Основные механизмы

Что такое ноцицепторы?

Ноцицепторы — это нейроны, которые реагируют на повреждфющие химические, термические или механические раздражения. Термин применим для периферических и центральных нейронов. Если рецептор расположен на периферии, то этот термин чаще ассоциируется с тонкими миелинизированными(А-дельта) и немиелинизированными (С) волокнами первичных афферентных нейронов. В ЦНС нейроны, реагирующие на повреждающий фактор, называют ноцицептивными. Это нейроны «высшего порядка».

Каковы свойства А-дельта и С-волокон.

А-дельта являются миелинизированными первичными афферентными волокнами небольшого диаметра (от 1 до 6 мкм); С-волокна — это немиелинизированные первичные афферентные волокна очень малого диаметра(<1мкм). Проводимость по А-дельта волокнам осуществляется со скоростью 5-25 м/c; по С-волокнам — 2м/с. Основным компонентом С-волокон являются многофункциональные ноцицепторы.

В чем различие между первичной и вторичной болью?

Понятие первичной и вторичной боли вытекает из немедленных и замедленных болевых реакций на повреждающее раздражение. Также используются термины быстрая и медленная боль или острая/колющая и тупая/жгучая боль. Раздражение, которое гинерирует первичную боль, передаются А-дельта волокнами — тонкими миелинизированными афферентами. Вторичная боль возникает при активации С-волокон, которые передают импульсы намного медленнее, чем и объясняется разница во времени.

Какие молекулы присущи только ноцицепторам?

• Тетрадотоксин-устойчивый натриевый канал (TTX-R)
• Ваниллоидный рецептор(VR-1), на который воздействует капсаицин — активное вещество, содержащееся в остром перце
• Подтип пуринергического рецептора(P2×3), на который воздействует АТФ
• Особый тип кислотно-чувствительного йонного канала(DRASIC)
• Совсем недавно был обнаружен класс рецепторов, связанных с протеином G, который представлен только в ганглияч дорсальных корешков спиррого мозга.

Как ноцицептивные волокна достигают спинного мозга?

Тела нейронов первичных ноцицептивных волокон располагаются в ганглиях дорсальных корешков. Центральные отростки этих афферентов входят в спинной мозг через дорсальный корешок и поднимаются вверх на несколько сегментов по тракту Лиссауэра. Центральные отростки заканчиваются в поверхностном слое дорсального рога, в том числе в слое I (краевая зона) и в слое II (желатинозная субстанция). Некоторые А-дельта первичные ноцицепторы заканчиваются вентральнее, в слое V и вокруг центрального канала.

Где находится первый ноцицептивный синапс?

Ноцицептивные А-дельта и С-волокна малого диаметра расположены в поверхностном слое дорсального рога. Также существуют связи со вставочными нейронами желатинозной субстанции.

Что понимают под нейронами второго порядка?

Так называют все нейроны спинного мозга. Нейроны второго порядка также расположены в ядрах дорсального столба. Они принимают импульсы от толстых первичных афферентных волокон, которые достигают продолговатого мозга по задним столбам. Многие нейроны второго порядка получают конвергентные импульсы от первичных ноцицептивных волокон малого диаметра и неноцицептивных большого диаметра.

Что такое нейроны широкого радиуса действия?

«Широким радиусом действия» обладают нейроны спинного мозга, которые реагируют на раздражения разной интенсивности и качества, в отличии от ноцицепторов, которые реагируют только на болевые раздражители.

Каковы два основных восходящих пути передачи ноцицептивной информации?

Это спиноталамический и спиноретикулярный тракты.

В чем состоят функциональные различия между неоспиноталамическим и палеоспиноталамическим трактами?

Неоспиноталамический тракт образован спиноталамическими аксонами(филогенетически более молодой путь). Палеоспиноталамический тракт(филогенетически более старый) — непрямой путь от спинного мозга к таламусу(включая спиноретикулоталамическую систему).

Какие основные нейромедиаторы участвуют в ноцицепции?

Первичные ноцицепторы содержат ряд медиаторов: глютамат, субстанция Р, кальцитонин ген-связывающий пептид(КГСП). При длительной повреждающей стимуляции дорсального рога активируются NMDA-рецепторы, регулирующие поступление кальция.

Какие основные нейромедиаторы выполняют антиноцицептивные функции?

К ним относятся ГАМК, глицин, серотонин, норадреналин, энкефалин.

В чем состоит клиническое и научно-теоретическое значение капсаицина?

Капсаицин — альгогенное вещество, содержащееся в горьком перце. Оно избирательно стимулирует первичные афферентные С-волокна. На этих волокнах расположены капсаициновые рецепторы, пропускающие любые катионы, включая кальций. Хотя созданы селективные антагонисты капсаицина, они не блокируют боль, вызванную другими веществами. Т.о., эндогенный лиганд капсаициновых рецепторов не обнаружен.

У новорожденных животных капсаицин разрушает С-волокна, а у взрослых животных вызывает стойкую десенситизацию С-волокон, возможно, снижая содержание пептидных нейромедиаторов (например субстанцию Р). Десенситизация приводит к снижению реакции на ноцицептивные раздражения. В настоящее время местное применение капсаицина при постгерпетической невралгии и межреберной невралгии после мастэктомии дает обнадеживающие результаты.

Каково послойное строение дорсального рога спинного мозга?

По цитоархитектоническому принципу дорсальный рог спинного мозга может быть четко разделен на слои. Нейроны слоев I и II (желатинозная субстанция) реагируют или только на повреждающие раздражения, или одновременно как на ноцицептивные, так и неноцицептивные раздражения. Нейроны слоев III и IV преимущественно реагируют на неноцицептивные стимулы. Большинство нейронов слоя V обладают широким функциональным диапазоном. Нейроны слоя VI реагируют преимущественно на безопасные манипуляции в области суставов.

Как повреждение периферических нервов отражается на спинном мозге?

Первоначально считалось, что повреждение периферических нервов приводит только к функциональному разобщению периферии и спинного мозга. Поскольку при повреждении периферического нерва ганглий дорсального корешка не травмируется, то изменений в дорсальном корешке или в дорсальном роге не ожидалось. Однако последние исследования свидетельствуют о развитии глубоких изменений в ганглиях дорсального корешка и связанных с ними нейронах спинного мозга. К ним относится значительное снижение концентрации субстанции Р в нейронах ганглия дорсального корешка. В постсинаптических нейронах дорсального рога увеличивается содержание опиоидного пептида — динорфина.

Чем объясняется феномен отраженной боли?

Наиболее вероятно, что отраженная боль вызывается конвергенцией висцеральных и соматических афферентных импульсов в нейронах широкого радиуса действия в V слое спинного мозга. Т.о., возросшая активность висцеральных афферентных волокон после повреждения внутренних органов интерпретируется мозгом как исходящая из источника конвергентного соматического импульса. Так происходит «иррадиация» в соматическую зону. Местное введение анестетиков в зону иррадиации может уменьшить боль, несмотря на то, что источником повреждающей стимуляции является внутренний орган.

Что такое нейрогенное воспаление?

Нейрогенное воспаление обусловлено высвобождением медиаторов воспаления из нервной системы, в частности, из первичных афферентных С-волокон. Они выделяют пептиды, которые действуют на посткапиллярные венулы. Их проницаемость повышается, в результате чего происходит транссудация плазмы и вазодилятация. При электрическом раздражении периферических нервов, разобщенных с ЦНС, может возникнуть патологическая активация С-волокон с последующим выходом нейропептидов в периферические ткани и развитием нейрогенного воспаления.

Какова роль субстанции Р в нейрогенном воспалении?

Субстанция Р синтезируется в клетках ганглиев дорсального корешка и путем аксоплазменного транспорта попадает в центральные и периферические окончания первичных афферентных волокон. Субстанция Р накапливается в периферических участках и может высвобождаться при их деполяризации во время травмы. Мишенями субстанции Р на периферии являются тучные клетки, кровеносные сосуды и различные иммунокомпетентные клетки.

Чем отличаются первичная и вторичная гиперальгезия?

Первичная — означает процесс сенситизации, усиливающий передачу боли по периферическому типу. Вторичная — означает развитие сенситизации в результате нарушения функции спинного мозга.

Какова роль рецепторов NMDA в возникновении боли?

Глютамат, высвобождаясь из первичных афферентных волокон, действует на 2 основных вида рецепт оров дорсального рога: AMPA и NMDA. В норме рецепторы NMDA блокированы ионами магния. При деполяризации нейронов под воздействием глютамата на рецепторы АМРА магниевый блок устраняется, и глютамат действует на NMDA-рецепторы. В результате кальций поступает в постсинаптический нейрон, который активирует системы вторичной передачи и вызывает стойкие биохимические и молекулярные изменения в нейронах. Это приводит к гипервозбудимости нейронов дорсального рога, которая проявляется расширением рецептивных полей ноцицептивных нейронов, снижением порога чувствительности и спонтанным возбуждением нейронов.

Какие отделы таламуса участвуют в восприятии ноцицептивной информации?

Это 2 отдела таламуса: латеральный, включая вентральное заднелатеральное(ВЗЛ) и вентральное заднемедиальное(ВЗМ) ядра, а также интраламинарные ядра медиального таламуса. ВЗЛ ядро принимает импульсы из спиноталамического тракта, а также основную часть импульсов из петли, берущей начало в ядрах задних столбов спинного мозга. ВЗМ ядро получает импульсы из каудального ядра и основных ядер тройничного нерва. При раздражении латерального таламуса у больных, которые не испытывают боли, значительного болевого синдрома не возникает. Напротив, у больных, испытывающих болевые ощущения, электрическая стимуляция может спровоцировать усиление боли. Это указывает на возможную реорганизацию поступления импульсов в таламус в условиях длительно существующего повреждения. Кортикальные связи медиальных зон таламуса принимают участие в формировании эмоционального компонента восприятия боли.

Существует ли кортикальное представительство боли?

Да. Принято считать, что для того, чтобы испытывать боль, участие коры не обязательно. Это мнение основано на клинических исследованиях, в ходе которых стимуляция коры редко вызывает боль, а обширные поражения коры не приводят к исчезновению боли. Однако исследования последних лет с использованием ПЭТ установили, что некоторые зоны коры активируются, когда человек испытывает боль. В числе этих зон — соматосенсорная кора, передняя поясная извилина и островковая зона коры.

Что мы знаем о кортикальном механизме, лежащем в основе сенсорного и эмоционального компонентов боли?

В ходе исследований с использованием ПЭТ изучалась также гипнотическая анальгезия. Когда у исследуемых под действием гипноза уменьшались неприятные ощущения от воздействия термических раздражителей активность передней поясной извилины резко падала, но активность соматосенсорной коры не менялась. Полученные результаты позволяют считать, что анализ информации в передней поясной извилине больше относится к эмоциональному компоненту боли, чем к сенсорному.

Что мы знаем о механизме плацебо-анальгезии?

Несколько лет назад сообщалось, что опиатный антагонист налоксон может нивелировать анальгезию, вызванную плацебо. Это породило гипотезу. Что плацебо-анальгезия связана с высвобождением эндорфина и активацией эндогенного механизма контроля боли. Столь поразительная гипотеза получила поддержку в недавно проведенных исследованиях, в которых регуляторы эндорфинного процесса усиливали эффект плацебо. Основанием для проведения исследований послужили экспериментальные данные, что нейропептид холецистокинин(ХЦК) нейтрализует действие эндогенных опиоидов. Исследования продемонстрировали, что введение антагониста ХЦК-рецепторов повышает анальгетический эффект плацебо. Кроме того, как усиленный, так и первоначальный эффекты плацебо блокируются налоксоном, и, следовательно, механизм плацебо-анальгезии включает высвобождение эндогенных опиоидов, воздействующих на опиоидные рецепторы.