Аспекты ноцицепции и антиноцицепции в теории головной боли

Видео: Лечение Головной Боли

Принципиально значимыми достижениями в науке о боли в последние десятилетия можно считать развитие концепции о существовании, наряду с хорошо известной афферентной (восходящей) системой ноцицепции, эфферентной (нисходящей) системы антиноцицепции.

До настоящего времени окончательно не установлено, вызывает ли боль раздражение специфических рецепторов — ноцицепторов или она возникает при достаточно сильном раздражении рецепторов разной модальности [концепция специфичности — von Frei, 1894, концепция интенсивности раздражения — Goldenscheiner, 1895, цит. по Р.А. Дуриняну, 1980].

Так, например, если открыть кран горячей воды, рука сначала ощущает приятное тепло, но вода становится все горячее и горячее, и человек вынужден отдернуть руку из-за боли.

В этом случае сначала раздражение передается по проводникам температурной чувствительности, но при повышении температуры раздражение становится ноцицептивным и воспринимается как боль. По-видимому, действительно в одних случаях болевые афферентные импульсы следуют по системам, обслуживающим только ноцицепцию, а в других — усиление раздражения приводит к трансформации иного модального импульса в ноцицептивный [Хаютин В.М., 1980]. Возможно, раздражения должны суммироваться, чтобы возникло ощущение боли [Zimmerman М., 1981].

Снижение порога болевой рецепции представляет собой важный компонент в происхождении болевого ощущения. В любом случае изменения физико-химических и биохимических свойств локальной тканевой среды в результате нарушения регионального метаболизма, влияния указанных выше факторов, интоксикации, действия лекарственных средств или появления (повышение концентрации) в тканевой среде альгогенных субстанций (например, кинины, простагландины, концентрация К и др.) определяет возникновение боли и ее силу.

Есть все основания полагать, что этот фактор принимает определенное участие в реализации всех механизмов головной боли. С фармакотерапевтической точки зрения это положение 0 природе концентрации еще раз напоминает об эффективности НСПВС, которые способствуют коррекции сниженного порога боли и нормализации болевой рецепции.

Установлено, что острая первичная боль проводится толстыми миелинизированными А8-волокнами со скоростью в среднем 15 м/с, а вторичная «глубокая» боль — тонкими немиелинизированными С-волокнами со скоростью 1 м/с. Часть С-волокон проводит эффекторные симпатические импульсы, обеспечивающие вегетативные проявления реакции на боль [Perl E.R., 1980].

Большая часть афферентных импульсов поступает в ЦНС по задним корешкам спинного мозга и чувствительным черепным нервам, лишь небольшая часть — по немиелинизированным С-волокнам, составляющим около 20% волокон переднего корешка. В этом случае афферентные проводники, пройдя задние корешки и сегмент спинного мозга, сливаются с основными афферентными системами [Casey K.L., 1982]. Первичные ноцицептивные волокна заканчиваются в ядре спинномозгового пути тройничного нерва и в основании заднего рога серого вещества верхнешейных сегментов спинного мозга.

Морфологические и функциональные особенности зоны окончания первичных афферентов в заднем роге позволяют выделить в дорсовентральном направлении 9 слоев или пластин:
1 — маргинальная пластина, II — III — желатинозная субстанция, IV—VI — собственное ядро, VII—VIII — промежуточное ядро и, наконец, двигательная часть — IX пластина с моторными клетками переднего рога. Аналогичная архитектоника повторяется в стволе мозга в связях заднего корешка V нерва и его двигательных и вазомоторных эфферентов.

Бульшая часть тонких миелинизированных А8-волокон оканчивается в I пластине в маргинальных клетках Вельдемейера, а также в нейронах желатинозной субстанции (II и III пластины), среди которых выделяют клетки 2 типов. Крадущиеся клетки связывают нейроны всех пластин и обеспечивают их функциональное единство в передаче ноцицептивных импульсов. Островковые клетки посылают аксоны к пресинаптическим сегментам первичных афферентов и к дендритам коммуникационных крадущихся клеток.

Основная функция этих двух типов клеток — тормозить проведение ноцицептивных импульсов. Таким образом, уже на входе ноцицептивных сигналов в ЦНС имеется система интернейронов желатинозной субстанции, которая контролирует прохождение болевых импульсов. Эту систему R. Melzak и RD. Wall [1965] назвали «системой воротного контроля боли». Ее основным морфологическим субстратом являются островковые клетки [Cervero Е, Iggo А., 1980- WallP.D., 1980].

Активность системы воротного контроля индуцируется потоком афферентной информации и корригируется нисходящими модулирующими влияниями антиноцицептивной системы. При нарушении функции воротного контроля афферентные сигналы любой модальности могут восприниматься как ноцицептивные [Lance J.W., BogdukN., 1982].

На уровне системы воротного контроля имеется связь афферентных и эфферентных нейронов, благодаря которой осуществляется сегментарная физиологическая реакция на первичную хорошо локализуемую боль.

Например, при уколе кожи иглой возникают двигательная реакция избегания и локальная гиперемия. Такая реакция развивается по механизму отрицательной обратной связи. Вторичная боль, ощущаемая не только кожей, но и глубокими тканями, плохо локализуемая, неопределенной модальности, вызывает реакцию по механизму положительной обратной связи.

Вместо фазического мышечного сокращения («избегания») наступает тоническое напряжение скелетных мышц, вместо рефлекторной гиперемии — спазм гладкой мускулатуры сосудов с нарушением их проницаемости и локальным отеком ткани. Увеличивается концентрация тканевых алгогенных веществ, повышающих чувствительность ноцицепторов- замыкается порочный круг.

Установленный факт существования системы воротного контроля боли в структурных образованиях желатинозной субстанции основания заднего рога серого вещества спинного мозга и ее стволового аналога — желатинозной субстанции нисходящего корешка V нерва является, безусловно, огромным достижением науки о боли.



Естественно предположить, что функция мультинейрональной системы воротного контроля боли осуществляется на основании тех же закономерностей, что и функция иных мультинейрональных систем ЦНС: получение и первичный анализ афферентной информации (в данном случае сенсорной), ее обработка и «принятие решения», выработка и адресное направление эфферентных импульсов.

Можно также полагать, что взаимодействие системы воротного контроля боли с другими отделами систем ноцицепции и антиноцицепции осуществляется по принципу обратной связи, которая достаточно ясно отработана на элементарной модели взаимодействия двух нейронов, связанных в одну систему. Совершенно очевидно, что нельзя сводить функцию воротного контроля только к роли «шлагбаума», «ситечка» для тех или иных импульсов.

Можно полагать, что подобные «шлагбаумы» и «релейные станции» функционируют и на стволовом и на таламическом уровне. Однако конкретные данные о безусловно существующей структурно-функциональной организации взаимодействия систем ноцицепции и антиноцицепции пока отсутствуют. Отсутствуют и точные данные о нейромедиаторном и ферментном обеспечении взаимодействия этих систем.

От нейронов I и IV—VI пластин спинномозгового ядра тройничного нерва и задних рогов спинного мозга берут начало неотригемино- (и неоспино-) таламические пути. Они проводят первичную боль (рис. 1.1).


После перекреста эти пути следуют в боковом канатике спинного мозга и далее в боковой петле (лемнисковые пути) к вентральному постеролатеральному ядру зрительного бугра. В стволе эти пути дают коллатерали к крупноклеточному, гигантоклеточному и латеральному ядрам ретикулярной формации.

Палеоталамический путь включает в себя экстралемнисковые тригемино- (и спино-) ретикулярные пути. Они берут начало в VII—VIII пластинах, следуют в переднебоковых столбах и заканчиваются в ядрах ретикулярной формации и на нейронах серого вещества около водопровода головного мозга. Эти пути проводят вторичную плохо дифференцированную боль [Вальдман А.В., Игнатов Ю.Д., 1976].



Роль ретикулярных систем ноцицепции двоякая. Благодаря многочисленным связям ретикулярных нейронов афферентные ноцицептивные импульсы каскадно усиливаются, и их поток следует к соматосенсорной коре и к другим отделам коры, вызывая генерализованную реакцию активации. Другие ретикулярные нейроны объединяются в функциональные блоки, тормозящие передачу афферентных, в том числе и ноцицептивных, сигналов [BowsherD., 1982].

В ретикулярных ядрах формируются ретикулоталамические пути, передающие ноцицептивные импульсы к интраламинарным ядрам зрительного бугра — срединному центру, парафасцикулярным и парацентральным ядрам, а также к гипоталамусу, полосатому телу и лимбическим структурам переднего мозга. Эти связи в конечном счете обеспечивают аффективный и мотивационный компоненты реакции на боль [Kerr F.W.L., Fukushima T., 1980- CraigA.D., BurtonH., 1981- BowsherD., 1982].

Антиноцицептивная система формируется на разных уровнях ЦНС. Ее первое звено на сегментарном уровне представлено воротным контролем боли. Тормозная активность интернейронов желатинозной субстанции контролируется ретикулярными стволовыми аппаратами — это второе звено антиноцицептивной системы.

Структурно-функциональная организация высших отделов системы антиноцицепции изучена недостаточно. Полагают, что в нее включаются участки теменной и лобной долей, лимбическая система. Регулирующее влияние высших отделов системы антиноцицепции распространяется в первую очередь на релейные структуры ретикулярной формации ствола, зрительного бугра, а также на структуры «воротного контроля боли» в клетках желатинозной субстанции столбов Кларка в основании заднего рога серого вещества спинного мозга (аналогично — в нисходящем ядре V нерва, которое тоже сопровождается желатинозной субстанцией).

Существование возникающих в ретикулярной формации ствола нисходящих путей антиноцицептивной системы доказано многочисленными экспериментальными работами. Электрическая стимуляция разных ядер ретикулярной формации тормозит проведение ноцицептивных импульсов как в заднем роге спинного мозга, так и в нисходящем корешке тройничного нерва [Figueiras R. et al., 1983].

Один из ретикулоспинальных путей берет начало в нейронах около водопровода головного мозга и в большом ядре шва, другой — в гигантоклеточном ядре ретикулярной формации. Нейрофизиологические и фармакологические различия эффектов стимуляции этих ядерных групп позволяют считать, что возникающие в них эфферентные пути проецируются на разные популяции тормозных интернейронов желатинозной субстанции [Zimmerman М., 1979- Shah J., Dostrovski J.O., 1980- Sessle B.J. etal., 1981].

Между этими ядерными образованиями ствола существуют реципрокные, функциональные отношения (рис. 1.2). Так, активация серого вещества около водопровода головного мозга генерирует в каждой из систем импульсы, тормозящие проведение боли. Активация нейронов дорсального ядра шва ингибирует это антиноцицептивное влияние. По-видимому, системы дорсального ядра шва формируют дополнительную «петлю», регулирующую антиноцицептивную функцию самих стволовых образований [Sanders К.Н. et al., 1980].


Установлена гипоталамо-спинальная система торможения боли, которая возникает в паравентрикулярном и медиальном преоптическом ядрах дорсальных отделов гипоталамуса и заканчивается на нейронах воротного контроля в желатинозной субстанции. Эта система активируется анальгетиком циклазоцином [SatohM.etal., 1984].

Антиноцицептивная система зрительного бугра представлена ретикулярным таламическим ядром, оно тонким слоем нейронов отделяет таламус от внутренней капсулы. При стимуляции этого ядра возникают тормозные импульсы, идущие к другим ядрам зрительного бугра. Увеличение потока афферентной импульсации по таламо-кортикальным путям активирует тормозно-модулирующуюсистему таламуса [BowsherD., 1982].

Важную роль в интеграции специфической и неспецифической сенсорной информации играет соматосенсорная область коры, контролирующая деятельность антиноцицептивных систем разных уровней. Хорошо известно, что при выпадении этой интегрирующей функции любое тактильное раздражение кожи может вызвать неукротимую боль и гиперпатию [Дуринян Р.А., 1980].

Для функции антиноцицептивных систем необходим приток афферентной импульсации. Иными словами, для адекватной перцепции необходим баланс активности систем ноцицепции и антиноцицепции. Дефицит афферентной импульсации приводит к нарушению функции антиноцицептивной системы.

При выключении специфических лемнисковых систем, особенно на таламическом уровне, после периода аналгезии и на ее фоне появляется тупая, плохо локализуемая боль [Кандель Э.И.,  1971, 1972- Sweet W.H., Wepsic J.G., 1977]. Роль афферентной импульсации подтверждается также лечебным эффектом чрескожной электрической стимуляции и ряда других методов лечения, основанных на периферической стимуляции,  компенсирующей дефицит афферентных импульсов.

Антиноцицептивная система участвует в формировании реакций на трех уровнях:
1) защитные рефлексы;
2) соматовегетативные реакции эмоционального реагирования на боль (период переносимости боли);
3) комплекс психовегетативных стрессовых реакций при интенсивной боли.

Активация антиноцицептивной системы угнетает реакции третьего и второго уровня, ослабевает психовегетативная реакция на боль, увеличивается период переносимости боли. Реализация центрального антиноцицептивного регулирования осуществляется на сегментарном уровне путем угнетения нейронов IV—VI пластин. Таким образом, антиноцицептивная система представляет собой адаптивный гомеостатический механизм организменного уровня, она включается, в частности, тогда, когда поведенческая реакция должна осуществляться вопреки болевому воздействию [Вальдман А.В., 1980].

Таким образом, в физиологических условиях антиноцицептивная система обеспечивает оптимальную модуляцию перцепции болевых раздражений. В патологических условиях от ее активности зависит тяжесть болевого синдрома.

Можно продолжить эту мысль и отметить, что как психоэмоциональная, так и соматовегетативная индивидуальная реакция на боль зависит от состояния активности антиноцицептивных систем у данного субъекта- особенности такой реакции обусловлены определенным медиаторно-биохимическим обеспечением.

Это обстоятельство позволяет контролировать функцию антиноцицептивной системы фармакологическими и другими (акупунктура, электрическая стимуляция) средствами. Есть основания думать, что при нарушении медиаторного обмена в нейрональных путях антиноцицептивной системы могут возникать очаги патологического возбуждения, которые генерируют «центральные» болевые синдромы без каких-либо раздражений на периферии и без структурной поломки самой антино-цицептивной системы [Крыжановский Г.Н., 1980].

Концепция Г.Н. Крыжановского

Концепция Г.Н. Крыжановского о возможном возникновении и непредсказуемом пароксизмальном или перманентном функционировании очагов патологической активности в структурах головного мозга привлекательна для клиницистов, особенно в тех случаях, когда не удается обнаружить определенный морфологический субстрат болезни или синдрома.

Здесь же уместно упомянуть и о концепции Н.П. Бехтеревой о возникновении «патологической констелляции» систем головного мозга, которые заставляют функционировать эти системы необычным для себя образом и оказываются патологическим функциональным субстратом проявления болезни или синдромов. Если говорить об этих умозрительных концепциях применительно только к проблеме боли, в том числе и головной, то остается неясной причина появления очагов патологической активности, механизма функциональной патологической констелляции, остается неясной их нейробиологическая природа, нейротрансмиттерное или иное ферментно-гуморальное обеспечение.

Остается необъяснимой избирательная локализация таких очагов в разных отделах ноцицептивной и антиноцицептивной систем, а также особенности клинических проявлений конверсии импульсов церебральных патологических очагов на органы-мишени: головная боль, сердечная боль или боль другой локализации- участвуют ли сенсорные системы этих органов, частей тела, систем в опосредовании этой боли или же она остается только галлюцинаторным образом в больном мозге. В последнем случае — в каких участках (системах) мозга «проживает» этот галлюцинаторный образ.

Шток В.Н.