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.
Согласно определению Международной ассоциации по изучению боли, боль - это неприятное чувствительное и эмоциональное переживание, связанное с истинным или потенциальным повреждением ткани или описываемое в терминах такого повреждения.
В этом определении сделан акцент на аффективном (эмоциональном) компоненте боли. Другой компонент боли - чувствительно-дискриминационый («Где и как сильно?»).
а) Периферические пути болевой чувствительности . За проведение болевых ощущений отвечают тонкие миелинизированные (А6) и немиелинизированные (С) волокна, исходящие от униполярных клеток спинномозгового ганглия. Иногда эти волокна называют «волокнами боли», хотя существуют и другие нервные волокна сравнимого диаметра, которые являются исключительно механорецепторными. В то же время другие волокна, связанные, например, с механорецепторами или терморецепторами, вызывают чувство боли только при работе на высокой частоте. В общем плане обсуждения боли последние волокна называют полимодальными ноцицепторами.
В составе спинномозговых нервов находятся дистальные отростки ганглионарных клеток, иннервирующих соматические ткани, в том числе кожу, париетальную плевру и брюшину, мышцы, суставные капсулы и кости. Проксимальные отростки отдают ветви на уровне зоны выхода задних корешков, далее в составе дорсолатерального пути Лиссауэра поднимаются вверх, пропуская пять или более сегментов спинного мозга, а затем оканчиваются в пластинах I, II и IV заднего рога. Аналогичные волокна тройничного нерва оканчиваются в спинномозговом ядре тройничного нерва.
Дистальные нервные отростки, направляющиеся от внутренних органов, имеют общую периневральную оболочку с постганглионарными волокнами симпатического ствола. Проксимальные отростки пересекаются с волокнами пути Лиссауэра и заканчиваются в этой же области. Считают, что перекрест соматических и висцеральных афферентных окончаний на дендритах центральных болевых нейронов объясняет возникновение отраженной боли при таких состояниях, как инфаркт миокарда или острый аппендицит.
б) Сенситизация ноцицепторов . При повреждении тканей из них происходит выброс различных активных веществ - брадикининов, простагландинов и лейкотриенов, которые понижают порог возбудимости ноцицепторов. При повреждении С-волокон происходит также активация аксон-рефлексов, в окружающие ткани высвобождаются субстанция Р и кальцитонин ген-связанный пептид (CGRP), стимулируя выброс гистамина тучными клетками. Гистаминовые рецепторы, которые могут располагаться на нервных окончаниях (Глава 8), способы стимулировать синтез арахидоновой кислоты за счет гидролиза мембранных фосфолипидов.
Фермент циклооксигеназа превращает арахидоновую кислоту в простагландины. (Механизм действия аспирина и других нестероидных противовоспалительных препаратов заключается в угнетении этого фермента и снижении синтеза простагландинов.)
В результате возникают длительная активация большого числа С-волокон и сенситизация механических ноцицепторов. Клинически это проявляется аллодинией, при которой даже легкое прикосновение к какой-то области вызывает болевые ощущения, и гипералгезией, когда даже незначительные болезненные стимулы воспринимают как сильнейшую боль.
Для синдрома раздраженного кишечника характерна сенситизация ноцицептивных интерорецепторов брюшной стенки. Такой механизм развития болевого синдрома характерен также для интерстициального цистита.
Сенситизация нейронов С-волокон может также происходить за счет изменения транскрипции генов, когда аномальные натриевые каналы встраиваются в клеточную мембрану нейронов заднего спинномозгового ганглия. В этом месте может возникать спонтанная электрическая активность, которая, как считают, может быть ответственна за неэффективность анальгетиков, блокирующих проведение нервного импульса на высоких уровнях.
Боль является симптомом многих заболеваний и повреждений организма. У человека сформировался сложный механизм восприятия боли, который сигнализирует о повреждениях и заставляет принимать меры к устранению причин боли (одёрнуть руку и др.).
Ноцицептивная система
За восприятие и проведение боли в организме отвечает так называемая ноцицептивная система . В упрощённом виде механизм проведения боли можно представить следующим образом (рисунок ⭣).
При раздражении болевых рецепторов (ноцицепторов), локализованных в различных органах и тканях (кожа, сосуды, скелетные мышцы , надкостница и др.), возникает поток болевых импульсов, которые по афферентным волокнам поступают в задние рога спинного мозга.
Афферентные волокна бывают двух типов: А-дельта волокна и С-волокна.
А-дельта волокна являются миелинизированными, а значит, быстропроводящими - скорость проведения импульсов по ним составляет 6-30 м/с. А-дельта волокна отвечают за передачу острой боли. Они возбуждаются высокоинтенсивными механическими (булавочный укол) и иногда термическими раздражениями кожи. Имеют скорее информационное значение для организма (заставляют отдёрнуть руку, отпрыгнуть и др.).
Анатомически А-дельта ноцицепторы представлены свободными нервными окончаниями, разветвлёнными в виде дерева. Они располагаются преимущественно в коже и в обоих концах пищеварительного тракта. Имеются они также и в суставах. Трансмиттер (передатчик нервного сигнала) А-дельта волокон остаётся неизвестным.
С-волокна - немиелинизированные; они проводят мощные, но медленные потоки импульсации со скоростью 0,5-2 м/с. Считается, что эти афферентные волокна предназначены для восприятия вторичной острой и хронической боли.
С-волокна представлены плотными некапсулированными гломерулярными тельцами. Они являются полимодальными ноцицепторами, поэтому реагируют как на механические, так на температурные и химические раздражения. Активируются они химическими веществами, возникающими при повреждении тканей, являясь одновременно хеморецепторами, считаются оптимальными тканеповреждающими рецепторами.
С-волокна распределяются по всем тканям за исключением центральной нервной системы. Волокна, имеющие рецепторы, воспринимающие повреждения тканей, содержат субстанцию Р, выступающую в качестве трансмиттера.
В задних рогах спинного мозга происходит переключение сигнала с афферентного волокна на вставочный нейрон, с которого, в свою очередь, импульс ответвляется, возбуждая мотонейроны. Данное ответвление сопровождается двигательной реакцией на боль - отдёрнуть руку, отпрыгнуть и т.д. Со вставочного нейрона поток импульсов, поднимаясь далее по ЦНС, проходит через продолговатый мозг, в котором находится несколько жизненно важных центров: дыхательный, сосудодвигательный, центры блуждающего нерва, центр кашля, рвотный центр. Именно поэтому боль в некоторых случаях имеет вегетативное сопровождение - сердцебиение, потоотделение, скачки артериального давления, слюнотечение и т.д.
Далее болевой импульс достигает таламуса. Таламус является одним из ключевых звеньев передачи болевого сигнала. В нём находятся так называемые переключающие (ПЯТ) и ассоциативные ядра таламуса (АЯТ). Эти образования имеют определённый, достаточно высокий порог возбуждения, который могут преодолеть далеко не все болевые импульсы. Наличие такого порога имеет очень важное значение в механизме восприятия боли, без него любое малейшее раздражение вызывало бы болевое ощущение.
Тем не менее, если импульс достаточно сильный, он вызывает деполяризацию клеток ПЯТ, импульсы от них поступают в двигательные зоны коры головного мозга, определяя само ощущение боли. Такой путь проведения болевых импульсов называет специфическим. Он обеспечивает сигнальную функцию боли - организм воспринимает факт возникновения боли.
В свою очередь, активация АЯТ обусловливает попадание импульсов в лимбическую систему и гипоталамус, обеспечивая эмоциональную окраску боли (неспецифический путь проведения боли). Именно из-за этого пути проведения восприятие боли имеет психоэмоциальную окраску. Кроме того, благодаря этому пути люди могут описывать воспринимаемую боль: острая, пульсирующая, колющая, ноющая и т.д., что определяется уровнем воображения и типом нервной системы человека.
Антиноцицептивная система
На всем протяжении ноцицепгивной системы присутствуют элементы антиноцицептивной системы, которая также является неотъемлемой частью механизма восприятия боли. Элементы этой системы призваны подавлять болевые ощущения. В механизмах развития анальгезии, подконтрольным антиноцицептивной системе, участвуют серотонинэргическая, ГАМК-эргическая и, в наибольшей степени, - опиоидная система. Функционирование последней реализуется за счёт белковых трансмиттеров - энкефалинов, эндорфинов - и специфических для них опиоидных рецепторов.
Энкефапины (мет-энкефалин - H-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-OH, лей-энкефалин - H-Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu-OH и др.) впервые были выделены в 1975 г. из мозга млекопитающих. По своей химической структуре относятся к классу пентапептидов, имея очень близкое строение и молекулярную массу. Энкефалины являются нейромедиаторами опиоидной системы, функционируют на всем ее протяжении от ноцицепторов и афферентных волокон до структур головного мозга.
Эндорфины (β-эндофин и динорфин) - гормоны, продуцируемые кортикотропными клетками средней доли гипофиза. Эндорфины имеют более сложное строение и большую молекулярную массу, чем энкефалины. Так, β-эндофин синтезируется из β-липотропина, являясь, по сути, 61-91 аминокислотной частью этого гормона.
Энкефалины и эндорфины, стимулируя опиоидные рецепторы, осуществляют физиологическую антиноцицепцию, причём энкефалины следует рассматривать как нейромедиаторы, а эндорфины - как гормоны.
Опиоидные рецепторы - класс рецепторов, которые, являясь мишенями для эндорфинов и энкефалинов, участвуют в реализации эффектов антиноцицептивной системы. Их название произошло от опия - высушенного млечного сока мака снотворного, известного с древних времен источника наркотических анальгетиков.
Выделяют 3 основных типа опиоидных рецепторов: μ (мю), δ (дельта), κ (каппа). Их локализация и эффекты, возникающие при их возбуждении, представлены в таблице ⭣.
| Локализация | Эффект при возбуждении | |
| μ-рецепторы: | ||
| Антиноцицептивная система | ➔ | Анальгезия (спинальная, супраспинальная), эйфория, пристрастие. |
| Кора головного мозга | ➔ | Торможение коры, сонливость. Косвенно - брадикардия, миоз. |
| Дыхательный центр | ➔ | Угнетение дыхания. |
| Центр кашля | ➔ | Угнетение кашлевого рефлекса. |
| Рвотный центр | ➔ | Стимуляция рвотного центра. |
| Гипоталамус | ➔ | Угнетение центра терморегуляции. |
| Гипофиз | ➔ | Ослабление выработки гонадотропных гормонов и усиление выработки пролактина и антидиуретического гормона. |
| Желудочно-кишечный тракт | ➔ | Снижение перистальтики, спазм сфинктеров, ослабление секреции желез. |
| δ-рецепторы: | ||
| Антиноцицептивная система | ➔ | Анальгезия. |
| Дыхательный центр | ➔ | Угнетение дыхания. |
| κ-рецепторы: | ||
| Антиноцицептивная система | ➔ | Анальгезия, дисфория. |
Энкефалины и эндорфины, стимулируя опиоидные рецепторы, вызывают активацию связанного с этими рецепторами G₁-белка. Данный белок ингибирует фермент аденилатциклазу, которая в обычных условиях способствует синтезу циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). На фоне её блокады количество цАМФ внутри клетки снижается, что приводит к активации мембранных калиевых каналов и блокаде кальциевых каналов.
Как известно, калий - это внутриклеточный ион, кальций - внеклеточный ион. Указанные изменения в работе ионных каналов обусловливают выход ионов калия из клетки, притом что кальций внутрь клетки войти не может. В результате заряд мембраны резко снижается, и развивается гиперполяризация - состояние, при котором клетка не воспринимает и не передаёт возбуждение. Как следствие возникает подавление ноцицептивной импульсации.
Источники:
1. Лекции по фармакологии для высшего медицинского и фармацевтического образования / В.М. Брюханов, Я.Ф. Зверев, В.В. Лампатов, А.Ю. Жариков, О.С. Талалаева - Барнаул: изд-во Спектр, 2014.
2. Общая патология человека / Саркисов Д.С., Пальцев М.А., Хитров Н.К. - М.: Медицина, 1997.
Анатомическими основаниями возникновения боли является иннервация органов тонкими миелинизированными (А-) нервными волокнами. Окончания этих нервных волокон возбуждаются раздражителями высокой интенсивности и таким образом в физиологических условиях проявляют потенциально повреждающие (ноксическую) раздражительные воздейсвтия. Поэтому они также получили название ноцирецепторы. Возбуждение периферических ноцирецепторов после переработки в спинном мозге проводится в центральную нервную систему, где наконец и возникает ощущение боли. В патофизиологических условиях чувствительность периферических ноци-рецепторов, а также центральной переработки боли увеличиваются, например, в рамках воспалений. Так сигнал тревоги боли становится требующим лечения симптомом.
Повышенная чувствительность в области периферических ноцирецепторов может проявляться как спонтанная активность или как сенсибилизация к термическим или механическим раздражениям. Мощный приток ноцицептивной информации (нейрональная активность в ноцирецепторах) из области воспаления может кроме того вызвать повышенную переработку боли в спинном мозгу (центральная сенсибилизация). Эта центральная сенсибилизация опосредуется, с одной стороны, напрямую и остро более высокой частотой входящих потенциалов действия и при этом высвобождаемыми в спинном мозгу нейротрансмиттерами и ко-трансмиттерами.
С другой стороны, также определенные факторы роста через специфические рецепторы сенсорных окончаний воспринимаются на периферии и транспортируются в клеточные ядра ганглионов задних корешков. Там они вызывают подострое изменение экспрессии генов, например, нейропептидов и нейротрансмиттеров, которые, в свою очередь, могут усиливать восприятие боли.
Сигнал тревоги боли становится требующим лечения симптомом
Спинальные ноцицептивные нейроны активируют через восходящие пути латеральную и медиальную таламокортикальную систему. При этом латеральная система через активирование первичного и вторичного сенсорного кортекса особенно в дискриминационном аспекте восприятия боли, а медиальная система через активирование переднего Сingulum, островка и префронтального кортекса имеют особое значения для аффективных компонентов.
Центральная нервная система через нисходящие пути модулирует обработку ноцицептивной информации в спинном мозгу. Подавляющие пути в большинстве происходят из периаквадуктулярной серой полости и Nucleus raphe magnus. Для терапии боли эти нисходящие пути имеют особый интерес, так как они особенно активируются опиатами.
В дальнейшем описываются детали возникновения боли. При этом по многим причинам воздействию подвергаются периферические механизмы; это однако не связано со значением центральных компонентов.
Периферические механизмы - первичные афферентные ноцицептор ы
Сенсорные протеины
Наиболее простой механизм, который может вызывать боли обусловленные воспалением, это непосредственное раздражение или сенсибилизация ноцицептивных нервных окончаний медиаторами воспаления. Для большого количества медиаторов известны специфические рецепторы на сенсорных окончаниях. У части этих рецепторов их активация приводит к активации деполяризации и вместе с тем может возбуждать эти ноцицепторы. Как источники этих медиаторов рассматриваются:
поврежденные клетки тканей (ATP, калий, энзимы, понижение рН и др.),
кровеносные сосуды (брадикинин, эндотелин),
стволовые клетки (гистомин, протеазы, фактор роста нервов NGF, туморнекротизирующий фактор TNF и др.),
лейкоциты (цитокины, простагландины, лейкотриены и др.).
В качестве непосредственных прямых активаторов ноцицепторов имеют значение особенно ацетилхолин, брадикинин, серотонин, кислая рН, аденозин трифосфат (АТР) и аденонозин. В отношении эндотелина считается, что он играет особую роль при болях ассоциирующих с опухолью.
Наряду с активирующими рецепторами ноцицептивные нервные окончания снабжены также и ингибирующими рецепторами. Важнейшими из них считаются опиат- и каннабиноидрецепторы. Роль периферических опиат-рецепторов для модуляции восприимчивости ноцицепторов уже подробно изучалась.В качестве новой цели анальгетиков за последнее время были описаны каннабиноид-рецепторы (СВ1 и СВ2), причем экспрессия СВ2-рецептров оказалась особенно выраженной на воспалительных клетках, тогда как СВ1-рецепторы среди прочего экспримиро-ваны в периферических ноцицепторах и центральной нервной системе.
Уже имеются первые результаты терапевтического применения каннабиноидов, однако их место в терапии боли еще не установлено. Стоит отметить, что более современные исследования к тому же исходят из взаимодейсвтия между опиоидами и каннабиоидами, при которой эндогенные опиаты высвобождаются при введении каннабиоидов, или опиаты высвобождают эндогенные каннабиноиды. В дальнейшем будут описаны более подробно рецепторы, которые рассматриваются в качестве терапевтической цели анальгетической терапии.
Transient-Rezeptor-Potenzial (TRP)-каналы
За последнее время был клонирован целый ряд температуро-чувствительных ионных каналов из семейства TRP-каналов (‘transient rezeptor potential). Наиболее известными представителями этой группы является TRPV1 (Capsacin-рецептор), который может активироваться высокой тем-пературой и пониженной рН средой. Другие представители семейства ваниллоидов (TRPV1, TRPV2, TRPV3, TRPV4) возбуждаются при стимуляции высокой температурой, тогда как каналы TRPM8 и TRPA1 (ANKTM1) реагируют на охлаждение или ноксические раздражения холодом. Дополнительно к активации при сильном охлаждении TPRA1 активируется и острыми естественными составными частями горчичного масла, имбиря и маслом корицы, а также брадикинином.
Активность TPRV1 модифицируется быстрым обратимым фосфорилированием и приводит к сенсибилизации или десенсибилизации реакции на тепловое раздражение и химическую раз-дражимость. Особая роль TPRV1 при этом видится в том, что этот рецептор как интегрируемый элемент определяет химическую и физическую раздражимость, что делает его многообещающей целью для терапии боли. Наряду с краткосрочными модуляциями восприимчивости также регулируется экспрессия TRPV1 на ноцицептивных нейронах: повышенная экспрессия описыва-ется как при воспалительных, так и при нейропатических болях.
ASIC: «acid-sensing ion channels»
Тканевой ацидоз играет важную роль при воспалении и усиливает боль и гиперальгезию. Более высокие раздражения рН могут активировать TRPV1, легкий ацидоз наоборот в первую очередь определяется через активацию ASIC («acid-sensing ion channel»). Локальное введение нестероидных антифлогистиков может путем рН-раздражения уменьшать индуцированную болевую реакцию, при чем в основе этого эффекта по всей вероятности лежит не подавление циклооксигеназы, но непосредственное подавление ASIC-каналов.
Брадикинин
Брадикинин - это вазоактивный провоспалительный нонапептид, чей ноцицептивный эффект на сенсорные терминалы опосредуется рецепторами брадикинин-В1 и В2. При этом исходят из того, что В1-рецепторы экспримируются особенно при воспалительном процессе. Также и у людей в рамках UV- индуцированных воспалительных реакциях была описана повышенная чувствительность к В1 и В2-агонистам. В настоящее время еще нет клинических сведений о терапевти-ческом применении В1 и В2-антагонистов; в связи с особой ролью рецепторов брадикинина при боли и воспалении они представляются особенно интересными в применении их при хрониче-ских воспалительных заболеваниях связанных с болью, как например при остеоартрите.
Аксональные протеины
Традиционно функция аксональных ионных каналов на проведение потенциала действия в смысле «все-или-ничего» ограничивалась. Современные данные однако указывают на то, что частота потенциала действия также модулируется аксонально. Кроме того, ионные каналы, имеющие значение в возникновении нейрональных мембранных потенциалов, также потенциально участвуют в возникновении спонтанной активности в рамках нейропатических состояний боли. В качестве примера можно было бы назвать кальций-зависимые калиевые каналы (sK), которые при проведении потенциалов действия вызывают медленную гиперполяризацию и вместе с тем снижение возбудимости. Уменьшение этих каналов уже было описано при травматических поражениях нервов с нейропатическими болями.
Функциональным противником sK-каналов являются индуцированные гиперполяризацией потоки (Ih), которые передаются через циклически нуклеоид-модулированные HCN-каналы (HCN: hy-perpolarization-activated cyclic nucleotid-modulated). Повышенная экспрессия HCN-каналов связывается с возникновением спонтанной активности при нейропатических болях.
Сенсибилизация сенсорных или аксональных нейрональных ионных каналов для наглядности будет рассматриваться отдельно, тем не менее, имеются существенные перекрытия в механизмах сенсибилизации: так аксональыне тетродоксинрезистентные зависимые от напряжения натриевые каналы (TTXr Na+) также сенсибилизируются и такими медиаторами, которые обычно активируют или сенсибилизируют сенсорные окончания (аденозин, простагландин Е2 или серотонин).
Особенности специальных классов ноцицептторов
Прочная взаимосвязь аксональных и сенсорных каналов выражается и в том, что различные классы нервных волокон отличаются как по своим сенсорным, так и по аксональным характеристикам: при функциональном распределении первичных аффренецием по их сенсорным особенностям (например, механо-сенситивные ноцицепторы, не-ноцицептинвые холодовые рецепторы) эти группы проявляют высокоспецифичные шаблоны индуцированной активностью гиперполяризации. Выраженная высокая индуцированная активностью гиперполяризация специфична для, так называемых, «немых ноцоцепторов», которые играют особую роль в сенсибилизации и нейрогенном воспалении.
Нейро-иммунологические взаимодействия
По клинической картине и первичному месту воспаления различаются воспалительная боль и нейропатическая боль. При этом в первом случае возбуждены или сенсибилизированы терминалы ноцицепторов в области воспаления, а при нейропатической боли, наоборот, боль исходит из повреждения, которое изначально пришлось на аксон нерва, но не на его сенсибилизированное окончание.
Хотя клиническая картина воспалительной и нейропатической боли отличаются друг от друга, однако из современных исследований следует, что локальное воспаление периферических нервов играет решающую роль в патофизиологии нейропатической боли. Кроме того, оказалось, что не-нейрональные клетки играют активную роль в процессе сенсибилизации: глиальные клетки, которые активируются в рамках повреждения нервов, могут сенсибилизировать нейроны путем выделения хемокинов. Это взаимодействие иллюстрирует прочную взаимосвязь между воспалением и ноцицепцией наряду с уже известной и изученной активностью воспалительных медиаторов в ноцицептивных нервных окончаниях в клинически воспаленной ткани.
Между миалинизированными нервными волокнами, местными тканевыми клетками и клетками воспаления существует многогранное взаимодействие. Кератиноциты могут сенсибилизировать ноцицептивные окончания через выделение ацетилхолина и фактора нервного роста (NGF); и наоборот, кератиноциты могут активироваться нейропептидами (например, субстанция Р, CGRP) из ноцицепторов. Особое взаимодействие существует между стволовыми клетками и нервными клетками: большое количество медиаторов стволовых клеток могут сенсибилизировать ноцицептивные нервные окончания (NGF, триптаза, TNF-a, гистамин). NGF сенсибилизирует ноцицепторы остро путем активации протеинкиназы А. Кроме того, NGF опосредует повышенную экспрессию нейропептидов, а также сенсорных протеинов, таких как рецептор капсацина, который затем снова усиленно транспортируется на периферию.
Между нервными волокнами, локальными тканевыми клетками и клетками воспаления существуют многогранные взимоотношения
Наряду с активирующими взаимодействиями между нейронами, тканевыми клетками и клетками воспаления существуют также и ингибирующие взаимодействия. Как ингибирующие медиаторы, дермальными нейронами выделяются нейропептиды, как вазоинтестинальный вазопептид, а также эндогенные опиаты. Стволовые клетки вырабатывают интерлейкин 10 и IL-1-рецептор-антогонисты, действующие противовоспалительно. Кератиноциты к тому же синтезируют меланин-стимулирующий гормон (a-MSH) и нейтральную нейропептидазу (NEP), которая ограничива-ет действие активирующих нейропептидов.
Таким образом, проявляется комплексная взаимосвязь противоположно направленного подавления и активации, при чем различные «Reichweite» активрующих и ингибирующих медиаторов имеют значение для пространственного распространения воспаления.
Центральные механизмы
Опыт и здравый смысл говорят, что поврежденные месте тела больше чувствительны к боли. Эта форма сверхчувствительности называется первичная гипералгезия и может объясняться локальным действием медиаторов воспаления на затронутые нервные окончания. Первичной гиперальгезии противопоставляется вторичная гиперальгезия, возникающая в непораженной ткани вокруг места повреждения.
Вокруг этого места поражения холод, касание («brush evoked hyperalgesia» или Allodinie) и раздражение от укола иглой (Pinprickhyperalgesia) воспринимаются как неприятные или болезненные. Происхождение этой формы вторичной гиперальгезии находится не в самой поврежденной области. Скорее речь идет о сенсибилизации спинальных нейронов массивным ноцицептивным раздражением и в результате этого измененной спинальной обработкой в направлении ноцицепции. Центральная сенсибилизация может этим объяснить, почему боль и сверхчувствительность не остаются строго ограниченными областью повреждения, но занимают гораздо большие ареалы. Молекулярные механизмы центральной сенсибилизации не до конца понятны, существенная роль однако принадлежит глютамат-рецепторам на спинальном уровне (NMDA- и мета-ботропные рецепторы), которые уже служат в качестве терапевтических целей (например кетамин).
Многие хронические состояния боли однако не могут быть объяснены периферическими или спинальными нарушениями переработки, но рассматриваются как следствия комплексной взаимосвязи генетических и психо-социальных факторов. Поэтому в клиническом плане возникает необходимость мультимодального и мультидисциплинарного подхода к терапии боли. Значение процесса обучения в возникновении или лечении хронических состояний боли за последнее время значительно приросло.
При открытие роли каннабиоидов в устранении (стирании) негативных содержаний памяти продемонстрировало новые возможности комбинации фармакотерапии и терапии поведения. Всеохватывающие и многообещающие возможности для дальнейшего анализа и терапевтического влияния на центральные механизмы боли, включая электростимуляционые методы, не могут быть описаны здесь из-за отсутствия места.
Резюме для практики
Периферические механизмы возникновения болей нашли отражение в прочном взаимодействии нейронов и окружающих тканевых и воспалительных клеток, что проявляется как в раздражающей, так и ингибирующем взаимодействии и представляет многообразие возможных терапевтических целей. На спинальном уровне процессы сенсибилизации приводят к распространению болей и способствуют хронификации. Процессы обучения и стирание адверсивного содержания памяти имеют большое значение при хронических состояниях боли как для патофизиологии, так и для терапии.