При значительной интенсивности давления возникает локальная боль, соответствующая степени раздражения. Это положение справедливо для любого вида рецепции: специфический раздражитель при превышении физиологических возможностей «своего» рецептора способен вызвать боль. Иными словами, специфические ноцицепторы и специализированные рецепторы (баро-, терморецепторы, слуховые, зрительные и пр.) при значительной интенсивности раздражителя способны генерировать потенциалы действия сенсорных волокон, передающиеся в центры перцепции ноцицептивного потока. Причем, специализированные рецепторы активизируются при интенсивностях, во много раз превышающих пороги раздражения А- δ ноцицепторов.

М.Л.Кукушкин (2004), предлагает выделить:

В зависимости от механизма возбуждения:

1. Механоноцицепторы,

2. Термоноцицепторы,

3. Полимодальные ноцицепторы.

Локализованные в коже:

1 .Высокопороговые А-дельта механоноцицепторы (5-50 м/с),

2. А-дельта механотермоноцицепторы (3-20 м/с),

З. С-полимодальные ноцицепторы (менее 2,5м/с).

В мышцах и суставах:

1. Ноцицепторы А-дельта и С-афферентов.

Внутренние органы иннервируются тремя типами ноцицепторов:

1.Высокопороговые механоноцицепторы А-дельта и С - афферентов,

2.Рецепторы «интенсивности»,

3. «Молчащие» ноцицепторы.

Комментируя эту оригинальную классификацию, следует отметить, что 1) не указаны скорости проведении афферентного сигнала по всем группам; 2) в мышцах ноцицепторы не обнаружены (о них разговор позже; 3). специфическими рецепторами мышцы являются рецепторы растяжения, продуцирующие только проприорецептивные сигналы. Болезненные ощущения в мышцах возникают вследствие совершенно других механизмов, о которых речь пойдет в предлагаемой читателю книге. Упомянутые ноцицепторы А-δ и С - афференты широко представлены в сосудах мышц и фасций, суставных поверхностях, суставной капсуле, но не мышцах и связках.

В отличие от первичной, вторичная боль возникает преимущественно при таких интенсивностях, которые приводят к повреждению тканей. Сигналы вторичной боли регистрируются С -полимодальными ноцицепторами, получившими своё название из-за способности реагировать на механические, термические, химические и другие виды раздражителей. С - полимодальные ноцицепторы обнаружены в большинстве покровных тканей и внутренних органов, сосудах. Потенциалы действия в ЦНС проводятся слабомиелинизированными и очень тонкими С-волокнами (диаметр 0,4-1,1 мкм, скорость проведения потенциалов действия (5-1.5 м/с).

Периферическими медиаторами ноцицепции являются: тканевые альгогены, выделяющиеся во внеклеточную среду при повреждении мембран тучных клеток (гистамин, ионы К и Н), тромбоцитов (серотонин, АДФ), макрофагов (интерлейкины, ФНО, серотонин), эндотелия (интерлейкины, ФНО, простагландины); альгогены, циркулирующие в плазме крови (брадикинин, каллидин); альгогены, секретирующие из периферических окончаний С - афферентов (субстанция Р, нейрокинин А, кальцитонин-родственный пептид, (М. Л.Кукушкин, 2004).

Боль при раздражении стволов периферических нервов возникает не вследствие раздражения ноцицепторов, а по другому принципу. Как известно, тело нейрона, аксон, рецептор покрыты общей мембраной, являющейся наиболее физиологически активным субстратом. Вследствие этого, деполяризация мембраны до критического порога может происходить не только на специализированном участке, т.е. на периферическом рецепторе, но и на протяжении ствола нерва, особенно в перехватах Раньве при нанесении механического или других видов раздражителей (удары, сдавление, опухоли и пр.). В таких случаях возникший потенциал действия афферентного волокна перемещается как в сторону центра (спинного мозга), так и периферии возникает невральная проводниковая боль.

Ядра периферических афферентов расположены в спинномозговых ганглиях, периферические отростки которых заканчиваются названными рецепторами, а центральные направляются в задний рог спинного мозга. Тонкие миелинизированные и слабомиелинизированные волокна в заднем корешке расположены латерально, а проприоспинальные пути медиально (Н.К.Решетняк, 1998, МЛ.Кукушкин, 2004). Многие из этих волокон заканчиваются гомолатерально в поверхностных отделах заднего рога спинного мозга, а другая часть, пройдя через переднюю спайку, заканчивается на соответствующих нейронах заднего рога противоположной стороны. От этих нейронов начинаются вторые нейроны, входящие в контакт с клетками передних и боковых рогов собственных или смежных сегментов, обеспечивая соматическую и вегетативную рефлекторную активность. Значительная же часть вторых нейронов переходит на противоположную сторону и участвует в формировании восходящих путей нео- и палеоспиноталамического, спиномезэнцефального, спиноретикулярного и др.

Первичная релейная станция обработки (перцепции) ноцицептивного раздражителя нейроны I - IV слоев Рекседа, составляющие задний рог; включая желатинозную формацию, спинного мозга. Эта станция выполняет уникальную обработку афферентных импульсов, поступающих по различным каналам. В заднем роге спинного мозга выделяют несколько групп нейронов, имеющих разные физиологические особенности. Современная нейрофизиологическая литература называет первую группу нейронов специфическими или островковыми клетками, которые ответственны за точную локализацию болевого ощущения и обеспечивают торможение активности клеток другой физиологической ориентации. На специфических (островковых) клетках заканчиваются афференты путей проведения глубокой чувствительности, т. е. коллатерали проприоцептивных путей. Вторая группа нейронов - неспецифические клетки широкого динамического диапазона (клетки ШДД), способные активизироваться под влиянием разнообразных по происхождению сенсорных сигналов. Они являются усилителями проведения ноцицептивных сигналов вглубь серого вещества, в соседние сегменты и в супрасегментарные структуры. Специфические (островковые) клетки оказывают на клетки ШДД тормозящее, контролирующее влияние. Эти отношения лежат в основе механизма «воротного контроля», постулированного R. Melzack и P.O. Wall (1965). В клиническом варианте эта концепция была сформулирована русскими невропатологами в 30-е годы XX века. Суть её сводится к тому, что под влиянием проприоцептивных сигналов с мышц, сухожилий, суставов и их капсул, надкостницы создается сенсорный поток достаточной интенсивности, оказывающий тормозящее влияние на поток импульсов, идущих из внутренних органов и с наружных покровов. Это значит, что общий уровень проприоцепции (П) всегда должен быть выше суммарного уровня экстрацепции (Э) и интероцепции (И), т. е. П > Э + И; при соблюдении этих условий боль не возникает. Таким образом, принцип деятельности воротного контроля заключается в подавлении одного сенсорного потока другим (торможение, контролирование). Тем самым создается второй (спинальный) уровень антиноцицептивной системы. При дефиците же проприоцепции обычные ощущения из внутренних органов кожи воспринимаются как болезненные. К примеру, хорошо известные неврологам табетические кризы при спинной сухотке с грубым нарушением проприоцептивной чувствительности сопровождаются эпизодами сильнейших болей в животе и грудной клетке. Похожие ситуации могут сложиться при частичном поражении нервов (альгические формы полинейропатий с разнообразными болевыми синдромами).

В более широком смысле специфические клетки контролируют уровень афферентного потока, проводимого но группе усиливающих клеток (клеток ШДД) по всем релейным станциям ЦНС. Известны биохимические подробности (М.Л.Кукушкин, 2004) трансмиссии боли на уровне заднего рога. Терминали тонких афферентов содержат нейропептиды, вещество Р (от анг. pain боль), холецистокинин, соматостатин и др. Активация А-сигама волокон сопровождается высвобождением субстанции Р, стимулирующей активацию нейронов ШДР заднего рога - инициацию активности центральной ноцицептивной системы. Следует подчеркнуть, что субстанция Р обнаружена во многих нейронных группах релейных станций перцепции ноцицептивного сигнала. В свою очередь, опиатные продукты снижают продукцию и высвобождение субстанции Р на всех уровнях проведения болевого сигнала. Физиологическое значение других компонентов ноцицептивного реагирования менее изучено.

В первом звене перцепции афферентного сигнала, в том числе и ноцицептивного, осуществляются две физиологические реакции: сенсорное и рефлекторное взаимодействия.

Если афферентный (ноцицептивный) поток пропущен воротным контролем, то реализуются рефлекторные реакции нейронов переднего и бокового рогов спинного мозга. В ответ на боль мышца сокращается быстро или медленно, что клинически сопровождается вздрагиванием или длительным сокращением (дефансом). Кроме того, любой афферентный (ноцицептивный) поток достигает симпатических и парасимпатических центров спинного мозга, обеспечивая рефлекторное изменение вегетативного тонуса, качества вегетативного реагирования отдельных органов или их частей, метамерно соответствующих сегменту спинного мозга. Это проявляется спастическим сокращением или дилатацией гладкой мускулатуры желудочно-кишечного тракта, бронхо-легочного комплекса, сосудов и прочих органов.

Итогом перцепции поступившего сигнала может быть его усиление в десятки и сотни раз, но и его подавление. Передача афферентного сигнала на соседний нейрон является нормальным физиологическим процессом в определенном диапазоне. Превышение физиологической дозы афферентного сигнала создает нейрофизиологическую и нейрохимическую базу центральных болей спинального и церебрального уровня с соответствующими клиническими симптомами. Формирование гиперактивных афферентных нейронов на различных уровнях центральной нервной системы без участия потенциалов действия периферических афферентных нейронов, т.е. без ноцицепции с участием рецепторов, качественным образом меняет функцию промежуточных афферентных нейронов. Иначе, не являясь рецепторами, вставочные афференты выполняют роль ноцицепторов на уровне всех восходящих релейных станций, т.е. нервных центров.

На этом же уровне происходит перераспределение сенсорных потоков на соседние сегменты, формирование восходящих и нисходящих связей между различными нейронными группами. Выделяют лемнисковые (от лат. lemniscus - петля) и экстралемнисковые пути. Проприоцептивные пути Голля и Бурдаха, заканчиваясь на соответствующих ядрах продолговатого мозга, дают начало второму нейрону - медиальной петле, не имеющей прямого отношения к проведению ноцицептивного сигнала, но играющей важную роль в последующей обработке болевого сигнала на вышерасположенных релейных станциях, т.е. в образовании ноцицепторов центральной локализации. Основной ноцицептивный поток проводится по экстралемнисковым быстропроводящим (15 - 45 м/с) путям, которые складываются, в основном, из неоспиноталамического пути, частично из палеоспиноталамического, спиномезенцефального и спиноретикулярного путей.

Скорость проведения по последним трактам невелика - 0,5 - 1,5 м/с. Неоспиноталамический путь обеспечивает передачу сенсорной информации (первичная боль) в конкретные нейронные центры, включая корковые зоны, и реализует сенсорно-дискриминационные характеристики боли: локализадию, вид, интенсивность и др. Более древние пути состоят из большого количества нейронов, проводят вторичную боль, отдают на своем протяжение большое количество коллатералей в ретикулярную формацию ствола, центральное серое вещество, ядра шва, гипоталамус, лимбическую систему в неспецифические ядра таламуса и другие образования. Активация АНЦС стволового уровня обеспечивается с помощью афферентного потока, доставляемого этими путями.

В свою очередь, спинальный механизм перцепции, включая ноцицепцию, находится под влиянием контролирующих функций вышележащих отделов ЦНС. Такие когнитивные (оценивающие) факторы, как память, внимание, эмоции, предыдущий опыт и другие параметры деятельности ЦНС оказывают мощное влияние на процесс восприятия боли. Головной мозг осуществляет контроль за передачей сенсорной информации спинальными сегментами с использованием разнообразных систем. Ретикулярная формация ствола мозга, например, контролирует деятельность спинальных релейных нейронов, а также интернейронов, связанных с волокнами малого диаметра. Волокна из разных областей коры большого мозга проецируются в ретикулярную формацию, и, вследствие этого, когнитивные процессы могут влиять на активность ретикулоспинальных систем. Когнитивные процессы действуют также на сегментарный воротный механизм через системы кортикоспинальных волокон.

Следующей релейной станцией перцепции афферентного (ноцицептивного) потока является ствол головного мозга (третья ступень АНЦС). Ноцицептивная система ствола представлена ретикулярной формацией, сердечно-сосудистой, дыхательной системами, механизмами обеспечения сна и бодрствования, центральным серым веществом, двигательными и сенсорными ядрами черепных нервов, гипоталамусом, лимбической системой, зрительными буграми и рядом других образований.

Под влиянием физиологической первичной боли происходит активация всех нейронных групп ствола по типу реакций общего типа. Тем самым готовится предварительная активность многих систем к болевому реагированию. Очевидно, что эти реакции развертываются при оптимальной силе ноцицептивного раздражителя. Более глубокие физиологические сдвиги происходят в деятельности организма под влиянием более сильной кратковременной первичной боли, когда возможна остановка сердечной и дыхательной деятельности (торпидная фаза шока).

Физиологическая вторичная боль, наоборот, перестраивает функции ствола мозга противоположным образом. Её назначение - активация естественных систем борьбы с болью. Подчеркнем, что АНЦС этого уровня является многокомпонентным структурно-функциональным комплексом. В нее включаются ретикулярная формация, центральное серое вещество, сенсорная система тройничного нерва, гипоталамус, зрительный бугор и другие образования. В результате сложных физиологических процессов происходит ограничение восходящего афферентного, в том числе ноцицептивного потока. Выстраивание АНЦС и сохранение ее физиологических параметров происходит вследствие длительной (хронической) вторичной боли.

В любом случае ноцицептивного реагирования следует иметь в виду, что в перцепции ноцицептивного потока принимают участие усиливающие системы, многократно дублирующиеся на различных уровнях, и ингибирующие механизмы, функционально тесно сопряженные между собой. Конечный результат ноцицептивного реагирования определяется интегрированными сложными процессами, происходящими последовательно или одновременно в различных функциональных системах, соподчиненных друг другу.

Выделяют две разновидности ноцицептивного реагирования: нейрональную и гуморальную. Самая быстрая фаза ноцицепции, в том числе и антиноцицепции, - нейрональная, т. е. взаимодействие между нейронами, в результате чего один нейрон оказывает тормозящее или возбуждающее влияние на другие нейроны этого уровня мозга. В этом отношении наиболее изучены механизмы тригеминокорпорального сенсорного взаимодействия. Суть его заключается в контроле восходящего афферентного потока с туловища афферентной системой тройничного нерва (Дуринян. Р.А., 1 982,1 985). Структурной основой взаимодействия являются три чувствительных ядра V нерва, занимающие пространство от уровня среднего мозга до верхних шейных сегментов, и афферентные системы ствола мозга. Неспецифические ядра (клетки ШДД) зрительных бугров и специфические ядерные комплексы VPL и VPM дополняют возможности быстрого нейронального взаимодействия. Тем самым обеспечивается многоканальное реагирование двух сенсорных потоков краниального и корпорального. Установлено, что функциональная активность сенсорных систем тройничного нерва выше суммарной активности афферентных влияний с туловища, т. е. с кожи, локомоторного аппарата и внутренних органов. Условно этот механизм, по аналогии с воротным контролем спинного мозга, можно назвать воротным контролем большого мозга.

Нейрональное взаимодействие осуществляется также между нейронами ретикулярной формации, вегетативных образований оральных и каудальных отделов мозга, лимбической системы и других формаций, в результате чего происходит кратковременное или длительное усиление или ограничение поступления ноцицептивных влияний с периферии. Под влиянием стабильного ноцицептивного потока при слабости ингибирующих механизмов формируются ГПУВ, важные для развития дезадаптивной, патологической боли.

Оральные отделы ствола, ответственные за гуморальные компоненты болевого реагирования (центральное серое вещество, ядра гипоталамуса) начинают включаться при длительном интенсивном болевом раздражении. Этот способ ноцицептивного реагирования осуществляется с большим латентным временем, но включается более надежно, удерживается длительнее, обеспечивая выработку специфических веществ полипептидных трансмиттеров (эндорфинов и энкефалинов), а также продуктов деятельности гипоталамуса и гипофиза (АКТГ, ТТГ и др). Действие гуморальных факторов ноцицептивного реагирования определяет активность многих систем от тканей, где расположены рецепторы, до нейронных групп спинного и головного мозга, включая кору. Известно, что эндорфины оказывают на головной мозг многостороннее воздействие. С их помощью надежно контролируется АНЦС, определяются многие психофизиологические эффекты (гедония), уровень эмоционального реагирования, чувство индивидуальной привязанности и пр. При патологической боли эти надежные функции страдают в последнюю очередь, вызывая более глубокие изменения деятельности АНЦС, психики, личностных особенностей, формируя многие устойчивые болезненные состояния, включая иммунные и эндокринные расстройства. (Продолжение в следующем номере)