Передача болевого раздражения в спинной мозг. Спинальные ноцицептивные нейроны
Второй шаг в восприятии боли — передача информации от стимулированных внешних ноцицепторов к спинному мозгу. Информация передается от стимулированных ноцицепторов с периферии к спинному мозгу:
• миелиновые А5-волокна передают информацию быстро, со скоростью =15 м/сек, и вызывают острое и интенсивное болевое ощущение;
• безмиелиновые С-волокна передают информацию медленнее, со скоростью = 1 м/сек, и вызывают менее локализованную боль, обычно описываемую, как ноющая и пульсирующая. Тела нейронов и А8- и С-волокон лежат в пределах спинномозговых нервных узлов. Волокна входят в спинной мозг через задние спинальные корешки к синапсам — так называемым ноцицептивным нейронам, расположенным в поверхностном слое I и II и во внутреннем слое V в меньшей степени (только Аб-волокна). Возбуждающие аминокислоты типа глутамата и такие нейрокинины, как субстанция Р и нейрокинин А, действуют как нейротрансмиттеры между первичными центростремительными нервными окончаниями и спинномозговыми нейронами, воспринимающими боль.
Электрофизиологический анализ мембранных потенциалов клеток заднего рога в ответ на периферические повреждающие стимулы свидетельствует о сложном профиле их электрической активности. Происходит ранняя быстрая мембранная деполяризация, которую связывают с активацией АМРА-рецепторов глутаматом, высвобождающимся из первичных центростремительных нервов. За этим начальным ответом следует более медленно развивающаяся вторичная деполяризация. Глутамат, действующий на NMDA-рецепторы, и субстанция Р, которое считаются главным нейротрансмиттером в этом участке, а также другие нейропептиды типа вазоактивного интестинального полипептида, соматостатина и холецистокинина также могут регулировать этот процесс.
Дополнительная важная роль глутамата, действующего на NMDA-рецепторы, расположенные на спинальных ноцицептивных нейронах, заключается в индукции спинального «вовлечения».
Это «вовлечение» — электрофизиологическое явление, аналогичное «долгосрочному потенцированию» в других областях мозга. Его можно определить как увеличение амплитуды мембранной деполяризации в спинальных ноцицептивных нейронах после повторного возбуждения их С-волокон болевыми стимулами.
«Вовлечение» может объяснить, почему повреждение (например, неосторожный удар молотком по пальцу) не только вызывает мгновенную боль (обусловленную А8-волокнами), но и тупое пульсирующее болезненное ощущение в поврежденных областях через несколько минут или даже часов. Такая вторичная реакция запускается формированием провоспалительных болевых посредников типа БК и гистамина в поврежденной ткани. Начинается воспаление, и суммарная активация ноцицепторов ведет к прохождению импульсов по сенсорным С-волокнам, постепенно «вовлекая» ноцицептивные нейроны в спинном мозге. В итоге процесс достигает такой стадии, что обычно безвредные стимулы типа легкого прикосновения к пострадавшему пальцу или применение липкого пластыря вызывают гипералгезию.
«Вовлечение» спинного мозга объясняет, почему острая боль иногда переходит в хроническую спонтанно и без всякой видимой физиологической причины. Клеточный механизм этого «вовлечения», как полагают, включает следующие шаги:
• активация NMDA-рецепторов глутаматом либо непосредственно на ноцицептивном нейроне, либо на смежных нейронах;
• открытие NMDA-связанных Са2+-каналов в этих нейронах;
• активация Са2+-кальмодулин-зависимой синтазы оксида азота для высвобождения NO.
NO — свободно диффундирующий и хорошо растворимый в липидах медиатор, который быстро проходит ретроградно к первичному центростремительному окончанию нерва, чтобы увеличить выделение глутамата (и, возможно, также субстанция Р).
Таким образом, начальный выброс даже очень маленького количества глутамата от сенсорных терминалов С-волокон способен вызвать выделение все большего количества глутамата, усиливая деполяризацию ноцицептивных нейронов и завершая процесс «вовлечения». В связи с этим можно предсказать, что прерывание этого круга путем назначения ингибиторов NOS типа метилового эфира L-Ng-нитроаргинина у экспериментальных животных облегчает боль. Будут ли такие лекарства эффективны при хронической боли, зависит от новых формул ингибиторов NOS с меньшим количеством побочных эффектов.
Электрическая активность спинальных ноцицептивных нейронов «настроена» на нейротрансмиттеры, высвобожденные из спинальных нейронов и главного супраспинального нисходящего нервного пучка. Местный контроль над болевой чувствительностью спинного мозга обеспечивается опиоидными пептидами, в особенности мет-энкефалином и бета-эндорфином и в меньшей степени лей-энкефалином и динорфином. Каждый из этих пептидов расположен в пределах нейронов I и II пластин дорсальной части спинного мозга и обеспечивает анальгетический агонизм определенных опиоидных рецепторов.
Эпидурально введенные опиоиды (например, морфин) снимают боль, действуя на спинальном уровне. При системном введении опиоиды также влияют на восприятие боли в более высоких мозговых центрах. Механизм действия опиоидов в спинном мозге заключается в ингибировании выделения субстанции Р и глутамата из терминалей С-волокон, хотя клеточный механизм этого неясен.
