CC BY
560
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) [1]. 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) [2]:
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) [2,3,4].
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) [5]. 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) [6,7]
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) [7] 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) [7] 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) [8].
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)
[9].
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) [6,7]. 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) [7]. 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) [10].
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).
п. Vcigit.f
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 [11], 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 [2]; M.H. Moskowitz, 2008 [9] 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-
цнс
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) [12].
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) [13], 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) [14]. 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) [14].
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) [7] (Рис. 5).
Рис. 5. Нейротрансмиттеры, способствующие передаче нервных импульсов и формирующих центральную
гипералгезию. (М.В. ВаЬов е! а1, 2013) [5].
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 [12], 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) [7,9,15] (Рис. 6).
Глутамат
Псесинапгическэя
Терминала
Синагс
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) [5]. 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) [5].
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 [11], Решетняк В.К., 2009) [16].
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.
