Механизмы патологической боли

 М. Л. КУКУШКИН, В. К. РЕШЕТНЯК

Лаборатория патофизиологии боли НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН. Москва

www.rusanesth.com

Боль как неприятное ощущение с негативными эмоциональными переживаниями в своей жизни испытывал практически каждый человек. Часто боль выполняет сигнальную функцию, предупреждает организм об опасности и защищает его от возможных чрезмерных повреждений. Такую боль называют физиологической болью. Восприятие, проведение и анализ болевых сигналов в организме обеспечивают специальные нейрональные структуры ноцицептивной системы, входящие в состав соматосенсорного анализатора. Поэтому боль можно рассматривать как одну из сенсорных модальностей, необходимую для нормальной жизнедеятельности и предупреждающую нас о вредоносных воздействиях.

Вместе с тем существует и другой вид боли, который имеет патогенное значение для организма. Эта боль делает людей нетрудоспособными, снижает их активность, вызывает психо-эмоциональные расстройства, приводит к регионарным и системным нарушениям микроциркуляции, является причиной вторичных иммунных депрессий и нарушения деятельности висцеральных систем. Такую боль называют патологической. В биологическом смысле она представляет опасность для организма, вызывая целый комплекс дезадаптивных реакций.

Боль всегда субъективна, и её конечная оценка определяется местом и характером повреждения, природой повреждающего фактора, психологическим состоянием человека и его индивидуальным жизненным опытом.

В общей структуре боли можно выделить пять основных компонентов:

1. Перцептуальный компонент, позволяет определить место повреждения.

2. Эмоционально-аффективный компонент, отражает психо-эмоциональную реакцию на повреждение.

3. Вегетативный компонент, связан с рефлекторным изменением тонуса симпато-адреналовой системы.

4. Двигательный компонент, направлен на устранение действия повреждающих стимулов.

5. Когнитивный компонент, участвует в формировании субъективного отношения к испытываемой в данной момент боли на основе накопленного опыта.

По временным параметрам выделяют острую и хроническую боль.

Острая боль — это новая, недавняя боль, неразрывно связанная с вызвавшим её повреждением, и, как правило, является симптомом какого-либо заболевания. Такая боль исчезает при устранении повреждения. Хроническая боль часто приобретает статус самостоятельной болезни, продолжается длительный период времени, и причина, вызвавшая эту боль, в ряде случаев может не определяться.

В зависимости от патогенеза болевые синдромы подразделяют на:

1. Соматогенные болевые синдромы

2. Нейрогенные болевые синдромы

3. Психогенные болевые синдромы

Болевые синдромы, возникающие вследствие активации ноцицептивных рецепторов при травме, воспалении, ишемии, растяжении тканей, относят к соматогенным болевым синдромам. Клинически среди них выделяют: посттравматический и послеоперационный болевые синдромы, боли при воспалении суставов, миофас-циальные болевые синдромы, боли у онкологических больных, боли при поражении внутренних органов и многие другие.

Развитие нейрогенных болевых синдромов связывают с повреждением структур периферической или центральной нервной систем, участвующих в проведении ноцицептивных сигналов. Примерами таких болевых синдромов являются невралгии (тригеминальная, межрёберная и другие), фантомно-болевой синдром, таламические боли, каузалгия.

Ведущее значение в механизме развития психогенных болевых синдромов отводится психологическим факторам, которые инициируют боль при отсутствии каких-либо серьёзных соматических расстройств. Часто боли психологической природы возникают вследствие перенапряжения каких-либо мышц, которое провоцируется эмоциональными конфликтами или психосоциальными проблемами. Психогенная боль может являться составной частью истерической реакции или возникать как бред или галлюцинация при шизофрении и исчезать при адекватном лечении основного заболевания. К психогенным болям также относят боли, связанные с депрессией, которые не предшествуют ей и не имеют какой-либо другой причины.

Накопленные в настоящее время клинико-эксперимен-тальные данные об этиопатогенезе патологической боли позволили группе экспертов Международной Ассоциации по изучению боли (IASP) дать следующее определение боли: "Боль — это неприятное ощущение и эмоциональное переживание, связанное с реальным или потенциальным повреждением тканей или описываемое в терминах такого повреждения". Данное определение свидетельствует о том, что ощущение боли может возникать не только при повреждении ткани или в условиях риска повреждения ткани, но даже при отсутствии какого-либо повреждения. В последнем случае определяющим в механизме возникновения боли является психоэмоциональное состояние человека (наличие депрессии, истерии или психоза). Иными словами, интерпретация человеком болевого ощущения, его эмоциональная реакция и поведение могут не коррелировать с тяжестью повреждения.

ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ СОМАТОГЕННЫХ БОЛЕВЫХ СИНДРОМОВ

Клинически соматогенные болевые синдромы проявляются наличием постоянной болезненности, и/или повышением болевой чувствительности в зоне повреждения или воспаления. Пациенты, как правило, легко локализуют такие боли, чётко определяют их интенсивность и характер. Со временем зона повышенной болевой чувствительности может расширяться и выходить за пределы повреждённых тканей. Участки с повышенной болевой чувствительностью к повреждающим стимулам называют зонами гипералгезии.

Выделяют первичную и вторичную гипералгезию. Первичная гипералгезия охватывает повреждённые ткани, вторичная гипералгезия локализуется вне зоны повреждения. Психофизически области первичной кожной гипералгезии характеризуются снижением болевых порогов и болевой толерантности к повреждающим механическим и термическим стимулам.

МЕХАНИЗМЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПЕРВИЧНОЙ ГИПЕРАЛГЕЗИИ

Патофизиологической основой первичной гипералгезии является сенситизация (повышение чувствительности) ноцицепторов ("болевых" рецепторов) к действию повреждающих стимулов. Электрофизиологически сенситизация ноцицепторов проявляется снижением порога их активации, увеличением частоты и длительности разрядов в нервных волокнах (группы А-дельта и С), что приводит к усилению афферентного ноцицептивного потока.

Сенситизация ноцицепторов происходит в результате выделения в зоне повреждения медиаторов воспаления, включающих брадикинин, метаболиты арахидоновой кислоты (простагландины и лейкотриены), биогенные амины, пурины и ряд других веществ, которые, взаимодействуя с соответствующими рецепторами на терминалях ноцицептивных афферентов, повышают чувствительность последних к механическим и термическим стимулам.

В настоящее время большое значение в инициации механизмов, обеспечивающих сенситизацию ноцицепторов, отводится брадикинину, который может оказывать как прямое, так и непрямое действие на чувствительные нервные окончания.

Прямой возбуждающий эффект брадикинина на чувствительные нервные окончания опосредуется В2-рецеп-торами и связан с активацией мембранной фосфолипазы С.

Непрямое возбуждающее действие брадикинина на окончания нервных афферентов обусловлено его воздействием на различные тканевые элементы (эндотели-альные клетки, фибробласты, тучные клетки, макрофаги и нейтрофилы) и стимулированием образования в них медиаторов воспаления (например, простагландинов), которые, взаимодействуя с соответствующими рецепторами на нервных окончаниях, активируют мембранную аде-нилатциклазу. В свою очередь аденилатциклаза и фос-фолипаза С стимулируют образование ферментов, фос-форилирующих белки ионных каналов. Результатом фос-форилирования белков ионных каналов является изменение проницаемости мембраны для ионов, что отражается на возбудимости нервных окончаний и способности генерировать нервные импульсы.

Сенситизации ноцицепторов при повреждении тканей способствуют не только тканевые и плазменные алгоге-ны, но и нейропептиды, выделяющиеся из С-афферентов, такие, как субстанция Р, нейрокинин А или кальци-тонин-ген-родственный пептид. Эти нейропептиды обладают противовоспалительным эффектом, вызывая расширение сосудов и увеличение их проницаемости. Кроме этого, они способствуют высвобождению из тучных клеток и лейкоцитов простагландина Е2, цитокинов и биогенных аминов, которые, воздействуя на мембрану нервных окончаний, запускают, как указывалось выше, метаболические процессы, изменяющие возбудимость нервных афферентов.

На сенситизацию ноцицепторов и развитие первичной гипералгезии также влияют эфференты симпатической нервной системы. Установлено, что повышение чувствительности терминалей высокопороговых тонких афферентов при активации постганглионарных симпатических волокон опосредуется двумя путями. Во-первых, за счет повышения сосудистой проницаемости в зоне повреждения и увеличения концентрации медиаторов воспаления (непрямой путь) и,

МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ ВТОРИЧНОЙ ГИПЕРАЛГЕЗИИ

Клинически область вторичной гипералгезии характеризуется повышением болевой чувствительности к интенсивным механическим стимулам вне зоны повреждения и может располагаться на достаточном удалении от места повреждения, в том числе и на противоположной стороне тела. Этот феномен, на наш взгляд, может быть объяснён только механизмами центральной нейроплас-тичности, приводящими к стойкой гипервозбудимости ноцицептивных нейронов. Подтверждением этому служат клинико-экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что зона вторичной гипералгезии сохраняется при введении местных анестетиков в область повреждения и исчезает в случае блокады активности нейронов дорзального рога. В электрофизиологических исследованиях было продемонстрировано повышение возбудимости и реактивности нейронов спиноталамическо-го тракта к механическим раздражениям их рецептивных полей, расположенных в зоне вторичной гипералгезии. Сенситизированные нейроны в ответ на предъявляемые раздражения не только генерировали разряды с увеличенной частотой, но и сохраняли повышенную активность более продолжительное время.

Такая сенситизация нейронов дорзальных рогов может быть вызвана различными типами повреждений: термическими, химическими, механическими, возникающими вследствие гипоксии, острого воспаления или электрической стимуляции С-афферентов.

В настоящее время большое значение в механизмах сенситизации ноцицептивных нейронов дорзальных рогов спинного мозга придаётся возбуждающим аминокислотам и нейропептидам.

Иммуногистохимическими методами было установлено, что синаптические терминали многих тонких высоко-пороговых афферентов содержат в качестве нейроме-диатора глутамат, аспартат и ряд нейропептидов, таких, как субстанция Р, нейрокинин А, кальцитонин ген-родственный пептид и многие другие, которые высвобождаются из пресинаптических терминалей под действием ноцицептивных импульсов.

Выделение глутамата из пресинаптических терминалей происходит при любом ноцицептивном воздействии — коротком (уколе) или длительном. Считается, что реализация физиологических болевых реакций (например, защитный рефлекс отдёргивания) при выделении глутамата опосредуется через АМРА-рецепторы (alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole-propionic acid), в то время как NMDA-рецепторы (N-methyl-D-aspartate) обеспечивают длительную, в том числе и патологическую гипер-активность ноцицептивных нейронов.

Активирующее действие глутамата на ноцицептивные нейроны потенцируется субстанцией Р, которая как медиатор сосуществует в более 90 процентах терминалей высокопороговых сенсорных волокон, содержащих глутамат. Субстанция Р, как и другие нейрокинины, взаимодействуя с NK-1 рецепторами (neurokinin-1), не только повышает концентрацию внутриклеточного Са2+ посредством его мобилизации из внутриклеточных депо, но и усиливает активность NMDA-рецепторов.

В последнее время важное значение в механизмах сенситизации ноцицептивных нейронов придается оксиду азота (NO),

Таким образом, индуцированное ноцицептивной стимуляцией высвобождение глутамата и нейропептидов из центральных терминалей С-афферентов вызывает стойкие изменения возбудимости ноцицептивных нейронов, усиление их спонтанной активности, увеличение длительности послеразрядов и расширение рецептивных полей.

Необходимо подчеркнуть, что возникшая вследствие повреждения тканей сенситизация ноцицептивных нейронов может несколько часов или дней сохраняться и после прекращения поступления ноцицептивных импульсов с периферии, иными словами, если уже произошла гиперактивация ноцицептивных нейронов, то она не нуждается в дополнительной подпитке импульсами из места повреждения. Долговременное повышение возбудимости ноцицептивных нейронов связывают с активацией их генетического аппарата — экспрессией ранних, немедленно реагирующих генов, таких, как c-fos, c-jun, junB и другие.

В механизмах активации прото-онкогенов важная роль отводится ионам Са2+. При повышении концентрации ионов Са2+ в цитозоле, вследствие усиленного их входа через регулируемые NMDA-рецепторами Са-каналы, происходит экспрессия c-fos, c-jun, белковые продукты которых участвуют в регуляции долговременной возбудимости мембраны клетки.

Помимо сенситизации ноцицептивных нейронов дор-зального рога, повреждение тканей вызывает также повышение возбудимости и реактивности ноцицептивных нейронов и в вышележащих центрах, включая ядра тала-муса и соматосенсорную кору больших полушарий.

Таким образом, периферическое повреждение запускает целый каскад патофизиологических и регулятор-ных процессов, затрагивающих всю ноцицептивную систему от тканевых рецепторов до корковых нейронов. Вместе с тем, если кратко охарактеризовать патогенез соматогенных болевых синдромов, то можно отметить следующие наиболее важные звенья:

1. Раздражение ноцицепторов при повреждении тканей

2. Выделение алгогенов и сенситизация ноцицепторов в области повреждения

3. Усиление ноцицептивного афферентного потока с периферии

4. Сенситизация ноцицептивных нейронов на различных уровнях ЦНС

В связи с этим патогенетически обоснованным при соматогенных болевых синдромах считается применение средств, направленных:

1. На подавление синтеза медиаторов воспаления

2. На ограничение поступления ноцицептивной импуль-сации из зоны повреждения в ЦНС.

3. На активацию структур антиноцицептивной системы.