Структурные, нейрофизиологические и нейрохимические особенности антиноцицептивной системы

Началом клинического применения периферической и центральной стимуляции различных структур ЦНС принято считать 1962 год, когда были сделаны первые успешные попытки лечения деафферентационных болей путем стимуляции вентробазального комплекса таламуса у людей. Затем было использовано вживление стимулирующих электродов в инфраорбитальный нерв и в дорзальные столбы спинного мозга у пациентов с хроническими болевыми синдромами. Началом нейрофизиологического изучения антиноцицептивной системы принято считать работу, в которой впервые было показано, что электростимуляция центрального серого вещества (ЦСВ) вызывает подавление ноцицептивных реакций у крыс. В дальнейшем было показано, что стимуляция ЦСВ тормозит активность ноцицептивных нейронов дорзальных рогов спинного мозга у кошек и обезьян. Помимо подавления активности ноцицептивных нейронов отмечается исчезновение эмоциональных и сердечно-сосудистых проявлений ноцицептивных реакций, усиливается периферическое кровообращение в мышцах. Стимуляция ЦСВ подавляет рефлекс открывания рта, тормозит высокопороговые рефлексы вздрагивания.

Было показано также, что электростимуляция большого ядра шва (БЯШ) и микроинъекции морфина в эту структуру могут вызывать аналгезию. Аналогичные эффекты возникают и при электростимуляции дорзального ядра шва (ДЯШ). Стимуляция этих двух образований и прилегающей к ним ретикулярной формации вызывает торможение ноцицептивных нейронов в дорзальных рогах спинного мозга и тригеминальном комплексе. Введение морфина в эти образования мозга также приводит к подавлению активности ноцицептивных нейронов, вызывая аналгезию в тригеминальной области у животных и у человека.

До недавнего времени было принято считать, что опиоиды действуют исключительно на нервную систему и вызывают анальгетический эффект за счет взаимодействия с опиоидными рецепторами, локализованными в головном и спинном мозге. Однако, опиатные рецепторы и их лиганды обнаружены на иммунных клетках, в периферических нервах у крыс и у человека, в воспаленных тканях у животных и у человека. Известно, что 70% рецепторов, связывающихся с эндорфином и энкефалинами, расположены в пресинаптической мембране ноцицепторов, и чаще всего болевой сигнал подавляется перед тем как достигнуть задних рогов спинного мозга. Динсрфин активирует к-рецепторы и ингибирует вставочные нейроны, что приводит к высвобождению ГАМК, которая вызывает гиперполяризацию клеток заднего рога и ингибирует дальнейшую передачу сигнала. Опиоидные рецепторы располагаются в спинном мозге главным образом вокруг термина-лей С-волокон в I пластине дорзальных рогов. Они синтезируются в телах малых клеток дорзальных ганглиев и транспортируются проксимально и дистально по аксонам. Опиоидные рецепторы неактивны в невоспаленных тканях, после начала воспаления эти рецепторы активируются в течение нескольких часов. Синтез опиатных рецепторов в нейронах ганглиев дорзальных рогов также увеличивается при воспалении, но этот процесс, включая время транспортировки по аксонам, составляет несколько дней.

Аналгетический эффект при электростимуляции антиноцицептивных структур мозга возникает не только за счет подавления активности спинальных ноцицептивных нейронов. Было установлено, что электростимуляция ЦСВ приводит к торможению ноцицептивных нейронов в вентробазальном и медиальном таламусе. Морфологические исследования свидетельствуют о тесных связях ЦСВ с лимбическими системами и интраламинарными ядрами таламуса. ЦСВ получает афференты из гипоталамуса и миндалины и в свою очередь посылает эфферентные проекции в парасимпатические центры продолговатого мозга.

Электростимуляция дорзального ядра шва (ДЯШ) также подавляет активность в интраламинарных ядрах таламуса. Наличие прямых проекций от дорсального ядра шва к парафасцикулярному и вентробазальному таламусу, хвостатому ядру, латеральной перегородке, гиппокампу и мозжечку показано в электрофизиологических исследованиях. Установлены двусторонние моносинаптические связи ДЯШ с гипоталамусом и гиппокампом. Показаны серотонинэргические пути из ядер шва в кору. Большое ядро шва (БЯШ) также имеет восходящие проекции к различным вышележащим структурам мозга, в частности, к интраламинарным ядрам таламуса и субмедиальному ядру. Следовательно, ЦСВ и ядра шва могут оказывать свои тормозные влияния не только на ноцицептивные нейроны спинного мозга, но и на вышележащие структуры. К антиноцицептивным структурам относится также парагигантоклеточное ядро. Считается, что это ядро оказывает свои влияния и на вазомоторный тонус. В отличие от серотонинэргической системы, посредством которой реализуется аналитический эффект при активации БЯШ, аналгезия при стимуляции парагигантоклеточного ядра осуществляется посредством эндорфинэргической и норадреналинэргической систем. Не менее важным источником норадренэргических нисходящих волокон является синее пятно и вентролатеральная часть ретикулярной формации моста. Стимуляция этих образований вызывает подавление ноцицептивных ответов клеток дорзального рога спинного мозга и облегчает реакции нейронов вентрального рога. Реализация этих эффектов осуществляется посредством опиатэргических, норадренэргических и ГАМК-ергических механизмов.

Большое значение в регуляции болевой чувствительности имеет гипоталамус. При его стимуляции отмечается подавление ноцицептивных реакций в парафасцикулярном комплексе таламуса. Гипоталамус имеет прямые проекции к спинному мозгу, к орбитофронтальной и соматосенсорной областям коры мозга. Хвостатое ядро, черная субстанция и красное ядро также относятся к антиноцицептивной системе. Аналгетический эффект возникает и при электростимуляции миндалины, перегородки, гиппокампа и гипофиза.

Кора больших полушарий мозга имеет ведущее значение в регуляции поступления ноцицептивных сигналов и оказывает свои активирующие или тормозные влияния на нижележащие антиноцицептивные структуры мозга.

Таким образом, анализ данных литературы дает основание считать, что многие образования мозга входят в антиноцицептивную систему, структуры которой расположены на всех уровнях ЦНС, начиная со спинного мозга и вплоть до коры больших полушарий. Антиноцицептивная система является гетерогенным образованием и действует на основе различных нейрофизиологических и нейрохимических механизмов. Предполагается, что существует несколько антиноцицептивных систем. Это предположение хорошо согласуется с результатами нейрохимических исследований, в которых показано участие целого ряда нейрохимических механизмов, которые включаются избирательно или параллельно в зависимости от вида или интенсивности ноцицептивного раздражения. Помимо опиатэргических механизмов показана существенная роль адренергических и ГАМК-ергических механизмов в регуляции восприятия боли. Внимание исследователей привлекают также пептиды неопиоидной природы: нейротензин, ангиотензин, холецистокинин, бомбезин и другие, которые обладают налоксонзависимым аналгетическим эффектом. Эти пептиды обладают более специфическим действием, чем опиоидные, на регуляцию болевого восприятия в зависимости от рода болевого раздражителя или от локализации источника боли.

Ростральная вентромедиальная область продолговатого мозга, включающая в себя ядра шва и соседние участки ретикулярной формации, получает нисходящие проекции от ЦСВ и посылает свои проекции к дорзальным рогам спинного мозга. Она играет важную роль в механизмах ноцицепции. Эта область мозга участвует в снижении ответных реакций на боль в ответ на стрес-сорные воздействия при участии опиоидных механизмов. Этот феномен получил название стресс-аналгезия. Показано, что амигдаля тесно связана с этой областью мозга и имеет прямое отношение к стресс-аналгезии. Амигдаля — гетерогенная структура состоящая из нескольких ядер. Она участвует в регуляции вегетативных, эндокринных и поведенческих процессах. Особое значение она имеет для формирования мотиваций, положительных и отрицательных эмоций. Локальное введение опиоидов в амигдалю дает антиноци-цептивный эффект. Недавно было показано, что введение опиоидов во все ядра амигдали кроме центрального и латерального ядер вызывает активацию нейронов ростральной вентромедиальной области продолговатого мозга, что приводит к аналгетичсскому эффекту.

Таким образом антиноцицептивная система представляет собой многоуровневую структурно-функциональную организацию, которая тесно связана с ноцицептивной системой, регулируя процесс передачи ноцицептивных сигналов в центральной нервной системы и снижение восприятия боли.