Патофизиологические механизмы боли. Траектория острой боли

Видео: патогенез лихорадки

Траектория острой боли

Повреждение тканей триггерами, воспалительная реакция и быстрый каскад последующих реакций обуславливают поступление болевых сигналов в мозг. Сигналы или электрические импульсы стимулируют один или несколько видов периферических ионных каналов тонких немиелинизированных С-нервных волокон.

Натриевые и кальциевые каналы являются главными ионными каналами, вовлеченными в ноцицепцию (восприятие и реакцию организма на боль). В результате действия ионного насоса каналов на мембране нейронов развиваются потенциалы действия, которые распространяются по С-волокнам и слабомиелинизированным А-дельта волокнам к нейронам заднего рога спинного мозга и далее для интерпретации в кору головного мозга. Активность нейронов задних рогов определяется не только возбуждающей периферической стимуляцией, но и тормозными влияниями, которые могут быть спинальными или нисходящими центральными.

В дополнение к этому ноцицептивному процессу, возникают антиноцицептивные процессы. Болевые сигналы вызывают освобождение эндорфинов и энкефалинов в головном мозге. Эндорфины реагируют на болевой сигнал связыванием с ц-опиоидными рецепторами, а энкефалины в это время связываются с 5-опиоидными рецепторами, обуславливая высвобождение у-аминобутироновой кислоты и других веществ, которые притупляют болевой сигнал в спинном мозге. Клетки спинного мозга также выделяют некоторые вещества, такие как норэпинефрин, окситоцин и релаксин, что помогает успокоить боль.

Интересно, что энкефалины связываются только с 6-опиоидными рецепторами, которые представлены на ноцицепторах, они активно передают болевой сигнал, делая его более чувствительным к эндогенным и экзогенным опиатам. Этот путь объясняет, что опиаты могут эффективно уменьшить боль, не создавая препятствия организму ощущать боль от нового повреждения.

В заключение следует сказать, что острая боль обычно имеет определенное, непродолжительное время течения. Применение нефармакологических методов лечения и анальгетиков, направленных на лежащие в ее основе патофизиологические процессы, обычно является эффективным.

Траектории хронической боли

Хроническая боль обычно обусловлена наличием какого-либо заболевания или его лечением, но может быть и самостоятельным заболеванием. Она отличается от острой боли и часто не отвечает тем же стратегиям, она обусловлена другими процессами.

Это не просто полностью повторяемая версия процесса острой боли. Без конца повторяющаяся генерация болевых импульсов фактически изменяет нейральные пути, делая их гиперсенситивными и стойкими (резистентными) к естественным противоболевым системам организма. По сути, болевые сигналы становятся почти нераздельными (соединенными) со спинным мозгом, словно прикосновение иглы патефона к проигрывающей пластинке.

Одним из доказательств существования различных механизмов действия острой и хронической боли является вовлечение различных рецепторов. На постсинаптической мембране чувствительных нейронов задних рогов спинного мозга существует два типа глутаматных рецепторов: первый-это рецепторы а-амино-3-гидрокси-5-метилизоксазол-4-пропионовой кислоты (АМРА-рецепторы) и второй-это N-метил-О-аспартат-рецепторы (NMDA-рецепторы).

Рецепторы, вовлеченные в острый процесс, являются рецепторами а-амино-3-гидрокси-5-метилизоксазол-4-пропионовой кислоты, тогда как в возникновении хронической боли рецепторами первостепенной важности являются N-метил-О-аспартатные рецепторы.

В процессе развития острой боли происходит активация ноцицепторов, что ведет к высвобождению из пресинаптических мембран глутамата -основного возбуждающего нейротрансмиттера в первичных афферентах. Он, взаимодействуя с постсинаптическими глютаматными АМРА-рецепторами, вызывает быструю деполяризацию мембран нейронов заднего рога и, при превышении порога возбуждения, генерирует потенциал действия. Этот механизм лежит в основе проведения нормальных ноцицептивных стимулов. NMDA-рецепторы в это время связаны с кальциевыми каналами клеточных мембран, которые находятся в неактивном состоянии. Эти каналы неактивны, поскольку их поры, как пробкой, блокированы ионами магния. Когда канал блокирован ионом магния, глутамат не может его активировать.

Однако при развитии хронической боли процессы поляризации и деполяризации клеточных мембран претерпевают глубокие изменения. Субстанция Р, находящаяся вместе с глутаматом в центральных терминалях первичных афферентов, при поражении нерва выделяется и активирует нейрокинин-1 -рецепторы, в результате чего увеличиваются время деполяризации и внутриклеточная концентрация ионов кальция.

Этот процесс активирует протеинкиназу С, которая фосфорилирует белковые фрагменты NMDA-рецепторов, а эти белки в свою очередь связываются с ионами магния и открывают каналы. Через открывшиеся каналы кальций начинает активно поступать внутрь клетки, повышая возбудимость мембраны с развитием стойкой деполяризации. Кроме того, ионы кальция, поступая в клетку, активируют внутриклеточные ферменты, в том числе нитрикоксидсинтазы, что вызывает синтез оксида азота. Последний играет роль свободно диффундирующего нейротрансмиттера, резко усиливающего болевую передачу.

Именно с нейротрансмиттерными функциями оксида азота связывают феномен "взвинчивания", который характеризуется резким увеличением амплитуды потенциалов действия на мембране чувствительных нейронов заднего рога спинного мозга.

Активация NMDA-рецепторов обуславливает передачу спинальным нейронам более легко стимулированной боли и требует большей антиноцицептивной активности для ее устранения. Образующиеся естественные болевые киллеры организма не могут контролировать этот процесс. Даже опиоиды, дополнительно участвующие в контроле этого процесса, не могут остановить процесс, так как все более и более высокие их дозы необходимы для отражения лавины болевых импульсов.



Дальнейшим осложнением ситуации является то, что NMDA-рецепторы могут обуславливать образование новых соединительных окончаний нейрональных клеток. Это приводил- к рассредоточению болевого сигнала.

Пролонгированные болевые сигналы могуттакже приводить к снижению порога чувствительности и возникновению встречного пожара со стороны афферентных нервных клеток, т.о. возрастание количества болевых сигналов с периферических нервов помогает увековечить хронический болевой процесс.

Интересно, что активация NMDA-рецепторов также обуславливает высвобождение пептидной нейротрансмиттерной субстанции Р, которая усиливает болевой сигнал. Повышение уровня субстанции Р в спинномозговой жидкости является одной из химических аномалий, документированной неоднократно, у пациентов с фибромиалгией. Таким образом, наиболее важными в процессе возникновения хронической боли являются N-Mewi-D-аспартатные рецепторы. Этот факт обуславливает концентрацию внимания исследований на разработке антагонистов NMDA-рецепторов.

Нейропатическая боль

Нейропатическая (нейрогенная) боль как вид хронической боли обусловлена поражением периферической или центральной нервной системы, либо заболеванием, поражающим какие-либо чувствительные нервы или центральные ганглии. Примеры: поясничные боли, диабетическая нейропатия, постгерпетическая невралгия, посттравматические центральные или таламические боли и постампутационные фантомные боли.

Нейропатические боли обычно классифицируют на основе этиологического фактора, вызывающего повреждение нервной системы, или на основе анатомической локализации боли (тригеминальная, языкоглоточная, межреберная невралгии).

Нейропатическая боль характеризуется комплексом негативных и позитивных синдромов. Синдромы выпадения проявляются сенсорным дефицитом в виде полной или частичной потери чувствительности в зоне иннервации пораженных нервов. Позитивные симптомы характеризуются наличием спонтанной боли в сочетании с дизестезией и парестезией.

Нейропатическая боль имеет ряд особенностей, отличающих ее, как клинически, так и патофизиологически от ноцицептивной боли (Bowsher, 1988):


1. Нейропатическая боль имеет характер дизестезии. Патогномонич-ными характеристиками для нее считаются определения: обжигающая и стреляющая боль (чаще - тупая, пульсирующая или давящая).

2. В огромном большинстве случаев нейропатической боли отмечается частичная потеря чувствительности.

3. Характерны вегетативные расстройства, такие как снижение кровотока, гипер- и гипогидроз в болевой области. Боль часто усиливает или сама вызывает эмоционально-стрессовые нарушения.

4. Обычно отмечается аллодиния (означающая болевое ощущение в ответ на низкоинтенсивные, в нормальных условиях не вызывающие боли, раздражители). Например, легкое прикосновение, дуновение воздуха или причесывание при тригеминальной невралгии вызывает в ответ "болевой залп" (Kugelberg, Lindblom, 1959). Более ста лет назад Trousseau (1877) отметил сходство между пароксизмальной стреляющей болью при тригеминальной невралгии и эпилептическими припадками. В настоящее время известно, что все стреляющие нейрогенные боли могут лечиться антиконвульсантами.

5. Необъяснимой характерной чертой даже резкой нейропатической боли является то, что она не мешает засыпанию пациента. Однако, если даже больной засыпает, он внезапно просыпается от сильной боли.

6. Нейрогенная боль невосприимчива к морфину и другим опиатам в обычных анальгетических дозах. Это демонстрирует то, что механизм нейрогенной боли отличен отопиоид-чувствительной ноцигенной боли.

Нейропатическая боль представлена двумя основными компонентами: спонтанной (стимулнезависимой) болью и индуцированной (стимулзависимой) гипералгезией. Спонтанная боль может быть постоянной или пароксизмальной. У большинства пациентов спонтанная боль связана с активацией ноцицептивных С-волокон (первичные ноцицепторы), являющихся периферическими терминалями первых чувствительных нейронов (первичных аферентов), тела которых расположены в ганглии заднего корешка.

Спонтанная боль делится на два вида: симпатически независимая боль и симпатически поддерживаемая боль. Симпатически независимая боль связана с активацией первичных ноцицепторов в результате повреждения периферического нерва и исчезает или значительно регрессирует после местной блокады анестетиком поврежденного периферического нерва или пораженного участка кожи, она, как правило, носит стреляющий, ланцирующий характер.

Симпатически поддерживаемая боль сопровождается изменением кровотока, терморегуляции и потоотделения, двигательными расстройствами, трофическими изменениями кожи, ее придатков, подкожных тканей, фасций и костей, сложнее поддается лечению.

Гиперальгезия является вторым компонентом нейропатической боли. Она обычно связана с активацией толстых миелинизированных А-волокон на фоне центральной сенситизации (в норме активация А-волокон не связана с болевыми ощущениями). В зависимости от вида вызвавшего стимула гиперальгезия может быть тепловой, холодовой, механической или химической.

По локализации выделяют первичную и вторичную гиперальгезии. Первичная гиперальгезия локализуется в зоне иннервации поврежденного нерва или в зоне тканевого повреждения, она возникает, в основном, в ответ на раздражение сенсибилизированных в результате повреждения периферических ноцицепторов. В процесс также вовлекается категория ноцицепторов, называемых "спящими", которые в норме не активны.

Вторичная гиперальгезия имеет более широкое распространение, далеко выходя за зону иннервации поврежденного нерва. Вследствие увеличения возбудимости чувствительных нейронов задних рогов спинного мозга, связанных с зоной иннервации поврежденного нерва, происходит сенсибилизация близлежащих интактных нейронов с расширением рецептивной зоны.

В связи с этим раздражение неповрежденных сенсорных волокон, которые иннервируют здоровые ткани, окружающие зону повреждения, вызывает активацию вторично сенсибилизированных нейронов, что проявляется болью- вторичной гиперальгезией. Сенсибилизация нейронов задних рогов ведет к снижению болевого порога и развитию аллодинии, т.е. к появлению болевых ощущений на раздражение, которое в норме ими не сопровождается (например, тактильное).

Изменения возбудимости центральных отделов ноцицептивной системы, связанные с развитием вторичной гиперальгезии и аллодинии, описываются термином "центральная сенситизация". Центральная сенситизация характеризуется тремя признаками: появлением зоны вторичной гиперальгезии, усилением ответа на надпороговые раздражения, появлением ответа на подпороговое раздражение. Эти изменения клинически проявляются гиперальгезией на болевые стимулы, распространяющейся гораздо шире зоны повреждения, и включают возникновение гиперальгезии на неболевую стимуляцию.

Первичная и вторичная гиперальгезия являются неоднородными. Первичная гиперальгезия представлена тремя типами-тепловой, механической и химической, вторичная гиперальгезия - механической и холодовой. Клиническое обследование, направленное на выявление различных видов гиперальгезии, может позволить не только диагностировать наличие синдрома болевой нейропатии, но и на основе анализа этих данных идентифицировать патофизиологические механизмы развития боли и гиперальгезии. Патофизиологические механизмы боли и гиперальгезии весьма разнообразны и в настоящее время активно изучаются.

В настоящее время нет методов лечения, которые бы предотвратили развитие нейропатической боли, нет также высокоэффективных и специфичных лекарств, позволяющих контролировать ее проявления. Целью лекарственной терапии является, прежде всего, снижение интенсивности боли, что помогает, как можно раньше начать активное восстановительное лечение.

Выводы

Таким образом, физиологически боль является многокомпонентной реакцией организма на повреждение, которая тесно связана с двигательными, сенсорными, вегетативными, эмоциональными и аналитическими системами головного и спинного мозга.

Она обеспечивает организму возможность выбора определенных программ болевых рефлексов, благодаря которым формируется наиболее оптимальное в конкретной ситуации поведение. Патологические процессы, нарушая сложнейшие взаимосвязи физиологической многокомпонентной болевой реакции, формируют ряд устойчивых патологических болевых состояний, преодоление которых становится возможным, если врач четко представляет их механизмы.

Описанные механизмы возникновения боли подчеркивают важность быстрого и эффективного лечения боли, чтобы предотвратить более глубокое повреждение и возникновение постоянного (долговременного) болевого цикла. Знание этих механизмов позволит выработать патофизиологически обоснованную стратегию лечения в каждом конкретном случае, точная их диагностика позволит проводить адекватную и специфическую терапию.

Г.И. Лысенко, В.И. Ткаченко