ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2010, том 36, № 1, с. 125-137
ОБЗОРЫ
УДК 612.815.1+612.831
СОВРЕМЕННЫЕ КОНЦЕПЦИИ МЕХАНИЗМОВ КОДИРОВАНИЯ ВИСЦЕРАЛЬНЫХ БОЛЕВЫХ СТИМУЛОВ
© 2010 г. Л. В. Филиппова*, А. Д. Ноздрачев*, **
*Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН **Санкт-Петербургский государственный университет Поступила в редакцию 10.12.2008 г.
Представлен обзор существующих представлений о физиологии висцеральной боли и механизмах переработки ноцицептивных стимулов на уровне сенсорных нейронов поверхностных сегментов дорзальных рогов спинного мозга. Также обсуждаются сведения об ионных каналах и рецепторах, участвующих в трансдукции болевых сигналов.
Ключевые слова: висцеральные болевые стимулы, механизмы переработки ноцицептивных стимулов, трансдукция болевых сигналов, ионные каналы, рецепторы, хроническая боль.
Ноцицепция занимает особое место среди других видов чувствительности. В то время как для специфических типов адекватным раздражителем служит определенный физический фактор, для боли нет единого универсального раздражителя. Болевые ощущения возникают, в основном, при повреждениях тканей органов и сигнализируют о таких их состояниях, которые требуют специальных приспособительных реакций. Однако будет недостаточным сказать, что ноцицептивные стимулы вызывают у здорового организма формирование специфических реакций, направленных на преодоление повреждающих воздействий. Известно, что действие вредоносного раздражителя иногда может закончиться повреждением тканей или гибелью животного. При определенном соотношении силы и возбудимости ноцицептивной системы сенсорные сигналы, поступающие в мозг, приводят к формированию болевых ощущений.
Следует подчеркнуть, что между терминами "ноцицепция" и "боль" существует определенное отличие. Ноцицепция отражает нейрофизиологические проявления, вызываемые болевым стимулом, в то время как боль вовлекает восприятие вредоносного для организма стимула, вызывающего отвращение. Боль требует способности к абстракции и обработке сенсорных импульсов. Вредоносный стимул способен спровоцировать реальное или потенциальное повреждение, не обязательно причиняющее боль. Возможно, что многообразие проявлений боли при действии повреждающих стимулов и явилось одной из причин, почему Ч. Шер-рингтон [1] использовал для подобных стимулов термины "ноцицептивные" или "вредоносные", а не "болевые" или "алгезические".
Между интенсивностью повреждения тканей и болью не всегда соблюдается строгая корреляция. Например, ингаляция угарного газа или радиационное облучение могут быть смертельными, не вызывая болевых ощущений. В этом контексте боль, испытываемую при подобном типе стимула, характеризуют как ноцицептивную [2]. Однако болезненный феномен может появиться и спонтанно, как это имеет место при уменьшении порогов рецепторов из-за влияний из центральной нервной системы. В данном случае боль можно определить как не ноцицептивную [2].
Система формирования защитных рефлексов не способна адекватно реагировать на все виды повреждающих стимулов. К тому же, у отдельных особей она развита в разной степени. Ряд заболеваний сопровождается ослаблением или даже полным исчезновением такого комплекса реакций, а при некоторых стрессовых ситуациях возможно развитие глубокой гипоалгезии. С другой стороны, стресс может сопровождаться, напротив, резким возрастанием чувствительности к ноцицептивным стимулам, т.е. развитием гипералгезии.
Таким образом, не все повреждающие стимулы, воспринимаемые рецепторами, имеют право обозначаться как ноцицептивные. В то же время, ряд физиологических стимулов при определенных условиях может сопровождаться формированием защитных реакций, направленность которых способна приобретать патологический характер.
Раздражения, возникающие во внутренних органах под влиянием патологических процессов, могут достигать центральной нервной системы и вызывать разнообразные рефлексы, поскольку все эти органы снабжены рецепторами [3—19].
Клинические наблюдения во время операций свидетельствуют о том, что внутренние органы по сравнению с наружными покровами относительно менее чувствительны к таким воздействиям, как разрез, ожог, сжатие. Тем не менее, они восприимчивы к смещениям типа скручивания и растяжения. Например, разрез кишки не вызывает боли, а натяжение мочевого пузыря или брыжейки аппендикса очень болезненно. Кроме того, болями сопровождаются спазмы гладкомышечных органов (желчные протоки, кишка, мочеточник и др.), сосудов сердца (стенокардия), конечностей, особенно если им сопутствует нарушение кровообращения.
Электрофизиологические исследования показали, что импульсы, вызывающие ощущение боли, проводятся афферентными волокнами двух типов. Одни из них относятся к группе ^5. Это тонкие ми-елинизированные волокна со скоростью проведения возбуждения 5—15 м/с. Другие, относящиеся к группе С, — тонкие немиелинизированные волокна со скоростью проведения возбуждения 1—2 м/с. Считается, что эти два типа волокон проводят разные болевые ощущения. Так, при стимуляции медленно проводящих С-волокон испытывается отсроченная тупая диффузная длительная боль (протопа-тическая). Стимуляция тонких миелинизиро-ванных ^5-единиц воспринимается как острая, четко локализованная, быстро утихающая (эпикрити-ческая) боль.
Характерно, что рефлексы, вызванные возбуждением ноцицептивных афферентных волокон, осуществляются не только по рефлекторным дугам, замыкающимся на разных уровнях центральной нервной системы, но и в автономных (вегетативных) ганглиях. При поражении внутреннего органа он может стать очагом патологического раздражения, вызвать болевые ощущения, двигательные, секреторные и другие нарушения функций не только пораженного очага, но и других внутренних органов. Например, при воспалении желчных путей боль ощущается в области сердца (сопряженный висцеровисцеральный рефлекс). Поражение внутренних органов может иррадиировать и в определенные поверхностные участки тела. Так, при заболеваниях мочеточников, мочевого пузыря, яичников, простаты и семенников может повышаться чувствительность в области поясницы и крестца. При заболеваниях сердца боль распространяется в область левого плеча и левой лопатки. При поражении внутренних органов возникают висцеромотор-ные рефлексы в виде длительных сокращений (контрактура) группы мышц брюшной области. Активность полисинаптических рефлекторных путей возбуждает мотонейроны не только соответствующего сегмента, но также функционально связанных с ним мышц. Так, боли в брюшной полости вызывают напряжение мышц брюшной стенки, и такие больные часто лежат, подогнув колени, потому что сгибатели ног возбуждаются теми же самыми аффе-
рентными волокнами. От внутренних органов могут идти вазомоторные рефлексы, вызывающие спазмы или расширение сосудов.
Таким образом, характерной особенностью висцеральной боли является то, что она диффузна, обычно плохо локализована, широко иррадиирует и в большинстве случаев сигнализирует не об угрозе повреждения, а свидетельствует о развитии уже достаточно далеко зашедшего патологического процесса. Кроме того, она часто сопровождается двигательными или автономными рефлексами [7, 9, 13].
Основные гипотезы механизма периферического кодирования ноцицептивнъх стимулов. На протяжении многих десятилетий фигурируют две основные гипотезы о механизме периферического кодирования ноцицептивных стимулов — теория интенсивности и теория специфичности.
Теория интенсивности и теория распределения импульсов основаны на том, что боль возникает тогда, когда степень возбуждения любого специфического сенсорного рецептора достигает определенного критического уровня. При этом рецептор генерирует импульсы, паттерн которых отличается от такового при действии раздражителей слабой интенсивности. Центральные нервные структуры распознают именно характерную последовательность импульсов, в результате чего и возникает ощущение боли. Теория интенсивности предполагает, что все сенсорные единицы выполняют двойную роль: специфических и болевых рецепторов.
В противоположность этому, теория специфичности постулирует существование специализированных высокопороговых рецепторов (ноцицепто-ров), активация которых стимулами "повреждающей" интенсивности вызывает ощущение боли. Главными доказательствами этого взгляда служат следующие факты. Во-первых, существует состояние, называемое анальгезией, при котором отсутствует боль, но сохранено чувство прикосновения (оно возникает при легком наркозе, а также при некоторых заболеваниях спинного мозга), и тогда разрез кожи ощущается как прикосновение и давление, но не как боль. Во-вторых, на коже имеются особые болевые точки: если колоть очень тонкой иглой различные участки кожи, то можно попасть в точки, при уколе которых боль возникает тотчас же, без предварительного чувства прикосновения. На середине роговой оболочки глаза нет осязательных точек, но имеются болевые. Гистологические исследования показали, что там разветвляются только немиелинизированные волокна афферентных нервов. В-третьих, после перерезки и сшивания нерва в процессе регенерации нервных волокон сначала восстанавливается болевая чувствительность и лишь затем, через значительное время, остальные виды чувствительности. При восстановлении только болевой чувствительности любое раздражение вызывает нередко ощущение нестерпимой боли. При восстановлении специфических видов чув-
ствительности чрезмерные болевые ощущения исчезают. Такая последовательность восстановления ощущений после повреждения нерва соответствует определенным морфологическим этапам регенерации поврежденных нервов и рецепторов.
Существует точка зрения, что чувство боли возникает в тех случаях, когда появляются синхронные нервные разряды одновременно в очень большом числе афферентных волокон. Это предположение помогает понять, что при регенерации нервных волокон, когда их миелиновая оболочка еще не сформировалась, любое раздражение кожных рецепторов воспринимается как болевое. Отсутствие мие-линовой оболочки облегчает вовлечение в процесс возбуждения одновременно большого числа нервных волокон.
По мнению сторонников э
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.