Боль вызывается травмирующими раздражителями, которые могут повредить ткани организма, и является формой защитной адаптации к окружающей среде. Механизмы ее формирования включают как периферические, так и центральные нервные механизмы.
I. Периферические нервные механизмы боли
Периферический нервный механизм боли относится к процессу, посредством которого различные рецепторы, расположенные в разных частях тела, преобразуют болевые стимулы в соответствующую информацию и передают ее по соответствующим сенсорным нервным волокнам в центральную нервную систему (ЦНС).
(i) Рецепторы травмы
Рецепторы травмы являются периферическими преобразователями ноцицептивных сигналов и расположены в основном в коже, слизистой, слизистой желудочно-кишечного тракта и подслизистой, межмышечной соединительной ткани, поверхностях и внутренностях сухожилий, глубокой фасции, надкостнице и внесосудистых мембранах. Первичными афферентными рецепторами принято считать терминальные ветви волокон Aδ и C, которые являются морфологически «свободными» или недифференцированными нервными окончаниями с телами клеток, расположенными в дорсальном корешковом ганглии. Рецепторы травмы делятся на три различных типа: поверхностные рецепторы травмы, рецепторы травмы мышц и p-суставов и висцеральные рецепторы травмы, в зависимости от их расположения и чувствительности к различным условиям раздражения.
(ii) Афференты рецепторов травмы
Нервные волокна, участвующие в передаче травматических ощущений, включают Aδ и C волокна. Однако эти волокна не являются простыми передатчиками сенсорной информации. Последние исследования показали, что перерезанный или поврежденный периферический нерв сам по себе действует как болевое поражение и вызывает множество физиологических, морфологических и биохимических изменений, таких как аномальная активность в периферическом первичном афферентном терминале или дорсальном корешковом ганглии.
(iii) Активность периферических симпатических волокон и боль
Симпатическая нервная система играет важную роль в развитии и сохранении хронической боли. Повреждение нерва или даже незначительная травма могут привести к симпатической дисфункции, и существует тесная связь между симпатической дисфункцией и развитием «сложных локализованных болевых синдромов», которые часто связаны с симпатической дисфункцией и проявляются как жгучая боль, ноцицептивная гипералгезия и боль, вызванная прикосновением (аллодиния). ). Исследования подтвердили, что после повреждения периферических нервов образование отростков (ростков) очень чувствительно к альфа-адренергическим агонистам, также было выявлено наличие альфа-адренергических рецепторов на дорсальном корешковом ганглии и образование иннервации между дорсальным корешковым ганглием и терминалями симпатических эфферентных волокон, что предполагает, что активность симпатических эфферентных волокон может нарушать активность и реакцию периферических афферентных волокон.
(iv) Периферическая сенсибилизация
Во время повреждения тканей и воспалительных реакций высвобождение медиаторов воспаления из поврежденных клеток, таких как тучные клетки, макрофаги и лимфоциты, и травмирующие стимулы также приводят к нейрогенной воспалительной реакции, в результате чего происходит вазодилатация, утечка белков плазмы и действие воспалительных клеток, высвобождающих химические медиаторы. Эти взаимодействия приводят к высвобождению медиаторов воспаления, таких как K+, H+, серотонин, брадикинин, вещество P (SP), гистамин, фактор роста нервов, метаболиты циклооксигеназного и липоксигеназного путей метаболизма арахидоновой кислоты (например, простагландины, лейкотриены и т.д.) и пептид, связанный с геном кальцитонина (CGRP), которые являются химическими веществами или медиаторами воспаления, которые позволяют низкоинтенсивное воздействие на организм. Эти химические вещества или медиаторы воспаления могут вызывать боль даже при стимулах низкой интенсивности, которые в норме не вызывают боли. Эта серия изменений, происходящих после повреждения тканей, называется периферической сенсибилизацией. Если периферические рецепторы повреждения сенсибилизированы, это может проявляться как.
(1) боль в состоянии покоя или спонтанная боль (спонтанная боль);
(2) первичной гипералгезии (первичная гипералгезия); (3) боли, вызванной прикосновением.
II. Центральные нервные механизмы р-боли
(i) Прекращение первичных афферентных волокон в дорсальном роге спинного мозга
Дорсальный рог спинного мозга является первой ретрансляционной станцией для передачи вредной информации в центр. Первичные афферентные рецепторы травмы заканчиваются в основном в ламинах I, II и V дорсального рога спинного мозга, причем С-волокна заканчиваются в ламинах I, II и III, а Aδ-волокна — в ламинах V в дополнение к ламинам I, II и III. Глия заднего рога (ламины II и III) является важным местом для модуляции вредной информации.
(ii) Восходящий путь, передающий ноцицептивную информацию
Афферентные импульсы от травмирующих рецепторов, после первоначальной интеграции нейронов в дорсальном роге спинного мозга, направляются по восходящему пути к вышележащим отделам центра. К вышележащим путям передачи ноцицептивной информации относятся спинно-таламический тракт (STT), спинно-ретикулярный тракт (SRT), спинно-мозговой тракт (SMT), спинно-шейный ядерный тракт (SCT), тракт постсинаптических волокон дорсального столба (PSDC), спинно-параспинальный амигдалоидный тракт (SPAT), спинно-параспинальный гипоталамический тракт (SPHT) и спинно-гипоталамический тракт (SHT). Среди этих пучков ноцицептивной передачи SRTpSCT и PSDC проводят быструю боль, а STTpSMTpSPATpSPHT и SHT проводят как быструю, так и медленную боль.
(iii) Ноцицептивные центры
1. подкорковые центры
Подкорковые центры, участвующие в интеграции, модуляции и восприятии боли, — это в основном таламус, гипоталамус и некоторые ядра и нейроны в головном мозге. Ядра в таламусе, тесно связанные с передачей боли, включают медиальное ядро и заднее латеральное ядро латерального ядра, заднее медиальное ядро и парабрахиальное ядро и центральное ядро ядра медуллярной пластинки; преоптическая и передняя гипоталамическая области гипоталамуса, вентральное медиальное ядро гипоталамуса и перивентрикулярное ядро содержат чувствительные к боли нейроны, которые возбуждаются или тормозятся в ответ на вредные стимулы. Эти нейроны играют роль, в большей или меньшей степени, в регуляции боли.
2. Кора головного мозга
Кора головного мозга является высшим центром интеграции сенсорной дискриминации и ответных импульсов на боль. Процесс боли затрагивает широкий спектр областей, и в то же время болевые импульсы обязательно попадают в поле сознания. Принято считать, что области коры головного мозга, участвующие во всем процессе боли, — это первая п две п три сенсорные области и лимбическая система. Первая сенсорная область является областью сенсорной дискриминации боли; вторая сенсорная область в основном ощущает висцеральную боль; третья сенсорная область участвует в дискриминации глубоких ощущений и деятельности по реагированию на боль; лимбическая система в основном участвует в регуляции висцеральной боли и психологической боли.
(iv) Центральная сенсибилизация
После повреждения тканей наблюдается повышенная реакция на обычные безобидные стимулы (боль, вызванная прикосновением) и чрезмерная реакция не только на механические и тепловые стимулы из поврежденной области (первичная ноцицептивная сенсибилизация), но и на механические стимулы из неповрежденной области, окружающей поврежденную область (вторичная ноцицептивная сенсибилизация). Эти изменения являются результатом повышенной возбудимости нейронов в дорсальном роге спинного мозга после травмы, т.е. центральной сенсибилизации.
Повторная и постоянная стимуляция С-волокон в первичных афферентных нейронах приводит к существенным изменениям в функции и деятельности ЦНС. После повреждения тканей, травмирующие стимулы передаются по С-волокнам и высвобождаются передатчики или модуляторы, такие как глутамат, SP, CGRP и фактор роста нервов, которые действуют на соответствующие рецепторы, такие как N-метил-D-аспартат (***A) и не***A рецепторы и рецепторы нейрокинина (NK)1, что приводит к зависящему от активности повышению возбудимости нейронов дорсального рога спинного мозга. Травмирующие стимулы увеличивают высвобождение пептидных передатчиков из первичных афферентных волокон, увеличивают входящий поток Ca2+, активируют систему второго мессенджера, изменяют активность протеинкиназ (PKC, PKA, PKG, aCaPK II) и фосфорилируют белки. Во время длительного воспаления активация протеинкиназ приводит к транскрипционным изменениям, в результате чего клетки дорсального рога спинного мозга становятся более чувствительными к текущим афферентным импульсам и к исходным подпороговым афферентным импульсам, что приводит к следующим результатам
(i) повышенный ответ на нормальные стимулы;
(ii) увеличение рецептивной зоны и
(iii) изменения в пороге активации нового афферентного импульса.
(v) Центральные механизмы регуляции боли
После передачи импульса от периферического травмирующего стимула ноцицепция либо воспринимается, либо подавляется центральной модуляцией на всех уровнях. Нейрофизиологические исследования подтверждают, что стимуляция обширных областей мозга может подавлять болевой ответ, т.е. центральный нерв оказывает ингибирующее действие на афферентные импульсы. Этот ингибирующий эффект опосредован, с одной стороны, сегментарными механизмами, а с другой — нисходящими механизмами из высших центров.
1. Сегментарные механизмы торможения
Сегментарное торможение — это ответ через сегментарные связи между волокнами в различных сегментах спинного мозга, которые являются частью рефлекторной дуги в спинном мозге. Сегментарное торможение в основном проявляется как ответ широко запитанных или специфически травмированных сенсорных нейронов в дорсальном роге, которые могут быть избирательно заторможены входом с уровня спинного мозга.
2. Механизмы нисходящего торможения ствола мозга
Центральные структуры нисходящего торможения ствола мозга состоят из трех основных компонентов.
(i) периакведуктальное серое вещество (PAG) среднего мозга.
(ii) Вентрально-медиальная цефалическая ретикулярная формация (RVM) отложенного мозга.
(iii) Дорсолатеральная теменная крышка понтоцеребрума (DLPT).
Что касается системы гипералгезической модуляции ствола мозга, нормальная функция в основном связана с норадренергическими нейронами, 5-гидрокситриптаминергическими нейронами и эндогенными опиоидными пептидами. Кроме того, важную роль играют гамма-аминомасляная кислота и ингибиторы роста.