой поступает на периферийные аксоны, а 20% - на терминальные аксоны первого болевого нейрона спинного мозга (M.H. Moskowitz, 2008)

Как уже говорилось ранее, при повреждении из ноцицептора первого болевого нейрона выделяется субстанция Р и кальцитонин ген-связанный пептид. Считают, что эти нейротрансмиттеры обладают выраженным вазодилятаторным, хемо-таксическим действием, также повышают проницаемость микрососудов и, таким образом, способствуют экссудации и эмиграции лейкоцитов. Они стимулируют тучные клетки, моноциты, макрофаги, нейтрофилы, дендритные клетки, обеспечивая провоспалительный эффект. Таким же провоспа-лительным и хемотаксическим эффектом обладает и кальцитонин ген-связанный пептид, а также аминокислота глутамин. Все они высвобождаются периферической нервной терминалью и играют важную роль в формировании и передаче болевого импульса и развитии не только местных (в месте повреждения), но и системных реакций (H.C.Hemmings, T.D.Eden, 2013; G.S.Firestein et al, 2013) . По данным М.Л. Кукушкина с со-авт., 2011, такие возбуждающие кислоты как глю-тамат и аспартат обнаруживаются более чем в половине спинальных ганглиев и, образуясь в них, поступают в пресинаптические терминали, где под влиянием приходящего болевого импульса высвобождаются в синаптическую щель, способствуя распространению импульса в спинном и головном

мозге. Важное значение в формировании периферической сенситизации и гипералгезии придается ряду биологически активных веществ, образующихся в участке повреждения. Это гистамин, се-ротонин, простагландины, особенно брадикинин, цитокины (ФНО-альфа, интерлейкин-1, интер-лейкин-6), ферменты, кислоты, АТФ. Считают, что именно на мембране С - волокон и имеются

рецепторы с которыми они взаимодействуют, формируя периферическую гипералгезию, включая а л л о д и н и ю, и, в конечном итоге, формируют вторичную нелокализованную соматическую и висцеральную боль.

Наиболее изучена структура и функция полимодального ноцицептора С-волокон (Рис.1).

Рис. 1. Примерная структура полимодального ноцицептора С - волокна. (С.З.БЬ^ет, Я.Н^гаиЬ, 2013) . БР - субстанция боли, НА - норадреналин, цитокины (ФНО - альфа, ИЛ-6, ИЛ -1 бетта), ФРН - фактор роста нерва.

Брадикинин увеличивает внутриклеточный кальций и повышает образование простагландинов; субстанция Р увеличивает экспрессию ноцицептора и способствует длительной сенситизации; серото-нин усиливает вход натрия и кальция, увеличивает активность АМРА-рецепторов и формирует гипералгезию; простагландины увеличивают ноцицеп-цию и способствуют гипералгезии.

Это значит, что образующиеся в месте повреждения медиаторы воспаления не только вызывают возбуждение многочисленных рецепторов ноцицептора, но и формируют повышение его чувствительности. Поэтому прием нестероидных противовоспалительных препаратов, блокирующих образование простагландинов и других биологически активных веществ, угнетает проявления боли.

Нервные проводники болевых импульсов

По современным данным болевые импульсы после своего возникновения в ноцицепторах передаются по тонким миелинизированным (А - дельта) и немиелинизированным С - нервным волокнам.

А - дельта волокна обнаруживаются в коже, слизистых оболчках, париетальной брюшине. Эти тонкие миелинизированные нервные волокна про-

водят болевые импульсы достаточно быстро, со скоростью от 0,5 до 30 м/сек. Считают, что ноцицепторы их быстро возбуждаются при действии повреждающих факторов (алгогенов) и формируют острую (первичную) локализованную дискрими-нативную соматическую боль, когда человек или животное точно определяют место повреждения, иными словами, источник боли.

Тонкие немиелинизированные нервные волокна (С - волокна) распределяются в тех же структурах, что и А - дельта волокна, но они значительно распространены в глубоких тканях - мышцах, сухожилиях, висцеральной брюшине и внутренних органах. Они принимают участие в формировании тупой, жгучей и плохо локализованной (вторичной) боли.

В мышцах и суставах имеются имеются А - альфа и А - бета волокна. Первые волокна важны для проприоцепции, а А - бета реагируют на механическую стимуляцию, такую как прикосновение, вибрация. Им придается большое значении в механизмах акупунктуры (Baoyu Xin, 2007). При акупунктуре афферентные имульсы по толстым А - альфа и А - бета волокнам вызывают торможение желатинозной субстанции,формируя закрытие ворот в соответствии с воротной теорией

Мельзака и Уолла. Если же болевой сигнал значительный, он проходит воротный контроль и формирует ощущение боли. В свою очередь болевой сигнал может вызвать вовлечение центральных структур антиноцицептивной системы и нивелировать боль за счет гуморальных и нисходящих ингибиторных влияний.

Генерируют также болевой импульс, как правило, медиаторы, образуемые в участке повреждения (например, в очаге воспаления). Болевой импульс распространяется по таким волокнам (С - волокнам) медленнее (со скоростью 0,5 - 2 м/сек). Скорость распространения болевого импульса примерно в 10 раз медленнее по сравнению с А - дельта волокнами и их болевой порог значительно выше. Поэтому алгогенный фактор должен быть

значительно большей интенсивности. Эти волокна принимают участие в формировании вторичной, тупой, плохо локализованной, диффузной, продолжительной боли. В участке повреждения образуется ряд химических медиаторов боли, таких как субстанция Р, простагландины, лейкотриены, брадикинин, серотонин, гистамин, катехоламины, цитокины, возбуждая преимущественно C - ноцицепторы. (Henry M. Seidel et al, 2011) .

Большинство первичных афферентов образуются нейронами, локализованными в спинальных ганглиях. Что касается висцеральных ноцицептивных афферентных волокон (А-дельта и С - волокна), то они также являются производными заднего корешкового ганглия, но идут в составе вегетативных нервов (симпатических и парасимпатических) (Рис. 2).

Paravertebral ganglia

Lumbar colonic п.

Рис. 2. Симпатическая (слева) и парасимпатическая (справа) иннервация различных внутренних органов. (Чг - чревный ганглий; Вбг - верхний брыжеечный ганглий; Нбг - нижний брыжеечный ганглий). (С.ЕСеЬЬаЛ, 2000).

Роль структур спинного мозга в формировании боли

По современным представлениям, болевые импульсы поступают только по тонким миелини-зированным (А-дельта) и немиелинизированным С-волокнам к клеткам I - VI пластин дорсального рога (серое вещество спинного мозга). А - дельта и С - волокна образуют ветви или коллатерали, проникающие в спинной мозг на короткие расстояния, образуя синапсы. Это обеспечивает вовлечение нескольких сегментов спинного мозга в формирование болевого ощущения. По мнению А.Б. Данилова и О.С. Давыдова, 2007 , А-дельта волокна заканчиваются в I, III, V пластинах. С-волокна (немиелинизированные) поступают во II

пластину. Кроме задних рогов спинного мозга импульсы поступают в ядро тройничного нерва, как аналога спинного мозга. Что касается первичных болевых афферентов от висцеральных органов, то, по данным Bayers and Bonica (2001), они поступают диффузно в I, V, X пластины задних рогов спинного мозга. По данным H.R. Jones et al, 2013 ; M.H. Moskowitz, 2008 специфические болевые нейроны, реагирующие исключительно на болевые стимулы, обнаружены в I, II, IV, V, VI пластинах задних рогов спинного мозга, вызывая формирование постсинаптических потенциалов.

По мнению Susuki R., Dickenson A.N. (2009), периферические терминали болевых и неболевых волокон поступают в различные слои спинного мозга (Рис. 3).

Онкефал иновыи нейрон

А - альфа, А - бета

А - дельта, С - волокна - о-

Второй нейрон

Рис. 3. Поступление болевой и неболевой информации в различные слои поясничного отдела спинного мозга (R. Susuki, A.H. Dickenson, 2009; E. Ottestad, M.S. Angst, 2013) .

В заднем роге спинного мозга терминаль первичного болевого нейрона образует синапсы со вторичным нейроном (I и II пластины) и интернейронами, находящимися в различных слоях заднего рога.

Считают, что висцеральные афферентные волокна заканчиваются в V и меньше в I пластине заднего рога. По данным Дж. Моргана-мл. и С. Мэгид (1998) , V пластина реагирует на ноци- и неноцицеп-тивные сенсорные импульсы и принимает участие в формировании соматической и висцеральной боли.

Важное значение в формировании боли и анти-ноцицепции принадлежит нейронам, локализованным в V слое (пластине) заднего рога спинного мозга (A.D. (Bud) Craig, 2003) . Это большие

нервные клетки, дендриты которых распространяются в большинстве слоев задних рогов спинного мозга.Они получают афферентную информацию от механо- и проприоцепторов по большим мие-линизированным афферентным волокнам от кожи и глубоких структур, а также болевые импульсы по А-дельта и C- волокнам. В V слое заднего рога имеются большие клетки, дендриты которых распространяются в большинстве слоев заднего рога. По ним поступает информация по большого диаметра миелинизированным первичным афферентам от кожи и глубоких структур также, как и по А -дельта волокнам и полимодальным С - волокнам, то есть сюда поступает информация от механо-, проприо-, а также и от ноцицепторов (Рис. 4).

Острая Жгучйд холод

Боль бсгль

Рис. 4. Анатомическая основа для афферентного потока к специфическим клеткам заднего рога спинного мозга к пластинке I и интеграция с клетками пластинки V. (A.D. Craig 2003) .

Поступающие в спинной мозг болевые импульсы по тонким немиелинизированным С - волокнам высвобождают два важнейших нейротрансмиттера - глютамат и субстанцию Р.

Глютамат действует мгновенно и его эффект продолжается несколько миллисекунд. Он стимулирует вход кальция в пресинаптическую тер-миналь и формирует центральную сенситизацию боли. Реализация идет через возбуждение NMDA, АМРА-рецепторы.

Субстанция Р выделяется медленно, повышая концентрацию в течение секунд или минут. Она активирует NMDA, АМРА и нейрокинин - 1 рецепторы, формируя кратковременную и долговременную сенситизацию.

Субстанция Р, которая потенцирует высвобождение глютамата и аспартата, которые, также как и субстанция Р, кальцитонин ген-связанный пептид, нейрокинин - А и галанин, повышают болевую чувствительность в спинном мозге. АТФ взаимодействует с р2У рецепторами, увеличивает поступление кальция в терминаль первого нейрона. Се-ротонин увеличивает вход в терминаль натрия и кальция, повышает активность AMPA - рецепторов и также формирует гипералгезию. Простаглан-дины увеличивают чувствительность, формируя центральную гипералгезию. Норадреналин, через альфа-1 адренорецепторы, повышает чувствительность. (Gary S. Firestein at al, 2013) (Рис. 5).

Рис. 5. Нейротрансмиттеры, способствующие передаче нервных импульсов и формирующих центральную

гипералгезию. (М.В. ВаЬов е! а1, 2013) .

Как показывают исследования, терминальный отдел нейронов спинального ганглия образует синапсы с интернейронами заднего рога спинного мозга, способствующие выделению веществ, инги-бирующих передачу болевых импульсов (ГАМК, эн-кефалины, норадреналин, глицин).

Интернейроны передают импульсы в различные структуры головного мозга. Они играют важную роль и в передаче нисходящих тормозных влияний из структур ствола и межуточного мозга на уровне задних рогов спинного мозга. Две группы рецепторов широко распространены в задних рогах спинного мозга (моноаминергическая, включая адрен-, дофамин- и серотонинергические и ГАМК/ глицинергические). Все они активируются при нисходящем контроле боли. Кроме этого, с помощью интернейронов заднего рога, передаются к мото- и симпатическим нейронам переднего рога спинного мозга, формируя неосознанную двигательную реакцию сегментарного уровня и симпатический эффект.

Большинство интернейронов, как уже упоминалось, локализованы в I и II пластинах заднего рога спинного мозга, имеют древовидную форму, дендри-ты которых проникают в глубь нескольких пластин.

По данным E.Ottestad, M.S.Angst, 2013 , во II слое заднего рога, в зависимости от строения и функции, выделяют островковые, центральные, радиальные и вертикальные интернейроны. Остров-ковые клетки ингибиторные (выделяют ГАМК) и имеют удлиненную дендритную форму, распространяющуюся вдоль рострокаудальной оси. Центральные клетки аналогичной конфигурации, но с более короткими дендритными разветвлениями. Полагают, что функция их ингибиторная и возбуждающая. Радиальные клетки имеют компактные дендриты вертикальной конической веерной формы. Радиальные и большинство вертикальных вставочных нейронов выполняют функцию передачи импульсов (возбуждения), поскольку выделяют главный ней-ротрансмиттер боли - глутамат.

Имеются доказательства того, что островковые интернейроны и большинство центральных получают болевую информацию по С - волокнам, в то время как вертикальные и радиальные клетки - по С и А - дельта афферентам.

В передаче и распространении болевых импульсов принимают участие такие рецепторы синапсов заднего рога спинного мозга, как NMDA, АМРА

и NK - 1. В настоящее время установлено, что NMDA - рецепторы обнаружены на мембранах всех нейронов нервной системы. Их активность, а также АМРА - рецепторов, нейрокинин - 1

рецепторов подавляется наличием ионов магния. Возбуждение же их связано с поступлением кальция (C.W. Slipman et al, 2008; M.H. Moskowitz, 2008; R.H. Straub, 2013) (Рис. 6).

Глутамат

Псесинапгическэя

Терминала

Рис. 6. Схема синаптической передачи болевого импульса в заднем роге спинного мозга.

Как уже говорилось ранее, поступление болевого импульса в пресинаптическую терминаль стимулирует выделение главных нейротрансмиттеров боли (глутамата, субстанции Р), которые, поступая в пресинаптическую терминаль, взаимодействуют с NMDA-, АМРА-, нейрокинин - 1- (N^1-) рецепторами, обеспечивая поступление ионов кальция и вытесняя ионы магния, которые в норме блокируют их активность. Выделяющийся глутамат является источником для образования ГАМК - важнейшего гуморального механизма антиноцицепции на уровне спинного мозга.

При активации NMDA - рецепторов постси-наптической мембраны стимулируется образование оксида азота (N0), который, поступая в пре-синаптическую терминаль, усиливает выделение глутамата из пресинаптической терминали, спо-

собствуя формированию центральной гипералге-зии на уровне спинного мозга.

Нейротрансмиттеры заднего рога спинного мозга, взаимодействуя с рецепторами, открывают деполяризующие натриевые и кальциевые каналы, обеспечивая поступлениие болевых импульсов в ЦНС. Глутамат - с NMDA и АМРА - рецепторами, АТФ соединяется с Р2Х-рецепторами, субстанция Р - с N^1 - рецепторами. Выделяющиеся здесь же, под влиянием импульсов из центральной нервной системы, ГАМК - А и -В вызывают гиперполяризацию хлорных и калиевых каналов, а опиаты, норадреналин стимулируют гиперполяризацию калиевых каналов и, таким образом, блокируют передачу импульса в ЦНС. (М.В. Babos, 2013) . Это является основой так называемой системы нисходящих тормозных влияний на уровне заднего рога спинного мозга (Рис. 7).

Рис. 7. Механизмы нисходящих тормозных влияний на уровне заднего рога спинного мозга.

Важное значение в механизме формирования боли придают глиальным клеткам и астроцитам. Они выполняют интегральную функцию в формировании болевого ошущения. Микроглиальные клетки - это макрофаги ЦНС, обеспечивающие иммунологический надзор и защиту хозяина. Кроме фагоцитарной активности они выделяют комплемент, цитокины. Поскольку астроциты располагаются рядом с нейронами, они образуют синапсы и выделяют не только АТФ, но и связываются с хе-мокинами, цитокинами и простаноидами. Считают, что глиальные клетки участвуют в модуляции боли при их активации в результате травмы и воспаления. Нейроны заднего рога спинного мозга образуют неоспинноталамический тракт, формирующий быструю или первичную локализованную боль. Вторичные нейроны, расположенные в V пласти-

не заднего рога, известные как широкодинамичные нейроны, поскольку они активируются и болевыми стимулами соматического и висцерального происхождения, и импульсами от тактильных, температурных и рецепторов глубокой чувствительности. Эти нейроны образуют палеоспинноталамический тракт, формирующий вторичную или нелокализо-ванную боль. (Mary Beth Babos et al, 2013) .

В спинном мозге болевые импульсы поступают в головной мозг по латеральной (неоспинаталами-ческий, неотригеминоталаминческий, заднестол-бовый, спиноцервикальный путь) и медиальной системам (палеоспиноталамический, палиотри-геминоталамический путь, мультисинаптические проприоспинальные восходящие системы) (А.Б. Данилов, О.С. Давыдов, 2007 , Решетняк В.К., 2009) .

ЛИТЕРАТУРА

1. Кассиль, Г.Н. Наука о боли. - М., 1969. - 374 с.

2. Jones H.R., Burns T.M., Aminoff M.J., Pomeroy S.L. Pain. Pain Anatomy Ascending Pathways Endorphin System // Netter Collection of Medical Illustrations: Spinal Cord and Peripheral Motor and Sensory Systems. - 2013. -Second Edition, Section 8. - P. 201 - 224.

3. Лиманский, Ю.П. Физиология боли. - Киев, 1986. - 93 с.

4. Robert B. Daroff, Gerald M. Fenichel, Joseph Jankovic, John C. Mazziotta. Principles of Pain Management // Bradley"s Neurology in Clinical Practice. - 2012. - Sixth Edition, Ch. 44. - P. 783 - 801.

5. Mary Beth Babos, BCPS, PharmD, CDE, Brittany Grady, Warren Wisnoff, DO, Christy McGhee, MPAS PA-C. Pathophysiology of Pain. Disease-a-Month, 2013 -10-01, volume 59, Issue 10, P. 330-335

6. Hemmings H.C., Eden T.D. Pharmacology and Physiology for Anesthesia // Nociceptive physiology. - 2013. - Chapter 14. - P. 235-252.

7. Straub R.H., Gary S. Firestein, R.C. Budd, S.E.Gabriel, I.B.Mclinnes, J.R. O Doll. Neural Regulation of Pain and Inflammation // Kelly"s Textbook of Rheanimatology, Ninth edition. - 2013. - Chapter 29. - P. 413-429.

8. Austin P.J., Gila Moalem - Taylor. The neuro-immune balance in neuropathic pain: Involvment of inflammatory immune cells and cytokines // Journal of Neuroimmunology. - 2010. - № 229. - P. 26-50.

9. Moskowitz M.H. Central influenses on Pain // Intrventional spine an algorithmic approach / Curtis W., Slipman M.D., Richard Derby M.D. et al. - Elsevier. - 2008. - P. 39-52.

10. Seidel H.M., Ball J.W., Dains J.E., Flynn J.A., Solomon B.S., Stewart R.W. Assesment of Pain // In Mosby"s Guide to physical Examination. - 2011. - Seventh edition. - Chapter 7. - P. 140 - 149.

11. Данилов, А.Б., Давыдов, О.С. Нейропатическая боль. - М., 2007. - 191 с.

12. Ottesad E. Nociceptive Physiology/ E. Ottestad, M.S. Angst // Pharmacology and Physiology for Anesthesia // H.C. Hemmings et al. - Philadelphia: Saunders; Elsevier. - 2013. - Ch. 14. - P. 235-252.

13. Морган Эдвард Дж.- мл., Мэгид С. Клиническая анестезиология: руководство для врачей - анестезиологов, реаниматологов и студентов мед. вузов / Пер. с англ. под ред. А.А.Бунятяна. - С-Пб.: Невский Диалект: М.: БИНОМ. - 1998. - Кн. 1: Оборудование и мониторинг. Регионарная анестезия. Лечение боли. - 431 с.

14. Crage A.D. (Bud). Pain mechanisms: Labeled lines versus convergense in Central processing // Ann. Rev. Neurosci. - 2003. - № 26. - P. 1-30.

15. Slipman C.W., Derby R. Frederic, A. Simione, Tom G. Mayer. Chou, L.H., Lenrow D.A., Salahidin Abdi, K.R.Chin / Interventional Spine: An Algorithmic Approach, First Edition, / Elsevier Inc. - Chapter 5, 39-52. 2008, Central influences on Pain.

16. Решетняк В.К. Механизмы регуляции боли // Российский журнал боли. - 2009. - № 3 (24). - С. 38-40.

БОЛЬ. ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ

Составили: д.м.н., профессор Д.Д.Цырендоржиев

к.м.н., доцент Ф.Ф.Мизулин

Обсуждено на методическом совещании кафедры патофизиологии "____" _______________ 1999 г.

Протокол №

План лекции

I. БОЛЬ, МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ВИДЫ

Введение

С незапамятных времен люди смотрят на боль как на сурового и неизбежного спутника. Не всегда человек понимает, что она верный страж, бдительный часовой организма, постоянный союзник и деятельный помощник врача. Именно боль учит человека осторожности, заставляет его беречь свое тело, предупреждая о грозящей опасности и сигнализируя о болезни. Во многих случаях боль позволяет оценить степень и характер нарушения целостности организма.

«Боль – это сторожевой пес здоровья», - говорили в Древней Греции. И в самом деле, несмотря на то, боль всегда мучительна, несмотря на то, что она угнетает человека, снижает его работоспособность, лишает сна, она необходима и до известных пределов полезна. Чувство боли предохраняет нас от обморожения и ожогов, предупреждает о грозящей опасности.

Для физиолога боль сводится к аффективной, эмоциональной окраске ощущения, вызываемого грубым прикосновением, теплом, холодом, ударом, уколом, ранением. Для врача проблема боли решается относительно просто – это предупреждение о нарушении функций. Медицина рассматривает боль с точки зрения пользы, которую она приносит организму и без которой болезнь может стать неизлечимой еще до того, как ее удается обнаружить.

Победить боль, уничтожить в самом зародыше это подчас непонятное «зло», преследующее все живое, - постоянная мечта человечества, уходящая корнями в глубь веков. За всю историю цивилизации найдены тысячи средств унять боль: травы, лекарства, физические воздействия.

Механизмы возникновения болевого ощущения одновременно и просты, и необыкновенно сложны. Не случайно до сих пор не затихают споры между представителями разных специальностей, изучающими проблему боли.

Итак, что же такое боль?

1.1. Понятие о боли и ее определения

Боль - сложное понятие, включающее в себя своеобразное ощущение боли и реакцию на это ощущение с эмоциональным напряжением, изменениями функций внутренних органов, двигательными безусловными рефлексами и волевыми усилиями, направленными на избавление от болевого фактора.

Боль реализуется специальной системой болевой чувствительности и эмоциональными структурами мозга. Она сигнализирует о воздействиях вызывающих повреждение, или об уже существующих повреждениях возникших вследствие действия экзогенных повреждающих факторов или развития патологических процессов в тканях.

Боль представляет собой результат раздражения в системе рецепторов, проводников и центров болевой чувствительности на разных уровнях неровной системы. Наиболее выраженные болевые синдромы возникают при поражении нервов и их ветвей чувствительных задних корешков спинного мозга и корешков чувствительных черепных нервов и оболочек головного и спинного мозга и, наконец, зрительного бугра.

Различают боли:

Местные боли – локализуются в очаге развития патологического процесса;

Проекционные боли ощущаются по периферии нерва при раздражении ее проксимальном участке;

Иррадиирующими называют болевые ощущения в области иннервации одной ветви при наличии раздражающего очага в зоне другой ветви того же нерва;

Отраженные боли возникают по типу висцерокутанного рефлекса при заболеваниях внутренних органов. При этом болезненный процесс во внутреннем органе, вызывая раздражение афферентных вегетативных нервных волокон ведет к появлению болевых ощущений в определенном участке кожи, связанном с соматическим нервом. Территории, где возникают висцеросенсорные боли, именуются зонами Захарьина-Геда.

Каузалгия (жгучая, интенсивная, нередко непереносимая боль) – особая категория болей, возникающих иногда после ранения нерва (чаще срединного богатого симпатическими волокнами). В основе каузалгии лежит частичное повреждение нерва с неполным нарушением проводимости и явленями раздражения вегетативных волокон. При этом в процесс вовлекаются узлы пограничного симпатического ствола и зрительный бугор.

Фантомные боли – иногда появляются после ампутации конечности. Боли обусловлены раздражением рубцом нерва в культе. Болевое раздражение проецируется сознанием в те области, которые были связаны с этими корковыми центрами ранее, в норме.

Помимо физиологической боли существует и патологическая боль – имеющее дизадаптивное и патогенетическое значение для организма. Непреодолимая, тяжелая, хроническая патологическая боль вызывает психические и эмоциональные расстройства и дизинтеграцию деятельности ЦНС, нередко приводит к суицидальным попыткам.

Патологическая боль имеет ряд характерных признаков, которых нет при физиологической боли.

К признакам патологической боли относятся:

каузалгия;

гиперпатия (сохранение сильной боли после прекращения провоцирующей стимуляции);

гипералгезия (интенсивная боль при ноцицитивном раздражении зоны повреждения – первичная гипералгезия); либо соседних, или отдаленных зон – вторичная гипералгезия):

аллодиния (провокация боли при действии не ноцициптивных раздражителей, отраженные боли, фантомные боли и т.д.)

Периферическими источниками раздражений, вызывающих патологически усиленную боль, могут быть тканевые ноцицепторы. При их активации – при воспалительных процессах в тканях; при сдавлении рубцом или разросшейся костной тканью нервов; при действии продуктов распада тканей (например, опухолей); под влиянием БАВ, продуцирующихся при этом, занчительно повышается возбудимость ноцицепторов. Причем, последние приобретают способность реагировать даже на обычные, неноцицивные воздействия (явление сенситизации рецепторов).

Центральным источником патологически усиленной боли может быть измененные образования ЦНС, которые входят в систему болевой чувствительности или модулируют ее деятельность. Так, агрегаты гиперактивных ноцициптивных нейронов, образующих ГПУВ в дорсальных оргах или в каудальном ядре тройничного нерва служат источниками, вовлекающий в процесс систему болевой чувствительности. Подобного рода боли центрального происхождения возникают и при изменениях в других образованиях системы болевой чувствительности – например, ретикулярными формациями продолговатого мозга, в таламических ядрах и др.

Все эти центрального происхождения болевые информации появляются при действии на указанные образования при травме, интоксикации, ишемии и др.

Каковы механизмы боли и ее биологическое значение?

1.2. Периферические механизмы боли.

До настоящего времени нет единого мнения о существовании строго специализированных структур (рецепторов) воспринимающих боль.

Существуют 2 теории восприятия боли:

Сторонники первой теории, так называемой «теории специфичности», сформулированной в конце 19 века немецким ученым Максом Фреем, признают существование в коже 4-х самостоятельных воспринимающих «приборов» – тепла, холода, прикосновения и боли – с 4-мя раздельными системами передачи импульсов в ЦНС.

Приверженцы второй теории – «теории интенсивности» Гольдшейдера соотечественника Фрея – допускают, что одни и те рецепторы и те же системы отвечают в зависимости от силы раздражения как неболевым так и болевым ощущениям. Чувство прикосновения, давления, холода, тепла может сделаться болевым, если вызвавший его раздражитель отличается чрезмерной силой.

Многие исследователи считают, что истина находится где-то посередине и большинство современных ученых признают, что болевое чувство воспринимается свободными окончаниями нервных волокон, разветвляющихся в поверхностных слоях кожи. Эти окончания могут иметь самую разнообразную форму: волосков, сплетений, спиралей, пластинок и т.д. Они и являются болевыми рецепторами или ноцицепторами.

Передача болевого сигнала передаются 2 типами болевых нервов: толстыми миелинизированными нервными волокнами типа А, по которым сигналы передаются быстро (со скоростью около 50-140 м/с) и, более тонкими безмиелиновыми нервными волокнами типа С - передаются сигналы значительно медленннее (со скоростью приблизительно 0,6-2 м/с). Соответствующие сигналы называют быстрой и медленной болью. Быстрая жгучая боль является реакцией на ранение или иное повреждение и обычно строго локализована. Медленная боль часто представляет собой тупое болевое ощущение и обычно менее четко локализована.

Боль – сложное психоэмоциональное неприятное ощущение, формирующееся под действием патогенного раздражителя и в результате возникновения органических или функциональных нарушений в организме, реализующееся специальной системой болевой чувствительности и высшими отделами мозга, относящимися к психоэмоциональной сфере. Боль – не только особый психофизиологический феномен, но и важнейший симптом многих разных по природе заболеваний и патологических процессов, имеющий сигнальное и патогенное значение. Болевой сигнал обеспечивает мобилизацию организма для защиты от патогенного агента и охранительное ограничение функции поврежденного органа. Боль постоянный спутник и важнейшее составляющее жизни человека. Боль ценнейшее приобретение эволюции животного мира. Она формирует и активирует различные защитно-приспособительные реакции, обеспечивает восстановление нарушенного гомеостаза и его сохранение. Недаром есть крылатое выражение «Боль – сторожевой пес организма, здоровья». Однако часто боль является компонентом патогенеза различных патологических процессов, участвует в формировании «порочных кругов», способствует утяжелению течения болезни, может сама быть причиной расстройств функций ЦНС, структурно-функциональных изменений и повреждения внутренних органов. Различают механизмы формирования боли (ноцицептивная система) и механизмы контроля чувства боли (антиноцицептивная система). Согласно современных взглядов, боль возникает вследствие превалирования активности ноцицептивной (алгогенной) системы над активностью постоянно функционирующей в здоровом организме антиноцицептивной (антиалгогенной) системы. Чувство боли формируется на разных уровнях ноцицептивной системы: от воспринимающих болевые ощущения чувствительных нервных окончаний до проводящих путей и центральных нервных структур. Предполагается наличие особых рецепторов боли, ноцицепторов, активизирующихся под воздействием специфических раздражителей, алгогенов (кинины, гистамин, ионы водорода, АХ, субстанция Р, КА и ПГ в высоких концентрациях).

Ноцицептивные раздражители воспринимаются:

Свободными нервными окончаниями, способными регистрировать воздействия разных агентов как болевые;

Специализированными ноцицепторами – свободными нервными окончаниями, активизирующимися только при действии специфических ноцицептивных агентов и алгогенов;

Чувствительными нервными окончаниями различных модальностей: механо-, хемо-, терморецепторами и др., подвергающимися сверхсильным, зачастую разрушающим воздействиям.

Сверхсильное воздействие на чувствительные нервные окончания других модальностей также может вызывать болевые ощущения.

Проводниковый аппарат ноцицептивной системы представлен различными афферентными нервными путями, передающими импульсы с участием синапсов нейронов спинного и головного мозга. Передача болевой афферентной импульсации осуществляется с участием таких нервных трактов, как спиноталамических, лемнисковых, спиноретикулярных, спиномезэнцефальных, проприоретикулярных и др.

Центральный аппарат формирования чувства боли включает кору больших полушарий переднего мозга (первую и вторую соматосенсорные зоны), а также моторную область коры больших полушарий, структуры таламуса и гипоталамуса.

Чувство боли контролируют нейрогенные и гуморальные механизмы, входящие в состав антиноцицептивной системы. Нейрогенные механизмы антиноцицептивной системы обеспечиваются импульсацией от нейронов серого вещества гипокампа, покрышки мозга, миндалевидного тела, ретикулярной формации, отдельных ядер мозжечка, которая тормозит поток восходящей болевой информации на уровне синапсов в задних рогах спинного мозга и ядер среднего шва продолговатого мозга (nucleus raphe magnus). Гуморальные механизмы представлены опиоидергической, серотонинергической, норадренергической и ГАМКергической системами мозга. Нейрогенные и гуморальные механизмы антиноцицептивной системы тесно взаимодействуют друг с другом. Они способны блокировать болевую импульсацию на всех уровнях ноцицептивной системы: от рецепторов до ее центральных структур.

Различают эпикритическую и протопатическую боль.

Эпикритическая («быстрая», «первая») боль возникает в результате воздействия раздражителей малой и средней силы на рецепторные образования кожи и слизистых оболочек. Эта боль острая, непродолжительная, к ней быстро развивается адаптация.

Протопатическая («медленная», «тягостная», «длительная») боль возникает под действием сильных, «разрушительных», «масштабных» раздражителей. Ее источником обычно бывают патологические процессы во внутренних органах и тканях. Эта боль тупая, ноющая, долго сохраняется, имеет более "разлитой" характер по сравнению с эпикритической. К ней медленно развивается или вовсе не развивается адаптация.

Эпикритическая боль является результатом восхождения болевой импульсации по таламокортикальному пути к нейронам соматосенсорной и моторной областей коры больших полушарий мозга и возбуждения их, формирующих субъективные ощущения боли. Протопатическая боль развивается в результате активации главным образом нейронов таламуса и гипоталамических структур, что и обуславливает системный ответ организма на болевой стимул, включающий вегетативный, двигательный, эмоциональный и поведенческий компоненты. Только сочетанная, протопатическая и эпикритическая боль даёт возможность оценить локализацию патологического процесса, его характер, выраженность, масштаб.

По биологической значимости выделяют физиологическую и патологическую боль.

Физиологическая боль характеризуется адекватной реакцией нервной системы, во-первых, на раздражающие или разруша­ющие ткани стимулы, во-вторых, на воздействия, являющиеся потенциально опасными, а значит, предупреждающие об опасности дальнейших повреждений.

Патологическая боль характеризуется неадекватной реакцией организма на действие алгогенного раздражителя, возникаю­щей при патологии центрального и периферического отделов нервной системы. Такая реакция формируется при болевой афферентации при отсутствии части тела или возникающей в ответ на действие психогенных факторов.

Основные причины формирования патологической боли периферического происхождения:

Хронические воспалительные процессы;

Действие продуктов распада ткани (при злокачественных новообразованиях);

Хронические повреждения (сдавливание рубцами) и регенерация чувствительных нервов, демиелинизация и дегенеративные изменения нервных волокон, что делает их высокочувствительным к гуморальным воздействиям (адреналина, К + и др.), на которые они не реагировали в нормальных условиях;

Формирование неврином – образований из хаотически разросшихся нервных волокон, окончания которых чрезмерно чувствительны к различным экзогенным и эндогенным воздействиям.

Уровни и факторы повреждения приводящие к формированию патологической боли периферического происхождения: чрезмерное раздражение ноцицепторов; повреждение ноцицептивных волокон; повреждение спинномозговых ганглиев (гиперактивация нейронов); повреждение задних корешков.

Особенностью патогенеза патологической боли периферического происхождения является то, что ноцицептивная стимуляция с периферии может вызвать приступ боли в том случае, если она преодолевает «воротный контроль» в задних рогах спинного мозга, состоящий из аппарата тормозных нейронов роландовой (желатинозной) субстанции, который регулирует потоки входящей в задние рога и восходящей ноцицептивной стимуляции. Такой эффект имеет место при интенсивной ноцицептивной стимуляции либо при недостаточности тормозных механизмов «воротного контроля».

Патологическая боль центрального происхождения возникает при гиперактивации ноцицептивных нейронов на спинальном и супраспинальном уровнях (дорзальные рога спинного мозга, каудальное ядро тройничного нерва, ретикулярная формация ствола мозга, таламус, кора головного мозга.

Гиперактивированные нейроны образуют генераторы патологически усиленного возбуждения. При формировании генератора патологически усиленного возбуждения в задних рогах спинного мозга возникает центральный болевой синдром спинального происхождения, в ядрах тройничного нерва – тригеминальная невралгия, в ядрах таламуса – таламический болевой синдром и др.

Возникший в афферентном входе (дорзальные рога спинного мозга или каудальное ядро тройничного нерва) генератор сам по себе не способен вызвать патологическую боль. Только при вовлечении в процесс высших отделов системы болевой чувствительности (таламус, ретикулярная формация ствола мозга, кора головного мозга) боль проявляется как синдром, как страдание. Тот отдел ноцицептивной системы, под влиянием которого образуется патологическая боль, играет роль первичной детерминанты. Из первично и вторично измененных образований системы болевой чувствительности формируется и закрепляется пластическими процессами ЦНС новая патологическая интеграция – патологическая алгическая система. Образования измененной ноцицептивной системы различных уровней составляют основной ствол патологической алгической системы. Уровни поражения ноцицептивной системы, ответственные за формирование патологической алгической системы, представлены в таблице 27.

Таблица 27

Уровни и образования измененной ноцицептивной системы, составляющие основу патологической алгической системы

Уровни поражения ноцицептивной системы	Структуры измененной ноцицептивной системы
Периферические отделы	Сенситизированные ноцицепторы, очаги эктопического возбуждения (поврежденные и регенерирующие нервы, демиелинизированные участки нервов, невринома); группы гиперактивированных нейронов спинальных ганглиев
Спинальный уровень	Агрегаты гиперактивных нейронов (генераторы) в афферентных ноцицептивных реле - в дорсальных рогах спинного мозга и в ядрах спинального тракта тройничного нерва (каудальное ядро)
Супраспинальный уровень	Ядра ретикулярной формации ствола, ядра таламуса, сенсо-моторная и орбитофронтальная кора, эмоциогенные структуры

По патогенезу различают три основных вида болевых синдромов: соматогенные, нейрогенные, психогенные.

Соматогенные болевые синдромы возникают в результате активации ноцицептивных рецепторов в момент и после травмы, при воспалении ткани, опухолях, различных повреждениях и заболеваниях внутренних органов. Они проявляются развитием чаще эпикритической, реже протопатической боли. Боль всегда воспринимается в зоне повреждения или воспаления, однако она может выходить и за ее пределы.

Нейрогенные болевые синдромы возникают в результате значительных повреждений периферических и (или) центральных структур ноцицептивной системы. Они отличаются значительной вариабельностью, что зависит от характера, степени и локализации повреждения нервной системы. Развитие нейрогенных болевых синдромов обусловлено морфологическими, метаболическими и функциональными нарушениями в структурах ноцицептивной системы.

Психогенные болевые синдромы возникают в результате значительного психоэмоционального напряжения при отсутствии выраженных соматических расстройств. Психогенная боль часто проявляется развитием головных и мышечных болей и сопровождается отрицательными эмоциями, психическим перенапряжением, межличностными конфликтами и т.д. Психогенная боль может возникать как при функциональных (истерическом, депрессивном неврозе), так и при органических (шизофрении и других видах психозов) расстройствах ВНД.

К особым разновидностям клинических болевых синдромов относят каузалгию и фантомную боль. Каузалгия – приступообразная, усиливающаяся жгучая боль в области повреждённых нервных стволов (обычно лицевого, тройничного, седалищного и др.). Фантомная боль формируется в сознании как субъективное болевое ощущение в отсутствующей части тела и возникает вследствие раздражения центральных концов перерезанных при ампутации нервов.

Среди других видов боли также выделяют проекционные, иррадиирующие, отраженные и головные боли. Проекционные боли ощущаются в периферическом участке нерва, при раздражении его центрального (проксимального) участка. Иррадиирующие боли возникают в области иннервации одной ветви нерва при наличии очага раздражения в зоне иннервации другой ветви этого же нерва. Отраженные боли возникают в участках кожи, иннервируемых из того же сегмента спинного мозга, что и внутренние органы, где расположен очаг повреждения. Головные боли отличаются очень большим разнообразием по характеру, типу, форме, интенсивности, длительности, тяжести, локализации с вовлечением как соматических, так и вегетативных реакций. К ним приводят многообразные расстройства мозгового и системного кровообращения, нарушения кислородного и субстратного обеспечения мозга, а также различные повреждения.

Боль в условиях затянувшейся патологии выступает в роли важного патогенетического фактора развития патологических процессов и заболеваний.

В современной медицинской практике с целью обезболивания используются подходы направленные на снижение активности ноцицептивной системы и повышение активности антиноцицептивных систем. Для этого применяется этиотропная, патогенетическая и симптоматическая терапия боли и следующие методы обезболивания:

Фармакологические (используются средства местного, общего и комбинированного обезболивания);

Психологические (внушение, самовнушение, гипноз и др.);

Физические (электроакупунктура, электронаркоз, электрофорез, диадинамические токи, горчичники, массаж);

Хирургические (иммобилизация костей при их переломах, вправление вывихов, удаление опухолей, желчных или почечных камней, иссечение соединительнотканных рубцов, при длительных нетерпимых болях проводят коагуляцию нервных структур, волокон – источника болевой афферентации).

Современные представления о функционировании механизмов боли и обезболивания основываются на данных анатомо-морфологических, нейрофизиологических и биохимических исследований. Среди них можно выделить два основных научных направления. К первому из них относится исследование анатомической природы и физиологических свойств нейрональных субстратов, осуществляющих передачу ноцицептивной импульсации. Второе направление связано с изучением физиологических и нейрохимических механизмов в отдельных образованиях мозга при различных видах воздействий, приводящих к обезболиванию (Калюжный, 1984).

Восприятие боли обеспечивается сложноорганизованной ноцицептивной системой, включающей в себя особую группу периферических рецепторов и центральных нейронов, расположенных во многих структурах центральной нервной системы и реагирующих на повреждающее воздействие (Хаютин, 1976; Лиманский, 1986; Ревенко и др., 1988; La Motte et al., 1982; Meyer et al., 1985; Torebjork, 1985; Szoicsanyi, 1986).

Болевые рецепторы.

Существуют различные типы ноцицепторов, которые контролируют целостность функционирования органов и тканей, а также реагируют на резкие отклонения параметров внутренних сред организма. В коже преобладают мономодальные А-δ-механорецепторы и полимодальные С-ноцицепторы, встречаются и бимодальные (термо — и механорецепторы) А-δ и С-ноцицепторы (Cervero, 1985; Лиманский, 1986; Ревенко, 1988).

Принято считать, что соматическая и висцеральная афферентные системы различаются своими свойствами. А-δ-волокна соматической афферентной ноцицептивной системы передают соматически организованную сенсорную информацию, которая в различных отделах мозга подвергается пространственно-временному анализу и воспринимается как локализованная острая, или колющая боль. В С-волокнах соматической афферентной ноцицептивной системы кодируется интенсивность действия ноцицептивного стимула, который вызывает ощущение разлитой жгучей, труднопереносимой (вторичной) боли и определяет связанные с нею сложные мотивационные и эмоциональные формы поведения (Женило, 2000).

Активизация рецепторов висцеральной афферентной ноцицептивной системы обычно проявляется в вегетативных реакциях и характеризуется возрастанием мышечного тонуса, развитием тревожного состояния, ощущениями тупой, диффузной (висцеральной) боли, часто осложненной отраженными болями кожных зон (Cervero, 1985; 1987; Зильбер, 1984; Женило, 2000).

Таким образом, в формировании болевой реакции значительная роль принадлежит ноцицепторам. Однако, независимо от того, каковы механизмы возникновения ноцицептивной информации на периферии, в формировании боли ключевое значение имеют процессы, происходящие в ЦНС. Именно на основе центральных механизмов: конвергенции, суммации, взаимодействия быстрой миелинизированной и медленной немиелинизированной систем на разных уровнях ЦНС – создаются ощущение и качественная окраска боли при действии различных ноцицептивных раздражений (Калюжный, 1984; Михайлович, Игнатов, 1990; Брагин, 1991; Price, 1999).

Участие спинного мозга в передаче болевой импульсации.

Первым центральным звеном, воспринимающим разномодальную афферентную информацию, является нейрональная система заднего рога спинного мозга. Она представляет собой цитоархитектонически весьма сложную структуру, которую в функциональном отношении можно рассматривать как своеобразный первичный интегративный центр сенсорной информации (Михайлович, Игнатов, 1990; Вальдман и др., 1990).

Согласно данным А. В. Вальдмана и Ю. Д. Игнатова (1990), конвергентные интернейроны заднего рога спинного мозга, большинство из которых имеют восходящие проекции, представляют собой первую станцию переключения ноцицептивной импульсации и принимают самое непосредственное участие в возникновении информации такого качества, которая высшими отделами головного мозга расценивается как болевая и запускает сложные механизмы ответного реагирования на боль. Однако в настоящее время есть все основания считать, что активность релейных нейронов, связанных с ноцицептивной афферентацией, их ответы на разномодальные стимулы, взаимодействие на них различных афферентных входов и, следовательно, формирование восходящего импульсного потока модулируется нейронами желатинозной субстанции (Rethelyi et al., 1982; Dubner, Bennett, 1983; Bicknell, Beal, 1984; Dubner et al., 1984; Perl, 1984; Iggo еt al., 1985). После весьма сложной обработки болевой афферентации в сегментарном аппарате спинного мозга, где на нее воздействуют возбуждающие и тормозные влияния, исходящие из периферических и центральных отделов нервной системы, ноцицептивные импульсы через интернейроны передаются в клетки передних и боковых рогов, вызывая рефлекторные моторные и вегетативные реакции. Другая часть импульсов возбуждает нейроны, аксоны которых формируют восходящие проводящие пути.

Восходящие пути болевой импульсации.

Ноцицептивная информация, поступающая в задние рога спинного мозга, попадает в мозг по двум «классическим» восходящим афферентным системам – лемнисковой и экстралемнисковой (Martin, 1981; Chignone, 1986). В пределах спинного мозга одна из них располагается в дорсальной и дорсолатеральной зоне белого вещества, другая - в его вентролатеральной части. Также отмечено, что в ЦНС не существует специализированных путей болевой чувствительности, а интеграция боли осуществляется на различных уровнях на основе сложного взаимодействия лемнисковых и экстралемнисковых проекций (Kevetter, Willis, 1983; Ralston, 1984; Willis, 1985; Михайлович, Игнатов, 1990; Bernard, Besson, 1990).

Вентролатеральная система разделяется на спиноталамический, спиноретикулярный и спиномезенцефалический тракты. Спиноталамический тракт является важным восходящим путем, существующим для передачи широкого спектра информации о свойствах болевого стимула и обозначается как неоспиноталамический, а два других объединяются в палеоспиноталамический тракт (Willis et al., 2001; 2002).

Нейроны спиноталамического тракта подразделяются на четыре группы: первая – нейроны широкого динамического диапазона или мультирецептивные; вторая - высокопороговые нейроны (ноцицептивно-специфические); третья - низкопороговые; четвертая - глубокие нейроны, активирующиеся различными проприорецептивными раздражениями. Терминали нейронов спиноталамического тракта оканчиваются в специфических (релейных) ядрах таламуса (вентропостериолатеральное ядро), а также в диффузно-ассоциативных (медиальная часть заднего комплекса) и неспецифических (интраламинарный комплекс – субмедиальное ядро) ядрах. Кроме того, определенное число аксонов, направляющихся в вентропостериолатеральное ядро, отдает коллатерали в центролатеральном ядре, а также к нейронам медиальной ретикулярной формации и центрального серого вещества (Ma et al., 1987; Giesler, 1995; Willis et al., 2001; 2002).

Большинство терминалей висцеральных ноцицептивных афферентных волокон оканчивается на мультирецепторных нейронах спиноталамического тракта, получающих также информацию от соматических ноцицептивных афферентов, что позволяет рассматривать их как важную афферентную ноцицептивную систему, способную передавать сигналы, вызванные действием механических стимулов с широким диапазоном энергии (Bushnell et al., 1993; Женило, 2000).

Значительный объем ноцицептивной информации поступает в ствол мозга через те аксоны спиноретикулярного тракта, являющегося вторым по величине путем передачи ноцицептивной информации, терминали которых распределены в медиальной ретикулярной формации продолговатого мозга, а также в релейных ядрах таламуса (Chignone, 1986). Некоторые спиноретикулярные нейроны являются энкефалинсодержащими (Михайлович, Игнатов, 1990). Спиноретикулярные нейроны имеют небольшие кожные рецептивные поля и активируются как неноцицептивными, так и ноцицептивными стимулами, причем частота их разрядов увеличивается с усилением интенсивности раздражения.

Спиномезенцефалический тракт образован аксонами и нейронами, лежащими вместе с нейронами спиноталамического тракта и сопровождающими их до перешейка среднего мозга, где терминали спиномезенцефалического тракта распределяются среди интегративных структур, которые формируют рефлексы ориентации и управляют вегетативными реакциями, а также структур, участвующих в появлении аверсивных ответов. Некоторые аксоны спиномезенцефалического тракта образуют коллатерали в вентробазальных и медиальных ядрах таламуса. Через эту систему запускаются сложные соматические и висцеральные антиноцицептивные рефлексы (Willis et al., 2001; 2002).

Спиноцервикоталамический тракт образован преимущественно низкопороговыми и мультирецептивными нейронами и несет информацию о действии механических неболевых и температурных раздражителей (Brown, 1981; Downie et al., 1988).

Основными проводниками, по которым передается афферентная висцеральная информация от интерорецепторов, являются блуждающий, чревный и тазовый нервы (Кеrr, Fukushima, 1980). Проприоспинальные и проприоретикулярные проекции, наряду с палеоспиноталамическим трактом, участвуют в передаче плохо локализованной, тупой боли и в формировании вегетативных, эндокринных и аффективных проявлений боли (Yaksh, Hammond, 1990).

Существует четкое соматотопическое распределение каждого афферентного канала, независимо от того, принадлежит он к соматическим или висцеральным системам. Пространственное распределение этих проводников обусловливается уровнем последовательного вхождения в спинной мозг (Сervero, 1986; Женило, 2000).

Таким образом, можно выделить несколько восходящих проекций, которые существенно отличаются по морфологической организации и имеют непосредственное отношение к передаче ноцицептивной информации. Однако их ни в коем случае нельзя рассматривать как пути проведения исключительно боли, поскольку они являются также и основными субстратами сенсорного входа в различные структуры головного мозга другой модальности. Современные морфологические, физиологические исследования и обширная практика нейрохирургических вмешательств свидетельствуют о том, что ноцицептивная информация достигает высших отделов мозга через многочисленные дублирующие каналы, которые в силу обширной конвергенции и диффузных проекций вовлекают в формирование боли сложноорганизованную иерархию различных структур головного мозга, в которых происходит взаимодействие разномодальных афферентных систем (Михайлович, Игнатов, 1990).

Роль головного мозга в формировании болевой реакции.

Анализ данных литературы свидетельствует о том, что при болевом раздражении ноцицептивный поток передается из спинного мозга практически во все структуры головного мозга: ядра ретикулярной формации, центральное околоводопроводное серое вещество, таламус, гипоталамус, лимбические образования и кору больших полушарий, которые выполняют самые разнообразные функции как сенсорного, двигательного, так и вегетативного обеспечения защитных реакций, возникающих в ответ на ноцицептивное раздражение (Дуринян и др., 1983; Gebhart, 1982; Fuchs, 2001; Fuchs et al., 2001; Guiibaud, 1985; Лиманский, 1986; Ta, Маякова, 1988; Михайлович, Игнатов. 1990; Брагин, 1991). Однако во всех областях мозга отмечены широкая конвергенция и взаимодействие соматических и висцеральных афферентных систем, что позволяет предположить принципиальное единство центральных механизмов регуляции болевой чувствительности (Вальдман, Игнатов, 1990; Калюжный, 1991). При этом диффузные восходящие проекции передают ноцицептивную информацию ко многим образованиям различных этажей мозга, которые выполняют самые разнообразные функции как сенсорного, двигательного, так и вегетативного обеспечения защитных реакций, возникающих в ответ на ноцицептивное раздражение (Fuchs et al., 2001; Guilboud et al., 1987; Та, Маякова, 1988).

В таламусе можно выделить три основных ядерных комплекса, имеющих непосредственное отношение к интеграции боли: вентробазальный комплекс, задняя группа ядер, медиальные и интраламинарные ядра. Вентробазальный комплекс является главной структурой соматосенсорной системы, мультисенсорная конвергенция на нейронах которой обеспечивает точную соматотопическую информацию о локализации боли, ее пространственную соотнесенность и сенсорно-дискриминативный анализ (Guilboud et al., 1987). Таламические ядра наряду с вентробазальным комплексом участвуют в передаче и оценке информации о локализации болевого воздействия и частично – в формировании мотивационно-аффективных компонентов боли.

Медиальные и интраламинарные ядра таламуса, получающие наряду с ноцицептивными входами массивный афферентный приток из центрального серого вещества гипоталамуса, лимбической и стриопаллидарной систем и имеющие обширные субкортикальные и корковые проекции, играют основополагающую роль в интеграции «вторичной», протопатической боли. Эти ядра формируют также сложные вегетомоторные высокоинтегрированные защитные реакции на ноцицепцию, а также мотивационно-поведенческие проявления боли и ее аффективное, дискомфортное восприятие (Cheng, 1983).

Кора головного мозга принимает участие как в перцепции боли, так и в ее генезе (Porro, Cavazzuti, 1996; Casey, 1999; Ingvar and Hsieh, 1999; Treede et al., 2000; Чурюканов, 2003). Первая соматосенсорная зона коры S1 непосредственно участвует в механизмах формирования перцептуально-дискриминативного компонента системной болевой реакции, ее удаление приводит к повышению порогов восприятия боли (Rainville et al., 1997; Bushnell et al., 1999; Petrovic et al., 2000; HOf Bauer et al., 2001). Вторая соматосенсорная область коры S2 имеет ведущее значение в механизмах формирования адекватных защитных реакций организма в ответ на болевое раздражение, ее удаление приводит к снижению порогов восприятия. Орбито-фронтальная область коры играет значительную роль в механизмах формирования эмоционально-аффективного компонента системной болевой реакции организма, ее удаление не изменяет порогов восприятия перцептуально-дискриминативного компонента и значительно повышает пороги восприятия эмоционально-аффективного компонента боли (Решетняк, 1989). Исследования с использованием позитронной эмиссионной томографии в комбинации с методом ядерно-магнитного резонанса выявили существенные изменения кровотока и локального метаболизма в полях коры при ноцицептивных воздействиях (Talbot et al., 1991; Jones, Derbyshire, 1994).

Данные морфологических исследований по изучению внутримозговых связей с использованием различных методов (ретроградного аксонального транспорта пероксидазы хрена, дегенарации, иммунорадиологических, гистохимических и др.) представлены на рис. 2.5. (Брагин, 1991).

Таким образом, болевая реакция «является интегративной функцией организма, которая мобилизует самые разнообразные функциональные системы для защиты организма от воздействующих вредящих факторов и включает такие компоненты, как сознание, ощущения, память, мотивации, вегетативные, соматические и поведенческие реакции, эмоции» (Анохин, Орлов, 1976).

Значение боли. Классификация болей

На экстеро- и интерорецепторы действуют разнообразные раздражители, которые в зависимости от их интенсивности, патогенности и адекватности человек воспринимает как вредоносные (болевые, ноцицептивные) или физиологические (прикосновения, давления, света, звуков, запахов). Бессознательные в своей основе сенсорные процессы за счет интегративной деятельности мозга дают возможность не только оценить специфичность раздражителей, но и предусмотреть вероятность возникновения повреждения при чрезмерной интенсивности раздражителей, формируя комплекс защитных реакций, направленных на предупреждение негативных последствий. Боль, являясь пси­хическим компонентом защитных рефлексов, информирует организм о грозящей опасности. Стимулы никаких других модальностей не способны обеспечить такую защитную функцию. Древние греки называли боль «сторожевым псом здоровья».
В связи с этим трудно переоценить значимость ноцицептивной системы для выживания организма. Боль – не только сигнал опасности, но и симптом болезни для врача, стремящегося спасти жизнь человеку и избавить его от боли.
По описанию пациентов, боль бывает тянущая, рвущая, стреляющая, тупая, ноющая и т.д.
Но у клиницистов она – либо острая, либо тупая (по классификации английского невролога Геда, 1904 г.).
Физиологи же различают боль эпикритическую и протопатическую. После перерезки кожного нерва и сшивания концов его шелком вначале болевых ощущений нет совсем при болевых раздражениях.
Через 8-10 недель, когда восстанавливаются волокна группы С, появляется протопатическая боль. Только через 1,5-2 года, когда срастались остальные волокна, в частности, группы А-дельта, появлялась эпикритическая боль. Их характеристики изложены в таблице 16.
По месту происхождения ощущения боли ее классифицируют на 2 типа: соматическую и висцеральную .
Соматическая делится на поверхностную (если её источник находится в коже) и глубокую – если он находится в скелетных мышцах, костях, суставах и соединительной ткани.

Таблица 16. Характеристика протопатической и эпикритической боли

В поверхностной боли выделяют 2 компонента: 1-ый, начальный компонент - резкая, легко локализуемая, т.е. эпикритическая боль, является триггером для защитных рефлексов, например, отдергивание конечности при соприкосновении с огнем; 2-ой компонент - отставленная боль (через 0,5-1,0 с), ноющая, тупая – протопатическая боль.
Глубокая боль – всегда тупая, плохо локализуемая, иррадиирующая в окружающие ткани – протопатическая . Отставленная и глубокие боли сопровождаются выраженными проявлениями вегетативных рефлексов – потоотделение, тошнота, рвота, падение артериального давления и др.
В клинике выделяют проекционные и отраженные боли. Проекционные , проецируемые боли (соматические) – при резком раздражении (сдавливании) непосредственно афферентных нервов, откуда импульсы отправляются по латеральному спино-таламическому тракту в кору, порождая там ощущения, относимые к области тела, иннервируемой данным афферентным волокном (при радикулите). Разновидностью проецируемой боли являются «фантомные» боли – жгучие с длительным последействием – каузалгии, которые возникают после перерезки соматических нервов (обычно ампутацией), иннервирующих конечность, или после ее обширной денервации. У пострадавшего при этом формируются «фантомные ощущения» (в 67-78% – болевые) в отсутствующей конечности или части ее. Предполагают, что гипералгезия обусловлена повышением тонуса симпатической иннервации, которое вызывается ослаблением или прерыванием афферентной иннервации (наряду с выраженными изменениями вегетатики органа – кровообращения, потоотделения и др.).
В качестве висцеральных болей выступает отражённая боль . Она вызывается раздражением каких-либо рецепторов внутренних органов. Но боль ощущается на поверхности тела того же сегмента, где расположен внутренний орган. Так, боль, возникающая в сердце, ощуща­ется в плече и в узкой полоске на медиальной поверхности руки. Так как взаимоотношения между отдельными участками кожи (дерматомами) и внутренними органами хорошо известны, подобные отраженные боли играют большую роль в диагностике заболеваний (зоны Захарьина-Геда). Механизм: кожные болевые афференты и болевые афференты висцеральных органов при вхождении в один и тот же сегмент спинного мозга конвергируют на один и тот же нейрон и, поступая в проекционные зоны коры, вызывают болевое ощущение, относимое к коже.

Теории боли

1. Специфическая теория, предложенная английским неврологом Фреем в 1895 г, – имеются собственные болевые рецепторы (напрмер, в роговице глаза, когда прикасаешься к ней волоском Фрея, возникает только боль), проводники и центры.
2. Неспецифическая теория (теория «интенсивности») австрийского невролога Гольдшейдера (1894 г). Боль возникает в любом рецепторе, если раздражитель достигает особой силы (например, импульсация 100 имп/с вызывает ощущение боли, а 35-40 имп/с – не вызывает), и распространяется в тех же проводниках и центрах, что и общие сенсорные ощущения.
Эти две теории до сих пор мирно сосуществуют. В середине XX века появилась теория «нейрональных ворот», или «воротного контроля», объединяющая эти две, между которыми больше общего, чем различного.

Функциональная система болевого ощущения

Боль – ощущение, отражающее отклонение каких-то жизненно важных констант в организме.
Болевая реакция на боль – системная реакция – т.е. является определенной функциональной системой, имеющей свой результат.
По П.К.Анохину и И.В.Орлову, болевая реакция «является интегративной функцией организма, которая мобилизует разнообразные функциональные системы для защиты организма от воздействия вредных факторов и включает такие компоненты, как сознание, память, мотивации, вегетативные, соматические и поведенческие реакции, эмоции».

Системообразующие факторы функциональной системы боли.
Полезный приспособительный результат данной системы – сохранение целостности защитной оболочки организма (для поддержания гомеостаза).
Поэтому нарушение покровных оболочек (кожи, слизистых и т.д.) вызывает возбуждение, передающееся по А-дельта-афферентам в ЦНС, что формирует первое болевое ощущение – эпикритическую боль. Это нарушение и служит одним из системообразующих факторов данной системы.
Другим полезным результатом этой системы, по-видимому, является уровень кислородного обеспечения тканей. Без кислорода живая ткань превращается в неживую. Есть, по-видимому, определенный необходимый уровень снабжения кислородом, ниже которого возникает боль.
Например, если механически сдавливать хвост у крысы без видимого повреждения ткани, то при падении парциального давления кислорода ткани на 20% возникает болевая реакция, а если предварительно повысить снабжение ткани кислородом, то порог боли даже повышается. При воспалении или травме имеет место ухудшение доставки кислорода. Особенно значимы Н + (изменение рН) в области нервного окончания.
Таким образом, снижение снабжения тканей кислородом – второй системообразующий фактор системы боли.

Болевые рецепторы

По предложению Шеррингтона они называются ноцицепторами (nocere , лат. – вредить) и имеют высокий порог раздражения. Это – свободные нервные окончания. По модальности стимула их делят на 3 группы.
1. Механоноцицепторы . Деполяризуются за счёт механического смещения мембраны. Главным образом, они локализуются на коже (100-200 на 1 см 2 кожи), фасциях, сухожилиях, суставных сумках, слизистых начала и конца желудочно-кишечного тракта.
Возбуждает их механическое повреждение мембраны, импульсы передаются от них по А-дельта-волокнам и вызывают первую, эпикритическую боль.
2. Термоноцицепторы , близкие к механоноцицепторам. Возбуждаются под влиянием нагревания или охлаждения.
Тепловые механорецепторы проводят возбуждение со скоростью 4-15 м/с по А-дельта волокнам.
Холодовые механорецепторы проводят возбуждение со скоростью менее 2 м/с по С-афферентам.
3. Хемоноцицепторы . Деполяризация их происходит за счёт действия химических веществ.
Они расположены также на коже и слизистых, но особенно их много во внутренних органах, где они локализуются в стенках мелких артерий. Проводят импульсацию, главным образом, по волокнам группы С и формируют протопатическую боль.
Возбуждение хемоноцицепторов вызывают те химические вещества, которые возникают при ишемии, травме, воспалении и др.
По способности отвечать на различные ноцицептивные стимулы рецепторы делятся на моно- и полимодальные.

Алгогенные вещества

Возбуждаются (деполяризуются) ноцицепторы при активации натриевых каналов и потенциал-зависимых кальциевых каналов, чувствительных к разнообразным агентам: норадреналину, дофамину, соматостатину, капсаицину. Калиевые каналы, наоборот, гиперполяризуют ноцицепторы.
Ноцицепторы, кроме того, взаимодействуют с целым рядом тканевых веществ, возникающих в процессе повреждения, воспаления, которые сенситизируют ноцицепторы, т.е. повышают болевую чувствительность (вызывают гипералгезию), понижают пороги болевого раздражения. Такие вещества называются алгогенами. Явление сенситизации болевых рецепторов тканевыми алгогенами означает, что адаптации болевых рецепторов не бывает.
К алгогенам относятся: простагландины группы Е, простациклин, кинины (брадикинин), монооксид азота (NO), серотонин, тахикинины (субстанция Р), цитокины, фактор роста нервов. Действуют они частично прямо – на мембрану ноцицепторов, частично – непрямо, через васкулярную систему, процессы микроциркуляции и окружающую ноцицепторы среду.
Так, простагландины группы Е и простациклин угнетают медленную следовую гиперполяризацию и сенситизируют рецепторы к тепловым, механическим и химическим стимулам. Кинины (брадикинин и каллидин) через В 2 -подтип кининовых рецепторов активируют фосфолипазу С, затем образуются ИТФ и ДАГ, что освобождает Са ++ из внутриклеточных депо, что способствует деполяризации. Серотонин через серотонин-рецепторы (в частности, 5-НТ 2) закрывает калиевые каналы, что и активирует ноцицептор. Монооксид азота повышает болевую чувствительность, стимулируя влияние кининов. Цитокины вызывают гипералгезию, повышая аффинность бета 1 -рецепторов. Фактор роста нервов, проникая в клетку, экспрессирует гены алгогенных пептидов – субстанции Р, «пептида, связанного с геном кальцитонина».
Множественность алгогенных веществ обеспечивает различия в возбуждении ноцицепторов и кодирует генез и интенсивность болевого раздражения.
Так, выделение серотонина и брадикинина имеет место при механическом раздражении, простагландина – при химическом.

Проводящие пути болевого ощущения и центральные механизмы организации болевой реакции

От ноцицепторов по А-дельта- и С-волокнам через задние корешки спинного мозга импульсация поступает в спинной мозг в нейроны заднего рога спинного мозга в I-II пластинах Рекседа (или в нейроны второго порядка продолговатого мозга или моста) – 1-ая релейная станция болевой импульсации . Нейромедиаторами, освобождаемыми из аксонов ноцицепторных нейронов, являются глутамат, аспартат и пептиды, такие, как субстанция Р и нейрокинины и др. Указанные нейромедиаторы (нейротрансмиттеры), взаимодействуя с соответствующими регуляторами на постсинаптической мембране, открывают Na + - и Са ++ -каналы и деполяризуют нейроны второго порядка, способствуя передаче возбуждения с ноцицепторов.
Отсюда, из нейронов заднего рога спинного мозга, возбуждение распространяется по разным направлениям:
1-ое – к мотонейронам спинного мозга и отсюда - к двигательным мышцам. Это обеспечивает формирование 1-го компонента системной реакции на боль – непроизвольной двигательной защитной реакции - еще до ощущения самой боли.
2-ое – вверх к головному мозгу по двум путям: латеральному и медиальному.
1-ый путь: по конгломерату латеральных лемнисковых специфических путей через медиальную петлю до задних ядер таламуса (спиноталамические пути), где происходит 2-е переключение , откуда ноцицептивная импульсация поступает на нейроны проекционной соматосенсорной зоны коры (поле S-1), что формирует, в конечном счете, ощущение эпикритической боли и 2-ой компонент болевой поведенческой реакции – вздрагивание на неожиданный , потенциально опасный раздражитель .
2-ой путь: от нейронов заднего рога через медиальный конгломерат неспецифических экстралемнисковых, диффузных путей, не имеющих четких морфологических границ, формируется путь с несколькими станциями переключения: на нейронах ретикулярной формации, гипоталамуса, таламуса, коры.
Возбуждение нейронов ретикулярной формации ствола мозга формирует реакцию пробуждения – 3-ий компонент болевой системной реакции.
Переключение на нейронах гипоталамуса – высшего вегетативного центра формирует 4-ый компонент болевой реакции – вегетативный (повышение артериального давления, увеличение частоты сердечных сокращений, дыхания, выделение гормонов – АКТГ, А, НА, перестраивается обмен веществ).
Кроме того, гипоталамус, как и ретикулярная формация, - эмоциогенные зоны: их возбуждение через активацию лимбических структур формирует отрицательную эмоцию - 5-ый компонент болевой реакции.
В конечном счете, по неспецифическим путям болевая импульсация переключается на нейронах средних, интраламинарных неспецифических ядер таламуса и отсюда – в соматосенсорную теменную и фронтальную области коры, что формирует перцептуальный компонент протопатической боли – осознание боли – 6-ой компонент болевой реакции - мотивацию избавления от боли.
Удаление лобной коры приводит к безразличному отношению к болевым ощущениям. Поражение теменной области коры приводит к болевой асимволии (отсутствию психических реакций на боль, хотя она и сохраняется).
7-ой компонент болевой реакции – активация процессов памяти , без которой невозможна мотивация устранения болевых раздражителей.
Таким образом, в организацию боли вовлекаются практически все структуры ЦНС.

Эфферентные компоненты функциональной системы организации боли

Системная болевая реакция обеспечивает эфферентные процессы:
1) двигательную защитную реакцию , направленную на минимизацию ноцицептивного раздражителя, с вегетативным компонентом (увеличение скорости свертывания крови, выработки антител, фагоцитарной активности лейкоцитов, лейкоцитоз), что способствует заживлению ран;
2) вегетативно-эмоциональную реакцию – активизацию процессов, усиливающих кислородное обеспечение тканей: местное расширение кровеносных сосудов вокруг раны, увеличение выброса эритроцитов из депо, повышение АД, ЧСС и дыхания;
3) изменение обмена веществ и выброс гормонов , способствующих окислительным процессам и увеличению потребления кислорода (у больных с врожденным отсутствием ощущения боли плохо заживают раны);
4) мотивационное поведение – щажение больного органа, зализывание ран у животных, а у людей – обращение к врачу и лечение лекарственными веществами и приемами.

Антиноцицептивная система организма

О существовании этой системы люди подозревали, так как не могли объяснить следующие факты: во-первых, «врожденную аналгию» (отсутствие чувства боли). При этом на секции у таких людей находили деструкцию, либо отсутствие волокон А-дельта или С-волокон, а иногда этих поражений и не было. С другой стороны, появлялись случаи «депрессии в маске», когда люди ощущали боль в ряде внутренних органов, тогда как видимые повреждения в этих органах отсутствовали.
Эти явления были бы неясны до сих пор, если бы несколько лет назад не была открыта эндогенная антиноцицептивная система.
Вначале были открыты антиболевые зоны ЦНС.
В 1969 г. американский физиолог Рейнольдс обнаружила, что при электрораздражении определенных точек центрального серого вещества (ЦСВ) у крыс наступает либо отсутствие болевого ощущения при наличии болевых раздражений хвоста, лап, брюшины и т.д. (анальгезия), либо его снижение (гипоальгезия).
То же было обнаружено у многих других животных, а также у людей, что очень важно для практической медицины – облегчения страданий карциномных больных.
В дальнейших исследованиях такие же эффекты были обнаружены при электростимуляции различных других структур ЦНС: заднего мозга, среднего и переднего мозга.
При их раздражении возникало пре- и постсинаптическое торможение ноцицептивной импульсации на ее релейных станциях.
Медиаторы, вызывающие торможение ноцицептивного возбуждения, образуют антиноцицептивную систему.
Антиноцицептивная система организма включает несколько механизмов: два пептидных (опиоидный и неопиоидный) и 2 непептидных, моноаминэргических (серотонинэргический и катехоламинэргический). Первым был открыт опиоидный механизм данной эндогенной обезболивающей системы.
Давно известно обезболивающее действие препаратов опия.
Однако только в 1973 г. в ряде лабораторий были открыты опиатные рецепторы, специфически связывающие экзогенные опиатные вещества (морфин и др.), во многих тканях, например, в кишечнике и в Т-лимфоцитах, но особенно – в ЦНС, на станциях переключения болевого возбуждения.
В 1975 г. открыты эндогенные опиоидные вещества:
- эндорфины (подобные морфину) – альфа-, бета-, гамма-;
- энкефалины (выделенные из мозга) – мет- и лей-;
- динорфины – А, Б, неоэндорфины.
Опиатные рецепторы классифицируются, по крайней мере, на 3 типа: мю-, дельта- и каппа-рецепторы.
К ним имеют наибольший аффинитет соответственно эндорфины, энкефалины и динорфины.
Дельта-агонисты оказывают более сильный эффект при действии термального, а каппа-агонисты – химического и механического ноцицептивного раздражителя.
Отмечен определенный антагонизм между разными агонистами: так, динорфин А (каппа-агонист) блокирует тормозной эффект мю-агониста на активность нейронов спинного мозга.
Активность эндогенной опиоидной системы усиливается в ответ на ноцицептивный стимул. Так, воспаление вызывает увеличение в спинном мозге динорфина А на 650-800% и метэнкефалина – на 60%.
Опиаты тормозят активность нейронов дорзальных рогов спинного мозга двумя путями:
1) соединяясь с постсинаптическими рецепторами, вызывают открытие К-каналов, гиперполяризацию нейронов дорзальных рогов спинного мозга;
2) через рецепторы, расположенные на пресинаптической структуре ноцицептивных афферентов, блокируя высвобождение трансмиттеров из терминалей этих афферентов.
Помимо опиоидных пептидов, пептидные механизмы антиноцицептивной системы включают ряд неопиоидных эндогенных пептидов: нейротензин, ангиотензин II , кальцитонин, бомбезин, соматостатин, холецистокинин , имеющие соответствующие рецепторы на станциях переключения болевой стимуляции. Экзогенное их введение вызывает иной раз более сильный анальгетический эффект, чем опиаты.
Имеется определенная корреляция между их эффектом и генезом боли. Так, нейротензин купирует висцеральную боль, но для прояв­ления его анальгетического эффекта на боль, вызванную термальным раздражителем, требуется в 100 раз большая доза. А с холецистоки­нином получается наоборот: более сильный эффект на «термический» стимул, чем на висцеральную боль (в 15 раз большая доза).
Кроме пептидных механизмов, известны непептидные компоненты анальгетической системы. Это – серотонинэргический механизм , связанный с активизацией ядер шва, который блокируется антагонистом серотонина – парахлорфенилаланином .
Установлено, что через дорсолатеральный канатик активация ядер шва передается на нейроны заднего рога спинного мозга, при этом выделяется серотонин, который вызывает пре- и постсинаптическое торможение болевой импульсации.
Пептидные и серотонинэргические механизмы опосредуют анальгетический эффект локальных прижиганий и тонического массажа. Акупунктура 2-30 Гц реализуется через опиаты, поскольку этот эффект блокируется налоксоном – блокатором опиатных рецепторов, эффект транскожной стимуляции – через серотонин. Акупунктура 100 Гц опосредуется ангиотензином II, поскольку блокируется саралазином – блокатором рецепторов, чувствительных к ангиотензину II.
Другой непептидный механизм – катехоламинный , связанный с раздражением латеральных ретикулярных ядер, имеющих нисходящие пути по вентральным и латеральным канатикам к нейронам заднего рога, а также с раздражением эмоциогенных зон гипоталамуса и ретикулярной формации (зон самораздражения). Этот механизм блокирует боль и тем самым удовлетворяет другие биологические потребности, например, пищевую – при положительной эмоции пищевого удовлетворения или оборонительную – при борьбе за сохранение жизни при отрицательной эмоции (стрессовая анальгезия).