Возникновение боли при деафферентации связано с тем что
Возникновение боли при деафферентации связано с тем что
Своеобразен патофизиологический механизм деафферентационной боли — боль возникает вследствие резкого уменьшения нормального сенсорного потока. В результате развивается резкое повышение чувствительности рецепторов соответствующих нейронов к нейротрансмиттерам, что обуславливает клинический феномен денер-вационной гиперчувствительности. Наиболее ярким примером является постгерпетическая невропатия.
В свое время классиками неврологии был описан таламический синдром в виде расстройства чувствительности на противоположной стороне тела по типу гиперпатии и ощущения боли с крайне неприятным чувственным оттенком, включающим, как правило, гиперестезию, гипералгезию и аллодинию (восприятие неболевого раздражения как болевого), а также дистонические феномены.
В настоящее время установлено, что подобного рода расстройства могут возникать при поражении любого уровня соматосенсорной системы, обычно же — спинота-ламического и таламокортикального пути.
Наиболее тяжелыми невропатическими болевыми синдромами являются рефлекторная симпатическая дистрофия (КРБС I) и каузалгия (КРБС II), объединяемые в понятие комплексный регионарный болевой синдром (КРБС).
Рефлекторная симпатическая дистрофия (РСД) — КРБС I
Постоянная боль дистальнее повреждения конечности, не сочетающаяся с признаками поражения нервов, но сопровождающаяся симпатической гиперактивностью.
Боль жгучая, постоянная, обостряющаяся при движениях, воздействиях на кожу, при стрессе. Начало — обычно спустя недели после травмы.
Сопутствующие симптомы рефлекторной симпатической дистрофии — вазодилатация, повышение кожной температуры, гипергидроз, отек, атрофия кожи и глубоких тканей, включая костную, ухудшение при движении конечностью и улучшение при ее иммобилизации.
В дальнейшем при рефлекторной симпатической дистрофии доминируют симптомы вазоспазма с похолоданием пораженной конечности, бледностью или цианозом. Обычны синдром Рейно, атрофия тканей и туго-подвижность суставов.
Дифференциальный диагноз рефлекторной симпатической дистрофии и каузалгии проводится с компрессионными нейроваскулярными синдромами.
Определенное значение при этом может иметь позитивный эффект на введение фентоламина, блокирующего адренергические сосудосуживающие импульсы. Отсутствие положительного ответа на фентоламин свидетельствует против диагноза рефлекторной симпатической дистрофии и каузалгии.
Возникновение боли при деафферентации связано с тем что
Патофизиологические механизмы болевых синдромов
М. Л. Кукушкин
ГУ НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН, Москва
В лекции излагаются современные представления о патогенезе болевых синдромов. Особое внимание уделено нейрохимическим, патоморфологическим и патофизиологическим механизмам, лежащим в основе развития соматогенных и неврогенных болевых синдромов. Делается акцент на принципиальных различиях этиологии и патогенеза соматогенной и неврогенной боли. В лекции также приводятся экспериментальные и клинические данные о механизмах возникновения первичной и вторичной гипералгезии, аллодинии дизестезии, сенситизации ноцицепторов и ноцицептивных нейронов, дизрегуляции ноци- и антиноцицептивной систем мозга.
The lecture prevents up-to-date vision of algetic syndrome pathogenesis. A special attention is given to neurochemical, pathomorphological and pathophysiological mechanisms underlying the development of somatogenic and neurogenic algetic syndromes. The emphasis is placed on the fundamental differences of etiology and pathogenesis of somatogenic and neurogenic pains. The lecture presents experimental and clinical data on the mechanisms of origination of primary and secondary hyperalgesia, allodinia, and dysesthesia, sensitization of nociceptors and nociceptive neurons, dysregulation of nociceptive and antinociceptive systems of the brain.
Боль является наиболее распространенным симптомом, причиняющим страдания миллионам людей и для врача лечение боли является одной из первейших задач.
Благодаря многочисленным электрофизиологическим, морфологическим, нейрохимическим и клиническим исследованиям к настоящему времени накоплен значительный материал по изучению механизмов боли. Получены экспериментальные данные о роли свободных нервных окончаний в восприятии повреждающих стимулов, выявлена четкая связь между А-дельта- и С-афферентными волокнами периферических нервов ощущениями боли у человека, прослежены основные восходящие пути и нервные структуры спинного мозга, ствола мозга, зрительного бугра и коры больших полушарий, осуществляющие передачу и обработку болевой информации. Выделены нейромедиаторы, опосредующие болевые реакции. Установлены структуры спинного и головного мозга, химические вещества и их рецепторы, обеспечивающие подавление болевого ощущения. Показаны тонкие механизмы межнейронального взаимодействия в изменении болевой чувствительности при воспалении, травме, ишемии, при повреждении нервных структур. И, наконец, со всей очевидностью продемонстрирована важная роль психологического состояния человека в восприятии боли. Понимание сущности боли, механизмов, осуществляющих регуляцию болевой чувствительности, и четкое представление об этиопатогенезе болевых синдромов являются залогом их успешного лечения.
Часто боль, ощущаемая человеком, не совпадает с местом повреждения. В таком случае можно говорить о проекционной боли и об отраженной боли.
Проекционная боль возникает в результате раздражения или повреждения нервных структур, обеспечивающих проведение болевых сигналов в центральные структуры мозга. Например, при сдавлении спинномозговых корешков боль ощущается в иннервируемой ими области тела.
Отраженная боль возникает вследствие повреждения внутренних органов и локализуется в отдаленных поверхностных участках тела. Она ощущается часто в тех участках тела, которые иннервируются тем же сегментом (сегментами) спинного мозга, что и пораженный внутренний орган. Иными словами, по отношению к кожной поверхности боль отражается на соответствующем дерматоме. Многие органы иннервируются более чем одним спинномозговым сегментом, в таких случаях боль отражается на нескольких дерматомах. Вместе они представляют собой зону Захарьина-Геда для данного органа.
В клинике для акцентирования внимания на причинах, вызвавших боль, используется этиологическая классификация. Примерами таких болей являются: послеоперационная боль, онкологические боли, боли при артритах и др.
Патогенетическая классификация болевых синдромов основана на выделении главного, ведущего механизма в формировании боли, что в значительной мере влияет на выбор терапевтических средств. Различают три основных типа болевых синдромов: соматогенные (ноцицептивные), неврогенные и психогенные.
Болевые синдромы, возникающие вследствие активации ноцицепторов при травме, воспалении, ишемии, растяжении тканей, относят к соматогенным болевым синдромам. В свою очередь соматогенную боль разделяют на соматическую и висцеральную. Клинически среди них выделяют: посттравматический и послеоперационный болевые синдромы, боли при воспалении суставов, мышц, боли у онкологических больных, боли при желчнокаменной болезни и многие другие.
Развитие неврогенных болевых синдромов связывают с повреждением структур периферической или центральной нервной систем, участвующих в проведении ноцицептивных сигналов. Наиболее типичными примерами неврогенных болевых синдромов являются невралгии (тригеминальная), комплексный региональный болевой синдром, фантомно-болевой синдром, болевые моно- или полиневропатии, деафферентационные боли (при травматической авульсии плечевого сплетения), таламические боли.
Особую группу составляют психогенные боли или боли психологической природы, которые возникают вне зависимости от соматических, висцеральных или нейрональных повреждений и в большей степени определяются психологическими и социальными факторами. Определяющим в механизме возникновения психогенной боли является психическое состояние человека, обусловленное депрессией, истерией или психозом.
Этиопатогенез соматогенных болевых синдромов. Как уже упоминалось, соматогенные болевые синдромы возникают в результате активации ноцицепторов в поврежденных тканях. При повреждении поверхностных тканей пациенты испытывают острую боль. В случае вовлечения в патологический процесс мышц или костей возникает ощущение тупой, ноющей боли. Эта боль усиливается при движении и ослабевает в покое. Соматическая боль хорошо локализована и четко ощущается в зоне поражения. Боль, возникающая при повреждении висцеральных органов, обычно плохо локализована и воспринимается как глубокая, сжимающая, схваткообразная. Она может сочетаться с тошнотой, рвотой, изменением частоты сердечных сокращений и глубины дыхания, сопровождаться обильным потоотделением. При патологии висцеральных органов наряду с глубинной болью появляются зоны отраженной поверхностной и мышечной боли. Например, при коронарной недостаточности наряду с загрудинной болью боль часто ощущается в плече или мизинце левой руки, при желчнокаменной болезни боли иррадиируют в область правой лопатки. Следует помнить, что иррадиирующие боли могут быть значительно сильнее, чем боли в области пораженного органа.
Для соматогенных болевых синдромов характерно появление зон постоянной болезненности и/или повышения болевой чувствительности в месте повреждения. С течением времени зона повышенной болевой чувствительности может расширяться и охватывать здоровые ткани. Участки с повышенной болевой чувствительностью или сниженными порогами болевого восприятия называют зонами гиперальгезии.
Выделяют первичную и вторичную гиперальгезию. Первичная гиперальгезия развивается в области поврежденных тканей, вторичная гиперальгезия локализуется вне зоны повреждения, распространяясь на здоровые ткани. Для зоны первичной кожной гиперальгезии характерно снижение болевых порогов и болевой толерантности к повреждающим механическим и термическим стимулам. Зоны вторичной гиперальгезии имеют нормальный болевой порог и сниженную болевую толерантность только к механическим раздражителям.
Эфференты симпатической нервной системы усиливают неврогенное воспаление, что также способствует сенситизации ноцицепторов и развитию первичной гиперальгезии. Вместе с тем необходимо помнить, что в нормальных условиях ноцицепторы не чувствительны к катехоламинам. Активирующее действие симпатических эфферентов наблюдается только в условиях воспаления или повреждения тканей, когда уже существует сенситизация ноцицепторов.
Весьма важным является тот факт, что представленные механизмы сенситизации характерны для ноцицепторов, локализованных в любой ткани, и развитие первичной гиперальгезии отмечается не только в коже, но и мышцах, суставах, костях и внутренних органах.
Появление зон вторичной гиперальгезии после повреждения тканей связывают с сенситизацией центральных ноцицептивных нейронов и главным образом нейронов, располагающихся в дорсальных рогах спинного мозга. Область вторичной гиперальгезии может располагаться не только вокруг зоны повреждения, но и быть удаленной от места повреждения или даже находиться на противоположной стороне тела.
Под термином сенситизация ноцицептивных нейронов понимают повышение их возбудимости, которая характеризуется увеличением спонтанной активности нейронов и повышением их чувствительности к механическим стимулам. Сенситизированные нейроны в ответ на предъявляемые раздражения не только генерируют разряды с увеличенной частотой, но и сохраняют повышенную активность более продолжительное время.
Необходимо также подчеркнуть, что сенситизация ноцицептивных нейронов, как у животных, так и у человека, развивается, даже если повреждающее воздействие наносится в условиях общей анестезии. Иными словами, феномен центральной сенситизации наблюдается и в бессознательном состоянии и во многом зависит от интенсивности ноцицептивного потока, идущего с периферии в ЦНС.
Как правило, вызванная повреждением периферических тканей сенситизация ноцицептивных нейронов сохраняется несколько часов или даже дней. Во многом это обусловлено механизмами центральной нейропластичности. В условиях усиленного поступления в нейроны Са 2+ через NMDA-регулируемые каналы происходит экспрессия генов раннего реагирования, таких как с-fos, c-jun, junB и других, которые через эффекторные гены изменяют не только метаболизм ноцицептивных нейронов, но и рецепторный ансамбль на мембране нейронов, вследствие чего нейроны длительное время остаются гипервозбудимыми. Активация генов раннего реагирования и, как следствие этого, нейропластические изменения происходят уже через 15 мин после повреждения тканей.
Помимо сенситизации ноцицептивных нейронов дорсального рога, повреждение тканей инициирует повышение возбудимости ноцицептивных нейронов и в вышележащих центрах, включая ядра таламуса и соматосенсорную кору больших полушарий.
Таким образом, периферическое повреждение может запустить целый каскад патофизиологических и регуляторных процессов, затрагивающих всю ноцицептивную систему от тканевых рецепторов до корковых нейронов, вызывая в них стойкие изменения возбудимости, приводящей к развитию первичной и вторичной гиперальгезии.
Особо следует отметить, что повышение возбудимости ноцицептивных нейронов в структурах ЦНС неминуемо вызывает рефлекторную активацию мотонейронов в соответствующих сегментах спинного мозга и сокращение мышц. Длительное напряжение мышц инициирует в них механизмы нейрогенного воспаления. Появляются локусы болезненных мышечных уплотнений, что еще больше усиливает афферентный поток ноцицептивных импульсов в структуры ЦНС и как следствие этого возбуждается большее количество центральных ноцицептивных нейронов. Этот порочный круг играет важную роль в пролонгировании соматогенной боли и развитии хронических болевых синдромов.
Выраженность болевых ощущений у пациентов с неврогенными болевыми синдромами во многом зависит от различных внутренних процессов и внешних воздействий. Боли могут провоцироваться шумом, ярким светом, изменением температуры окружающего воздуха, эмоциональными переживаниями, работой кишечника, наполнением мочевого пузыря и т. д. В отличие от соматогенных болевых синдромов боли при повреждении структур ноцицептивной системы могут быть отсроченными и возникать с задержкой до 2-3 лет.
Многообразие клинических симптомов при неврогенных болевых синдромах предполагает существование серьезных изменений в периферических и центральных механизмах регуляции болевой чувствительности. Нарушения в периферической нервной системе затрагивают механизмы генерации и проведения ноцицептивного сигнала в нервных волокнах, а также процессы усиления эфферентной симпатической активности. В центральной нервной системе нарушаются механизмы контроля возбудимости ноцицептивных нейронов и характер взаимодействия ноцицептивных структур.
Одним из следствий дегенеративно-регенеративных процессов, возникающих при повреждении нервов, является ненормальный электрогенез, приводящий к развитию спонтанной эктопической активности. Считается, что появление эктопической активности обусловлено увеличением на мембране нервных волокон количества натриевых каналов. Эктопическая электрическая активность в поврежденном нерве регистрируется в зонах демиелинизации и регенерации нерва, невромах, а также в нервных клетках дорсальных ганглиев, связанных с поврежденными аксонами. Эктопические разряды имеют увеличенную амплитуду и длительность сигнала, что может приводить к перекрестному возбуждению в нервных волокнах. Подобное перекрестное возбуждение волокон или эфаптическая передача сигнала наблюдается только в условиях патологии и может служить основой для дизестезии и гиперпатии.
К причинам возникновения спонтанной эктопической активности в поврежденных нервах также можно отнести появление механочувствительности нервных волокон и повышение их чувствительности к альгогенам. В норме аксоны периферических нервов не чувствительны к механическим раздражениям. В условиях повреждения появление в них механочувствительности увеличивает диапазон раздражителей, способных вызвать генерацию потенциалов действия. Например, легкое растяжение нерва при движении или толчки от пульсирующей артерии могут быть причиной болевых пароксизмов.
Повышение возбудимости нервных волокон при повреждении отмечается уже в первые сутки и во многом зависит от аксонального транспорта.
Спраутинг (разрастание) окончаний поврежденных аксонов сопровождается увеличением их чувствительности к простагландинам и цитокинам (интерлейкины, фактор некроза опухоли), что также способствует генерации в нервных волокнах патологической активности. В экспериментальных работах показано, что подкожное введение фактора некроза опухоли (ФНО а ) или его аппликация на поверхность седалищного нерва здоровой крысы приводит к структурным изменениям в нерве, появлению эктопических разрядов в А-дельта и С-афферентных волокнах и развитию гиперальгезии. Другие провоспалительные цитокины (IL-1, IL-6, IL-8) оказывают аналогичное действие.
Важное значение в механизмах повышения возбудимости ноцицепторов при повреждении нервов отводится синтезу «новых», не типичных для данного нерва нейропептидов. Доказано, что в нейронах дорсальных ганглиев после повреждения их аксонов экспрессируется продукция галанина, вазоактивного интестинального полипептида, нейропептида Y, холецистокинина. Одновременно с этим снижается синтез субстанции Р, кальцитонин ген-родственного пептида и соматостатина. Уменьшается также количество ц-опиоидных рецепторов на мембране нейронов дорсальных ганглиев.
Таким образом, вызванное повреждением нервов изменение фенотипа ноцицепторов приводит к расширению перечня раздражителей, способных активировать С-афференты, а следовательно, и сформировать сигнал, воспринимаемый структурами ЦНС как ноцицептивный.
Фенотипические изменения, возникающие вследствие повреждения периферических нервов, затрагивают не только клетки дорсальных ганглиев и их периферические аксоны, но и нейроны в центральных ноцицептивных структурах, что приводит к повышению возбудимости и реактивности нейронов дорсальных рогов спинного мозга и вышележащих структур соматосенсорной системы. Паттерны пачечной активности нейронов зарегистрированы в дорсальных рогах спинного мозга, в таламических ядрах, в соматосенсорной коре больших полушарий у животных с моделями невропатической боли, а также у пациентов с деафферентационными болевыми синдромами. Считается, что подобная активность нейронов не связана с периферическими стимулами, а обусловлена феноменом деафферентационной гиперчувствительности, приводящего к растормаживанию нейронов и усилению передачи сигналов на вышележащие уровни ЦНС. Этот механизм существенным образом отличается от механизмов, лежащих в основе сенситизации ноцицептивных нейронов при соматогенной боли.
Развитие феномена деафферентационной гиперчувствительности сопровождается гибелью части ноцицептивных нейронов в структурах спинного и головного мозга при повреждении периферических нервов. Гибель нейронов в этих условиях обусловлена «глутаматным ударом», т. е. чрезмерной секрецией возбуждающих аминокислот и нейрокининов из центральных терминалей ноцицепторов при их повреждении. Развивающаяся вследствие этого транссинаптическая дегенерация наблюдается не только в дорсальных рогах спинного мозга, но и в ядрах таламуса и соматосенсорной коре больших полушарий. Деафферентационная гиперчувствительность в вышележащих структурах также развивается при ишемическом повреждении нейронов или неинфекционных воспалительных процессах (рассеянный склероз, сирингомиелия). Как правило, замещение погибших нейронов глиальными клетками приводит к повышению концентрации внеклеточного К + и способствует возникновению в структурах ЦНС устойчивой деполяризации нейронов, которая проявляется увеличением их активности.
Другой немаловажной причиной, способствующей растормаживанию ноцицептивных нейронов при периферической денервации, является снижение количества опиоидных рецепторов в дорсальных ганглиях и дорсальных рогах спинного мозга. Эти рецепторы играют важную роль в механизмах регуляции болевой чувствительности, осуществляя пре- и постсинаптическое торможение ноцицептивных нейронов. У крыс с моделью болевой невропатии максимальное снижение опиоидных рецепторов в спинном мозге по срокам совпадало с развитием гиперальгезии, а у пациентов, страдающих невропатическими болями, обнаружена обратная корреляционная зависимость между содержанием мет-энкефалина в спинномозговой жидкости и степенью болевого синдрома.
Таким образом, изложенные данные позволяют сделать заключение, что развитие неврогенных болевых синдромов сопровождается целым комплексом структурных изменений на разных уровнях ноцицептивной системы, в условиях которых возникают устойчивая деполяризация нейронов и дефицит опиоидного и ГАМКергического торможения, в результате чего нарушаются межнейронные взаимодействия, происходит растормаживание нейронов и формируется длительная самоподдерживающаяся активность.
Вместе с тем причины, лежащие в основе подобного растормаживания нейронов, недостаточно ясны. Клинический опыт и экстремальные исследования свидетельствуют о том, что неврогенные боли возникают не во всех случаях повреждения структур ноцицептивной системы. Так, перерезка седалищного нерва приводит к появлению болевого поведения только у 40-70 % крыс. Повреждение спинного мозга с симптомами гиперальгезии и температурной гипестезии сопровождается центральными болями у 30 % пациентов. Не более 8 % инсультных больных с дефицитом соматосенсорной чувствительности испытывают неврогенные боли. Эти данные указывают на то, что для развития неврогенных болей недостаточно повреждения структур ноцицептивной системы, а требуется ряд условий, приводящих к нарушению интеграционных процессов в регуляции болевой чувствительности.
Наиболее часто цитируемой гипотезой о природе нейрогенных болей является концепция о нарушении тормозного влияния лемнисковой соматосенсорной системы на восходящую палеоспиноталамическую систему (Head H., Holmes G., 1911). Более поздние гипотезы о механизмах формирования неврогенной боли по существу являются детализацией концепции Хэда и Холмса о взаимодействии «специфических» латеральных и «неспецифических» медиальных структур мозга. Например, Л. А. Орбели (1935) придавал важное значение в механизмах развития патологической боли нарушению баланса между лемнисковой и экстралемнисковой системами мозга. В гипотезе Р. Мелзака и П. Д. Уолла (1968) существенное место отводится нарушению афферентного взаимодействия между потоком эпикритической болевой чувствительности и потоком протопатической боли. Электрофизиологические исследования, проведенные у пациентов с центральными болевыми синдромами, позволили высказать предположение о том, что гиперактивация нейронов медиального таламуса при повреждении латеральных таламических ядер происходит через ретикулярное таламическое ядро (Jeanmonod et al., 1993). Согласно гипотезе об ограничении термосенсорного входа (Craig, 1999), центральная боль возникает вследствие снижения холодового тормозного влияния на процессы обработки болевой информации. Предположение автора основывается на том, что при центральных болевых синдромах снижение температурной чувствительности происходит раньше, чем болевой, а в ряде случаев является единственным сенсорным дефицитом. В большинстве случаев пациенты с центральным болевым синдромом испытывают жгучие или леденящие боли в зоне снижения температурной чувствительности, при этом степень боли пропорциональна температурной гипестезии. Однако ни одна из представленных гипотез не раскрывает механизмов, способствующих или препятствующих развитию болевого синдрома при повреждении ноцицептивных структур.
На наш взгляд, наиболее полно раскрывает механизмы развития неврогенной боли концепция Г. Н. Крыжановского (1980, 1997) о генераторных и системных механизмах формирования нейропатологических синдромов. По представлениям Г. Н. Крыжановского, патофизиологической основой патологической боли является агрегат взаимодействующих гиперактивных нейронов с нарушенными тормозными механизмами и повышенной возбудимостью. Такие агрегаты возникают вследствие деафферентации структур, осуществляющих проведение и обработку ноцицептивных сигналов на разных уровнях спинного и головного мозга. Их формирование осуществляется синаптическими и несинаптическими механизмами. В условиях недостаточности тормозных механизмов и повышенной возбудимости нейронов облегчаются синаптические межнейронные взаимодействия, происходят активация «молчащих» неактивных синапсов и объединение близлежащих гиперактивных нейронов в единый агрегат. Морфологической основой для агрегата гиперактивных нейронов могут служить коллатерали аксонов нейронов широкого динамического диапазона, которые, объединяя нейроны между собой, формируют единый генератор сетевого типа, способный развивать длительное и самоподдерживающееся возбуждение.
Работа поддержана региональным общественным фондом содействия отечественной медицине.
 |