Основными супрасегментарными системами эндогенного контроля боли являются опиатная, норадренергическая и серотонинерги- ческая системы (рис. 5).
Рисунок 5.
Церебральные системы контроля боли
Опиатные рецепторы обнаружены в терминалях тонких А-дельта и С-афферентов, в нейронах задних рогов спинного мозга, в ретикулярных ядрах ствола головного мозга, таламусе, лимбической системе. Идентифицированы нейропептиды (эндорфины, энкефалины), обладающие (морфиноподобным) специфическим действием на данные рецепторы. Считается, что эти эндогенные опиаты вызывают анальгетический эффект, освобождаясь из депозитов и присоединяясь к специфическим рецепторам нейронов, вовлеченных в передачу болевых импульсов. Их освобождение может быть стимулировано как периферическими ноцицептивными, так и нисходящими, контролирующими боль системами. Например, анальгезия, вызванная экспериментально при электрической стимуляции определенных стволовых ядер, вызывается благодаря освобождению и действию эндогенных опиоидов в задних рогах спинного мозга. Как указывалось выше, при активации тонких А-дельта и С-волокон субстанция P выделяется из их терминалей и участвует в трансмиссии болевых сигналов в заднем роге спинного мозга. При этом эндорфины и энкефалины ингибируют действие субстанции P, уменьшая болевые проявления.
Важнейшим медиатором стволовых AC является норадреналин, который опосредует ингибиторные эффекты нейронов LC, большого ядра шва, некоторых ретикулярных ядер. Ha этом основано применение в лечении боли антидепрессантов, способных наряду с ингибированием обратного захвата серс^гонина ингибировать также обратный захват норадреналина (венлафаксин, дулоксетин, милнаципран, aмитриптилин). Показано, что противоболевой эффект этих препаратов независим от их антидепрессивного эффекта.
Другой важнейшей системой контроля боли является серото- нинергическая система. Большое количество серотонинергиче- ских нейронов сосредоточено в OCB, большом, центральном и дорсальном ядрах шва. Снижение содержания серотонина приводит к ослаблению анальгетического эффекта, понижению болевых порогов. Полагают, что анальгетическое действие серотонина может опосредоваться эндогенными опиоидами, поскольку серотонин способствует высвобождению бета-эндорфинов из клеток передней доли гипофиза. Однако по сравнению с норадренергической роль серотонинергической системы в контроле боли является более слабой. Это, возможно, объясняет слабую эффективность в лечении хронической боли селективных ингибиторов обратного захвата серотонина.
Таким образом, супрасегментарные системы мозга являются ключевыми механизмами формирования боли и изменения реакций на нее. Очевидна их широкая представленность в головном мозге и включение в различные нейротрансмиттерные механизмы. Эти системы работают не изолированно. Взаимодействуя между собой и с другими системами, они регулируют не только болевую чувствительность, но и сопряженные с болью вегетативные, моторные, нейроэндокринные, эмоциональные и поведенческие проявления боли. Другими словами, имеется тесное их взаимодействие с интегративными неспецифическими церебральными системами, что в итоге определяет не только характеристики болевого ощущения, но и его многообразные психофизиологические и поведенческие корреляты.
Боль - это неприятное ощущение и эмоциональное переживание, возникающее в связи с настоящей или потенциальной угрозой повреждения тканей или описываемое в терминах такого повреждения (определение боли, данное Международной Ассоциацией по изучению боли).В данном определении очень интересна та ее часть, которая содержит следующее: «…или потенциальной угрозой повреждения тканей…». Видимо авторы внесли это нагруженное большим смыслом словосочетание, имея большое количество примеров из клинической практики, когда пациенты не имея явного или скрытого повреждения тканей в настоящий момент или в прошлом - испытывают боль (которая чаще всего имеет дефиницию «психогенная боль»). Экстраполируя данное определение на практическую деятельность можно сделать следующие рекомендации – пациент может испытывать психогенную хроническую боль, если он находится в состоянии хронического ожидания возможной «катастрофы» в его телесной и/или социальной сферах. Иными словами, если пациент предвидит неизбежное повреждение его тканей или социума, которое в любом случае скажется на его телесном благополучии – он «заблаговременно» начинает испытывать боль. Вероятно в этой реализации имеет большое значение личность и психическая организация индивида, ибо только обладая определенными специфическими чертами психической организаии, возможно реализовать болевой феномен, причина которого еще находится в сфере воображаемого.
Рассмотрим в общих чертах нейрофизиологию и нейроанатомию ноцицептивной и антиноцицептивной систем.
Болевые рецепторы
Болевые раздражения могут возникать в коже, глубоких тканях и внутренних органах. Эти раздражения воспринимаются ноцицепторами, расположенными по всему телу, за исключением головного мозга.
Анатомически выделяют два типа ноцицепторов:
1.Свободные нервные окончания
, разветвлённые в виде дерева (миелиновые волокна). Они представляют собой быстрые А-дельта волокна, проводящие раздражение со скоростью 6 - 30 м\с. Эти волокна возбуждаются высокоинтенсивными механическими (булавочный укол) и, иногда, термическими раздражениями кожи. А - дельта ноцицепторы располагаются, преимущественно, в коже, включая оба конца пищеварительного тракта. Находятся они также и в суставах.
2.Плотные некапсулированные гломерулярные тельца
(немиелиновые С-волокна, проводящие раздражение со скоростью 0,5 - 2 м\с). Эти афферентные волокна представлены полимодальными ноцицепторами, поэтому реагируют как на механические,так на температурные и химические раздражения. Они активируются химическими веществами, возникающими при повреждении тканей, являясь одновременно и хеморецепторами, и считаются со своей эволюционной примитивностью оптимальными тканеповреждающими рецепторами. С - волокна распределяются по всем тканям за исключением центральной нервной системы. Однако они присутствуют в периферических нервах, как nervi nervorum. Волокна, имеющие рецепторы, воспринимающие повреждения тканей, содержат субстанцию Р, выступающую в качестве трансмиттера. Такой тип ноцицепторов также содержит calcitonin ген - связанный пептид, а волокна из внутренних органов - вазоактивный интестинальный пептид.
Задние рога спинного мозга
Большинство «болевых волокон» достигают спинного мозга через спинномозговые нервы (в случае, если они отходят от шеи, туловища и конечностей) или входят в продолговатый мозг в составе тройничного нерва.
Проксимально от спиномозгового ганглия перед вхождением в спинной мозг задний корешок разделяется на медиальную, содержащую толстые миелиновые волокна, и латеральную части, в состав которой входят тонкие миелиновые (А-дельта) и немиелиновые (С) волокна. Примерно 30% С-волокон после выхода из спинномозгового ганглия возвращаются обратно к месту совместного хода чувствительных и двигательных корешков (канатик) и входят в спинной мозг через передние корешки. Этот феномен, вероятно, объясняет причину неэффективности попыток дорзальной ризотомии, предпринимаемой для облегчения боли. При вхождении ноцицептивных волокон в спинной мозг, они разделяются на восходящие и нисходящие ветви. Перед своим окончанием в сером веществе задних рогов эти волокна могут направляться к нескольким сегментам спинного мозга. Разветвляясь, они формируют связи с другими многочисленными нервными клетками. Таким образом, термин «заднероговой комплекс» используется для обозначения данной нейроанатомической структуры.
Ноцицептивной информацией прямо или косвенно активируются два основных класса релейных заднероговых клеток:
"ноцицептивные специфические»
нейроны, активируемые только ноцицептивными стимулами
«конвергентные»
(wide dynamic range) нейроны, активируемые также и не ноцицептивными стимулами
На уровне задних рогов спинного мозга большое число первичных афферентных раздражений передаются через интернейроны или ассоциативные нейроны, чьи синапсы облегчают, либо препятствуют передаче импульсов. Периферический и центральный контроль локализуется в желатинозной субстанции, примыкающей к клеточному слою.
Восходящие пути боли
Восходящие «болевые пути» находятся в составе переднебоковых канатиков белого вещества спинного мозга и идут контрлатерально стороне вхождения болевых стимулов. Часть волокон спиноталамического и спиноретикулярного трактов, проводящих болевое раздражение, присутствует в заднебоковом канатике.
Спиноталамический тракт может быть, разделён на две части:
Неоспиноталамический тракт
- быстрое проведение, моносинаптическая передача, хорошо локализованная (эпикритическая) боль, А - волокна. Этот тракт направляется к специфическим латеральным ядрам таламуса (вентрозаднелатеральное и вентрозаднемедиальное ядра).
Палеоспиноталамическая система
- полисинаптическая передача, медленное проведение, плохо локализованная (протопатическая) боль, С - волокна. Данные пути восходят к неспецифическим медиальным таламическим ядрам (медиальное ядро, интраламинарное ядро, срединный центр). На своём пути к медиальным ядрам таламуса тракт направляет часть волокон к ретикулярной формации.
Существует баланс между медиальным (в основном nucl.centralis lateralis) и латеральным (nucl. ventroposterior) ядрами таламуса, нарушение которого ведёт к сверхторможению их обоих ретикулярным таламическим ядром, а затем к парадоксальной активации корковых полей, связанных с болевым ощущением.
Импульсы входящие через неоспиноталамическую систему
переключаются
на волокна, передающие сигналы через заднее бедро внутренней капсулы
проецируются
на первой соматосенсорной зоне коры, постцентральной извилине и второй соматосенсорной зоне (operculum parietal)
Высокая степень топической организации внутри латерального ядра таламуса делает возможным пространственную локализацию боли. Изучения тысяч корковых поражений в обеих мировых войнах демонстрируют, что повреждения постцентральной извилины никогда не вызывает потери болевой чувствительности, хотя ведут к потере соматотопически организованной низкопороговой механорецептивной чувствительности, также как и ощущения укола иглой.
Импульсы, входящие через палеоспиноталамический тракт
переключаются
на медиальное ядро таламуса
проецируются
на неокортекс диффузным способом
Проекция в лобной области отражает аффективные компоненты боли. Повреждающие стимулы активируют нейроны цингулярной извилины и орбитальной фронтальной коры.
Таким образом, в головном мозге нет «болевого центра», а восприятие и реакция на боль являются функцией ЦНС в целом.
Модуляция и нисходящий контроль боли
Воротный контроль
- внутренний спинальный механизм антиноцицептивной системы.
Импульсы, проходящие по тонким «болевым» периферическим волокнам открывают «ворота» в нервную систему, чтобы достичь её центральных отделов.
Два обстоятельства могут закрыть ворота:
1.импульсы
, проходящие по толстым «тактильным» волокнам
2.импульсы
, нисходящие из высших отделов нервной системы
Механизм действия толстых периферических волокон, закрывающих ворота , заключается в том, что боль, возникающая в глубоких тканях, таких как мышцы и суставы, уменьшается контрраздражением, - механическим растиранием поверхности кожи или использованием раздражающих мазей. Эти свойства имеют терапевтическое применение, например использование высокочастотного, низко интенсивного электрического раздражения толстых кожных волокон, известного, как чрезкожная электронейростимуляция (ЧЭНС), или вибрационной стимуляции.
Второй механизм (закрытие ворот изнутри) вступает в действие в случае активации нисходящих тормозных волокон из ствола мозга, либо их прямой стимуляцией, либо гетеросегментарной акупунктурой (низкочастотная высокоинтенсивная периферическая стимуляция). В этом случае нисходящие волокна активируют интернейроны, расположенные в поверхностных слоях задних рогов, постсинаптически ингибирующих желатинозные клетки, предотвращая тем самым передачу информации выше.
Опиоидные рецепторы и механизмы
Клиническое значение имеют три класса опиоидных рецепторов: мю-, каппа- и дельта- рецепторы. Их распределение внутри ЦНС очень вариабильно. Плотное размещение рецепторов обнаружено в задних рогах спинного мозга, в среднем мозге и таламусе. Иммуноцитохимические исследования показали наибольшую концентрацию спинальных опиоидных рецепторов в поверхностных слоях задних рогов спинного мозга. Эндогенные опиоидные пептиды (энкефалин, эндорфин, динорфин) взаимодействуют с опиоидными рецепторами всякий раз, когда в результате преодоления болевого порога возникают болевые раздражения. Факт расположения множества опиоидных рецепторов в поверхностных слоях спинного мозга означает, что опиаты могут легко проникать в него из окружающей спинномозговой жидкости.
Вся система нисходящего контроля боли представляется следующим образом.
Аксоны группы клеток, использующих В-эндорфин в качестве трансмиттера, расположенные в области nucl.arcuatus гипоталамуса (который сам находится под контролем префронтальной и островковой зон коры головного мозга) пересекают перивентрикулярное серое вещество в стенке третьего желудочка, оканчиваясь в периакведуктальном сером веществе (PAG). Здесь они ингибируют местные интернейроны, освобождая, таким образом, от их тормозного влияния клетки, чьи аксоны проходят вниз к области nucleus raphe magnum в середине ретикулярной формации продолговатого мозга. Аксоны нейронов этого ядра, преимущественно серотонинергических (трансмиттер - 5 - гидрокситриптамин), направляются вниз по дорсолатеральному канатику спинного мозга, заканчиваясь в поверхностных слоях заднего рога. Некоторая часть raphe - спинальных аксонов и значительное число аксонов из ретикулярной формации являются норадренергическими. Таким образом, как серотонинергические, так и норадренергические нейроны ствола мозга выступают как структуры, блокирующие ноцицептивную информацию в спинном мозге.
Теперь перейдем к феноменологии боли.
Выделяют следующие виды боли.
Два вида болевой чувствительности с эволюционной точки зрения:
Протопатическая
- возникает под действием любого неповреждающего фактора (прикосновение, температура). Это сильная боль тянущего характера, не имеет точной локализации не вызывает адаптации (т. е. к ней нельзя привыкнуть). Это наиболее примитивный вид болевой чувствительности.
Эпикритическая
болевая чувствительность - возникает только под действием повреждающего фактора: носят острый режущий характер, обладают точной локализацией, но к ней можно приспособиться (явление адаптации). Это более новый путь болевой чувствительности.
По причине возникновения болевых ощущений:
физиологическая
- возникает как адекватная ответная реакция на действия повреждающего фактора
патологическая
- возникает при поражении нервной системы или на действие неповреждающего фактора (каузалгия)
По времени возникновения и продолжительности болевых ощущений:
острая
- кратковременная, в виде приступов
хроническая
- более длительная
По локализации болевых ощущений:
местная
- в месте действия повреждающего фактора
проэкционная
- возникает в зоне иннервации повреждённого волокна
иррадиирующая
– возникает при распространение болевого сигнала с одной ветви данного нерва на другую
отраженная
– формируется с участием сегментарных структур спинного мозга
По месту возникновения болевого ощущуения (если это нейропатическая боль):
центральная
(если очаг болевой ирритации находится в пределах спинного или головного мозга)
периферическая
(если источник возникновения боли находится в пределах периферического отдела нервной системы)
По виду раздражаемых рецепторов:
интероцентивная
экстроцентивная
проприоцентивная
Выделяют боль соматическую и висцеральную.
Соматическая боль
подразделяется на:
поверхностную
- возникает при поражении кожи и слизистых оболочек, подкожной жировой клетчатки - от экстерорецепторов - характеризуется свойствами эпикритической болевой чувствительности
глубокую
- возникает при поражении мышц, суставов, суставных сумок, других глубоко расположенных образований - от проприорецепторов - характеризуется всеми свойствами протопатической болевой чувствительности
Висцеральная боль
возникает при поражении внутренних органов - от интерорецепторов. При максимальном растяжении полых органов, действии химических веществ, нарушения гемодинамики. Характеризуется свойствами протопатической болевой чувствительности.
По морфологическму субстрату боли:
Тканевая боль:
Кожная
Фасциальная
Фасциально-капсулярная
Мышечная
Миофасциальная
Лигаментная
Надкостничная (периостальная)
Висцеральная
Гематогенная (химическая)
Суставная (артрогенная) боль:
Синовиальная (воспалительная либо склеротическая)
Внутрикостная (интраоссальная) боль:
Трабекулярная
Костномозговая (остеомедуллярная)
Сосудистая ("ишемическая") боль:
Черепно-лицевая
Церебральная
Органная (сердца и других органов)
Сегментарная (при нарушении кровообращения в конечностях)
Ангионевротическая – ангиосклеротическая боль
Нейрогенная боль:
Невральная
Плекситная
Ганглионарная
Ганглионарно-невральная
Ганглионарно-радикулярная
Радикулярная
Спинальная
Интракраниальная
Наиболее полезной может быть следующая классификация боли (так как является отправной точкой для первоначальной терапии):
Ноцицептивная
Нейропатическая
Психогенная
Ноцицептивная боль
Когда при раздражении кожных ноцицепторов, ноцицепторов глубоких тканей или внутренних органов тела, возникающие импульсы, следуя по классическим анатомическим путям, достигают высших отделов нервной системы и отображаются сознанием, формируется ощущение боли. Боль от внутренних органов возникает вследствие быстрого сокращения, спазма или растяжения гладких мышц, поскольку сами гладкие мышцы нечувствительны к жару, холоду или рассечению. Боль от внутренних органов, особенно имеющих симпатическую иннервацию, может ощущаться в определённых зонах на поверхности тела. Такая боль называется отражённой.
Нейропатическая боль
Этот тип боли может быть, определён, как боль вследствие повреждения периферической или центральной нервной системы и не объясняется раздражением ноцицепторов.
Такая боль имеет ряд особенностей
, отличающих её, как клинически, так и патофизиологически от ноцицептивной боли:
Нейрогенная боль имеет характер дизестезии. Хотя дескрипторы: тупая, пульсирующая или давящая являются наиболее частыми для подобной боли, патогномоничными характеристиками для неё считаются определения: обжигающая и стреляющая.
В огромном большинстве случаев нейрогенной боли отмечается частичная потеря чувствительности.
Характерны вегетативные расстройства, такие как снижение кровотока, гипергидроз и гипогидроз в болевой области. Боль часто усиливает или сама вызывает эмоционально-стрессовые нарушения.
Обычно отмечается аллодиния - болевое ощущение в ответ на низко интенсивные, в нормальных условиях не вызывающие боли раздражители.
Необъяснимой характерной чертой даже резкой нейрогенной боли является то, что она не мешает засыпанию пациента. Однако если даже больной засыпает, он внезапно просыпается от сильной боли.
Нейрогенная боль невосприимчива к морфину и другим опиатам в обычных анальгетических дозах. Это демонстрирует то, что механизм нейрогенной боли отличен от опиоид-чувствительной ноцигенной боли.
Нейрогенная боль имеет много клинических форм. К ним можно отнести некоторые поражения периферической нервной системы, такие как постгерпетическая невралгия, диабетическая невропатия, неполное повреждение периферического нерва, особенно срединного и локтевого (рефлекторная симпатическая дистрофия), отрыв ветвей плечевого сплетения. Нейрогенная боль вследствие поражения центральной нервной системы обычно бывает обусловлена цереброваскулярной катастрофой. Это то, что известно под классическим названием “таламического синдрома”, хотя недавние исследования показывают, что в большинстве случаев очаги поражения расположены в иных областях, чем таламус.
Многие боли клинически проявляются смешанными - ноцигенными и нейрогенными элементами. Например, опухоли вызывают повреждение тканей и компрессию нервов; при диабете ноцигенная боль возникает вследствие поражения периферических сосудов, нейрогенная - вследствие нейропатии; при грыжах межпозвонкового диска, компримирующих нервный корешок, болевой синдром включает жгучий и стреляющий нейрогенный элемент.
Невропатическая боль при поражении периферической нервной системы может быть подразделена на два типа:
дизестезическую
трункальную
Поверхностная дизестезическая или деафферентационная боль описывается пациентами, как жгучая, саднящая, вызывающая ощущение ожога, зуда, ползания мурашек, стянутости, прохождения электрического тока различной длительности (перемежающиеся, колющие, пронзающие или стреляющие).
Дизестезические боли обычно наблюдаются у пациентов с преимущественным вовлечением малых С–волокон (вызывающие поражение поверхностной болевой и температурной чувствительности и вегетативную дисфункцию).
Невропатическая дизестезическая боль представлена двумя основными компонентами:
спонтанной
(стимулонезависимой) болью
вызванной
(стимулозависимой) гипералгезией
В свою очередь, спонтанная боль подразделяется на:
симпатически независимую боль
- как правило, стреляющая, дёргающая, подобная чувству прохождения электрического тока – возникает за счёт генерации эктопических разрядов С–афферентами при активации тетродотоксин–нечувствительных натриевых каналов
симпатически поддерживаемую боль
- как правило носит стреляющий, ланцирующий
характер, жгучая, сопровождающаяся трофическими изменениями, нарушением терморегуляции и потоотделения – возникает за счёт накопления a–адренорецепторов на мембранах С–афферентов и прорастания симпатических волокон в узел заднего корешка.
Глубокая трункальная боль характеризуется , как ноющая, временами режущая, ломящая. К этому же типу можно отнести и мышечную боль, проявляющуюся судорогами, тянуще–давящими ощущениями и болезненностью мышц при пальпации. Она обычно протекает длительно, может менять интенсивность.
Трункальная боль встречается при компрессии спинномозговых корешков, туннельных невропатиях и связана, по–видимому, с дисфункцией Аd–волокон.
Оба типа невропатической боли редко встречаются в чистом виде, при большинстве болевых форм периферических невропатий имеются признаки как дизестетической, так и трункальной боли.
Психогенная боль
Утверждение что боль может быть исключительно психогенного происхождения, является дискуссионным. Широко известно, что личность пациента формирует болевое ощущение. Оно усилено у истерических личностей, и более точно отражает реальность у пациентов неистероидного типа.Люди различных этнических групп отличаются по восприятию послеоперационной боли. Пациенты европейского происхождения отмечают менее интенсивную боль, чем американские негры или латиноамериканцы. У них также отмечается низкая интенсивность боли по сравнению с азиатами, хотя эти отличия не очень значительны.
Степень реакции человека на боль сильно варьирует. Отчасти это связано с возможностью самого головного мозга подавлять входящие в нервную систему болевые сигналы путем активации так называемой системы аналгезии (обезболивания).
Обезболивающая система показана на рисунке. В ней выделяют три главных компонента: (1) области серого вещества среднего мозга и верхней части моста вокруг водопровода и прилежащих частей третьего и четвертого желудочков мозга. Нейроны этих областей посылают сигналы к (2) большому ядру шва, представляющему собой тонкое ядро, расположенное по средней линии нижней части моста и верхней части продолговатого мозга, и к ретикулярному парагигантоклеточному ядру, расположенному латерально в продолговатом мозге. От этих ядер сигналы второго порядка передаются вниз к заднебоковым столбам спинного мозга к (3) тормозящему боль комплексу, расположенному в задних рогах спинного мозга. В этом пункте обезболивающие сигналы могут блокировать боль до момента ее передачи дальше в головной мозг.
Электрическая стимуляция серого вещества вокруг водопровода среднего мозга или большого ядра шва может подавить многие сильные болевые сигналы, входящие в мозг через задние корешки спинного мозга. Подавляет боль также стимуляция вышерасположенных областей мозга, возбуждающих серое вещество вокруг водопровода. К ним, например, относят (1) перивентрикулярные ядра гипоталамуса, прилежащие к третьему желудочку, и в меньшей степени (2) медиальный пучок переднего мозга, также расположенный в гипоталамусе.
В системе обезболивания участвуют некоторые медиаторы, особенно энкефалин и серотонин. Многие нейроны перивентрикулярных ядер и области серого вещества вокруг водопровода секретируют энкефалин. Следовательно, терминали многих волокон в большом ядре шва при стимуляции выделяют энкефалин.
Волокна, выходящие из этой области , посылают сигналы к задним рогам спинного мозга и из своих окончаний выделяют серотонин. Под действием серотонина местные нейроны спинного мозга также секретируют энкефалин. Полагают, что энкефалин вызывает пресинаптическое торможение входящих сюда болевых волокон типа С и А в месте их синаптического переключения в задних рогах и постсинаптическое торможение связанных с ними нейронов.
Таким образом, система обезболивания может блокировать болевые сигналы в области их первичного входа в спинной мозг. Это также блокирует многие местные спинальные рефлексы, возникающие в ответ на болевые сигналы, особенно рефлексы отдергивания.
Более 35 лет назад было установлено, что введение небольшого количества морфина в перивентрикулярное ядро, прилежащее к третьему желудочку, или в область серого вещества вокруг водопровода мозгового ствола вызывает выраженную аналгезию. В последующих исследованиях было показано, что морфиноподобные вещества, главным образом опиаты, действуют также на многих других уровнях обезболивающей системы, включая задние рога спинного мозга. Поскольку влияние большинства лекарственных препаратов на возбудимость нейронов осуществляется через синаптические рецепторы, предположили, что рецепторами для некоторых морфиноподобных нейромедиаторов, секретируемых в мозге в естественных условиях, являются морфинные рецепторы обезболивающей системы. В связи с этим были проведены всесторонние исследования в отношении естественных опиатов мозга. К настоящему времени обнаружено около дюжины таких опиатоподобных веществ (опиатов) в различных участках нервной системы; все они являются продуктами распада трех больших белковых молекул: проопиомеланокортина, проэнкефалина и продинорфина. К наиболее важным из опиатов относят эндорфин, мет-энкефалин, лей-энкефалин и динорфин.
Оба энкефалина обнаружены в стволе мозга и спинном мозге, в участках, соответствующих изложенной ранее системе обезболивания, а эндорфин присутствует в гипоталамусе и гипофизе. Динорфин в основном находится в тех же областях, где есть эндорфины, но в гораздо меньших количествах.
Детали опиатной системы головного мозга еще не вполне ясны, однако активация обезболивающей системы нервными сигналами, поступающими в серое вещество вокруг водопровода и в перивентрикулярные области, или инактивация болевых путей морфиноподобными лекарственными веществами может практически полностью подавить многие болевые сигналы, входящие в нервную систему через периферические нервы.
Антиноцицептивная или обезболивающая система
Определение
Антиноцицептивная система – это иерархическая совокупность нервных структур на разных уровнях ЦНС, с собственными нейрохимическими механизмами, способная тормозить деятельность болевой (ноцицептивной) системы.
В АНЦ-системе используется в основном опиатергическая система регуляции , основанная на взаимодействии лигандов-опиоидов с опиатными рецепторами.
Антиноцицептивная система подавляет боль на нескольких различных уровнях. Если бы не было такой её обезболивающей работы, то, боюсь, что ведущим чувством в нашей жизни стала бы боль. Но по счастью, после первого резкого приступа боли она отступает, давая нам возможность передохнуть. Это - результат работы антиноцицептивной системы, подавившей боль через некоторое время после её возникновения.
Антиноцицептивная система также вызывает повышенный интерес оттого, что именно она породила интерес к наркотикам. Ведь первоначально наркотики применялись именно как обезболивающие средства, помогающие антиноцицептивной системе подавлять боль, или заменяющие её в подавлении боли. И до сих пор медицинское применение наркотиков оправдано именно их обезболивающим эффектом. К сожалению, побочные эффекты наркотиков делают человека зависимым от них и со временем превращают в особое страдающее существо, а затем обеспечивают ему преждевременную смерть...
В целом, "болевой анализатор", обеспечивающий восприятие боли, дает хороший пример различия между понятиями «сенсорная система» и «анализатор». Анализатором (т.е. воспринимающим устройством) является только некоторая часть от всей ноцицептивной сенсорной системы . Вместе с антиноцицептивной системой они составляют уже не просто анализатор, а более сложную саморегулирующуюся сенсорную систему.
Встречаются, например, люди с врожденным отсутствием чувства боли, при этом болевые ноцицептивные пути у них сохранены, а это значит, что у них существует механизм подавления болевой активности.
В 70-х годах ХХ века сформировалось представление об антиноцицептивной системе. Эта система ограничивает болевое возбуждение, предотвращает перевозбуждение ноцицептивных структур. Чем сильнее болевое ноцицептивное раздражение, тем сильнее происходит тормозное влияние антиноцицептивной системы.
При сверхсильных болевых воздействиях антиноцицептивная система не справляется, и тогда возникает болевой шок. При снижении тормозного воздействия антиноцицептивной системы болевая система может перевозбуждаться и порождать ощущение спонтанных (самопроизвольных) психогенных болей даже в здоровых органах.
Структура антиноцицептивной системы (АНЦ-системы)
1. АНЦ-структуры среднего, продолговатого и спинного мозга. Главные из них: серое околоводопроводное вещество (сильвиев водопровод соединяет III и IV желудочки), ядра шва и ретикулярной формации, а также желатинозная субстанция спинного мозга.
Основные нейроны АНЦ-системы локализованы в околоводопроводном сером веществе среднего мозга. Их аксоны образуют нисходящие пути к продолговатому и спинному мозгу и восходящие пути к ретикулярной формации, таламусу, гипоталамусу, лимбической системе, базальным ганглиям и коре. Медиаторами этих нейронов являются пентапептиды: мет-энкефалин и лей-энкефалин, имеющие в качестве концевых аминокислот соответственно метионин и лейцин. Энкефалины возбуждают опиатные рецепторы. В энкефалинергических (опиатергических) синапсах опиатные рецепторы находятся на постсинаптической мембране, но эта же мембрана является пресинаптической для других синапсов - болевых, т.е. через неё должны выделяться трансмиттеры, передающие "болевое" возбуждение с одного болевого нейрона на другой.
Опиатные рецепторы являются метаботропными, они ассоциированы с аденилатциклазным биорегуляторным внутриклеточным путём и вызывают ингибирование аденилатциклазы. В результате в болевых нейронах нарушается синтез цАМФ. В итоге уменьшается вход кальция и освобождение трансмиттеров, включая медиаторы боли: субстанции P, холецистокинина, соматостатина, глутаминовой кислоты.
АНЦ-структуры гипоталамуса.
Они оказывают различное действие на болевую ноцицептивную систему:
1) нисходящее тормозное влияние на ноцицептивные нейроны спинного мозга;
2) восходящее тормозное влияние на таламические ноцицептивные нейроны;
3) активирующее влияние на систему нисходящего тормозного контроля (т.е. АНЦ-систему предыдущего первого уровня).
3. АНЦ-структуры второй соматосенсорной зоны коры.
Эта зона активирует АНЦ-структуры предыдущего первого и второго уровня.
Механизм работы антиноцицептивной системы
Антиноцицептивная система выделяет биологически активные эндогенные опиоидные вещества – это «внутренние наркотики». Они называются эндорфины, энкефалины, динорфины . Все они по химическому строению являются короткими пептидными цепочками, как бы кусочками белковых молекул, т. е. состоят из аминокислот. Отсюда и название: нейропептиды , опиоидные пептиды . Опиоидные - т. е. подобные по действию наркотическим веществам опийного мака.
На многих нейронах болевой системы существуют специальные молекулярные рецепторы к этим веществам. Когда опиоиды связываются с этими рецепторами, то возникает пресинаптическое и/или постсинаптическое торможение в нейронах болевой системы. Болевая ноцицептивная система тормозится и слабо реагирует на боль.
На рисунке более мелкий АНЦ-нейрон (он слева) тормозит синапс болевого нейрона и мешает ему передавать болевое возбуждение дальше.
Кроме опиоидных пептидов в регуляции боли участвуют неопиоидные пептиды , например, нейротензин. Они влияют на боль, возникающую из разных источников. Кроме того боль могут подавлять серотонин и катехоламины (норадреналин, адреналин, дофамин).
Антиноцицептивная система действует несколькими путями:
Срочный механизм.
Возбуждается действием болевых стимулов, использует систему . Он быстро ограничивает афферентное ноцицептивное возбуждение на уровне задних рогов спинного мозга . Этот механизм участвует в конкурентной аналгезии (обезболивании), т.е. болевая реакция подавляется, если одновременно действует другой болевой стимул.
Короткодействующий механизм.
Запускается гипоталамусом , вовлекает систему нисходящего тормозного контроля среднего, продолговатого и спинного мозга . Этот механизм ограничивает болевое возбуждение не только на уровне спинного мозга, но и выше, активируется стрессогенными факторами .
Длительнодействующий механизм.
Активируется при длительной боли. Центры его находятся в гипоталамусе . Вовлекается система нисходящего тормозного контроля . Этот механизм ограничивает восходящий поток болевого возбуждения на всех уровнях ноцицепивной системы. Этот механизм подключает эмоциональную оценку и придает эмоциональную окраску боли.
Тонический механизм.
Поддерживает постоянную активность антиноцицептивной системы. Центры его находятся в орбитальной и фронтальной областях коры, расположенных за лбом и глазами. Обеспечивает постоянное тормозное влияние на активность ноцицептивной структуры на всех уровнях. Важно отметить, что это происходит даже при отсутствии боли . Таким образом, с помощью антиноцицептивных структур коры больших полушарий головного мозга можно заранее подготовится и затем при действии болевого раздражителя уменьшить болезненные ощущения.
Взаимодействие болевой и антиболевой систем
Итак, мы приходим к выводу, что сила и характер болевых ощущений являются результатом работы не одной системы, а двух систем : болевой (ноцицептивной) и антиболевой (антиноцицептивной). Их взаимодействие друг с другом определяет, какие именно болевые ощущения будет испытывать человек.
Гипералгезия – это повышение болевой чувствительности, достигается двумя путями: 1) повышенное возбуждение ноцицептивной системы; 2) пониженное возбуждение антиноцицептивной системы.
Гипоалгезия – понижение болевой чувствительности. Достигается противоположными эффектами: 1) пониженное возбуждение ноцицептивной системы; 2) повышенное возбуждение антиноцицептивной системы.
Полезное значение могут иметь оба этих состояния.
Порог боли – это подвижная непостоянная величина, которая зависит от взаимодействия двух систем: болевой и обезболивающей. Обе системы образуют общую систему боли и являются ее подсистемами. Эта сложная сенсорная система восприятия боли предназначена для сохранения целостности организма и его частей.
Болевые ощущения сопутствуют многим патологическим состояниям. Они не только вызывают тягостные переживания, но и ухудшают течение основного заболевания. Ведущую роль в формировании травматического шока, становящегося в некоторых случаях причиной смерти, могут быть сильные болевые ощущения.
Болевые ощущения воспринимаются специальными рецепторами (ноцицепторами) и рецепторами некоторых других модальностей (баро-, термо-, хеморецепторы) при достаточной силе раздражения. Известны эндогенные вещества, которые, воздействуя на ноцицеп- торы, способны вызвать болевые ощущения (например, брадикинин, гистамин, серотонин, ионы кальция и др.). Простагландины повышают чувствительность ноцицепторов к химическому (и термическому) раздражению.
Ноцицептивная система - система, которая воспринимает, проводит болевой импульс и формирует реакции на боль. Вызванные болевым раздражением импульсы поступают в задние рога спинного мозга. Здесь проходит первое переключение с афферентных во-
локон на вставочные нейроны. Отсюда возбуждение распространяется по трем путям. Один из них - восходящие афферентные тракты. Они проводят возбуждение к вышележащим отделам - ретикулярной формации, таламусу, гипоталамусу, к базальным ганглиям, лимбической системе и коре головного мозга. Активация этого пути приводит к восприятию и оценке боли с соответствующими поведенческими и вегетативными реакциями. Второй путь - передача импульсов на мотонейроны спинного мозга, что проявляется двигательным рефлексом. Третий путь - возбуждение нейронов боковых рогов, в результате чего активируются симпатические волокна. Основными медиаторами передачи болевых рецепторов служат L-глутамат, субстанция Р.
Антиноцицептивная система - система ЦНС, нарушающая восприятие боли, проведение болевого импульса и формирование болевых реакций. К ней относится в первую очередь скопление короткоаксонных энкефалинергических нейронов в области центрального серого вещества около сильвиева водопровода. В качестве передатчика нервных импульсов в энкефалинергических нейронах выступают нейропептиды энкефалины. Болевой импульс активирует эти клетки, что усиливает энкефалинергическую импульсацию по нисходящим путям к нейронам задних рогов спинного мозга (повышает порог болевой чувствительности) и по восходящим путям к нейронам ретикулярной формации, таламуса и гипоталамуса, лимбической системы (подавляются вегетативные и эмоциональные реакции, т.е. повышается порог болевой выносливости). Активируют энкефалины опиоидные рецепторы, расположенные на пресинап- тических окончаниях нейронов, принимающих участие в передаче болевых импульсов. Это приводит к торможению высвобождения медиаторов в синаптическую щель, т.е. к блокаде синаптической передачи, следовательно, к повышению порога болевой чувствительности и порога восприятия боли. В состав антиноцицептивной системы входят и эндорфины, которые вырабатываются в гипофизе и гипоталамусе, выделяются в спинно-мозговую жидкость, попадают в кровь и также взаимодействуют с опиоидными рецепторами. Выделение эндорфинов в кровь увеличивается при стрессе, беременности, родах, под влиянием закиси азота, что также приводит к снижению болевой чувствительности. Нисходящее тормозное влияние на передачу болевых импульсов осуществляется также за счет серотонинергических нейронов. Так, разрушение большого ядра шва в значительной степени снижает анальгетическое действие морфина.
Еще по теме Ноцицептивная и антиноцицептивная системы:
- ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА - ОСОБАЯ ВНУТРЕННЯЯ СИСТЕМА, РАБОТАЮЩАЯ АВТОНОМНО, НО В ОПРЕДЕЛЕННЫХ ПРЕДЕЛАХ ПОДЧИНЕННАЯ СОЗНАНИЮ.
- НА КАКИЕ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗМА БОЛЬШЕ ВСЕГО ДЕЙСТВУЮТ ИЗМЕНЕНИЯ ПОГОДЫ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ И КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА