Физиология боли Лекция проф Н П Ерофеева

Физиология боли Лекция проф. Н. П. Ерофеева

Боль – это сложное субъективное чувство, которое включает в себя большее, чем простая сенсорная реакция на опасный для здоровья стимул. В реальной жизни болевое ощущение зависит не только от сенсорных, но и от психологических и оценочных факторов, способных радикально изменить болевое ощущение

Болевые рецепторы возбуждают три вида повреждающих стимулов: механические (укол иглой) химические (медиаторы воспаления) температурные (касание горячего предмета) Обычно быстрая (острая) боль вызывается механическими и термическими стимулами. Медленную боль вызывают все три типа стимулов.

Болевые рецепторы практически адаптируются не При действии повреждающих раздражителей возбуждаются болевые рецепторы. Отсюда их другое название ноцицепторы (от nocere – повредить) В зоне повреждения из тканей, сосудов, клеток высвобождается большое количество химических веществ – сильных сигналов (стимулов) боли: брадикинин, серотонин, гистамин, ионы К+, кислоты, ацетилхолин и протеолитические ферменты, простагландин Е 2 и вещество Р. Присоединяется тканевая ишемия, накапливаются метаболиты (лактат), что повышает чувствительность ноцицепторов. • Увеличение болевой чувствительности называется гипералгезией. • Болевые ощущения коррелируют со скоростью повреждения ткани

Локализация болевых рецепторов в полости рта • • • Слизистая оболочка полости рта иннервируется волокнами тройничного, лицевого, языкоглоточного и блуждающего нервов, которые оканчиваются ноцицепторами Зубы иннервируются ветвями тройничного нерва и ветвями, отходящими от вегетативных узлов Эмаль лишена сосудов и нервов. Все вмешательства на ней безболезненны. Поэтому понятие «гиперестезия эмали» является неверным Периодонт иннервируется свободными нервными окончаниями А-дельта - и С – нервных волокон, поэтому периодонт обладает болевой и тактильной чувствительностью с тонкой пространственной дискриминацией Периост. Имеет много свободных нервных окончаний (ноцицептивных нервов). Этим объясняется выраженная болезненность глубоких поднадкостничных инъекций Пульпа зуба. В пульпе зуба очень высокая концентрация нервов. Нервные элементы пульпы занимают приблизительно 20, 5% ее объема. Нервные волокна образуют под слоем одонтобластов мощное нервное сплетение и оканчиваются свободно или на сосудах. Нервных окончаний больше всего в рогах пульпы — 49% и центральной части — 36%, в области бифуркации — 7% и корневых каналах — 8%. Возникновение боли в пульпе связано с деформацией или повреждением периферического слоя пульпы, изменением давления внутри пульпы и высвобождением химических болевых веществ

Роль дентина в возникновении боли • Дентин. Пульпа с дентином составляют единый морфо-функциональный комплекс. Это имеет отношение прежде всего к чувствительности дентина. Сформировалось три конкурирующих между собой взгляда на механизм боли, возникающей при раздражении дентина Нервные волокна могут входить в предентин и даже проникать в дентин на несколько микрон, не достигая эмалево-дентинной границы, болезненной при препарировании. Имеется немало других фактов, которые не укладываются в нервную теорию дентина, например, боли от сладкого Объяснение чувствительности дентина довольно убедительно с позиции гидродинамической теории Branstrom (1963). Согласно этой теории при нанесении на поверхностные слои дентина механических, термических, осмотических раздражителей, жидкость дентинных трубочек перемещается и вызывает деформацию нервных окончаний в области одонтобластов или субодонтобласического сплетения Существует теория одонтобластического преобразования, которая заключается в том, что механическое раздражение, например, препарирование ведет к разрушению отростков одонтобластов и освобождению химических болевых веществ. Эти вещества, например, гистамин стимулируют нервные окончания вокруг тел одонобластов. Повреждение отростка одонтобласта сопровождается электрическими поверхностными изменениями, которые проводятся по нервным волокнам в пульпу

Зубная боль имеет два основных варианта: • • Боль при воспалении пульпы отличается приступообразностью, т. е. чередованием приступов и светлых промежутков Пульпа имеет очень низкий порог чувствительности к раздражениям электрическим током. У пульпы и низкий болевой порог к холоду: температура +10°С, на которую болью реагирует нормальная пульпа, не вызывает такой реакции у окружающих тканей. При воспалении пульпы чувствительность к термическим раздражителям возрастает В пульпе имеются свободные нервные окончания А-дельта - и С – нервных волокон При воспалении периодонта возникает резкая локализованная боль постоянного характера, которая соответствует области пораженного зуба

Болевые рецепторы - это свободные нервные окончания. Ноцицепторы имеют высокий порог чувствительности по сравнению с другими сенсорными рецепторами Болевые рецепторы являются конечными разветвлениями осевого цилиндра чувствительного нейрона

Болевая чувствительность(ноцицепция) – общее свойство любого повреждающего стимула Ноцицепторы – свободные нервные окончания АΔ - и С – нервных волокон. Ноцицепторы особо чувствительны к повреждающим воздействиям

Локализация и распределение болевых рецепторов • • • Поверхностные слои кожи (90% болевых рецепторов) Надкостница Стенки артерий Суставные поверхности Серп и намет свода черепа В глубоких тканях встречаются реже, но любое повреждение ткани вызывает медленную (хроническую) боль Ноцицепторы относятся к полимодальным рецепторам. Они могут активироваться стимулами разной природы.

Боль имеет две • Быстрая боль Синонимы Пронизывающая Колющая Острая Электрическая Быстрая боль не возникает при повреждении глубоких тканей разновидности • Медленная боль Синонимы Жгучая Ноющая Пульсирующая Тошнотворная Хроническая Медленная боль возникает как в коже так и в глубоких тканях и органах

Источники химических «болевых» сигнальных веществ Ткани и клетки: серотонин из тромбоцитов, гистамин из тучных клеток, простагландины Е 2, ионы К+, Н+, ацетилхолин и протеолитические ферменты. Плазма крови: брадикинин Нервные окончаня: Субстанция Р, пептид, кодируемый геном кальцитонина – CGRP Химические стимулы играют особую роль в развитии медленной мучительной боли, сопровождающей повреждения тканей. ПОЧЕМУ?

Химические стимулы (особенно простагландины) вызывают сенситизацию ноцицепторов: повышают чувствительность рецепторов боли, повышают проницаемость сосудистой стенки. В зоне повреждения возникают ощущение боли (dolor), тепла (calor), покраснение(color), нарушение функции (functio lesa), отек(edema) • Сенситизация - снижение болевого порога, в результате ноцицепторы интенсивнее реагируют на повторный стимул.

Схема развития сенситизации болевых рецепторов

Этапы передачи боли: 1 - источник – повреждение; 2 преобразование; 3 - передача; 4 - восприятие; 5 - подавление боли- антиноцицепция

ПД от ноцицептора распространяется и антидромно (аксон-рефлекс) Благодаря этому механизму в очаге повреждения возникает покраснение кожи, повышается температура, возникает отек и боль! Врачи используют знание этого теоретического механизма: горчичники и др. отвлекающие процедуры.

Антидромное распространение ПД, Аксон - рефлекс

Структура афферентного звена боли

Характеристика сенсорных афферентов

Два вида болевых афферентов • Тонкие миелинизированные АΔ волокна, диаметр 2 – 15 мкм, скорость 6 – 30 м/с • Тонкие немиелинизированные С – волокна, диаметр 0, 4 – 1, 2 мкм, скорость 0, 5 – 2 м/с

Поэтому и два чувства боли: • Быстрая (острая), первичная , хорошо локализуемая, ранняя, эпикритическая боль ощущается через 0, 1 с после стимула • Медленная (вторичная), глубокая, разлитая, ноющая, плохо локализуемая, поздняя, протопатическая боль ощущается через 1 с и более и медленно нарастает в течение многих секунд и минут

ДВА пути проведения боли в головной мозг 1. 2. Быстрый путь боли (неоспиноталамический тракт лемнисковая система) передача механической и острой термической боли по А-дельта болевым волокнам (+ тактильные рецепторы) в I пластины заднего рога : Желатинозная субстанция – таламус (вентробазальное и заднее ядра) – соматосенсорная кора S 1, S 2 (дискриминационная система, соматотопическая организация). Нейротрансмиттер - Глутамат Медленный путь боли (палеоспиноталамический тракт экстралемнисковая система) по С болевым волокнам (может и по А∆) : Желатинозная субстанция (II и III пластины) далее в V пластину заднего рога. Далее в стволе до ¼ волокон заканчиваются на нейронах РФ, на тектальных нейронах ср. мозга под четверохолмием и на нейронах серого вещества вокруг водопровода. РФ ствола – таламус (интраламинарные ядра, неспецифические) – гипоталамус – лимбический мозг (система мотиваций и эмоций) – вся кора. Нейротрансмиттер – Субстанция Р

Два восходящих пути

Четыре нейрона переключения болевой чувствительности Знание их – инструмент лечебного воздействия

Детали движение боли Афференты АΔ- и С -волокон входят в спинной мозг через задние корешки и идут в составе тракта Лиссауэра

Задний рог

Постсинаптический NMDA –рецептор «регулирует» болевую чувствительность • Острая боль (слабые и короткие по времени стимулы) • Хроническая боль (длительное болевое раздражение - • включает механизм Mg²+ блокады ионного канала и освобождение глутамата не приводит к возбуждению постсинаптической мембраны интенсивные и длительные по времени стимулы) понемногу деполяризуют постсинаптическую мембрану и Mg²+ блока NMDA –рецептора не происходит – ионный канал открывается, происходит сильная деполяризация. Болевая чувствительность повышается (нейропластичность) – феномен «взвинчивания» вторичная гипералгезия. NO модулирует пресинаптическую область путем активации NO-синтазы (в этом случае ретроградный мессенджер пресинаптической мембраны – отрицательная обратная связь)

Соматосенсорная кора

Антиноцицептивная система подавление боли (аналгезия) Нейроны 3 -х главных областей ствола мозга: 1. Серого вещества среднего мозга и верхней части моста вокруг водопровода и прилежащих областей III и IV. Отсюда сигналы подавления боли передаются к 2. Нейронам большого ядра шва (тонкое ядро по средней линии между нижней частью моста и верхней частью продолговатого мозга) и к ретикулярному парагигантоклеточному ядру (боковой отдел продолговатого мозга). От этих ядер сигналы второго порядка передаются вниз к заднебоковым столбам спинного мозга к 3. Тормозящему боль комплексу – нейронам, расположенным в задних рогах спинного мозга. Здесь боль блокируется до ее передачи в головной мозг.

Обезболивание в заднем роге реализуют Энкефалин и Серотонин • Энкефалин секретируют нейроны области серого вещества вокруг водопровода и по аксонам этих нейронов энкефалин стимулирует нейроны большого ядра шва. В свою очередь аксоны этих нейронов оканчиваются на вставочных нейронах заднего рога, выделяя серотонин. Короткие аксоны вставочных нейронов под действием серотонина выделяют в своих окончаниях энкефалин. • Энкефалин вызывает пресинаптическое торможение, входящих в задний рог болевых волокон А∆ и С в местах их синаптического переключения в задних рогах и постсинаптическое торможение связанных с ними нейронов

Система подавления боли головного и спинного мозга

Механизм подавления боли

Морфиноподобные вещества действуют на многих уровнях антиноцицептивной системы (60 - е годы XX века) • Мет-энкефалин обнаружен в стволе мозга и спинном мозге • β-эндорфин присутствует в гипоталамусе и гипофизе • Динорфин секретируется нейронами гипоталамуса и гипофиза, но в меньших количествах

Теория ворот боли

Воротный контроль боли (R. Melzack, P. Wall, 1965)

Теория ворот боли • Восприятие боли происходит не только из-за активации ноцицепторов, но является результатом модуляции ноцицептивных и не ноцицептивных сенсорных входов. Согласно теории ворот боли (R. Melzak a. P. Wall), тормозные интернейроны регулируют передачу по возрастанию ноцицептивной информации на уровне нейронов заднего рога, позволяя модулировать (увеличивать и уменьшать активность входного сигнала. Эта модуляция может объяснить фантомные боли конечностей, а также действие опиоидных анальгетиков.

Механизмы подавления боли ► Одновременная активация сенсорных входов активирует ингибирующие нейроны, уменьшая поток ноцицептивных сигналов и модулируют боль (т. е. , закрывает ворота). Простой пример: потирая ушибленное место, уменьшаем боль (потирание кожи активизирует передачу входных сигналов по быстрому пути – нервным волокнам большого диаметра). Электрическая стимуляция чрезкожных нервов является известной болеутоляющей процедурой (активирует механизм подавления боли). ► В ЦНС на уровне ствола мозга также блокируется боль, следующая от нейронов спинного мозга. Эндорфины являются частью эндогенной системы обезболивания, уменьшая восприятие боли на уровне нейронов второго порядка, выделяющих эндогенные опиоиды (эндорфины, энкефалины, …). Используется механизмом пресинаптического торможения, который сводится к снижению входа ионов Ca 2 + в пресинаптическую терминаль и уменьшению выхода медиаторов боли, ТПСП возникает из-за увеличению K + проводимости.

Типы болей • Ноцицептивная боль (непосредственное раздражение болевых рецепторов при травме, воспалении, опухолевом росте) • Невропатическая боль (в норме ПД возникает только в нервных окончаниях). При компрессии нервов, нейронов, например, таламической области (травма, воспаление, опухоль) ПД могут возникать в разных участках нервной системы • Фантомная (деафферентационная) боль возникает при нарушении сегментарного механизма торможения боли • Рефлекторная боль возникает, например, при мышечном перенапряжении, которое раздражает болевые рецепторы, что, в свою очередь, усиливает мышечное напряжение

Типы болей (продолжение) • Психосоматическая боль (некоторые виды головной боли) • Висцеральная исходит от внутренних органов. Главные причины: ишемия, перерастяжение полых органов, их воспаление, рост опухоли, спазм ГМК • Соматическая боль бывает поверхностной и глубокой. Глубокая (А дельта и С-волокна) связана с повреждением мышц, соединительной ткани, костей и суставов, склонна к иррадиации, сопровождается вегетативными расстройствами. Поверхностная боль связана с раздражением кожи или слизистых оболочек (укол, ушиб) • Отраженная боль, например, при инфаркте миокарда ощущается в левой руке, при заболеваниях желчного пузыря –в околопупочную область. Возникает также мышечное напряжение и гипералгезия