Трансдукция

Процесс трансдукции может инициироваться и в последующем усиливаться в результате действия нескольких механизмов:

  1. прямая активация ноцицепторов;
  2. сенсибилизация ноцицепторов с последующим усилением их активности;
  3. выход алгогенных веществ из плазмы.

Накопление алгогенных веществ в зоне поражения является важной составной частью механизмов, которые находятся в основе трансдукции и сенсибилизации. Ряд этих веществ идентифицирован, например, калий, ионы водорода, серото- нин, гистамин, брадикинин, ацетилхолин, простагландины, лейкотриены, а также субстанция Р.

При повреждении тканей высвобождается значительное количество внутриклеточных соединений, в том числе аденозиндифосфат, возбуждающий С-ПМН.

Ниже мы представим краткую характеристику основных биохимических субстанций, участвующих в формировании болевого синдрома.

Брадикинин представляет собой пептид, содержащий 9 аминокислот, образующийся в месте повреждения тканей. Инициатором каскада формирования брадикинина является фактор XII, который проникает в поврежденные ткани и превращается в них в активную форму. Затем, воздействуя на прекалликреин, он переводит его в калликреин, а последний осуществляет превращение белка-предшественника кининогена в брадикинин. Местом приложения действия брадикинина являются сенсорные волокна и задний рог спинного мозга. Брадикинин обладает способностью вызывать сенсибилизацию ноцицепторов.

В области поврежденных тканей выделены также такие вещества, как простаноиды (продукты метаболизма арахидоновой кислоты под действием циклооксигеназы, в том числе тромбоксаны, простациклины и простагландины), а также эйкозаноиды (продукты метаболизма арахидоновой кислоты под действием фермента липоксигеназы, в том числе лейкотриены).

Арахидоновая кислота при условии нормального функционирования клетки входит в состав фосфолипидов клеточных мембран. При повреждении клеточной мембраны под действием активированного фермента фосфолипазы А происходит высвобождение арахидоновой кислоты. Активация самой фосфолипазы А осуществляется многими веществами, в том числе норадреналином и допамином. Под действием на арахидоновую кислоту фермента циклооксигеназы образуются простагландины, которые усиливают трансдукцию посредством сенсибилизации ноцицепторов к другим алгогенным соединениям. Описанный процесс лежит в основе развития боли при воспалении.

Лейкотриены возникают при действии фермента липоксигеназы на арахидоновую кислоту, инъекция лейкотриенов человеку вызывает у него гипералгезию, опосредованную полиморфно-ядерными лейкоцитами.

Стимуляция афферентных волокон сопровождается высвобождением в межклеточное пространство веществ, активирующих С-волокна, например, субстанции Р. Это пептид, состоящий из 11 аминокислот, связанных с процессами сенсорной трансмиссии. Субстанция Р синтезируется в нервных клетках ганглия заднего корешка, а затем переносится к периферическим и центральным терминалам, где накапливается в везикулах, высвобождается при стимуляции первичных афферентных ноцицепторов, вызывая вазодилатацию и отек. Кроме того, субстанция Р способствует выходу гистамина из тучных клеток, что еще более усиливает эти патологические процессы.

Гистамин высвобождается из тучных клеток, его также можно выделить из поврежденных тканей при стимуляции субстанцией Р. Действие гистамина при формировании болевого синдрома заключается в активации ноцицепции, а также формировании классических признаков воспаления — расширения сосудов и появления отека. Развитие воспаления и вторичной гипералгезии в результате повреждения тканей обусловлены высвобождением субстанции с последующим выходом гистамина и сенсибилизацией ноцицепторов.

Серотонин также относится к алгогенным соединениям. Он высвобождается тучными клетками и тромбоцитами при действии на них активирующих факторов. Серотонин вызывает чувство боли как самостоятельно, так и потенцируя ноцицептивный эффект брадикинина. Серотониновые рецепторы расположены в зоне периферических нервов.

Имеются сведения о важной роли катехоламинов в процессах трансдукции. После повреждения тканей усиленная активность эфферентных симпатических нервов стимулирует А5-механотермальные афференты с помощью 8-рецепторов.

Цитокины. Интерлейкин-1 — протеин, продуцируемый макрофагами и клетками костно-мозгового происхождения (кроме эритроцитов). Два разных гена определяют появление двух разных форм интерлейкина-1 (ИЛ-1), каждая из которых может быть гликозилирована по-разному. Первоначально ИЛ-1 обозначали как фактор активации лимфоцитов. Некоторые клеточные реакции или клинические симптомы послеоперационного периода, напоминающие действие ИЛ-1, выражаются лихорадкой, медленными волнами сна, анорексией, синтезом острофазных белков, высвобождением аминокислот из скелетных мышц, а также активацией Т- и В-лимфоцитов и естественных клеток-киллеров. ИЛ-1 — это не только медиатор воспаления и иммуностимулятор, но он непосредственно усиливает секрецию адренокортикотропного гормона (АКТГ) и эндорфина клетками передней доли гипофиза.

Фактор некроза опухоли (ФНО) также является важным медиатором и фактором формирования болевого синдрома.

ФНО-а — это пептид, который продуцируется лимфоцитами и моноцитами/макрофагами разных линий. Показано, что ФНО-а вызывает лихорадку, анорексию, усиливает синтез острофазных белков, высвобождает аминокислоты из скелетных мышц, повышает продукцию лактата, способствует гипергликемии, липолизу и снижает сосудистое сопротивление в опытах invivo. ФНО-а в настоящее время рассматривают как ключевой и пусковой фактор при многих проявлениях сепсиса, воспаления и множественной органной недостаточности.

Установлено, что при формировании болевого синдрома в крови значительно повышается содержание продуктов распада тромбоцитов.

Процесс трансдукции в глубоких соматических тканях имеет свои особенности, но в общих чертах они аналогичны тем, которые описаны нами по отношению к коже.

Мышцы. Иннервация мышц осуществляется свободными нервными окончаниями ноцицепторов типа Аб и С. Волокна Аб реагируют на повреждающее и нетравматичное давление, химические раздражители и на высокую температуру, в то время как волокна С восприимчивы к химическим раздражителям, высокой температуре и интенсивному сдавливанию.

Различают три типа С-волокон:

  1. ноцицептивные волокна, не реагирующие на мышечную активность;
  2. ноцицептивные волокна, реагирующие на мышечную активность;
  3. волокна, реагирующие в обоих случаях.

Боли в скелетных мышцах могут быть характеризованы как диффузные, они плохо локализованы и усиливаются при сокращении и ишемии. Эти условия способствуют максимальной разрядке афферентов в скелетных мышцах.

Суставы. Иннервация суставов осуществляется ноцицепторами Аб и С, свободные нервные окончания которых образуют распространенные сплетения. Фактически половина волокон Аб и все волокна С реагируют только на давление и на крайние движения в суставах. Сенсибилизация этих ноцицепторов имеет место при воспалении, а активация — под влиянием обычных неповреждающих движений в суставе или при давлении. Возможно появление продолжительных фоновых разрядов.

Кости. Иннервация костной ткани осуществляется волокнами А8 и С, образующими сплетения в надкостнице и окружающими плоские кости. В корковом слое и костном мозге ноцицептивных волокон нет. Костная ткань обладает самым низким болевым порогом из всех глубоких структур. Примером болевого синдрома, локализованном в костях, может быть так называемая «костная мигрень» при остеоартрозе, когда за счет венозного стаза и давления изнутри пациент ощущает сильную распирающую боль преимущественно в ночное время.

Висцеральные органы. Известно, что внутренние органы менее чувствительны к различным стимулам (разрез, ожог), чем наружные покровы. Исключение составляют смещения типа скручивания и растяжения. Косвенно эти явления подтверждаются гемодинамическими сдвигами, которые происходят во время операций, когда наибольшее повышение артериального давления имеет место при тракции внутренних органов, в том числе на фоне адекватной анестезиологической зашиты.

Иннервация висцеральных органов обеспечивается волокнами типа А8 и С, которые бывают нескольких типов:

  1. А8-механорецепторы (МВП), реагирующие на механическое раздражение;
  2. А8-механотермальные ноцицепторы, восприимчивые к механическим и к термальным раздражителям;
  3. С-ПМН, чувствительные к химическим, механическим и термальным воздействиям.

После повреждения ноцицепторы приобретают гиперчувствительность к повреждающим влияниям в результате процесса сенсибилизации, которая опосредована алгогенными субстанциями, высвобождающимися на периферии. Последовательность событий, происходящих после локального повреждения тканей, следующая:

  • расширение сосудов в месте повреждения;
  • отек;
  • распространение вазодилатации;
  • гипералгезия в зоне повреждения (первичная гипералгезия) и ее распространение (вторичная гипералгезия).

При стимуляции ноцицепторов возможно воспроизведение картины нейрогенного воспаления.

Сенсибилизация является субстратом первичной гипералгезии, развитие вторичной гипералгезии происходит с участием центральных механизмов.