Клиническая патофизиология и анатомия острой боли

Клиническая патофизиология и анатомия острой боли

А. М. Овечкин

Первый московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова

Clinical pathophysiology and anatomy of acute pain

A. M. Ovechkin

I. M. Sechenov First Moscow State Medical University

Определение острой боли

Согласно определению Международной ассоциации по изучению боли (¡ЛБР), боль представляет собой неприятное ощущение и эмоциональное переживание, связанное с имеющимся или вероятным повреждением тканей, или же описываемое пациентом терминами подобного повреждения. Данное определение подразумевает вербальный контакт с пациентом, в то же время отсутствие подобного контакта (пациенты без сознания или с тяжелыми нарушениями интеллекта) не означает, что пациент не испытывает боли и не нуждается в обезболивании.

Острая боль обычно определяется как боль, недавно начавшаяся и (вероятнее всего) ограниченная по продолжительности, по времени возникновения и локализации болевых ощущений, связанная с заболеванием или травмой. Хроническая боль сохраняется и после заживления раны или окончания заболевания в течение длительного времени (иногда на протяжении всей жизни пациента), а в ряде случаев невозможно установить причину ее возникновения.

Интенсивная острая боль с течением времени может стать хронической. Понимание патофизиологических механизмов острой боли способствует повышению качества ее лечения и предотвращению трансформации в хроническую форму.

Ноцицепция

Ноцицепция - это комплексный нейрофизиологический процесс генерации активности периферических афферентных волокон, индуцированный разнообразными стимулами повреждающей интенсивности, с последующей передачей ноци-цептивной информации в спинальные структуры и кору головного мозга. В нем выделяют четыре основные стадии:

• Трансдукция - активация специализированных нервных окончаний (ноцицепторов), формирование потенциала действия.

• Трансмиссия - проведение потока ноцицеп-тивных стимулов из периферических тканей в структуры спинного мозга и далее в супра-спинальные центры и кору головного мозга.

• Модуляция - подавление интернейронами II пластины задних рогов спинного мозга высвобождения нейротрансмиттеров из но-цицептивных нейронов, т. е. препятствие активации нейронов 2-го порядка.

• Перцепция - кульминация вышеуказанных процессов, локализация и осознанное восприятие боли корой головного мозга, формирование эмоционально-аффективного компонента.

Трансдукция

Периферические ноцицепторы

Восприятие ноцицептивных стимулов начинается с активации периферических сенсорных образований (ноцицепторов), которая трансформируется в потенциал действия (трансдукция) для последующей передачи в спинальные и супраспиналь-ные структуры.

Ноцицепторы представляют собой свободные (неинкапсулированные) периферические окончания афферентных волокон. Клеточные тела ноци-цептивных афферентных волокон, иннервирую-щих туловище, конечности и внутренние органы, находятся в ганглиях задних корешков, в то время как тела афферентных волокон, иннервирующих голову, полость рта и шею, лежат в тригеминаль-ных ганглиях и проецируются в тригеминальное ядро ствола головного мозга.

Наибольшее количество ноцицепторов содержится в коже, мышцах, стенках сосудов, суставах,

оболочках внутренних органов, твердой мозговой оболочке. Наиболее распространенный подкласс ноцицепторов представлен периферическими окончаниями тонких безмиелиновых С-волокон. Они представляют собой неспециализированные (полимодальные) ноцицепторы, которые могут быть активированы механическими, химическими или термическими повреждающими стимулами.

В норме ноцицептивные афферентные аксоны не имеют спонтанной электрической активности. Частота электрических разрядов в этих аксонах повышается пропорционально увеличению интенсивности внешней стимуляции.

Активация ноцицепторов сопряжена с деполяризацией Са2+-каналов. При достижении определенного порога стимуляции дистальный ак-сональный сегмент деполяризируется за счет вхождения в клетку ионов Ыа+, после чего генерированный потенциал действия передается в вышележащие структуры.

В процессы трансдукции вовлечены множественные рецепторы, расположенные на первичных афферентных волокнах. Ионотропные пу-ринергические рецепторы (Р2Х) активируются растяжением. Ванилоидные рецепторы (ТРИУ) активируются механическими и тепловыми стимулами. Один из наиболее важных рецепторов данного семейства - ТРИУ-1. Алкалоид стручкового перца капсаицин является блокатором ТРИУ-1 рецепторов, который вначале активирует,

а затем на длительное время деактивирует ноци-цепторы (табл. 1).

Медиаторы воспаления и боли

В механизмах трансдукции важную роль играет целый ряд медиаторов воспаления и боли:

1. Субстанция Р - нейропептид, высвобождаемый из терминалей безмиелиновых первичных афферентных волокон. Провоспалительные эффекты субстанции Р включают: вазодила-тацию, экстравазацию плазмы, дегрануляцию тучных клеток с высвобождением гистами-на, хемоаттрактивное действие на лейкоциты и их пролиферацию, высвобождение цитоки-нов. Эффекты субстанции Р могут быть блокированы нейротоксином капсаицином, разрушающим терминали афферентных нервов.

2. Брадикинин - основная альгогенная субстанция, оказывающая прямое активирующее действие на ноцицепторы.

3. Гистамин содержится в гранулах тучных клеток, откуда высвобождается под действием субстанции Р и других медиаторов. Эффекты гистамина - вазодилатация и отек за счет повышения проницаемости посткапиллярных венул.

4. Серотонин (или 5-гидрокситриптамин, 5-НТ) накапливается в плотных гранулах тромбоцитов, он повышает проницаемость микрососудов.

Таблица 1. Некоторые рецепторы, а также их лиганды

Ионотропные рецепторы Подтипы Лиганды*

ТИР (ванилоидные) ТИРУ-1; ТИРУ-2 Капсаицин, ионы Н+

Пуриновые Р2Х3 АТФ

Серотониновые 5НТ3 5НТ

ЫМБЛ (К-метил-Б-аспартатовые) Ш1, Ш2Л-Б, Ш3 Глутамат

АМРА (амино-гидроксиметил-пропиона-товые) Ю1иШ/ Ю1иИ2, Ю1иИ3 / Ю1иИ4 Глутамат

Метаботропные рецепторы

Метаботропные глутаматовые т61иК1.2/з.5 Глутамат

Простаноидные ЕР1-4 Простагландины Е1 и Е2

Гистаминовые Н1 Гистамин

Серотониновые 5НТ1А' 5НТ2* 5НТ4 5НТ

Брадикининовые В1' В2 Брадикинин

Тахикининовые ык1 Субстанция Р, нейрокинин А

Опиоидные ц, 5, к Энкефалин, динорфин, бета-эндорфин

* Лиганды - биохимические агенты, соединяющиеся с определенными рецепторами. Регионарная анестезия и лечение острой боли

5. Простагландины играют существенную роль в начальной активации ноцицепторов, а также усиливают воспаление и отек тканей в зоне повреждения. Активация циклооксигеназы 2-го типа (ЦОГ-2) приводит к быстрому образованию простаноидов (простагландинов и тром-боксана А2) из арахидоновой кислоты, выделяющейся из поврежденных мембран клеток.

6. Высвобождение цитокинов и интерлейкинов является компонентом периферического воспалительного ответа. Циркулирующие цитоки-ны могут способствовать увеличению синтеза простагландинов в головном мозге. Накопление медиаторов воспаления в зоне повреждения приводит к стойкой стимуляции ноци-цепторов, образованию новых ноцицепторов и формированию первичной гиперальгезии.

Тканевое повреждение, обусловленное инфекцией, воспалением, ишемией, сопровождается дегрануляцией тучных клеток, гиперпродукцией клеток воспаления (моноцитов и лимфоцитов), а также индуцирует синтез ряда энзимов, в частности ЦОГ-2. Медиаторы воспаления, воздействуя через лигандзависимые ионные каналы, а также через метаботропные рецепторы, активируют (сенситизируют) ноцицепторы. К эндогенным модуляторам ноцицепции относят про-теиназы, провоспалительные цитокины (ФНО, ИЛ-1, ИЛ-6), противовоспалительные цитокины (ИЛ-10) и хемокины. Активация внутриклеточного киназного каскада приводит к фосфорили-рованию каналов (в частности, потенциалзави-симых натриевых и ТИР-каналов), изменениям их кинетики и порогов и в конечном счете к сен-ситизации ноцицепторов. Нейропептиды (субстанция Р и кальцитонин-ген-связанный пептид), секретируемые периферическими нервными

окончаниями, способствуют привлечению плазменных факторов и клеток воспаления в зону тканевого повреждения (нейрогенный отек). Повышение чувствительности (снижение порогов) в пределах зоны поврежденных тканей, обусловленное периферическими механизмами, называется периферической сенситизацией и проявляется клинически первичной гиперальгезией. НПВС способны модулировать периферические механизмы ноцицепции, угнетая синтез ПГЕ2.

Трансмиссия

Проведение ноцицептивных стимулов из зоны

повреждения в спинной мозг

Ноцицептивные стимулы проводятся с периферических ноцицепторов в задние рога спинного мозга (ЗРСМ) как по безмиелиновым, так и по ми-елинизированным волокнам. Ноцицептивные волокна классифицируются в соответствии со степенью их миелинизации, диаметром и скоростью проведения (табл. 2).

А-дельта аксоны ответственны за «первичную» или «быструю» боль, т. е. быстрое (в течение 1 с.) локализованное восприятие боли короткой продолжительности, а также ее характеристик (острая, жгучая и т. д.). Безмиелиновые С-волокна обеспечивают ощущение «вторичной» боли с увеличенной латентностью (от нескольких секунд до минут), существующей длительное время.

Натриевые каналы играют основную роль в проведении нейрональных потенциалов действия в ЦНС. Ыа+-каналы сенсорных нейронов являются основной точкой действия местных анестетиков, поскольку они представлены также в симпатических и моторных волокнах, действие МА распространяется и на эти волокна.

Таблица 2. Классификация афферентных волокон

Тип волокон Степень миелинизации Скорость проведения Функция

Ар-волокна, диаметр 5-20 цш Хорошо миелинизированные 40-120 м/с Не участвуют в ноцицепции, ответственны за тактильные ощущения и проприоцепцию

А5-волокна, диаметр 1-5 цш Плохо миелинизированные 6-30 м/с Воспринимают низко- и высокопороговые механические стимулы, тепловые воздействия

Воспринимают высокопороговые механические, термические и химические стимулы

С-волокна, тг пот/

п г Немиелинизированные 0,2-2 м/с

диаметр 0,5-1 цш 1

Изменения кинетики Ыа+-каналов, обусловленные тканевым повреждением, способствуют формированию гипервозбудимости нейронов.

Структура заднего рога спинного мозга

Анатомически задний рог состоит из 6 пластин (см. рисунок).

Пластина I (краевая зона).

Краевая зона ЗРСМ состоит из крупных, поперечно ориентированных нейронов. Нейроны I пластины реагируют на:

• интенсивные механические стимулы (Аб-волокна);

• термические стимулы интенсивностью > 43 ° С (Аб-волокна);

• ноцицептивные механические, термические и химические стимулы (полимодальные С-волокна).

Пластина II (желатинозная субстанция).

Нейроны II пластины активируются механическими или термическими афферентными стимулами. Нейроны, дендриты которых находятся в наружной части, активируются ноцицептивны-ми стимулами, а те нейроны, дендриты которых расположены во внутренней части, активируются не ноцицептивными механическими стимулами.

Пластины 111-У.

Дендриты нейронов IV пластины располагаются поперечно и дорсально, проникая в же-латинозную субстанцию. Нейроны IV пластины реагируют на прикосновение (А^-волокна). Нейроны широкого динамического диапазона (ШДД) V пластины являются полирецептивными

и реагируют как на неболевые стимулы (прикосновение), так и на механические стимулы низкой и высокой интенсивности, а также термические и химические стимулы. Активность ШДД-нейронов возрастает в ответ на повышение интенсивности стимула. Нейроны V пластины участвуют в формировании спино-таламическо-го, спино-ретикулярного и спино-мезенцефали-ческого трактов.

У1 пластина заднего рога содержит большое количество конвергентных нейронов, получающих входы от низкопороговых мышечных афферентных волокон, а также низко- и высокопороговых кожных и висцеральных афферентных волокон.

Центральные окончания С- и А-дельта волокон входят в спинной мозг в составе тракта Лиссауэра (на 80% состоящего из этих волокон). С-волокна заканчиваются преимущественно во II пластине (желатинозная субстанция) ЗРСМ. А-дельта волокна заканчиваются в I пластине ЗРСМ. Окончания первичных афферентных волокон в ЗРСМ передают ноцицептивные стимулы на нейроны второго порядка при помощи ряда нейротрансмиттеров, в т. ч. глутамата и субстанции Р (см. ниже). Существует два основных типа нейронов второго порядка:

1) ноцицептор-специфические нейроны, которые реагируют исключительно на стимулы, поступающие с А-дельта и С-волокон;

2) нейроны широкого динамического диапазона (ШДД-нейроны), реагирующие как на ноцицеп-тивную, так и на неноцицептивную стимуляцию.

Имеются интраспинальные пути, связывающие первичные ноцицептивные афференты с моторными нейронами и вегетативными эфферентами. Активация этих проводящих путей сопровождается развитием мышечной ригидности и вегетативными реакциями (вазоконстрикция, тахикардия, выброс гормонов коры надпочечников).

Висцеральные ноцицептивные пути

Вегетативные афферентные нейроны, идущие от висцеральных органов к спинному мозгу и стволу головного мозга, являются висцеральными афферентными компонентами спинальных и черепно-мозговых нервов. Тела этих нейронов, так же как и тела соматических афферентных нейронов, располагаются в ганглиях задних корешков. Висцеральные афферентные нервы пересекают вегетативные ганглии, но не образуют с ними синапсов и входят в спинной мозг или ствол головного мозга вместе с соматическими афферентными волокнами тех же нервов. Как висцеральные, так и соматические афференты образуют рефлекторные связи с преганглионарными вегетативными нейронами ствола и спинного мозга. Таким образом, они связаны с ними функционально, но не являются их анатомическим компонентом.

Висцеральные афференты конвергируют на нейронах ЗРСМ, так же как и соматические но-цицептивные афференты.

Висцеральная боль возникает в результате появления множественных высокочастотных разрядов висцеральных афферентов, которые в норме выполняют скорее гомеостатические, чем ноци-цептивные функции. В частности, висцеральные афференты могут проявлять низкочастотную активность в ответ на умеренную дилатацию полых органов, но отвечать вспышкой высокочастотных разрядов на их резкое и чрезмерное растяжение. Возникшая боль ощущается в тех дерматомах, соматические нейроны которых проецируются в тех же сегментах спинного мозга.

Особенности иннервации висцеральных органов необходимо учитывать при выборе уровня пункции и катетеризации эпидурального пространства при вмешательствах на тех или иных висцеральных структурах (табл. 3).

Например, кожа мошонки иннервируется из сакральных сегментов, в то же время при операциях на яичках необходим верхний сенсорный уровень эпидурального блока не ниже Т. Это связано с тем, что висцеральные афферен-ты от яичек вместе с симпатическими волокнами входят в спинной мозг на уровне Т^0.

Таблица 3. Сегментарное распределение висцеральных симпатических нервов

Голова, шея, верхние конечности ТЧ-5

Сердце А-5

Легкие ТЧ-4

Пищевод (нижняя часть) ТЧ-6

Желудок ТЧ-10

Тонкий кишечник ТЧ-10

Толстый кишечник ТЧ-10

Печень и желчный пузырь ТЧ-9

Поджелудочная железа и селезенка ТЧ-10

Почки и мочеточники ТК-Ч

Надпочечники

Яички и яичники ТЬ10-11

Мочевой пузырь ТК-Ч

Предстательная железа ТК-Ч

Матка ТК-Ч

При кесаревом сечении для адекватной анестезии верхний уровень блока должен достигать, по крайней мере, среднегрудных сегментов. Это связано с тем, что висцеральная и париетальная брюшина имеют достаточно большую протяженность. Тракции матки вызывают раздражение брюшины и, как следствие, боль в тех случаях, когда верхний уровень блока недостаточен для того, чтобы блокировать все ноцицептивные волокна, идущие от брюшины.

Передача ноцицептивной информации в пределах, спинного мозга

В процессах трансмиссии на уровне ЗРСМ участвует ряд нейротрансмиттеров, нейромодуля-торов и свойственных им рецепторов. Они могут быть разделены на две основные группы:

1) возбуждающие трансмиттеры, выделяемые первичными ноцицептивными афферентами или интернейронами спинного мозга;

2) тормозные трансмиттеры, высвобождаемые интернейронами спинного мозга или супраспи-нальными структурами.

Окончания первичных афферентных волокон содержат возбуждающие аминокислоты (аспартат и глутамат), пептиды (субстанция Р,

кальцитонин-ген-связанный пептид) и нейротро-фический фактор, которые выполняют роль ней-ротрансмиттеров и выделяются из терминалей под воздействием стимулов различной интенсивности. Деполяризация окончаний первичных афферентных волокон приводит к высвобождению глутамата, который активирует постсинаптиче-ские ионотропные AMPA-рецепторы.

Аспартат и особенно глутамат являются основными возбуждающими трансмиттерами. Глутамат вызывает быструю кратковременную деполяризацию нейронов второго порядка. Субстанция Р и нейрокинин ответственны за отсроченную длительную деполяризацию. Возбуждающие аминокислоты действуют на различные рецепторы, в частности AMPA и NMDA (метаботропные глутаматовые рецепторы). Активация АМРА-рецепторов вызывает вхождение ионов Na+ в клетку, ее деполяризацию и последующую быструю активацию NMDA-рецепторов.

При этом осуществляется быстрая передача сигнальной информации, связанной с локализацией и интенсивностью ноцицептивной стимуляции. При этой модели «физиологической» боли стимуляция высокой интенсивности вызывает кратковременную локализованную боль, взаимосвязь стимул-ответ между афферентным входом из зоны повреждения и реакцией нейронов задних рогов спинного мозга является предсказуемой и легко воспроизводимой.

Суммация повторных стимулов с С-волокон приводит к прогрессирующему усилению деполяризации постсинаптической мембраны и удалению Mg^-блока из ионных каналов NMDA-рецепторов. Механизмы данного эффекта включают воздействие глутамата на ионотропные NMDA-рецепторы, метаботропные глутаматовые рецепторы (mGluR), а также воздействие субстанции Р на нейрокининовые (NK:) рецепторы. При этом наблюдается быстрое, прогрессирующее с каждым стимулом увеличение частоты генерации потенциалов действия нейронами ЗРСМ, получившее название феномена «взвинчивания» активности нейронов ЗРСМ (в англоязычной литературе - «wind-up»).

Долговременная потенциация (ДВП) индуцируется высокочастотной стимуляцией, при этом усиленные ответы нейронов регистрируются и после прекращения действия вызвавшего их стимула. Этот феномен включен в механизмы «болевой памяти» на уровне гиппокампа, а также формирования сенситизации нейронов спинного мозга.

Интенсивная и длительная стимуляция повышает возбудимость нейронов ЗРСМ. При помощи электронейрофизиологических исследований выявили два основных механизма усиления постсинаптических ответов. Это «взвинчивание», обусловленное низкочастотной стимуляцией С-волокон (но не А-дельта волокон), и ДВП, индуцированная высокочастотной стимуляцией и превосходящая по длительности действие вызвавшего ее стимула.

Повышение внутриклеточной концентрации ионов Са2+, обусловленное их усиленным входом через ионные каналы ЫМЭА-рецепторов, а также высвобождением из внутриклеточных депо, активирует ряд внутриклеточных киназ-ных каскадов. Последующие изменения кинетики ионных каналов и/или активности рецепторов, образование дополнительных рецепторов в мембранах повышают эффективность симпатической передачи.

Изменения реактивности нейронов ЗРСМ и функциональной проводимости А-бета меха-ночувствительных волокон, а также интенсификация нисходящих «облегчающих» влияний способствуют развитию вторичной гиперальгезии (т. е. снижению болевых порогов за пределами непосредственно травмированных тканей).

Модуляция

Помимо описанных выше возбуждающих механизмов, важную роль играет тормозная модуляция на уровне ЗРСМ.

Афферентные стимулы, поступающие в спинной мозг, модулируются тормозными механизмами. Тормозные влияния осуществляются через локальные тормозные интернейроны и нисходящие из супраспинальных структур тормозные пути. ГАМК-ергические и глицинер-гические интернейроны вовлечены в тоническое торможение ноцицептивного входа. Гибель этих нейронов приводит к возникновению хронической нейропатической боли. В тормозной модуляции ноцицепции участвуют эндогенные опи-оиды и норадренергические тормозные пути.

Эндогенная активация тормозных механизмов ограничивает ответы нейронов на стимуляцию с С-волокон. Значимую роль при этом играют нейротрансмиттеры - энкефалины, эндорфины, норадреналин и серотонин. С активацией тормозных механизмов связаны механизмы действия ряда анальгетиков.

Нисходящие модулирующие проводящие пути

Нисходящие нейрональные проводящие пути подавляют перцепцию боли и эфферентные реакции на боль. Кора головного мозга, гипоталамус, тала-мус и центры ствола мозга (околоводопроводное серое вещество (ОВСВ), большое ядро шва, синее пятно) посылают нисходящие аксоны в спинной мозг, что позволяет модулировать трансмиссию ноцицептивной информации на уровне ЗРСМ.

Терминали нисходящих аксонов тормозят высвобождение ноцицептивных нейротрансмитте-ров из первичных афферентов, а также ослабляют реакцию нейронов второго порядка на ноцицеп-тивную стимуляцию.

ОВСВ является энкефалинергическим ядром ствола, ответственным за морфин-индуцирован-ную анальгезию. Нисходящие аксоны из ОВСВ проецируются в ретикулярную формацию, а затем опускаются в спинной мозг, где образуют аксоны с тормозными нейронами ШДД и другими нейронами. Аксональные терминали из ядра шва проецируются в ЗРСМ, где они высвобождают серото-нин и норадреналин. Аксоны, нисходящие из синего пятна, модулируют трансмиссию на уровне ЗРСМ за счет высвобождения норадреналина и активации постсинаптических альфа-адренер-гических рецепторов. ГАМК-ергические и энкефа-линергические интернейроны в ЗРСМ также обеспечивают локальное торможение ноцицепции.

Нисходящие пути участвуют в модуляции передачи ноцицептивной информации на спиналь-ном уровне, за счет пресинаптического действия на первичные афферентные волокна, постсинап-тического действия на проекционные нейроны или же за счет действия на вставочные нейроны задних рогов. В этих процессах участвуют как прямые кортикофугальные (эфферентные), так и опосредованные (через модулирующие структуры типа околоводопроводного серого вещества) пути от коры головного мозга и гипоталамуса.

Относительный баланс между тормозными и облегчающими влияниями варьирует в зависимости от типа и интенсивности стимула, а также времени, прошедшего с момента травмы. Серотонинергические и норадренергические пути в задне-боковых канатиках участвуют в реализации нисходящих тормозных эффектов, серотони-нергические пути задействованы и в облегчающих эффектах.

Таким образом, анальгезия может быть достигнута усилением торможения (опиоиды, антидепрессанты) и/или ограничением активирующей стимуляции (местные анестетики, кетамин).

Проведение ноцицептивных стимулов из спинного

мозга в супраспинальные структуры

В проведении ноцицептивных стимулов из спинного мозга в супраспинальные структуры участвуют несколько восходящих трактов, в частности спиноталамический, спиноретикулярный, спиномезенцефалический и спинолимбический. Основным путем передачи ноцицептивной информации является спиноталамический тракт (СТТ). СТТ состоит из двух проводящих путей: латерального неоспиноталамического (НСТТ) и расположенного медиальнее палеоспинотала-мического (ПСТТ). НСТТ проецируется в неота-ламус, клетки которого передают ноцицептивные импульсы непосредственно в соматосенсорные зоны коры головного мозга. При этом осуществляется быстрая перцепция (локализация) боли и реакции избегания. Латеральный тракт также обеспечивает дискриминацию боли, ее сенсорные характеристики (пульсирующая, жгучая и т. п.).

ПСТТ представляет собой медленный по-лисинаптический тракт, который проецируется в ретикулярную активирующую систему, околоводопроводное серое вещество и медиальный таламус. Клетки медиального таламуса отдают проекции во фронтальную и лимбическую зоны коры. ПСТТ участвует в перцепции длительной острой боли, хронической боли. Кроме того, он обеспечивает восприятие плохо локализованных неприятных ощущений спустя длительное время после первичного повреждения.

Перцепция

Центральное звено ноцицептивной системы

Вся совокупность болевых ощущений, поведенческих реакций и эмоциональной окраски боли формируется при передаче ноцицептивной информации из структур спинного мозга в средний мозг, передний мозг и кору головного мозга по проводящим путям. Спиноталамический путь восходит из первичных афферентных термина-лей I и II пластин ЗРСМ в таламус, откуда ноци-цептивная информация по таламокортикальным связям передается в соматосенсорные области коры. Спиноталамический путь обеспечивает дискриминационное восприятие болевых ощущений (определение источника боли и типа болевой стимуляции).

Спиноретикулярный и спиномезенцефали-ческий тракты дают проекции в продолговатый мозг и ствол головного мозга, участвуя, таким образом, в формировании гомеостатических

и вегетативных реакций в ответ на ноцицептив-ную стимуляцию. Они же дают проекции в кору головного мозга, принимая участие в формировании эмоционально-аффективного компонента боли.

Спинопарабрахиальный путь формируется из поверхностных нейронов I пластины задних рогов спинного мозга и проецируется в вентро-медиальный гипоталамус и центральное ядро миндалевидного тела.

Первичная и вторичная гиперальгезия

Согласно определению Международной ассоциации по изучению боли, под гиперальгезией понимают «избыточную реакцию на умеренную ноци-цептивную стимуляцию». Первичная гиперальге-зия или периферическая сенситизация является отражением активации и сенситизации ноцицеп-тивных А-дельта волокон и терминальных окончаний полимодальных С-волокон в травмированных тканях. Основой вторичной гиперальгезии или центральной сенситизации является спиналь-ная нейропластичность и облегчение передачи ноцицептивной информации в супраспинальные структуры.

Первичная гиперальгезия

Первичная гиперальгезия развивается вследствие первичной активации ноцицепторов (транс-дукции) в ответ на механическую, термическую или химическую стимуляцию. Периферические медиаторы механического и термического повреждения включают ионы К+ и Н+, простагланди-ны (ПГЕ2), цитокины (ИЛ-6, ИЛ-10, ФНОа) и так называемые аутокоиды (субстанцию Р, ангиотен-зин II, брадикинин, гистамин, серотонин).

Под действием медиаторов боли и воспаления ноцицепторы становятся сенситизиро-ванными, они деполяризируются спонтанно или под влиянием низкопороговой стимуляции. Ноцицепторные терминали содержат ряд мембранных рецепторов и ионных каналов, в т. ч. ва-нилоидные (ТРКУ-1) рецепторы, пуринергические рецепторы. ТР^-1-рецепторы инициируют образование потенциалов в периферических тер-миналях, они же ответственны за трансформацию ноцицептивных стимулов в поток потенциалов действия.

Повышение активности ЦОГ-2 способствует конвертации арахидоновой кислоты, высвобождающейся из мембран поврежденных клеток, в ПГЕ2,

первичный медиатор ноцицепции и инициатор трансдукции. Брадикинин и каллидин связываются с конституциональными С-протеиновыми рецепторами (именуемыми В2-рецепторами), которые, в свою очередь, активируют фосфолипазы А и С, а также протеинкиназу С. Брадикинин также активирует потенциалзависимые ионные каналы, изменяя ионные потоки К+ и Ыа+, что приводит к повышению чувствительности термомеханических С-ноцицепторов.

Взаимодействие брадикинина с TPRV-1-рецепторами играет значительную роль в механизмах брадикинин-индуцированной гиперальге-зии. Сенситизированные брадикинином TPRV-1-рецепторы приобретают способность активироваться при более низкой температуре.

В механизмах ранних фаз первичной гипераль-гезии основное значение имеют медиаторы воспаления, на более поздних стадиях свою роль играют патофизиологические изменения, включающие повреждения нейронов, эффекты эфферентной симпатической потенциации, влияние нейтрофильной и лимфоцитарной инфильтрации. Поздняя фаза ассоциируется с появлением эктопических разрядов и прочими проявлениями ней-рональной активности, не зависящей от внешней стимуляции.

Вторичная гиперальгезия

Вторичная гиперальгезия - форма центральной сенситизации, являющейся следствием повреждения тканей и тканевого воспаления. Ее клинические проявления - значительное усиление ответов на ноцицептивную и неноцицептивную стимуляцию неповрежденной ткани вокруг зоны повреждения. Вторичная гиперальгезия играет важную роль в повышении интенсивности боли, обусловленной физической нагрузкой и ограничивающей мобильность пациентов. Кроме того, она служит основой трансформации острой боли в хроническую.

Вторичная гиперальгезия является отражением активации и прогрессирующей сенситизации ноцицептивных специфических нейронов второго порядка, а также нейронов ШДД задних рогов спинного мозга. Кроме того, в ее формировании играет роль активация нейронов ствола головного мозга и таламуса. Указанные клетки активируются потоками ноцицептивных афферентных стимулов из поврежденных тканей.

Описаны две формы вторичной гиперальге-зии: а) гиперальгезия на легкую ноцицептивную

стимуляцию (пункционной иглой); б) гипераль-гезия на легкую неноцицептивную стимуляцию (аллодиния).

Механизмы, являющиеся основой сенситиза-ции нейронов ЗРСМ, включают усиленную афферентную стимуляцию, феномен «взвинчивания» и долговременную потенциацию.

Сочетанное воздействие ВАК и нейрокини-на (НК) на облегчающие ноцицептивные проводящие пути является фармакологическим краеугольным камнем феномена вторичной гипе-ральгезии. Глутамат и аспартат ответственны за быструю синаптическую передачу и быструю деполяризацию нейронов. Глутамат высвобождается всеми первичными афферентами, в то время как субстанция Р обнаружена только в ноцицеп-торах. ВАК активируют АМРА-рецепторы, которые регулируют вхождение в клетку ионов К+ и Ыа+, а также интранейрональный потенциал. Усиленный вход Ыа+ в клетку облегчает «запуск» и активацию ЫМЭЛ-рецепторов. Спинальные и супраспинальные ЫМЭЛ-рецепторы повышают вхождение ионов Са2+ внутрь нейронов, что является основой долговременной потенциации. Сенситизация нейронов ЦНС лежит в основе трансформации острой боли в хроническую.

Клиническое значение первичной и вторичной гиперальгезии

Контроль трансдукции ноцицепторов и формирования первичной гиперальгезии является ключевым моментом снижения интенсивности и продолжительности острой боли. Сенситизация ноцицепторов приводит к снижению болевых порогов, повышению интенсивности болевых ощущений и удлинению сроков реабилитации. Физиологический ответ на трансдукцию

(инициацию ноцицепции) может быть ограничен периоперационным назначением неопиоидных анальгетиков (прежде всего, НПВС). Опиоидные анальгетики способны, в определенной степени, препятствовать высвобождению субстанции Р из терминалей первичных афферентов. Однако их анальгетический эффект будет ограниченным в условиях сенситизации ноцицепторов проста-гландинами, брадикинином и другими медиаторами воспаления.

Центральная сенситизация играет важнейшую роль в механизмах хронизации боли. Формирование хронического болевого синдрома подразумевает развитие пластических изменений в структурах ЦНС, скорость которых увеличивается при условии неадекватной фармакотерапии в раннем послеоперационном периоде. Длительная «бомбардировка» нейронов задних рогов спинного мозга ноцицептивными стимулами из поврежденных тканей приводит к прогрессирующему увеличению количества их связей с нейронами ШДД, а также возрастанию числа ЫМЭЛ-рецепторов на постсинаптических мембранах. Аксоны ШДД-нейронов проникают в зоны, где находятся клеточные тела ноцицеп-тивных нейронов. Таким образом, расширяются рецептивные поля, которые приобретают способность воспринимать и неноцицептивные стимулы. В результате всех указанных изменений неноцицептивная афферентная стимуляция (механическая и проприоцептивная) воспринимается как ноцицептивная, что создает условия поддержания сенситизации даже после заживления первичного повреждения тканей.

Знание основ патофизиологии острой боли является залогом успеха комплексного лечения и профилактики острого послеоперационного болевого синдрома.

Литература

1. Кукушкин М. Л., Хитров Н. К. Общая патология боли. М.: Медицина, 2004. 141 с.

2. Ballantyne J., Fishman S., Addi S. ^e Massachusetts General Hospital Handbook of Pain Management. 2nd edition. Philadelphia: Lippincott Williams&Wilkins, 2002.

3. Bonica's Management of Pain. 3rd edition, Philadelphia: Lippincott Williams&Wilkins, 2001.

4. Macintyre P., Schug S. Acute Pain Management. A practical guide. 3rd edition. Elsevier, 2007.

5. Macintyre P. et al. Acute Pain Management: Scientific Evidence. 3rd edition. Australian and New Zeland College of Anaesthetists, 2010.

6. Jensen T. Pathophysiology of pain: from theory to clinical evidence // Eur. J. Pain Suppl. 2008; 2: 13-17.