Соматические и висцеральные боли

Боль радикально отличается от других сенсорных модальностей с точки зрения той информации, которую она поставляет. Она инфор­мирует нас о грозящей опасности, так как вызывается вредными (повре­ждающими ткани) стимулами. Такая специфическая защитная функция не обеспечивается другими модальностями, так что значение чувства боли для нормальной жизни трудно переоценить. Боль также чрезвычай­но важна в медицине, так как именно болевое проявление действия вредных факторов приводит пациента к врачу. И боль является столь широко распространенным и общим ощущением-хотя и субъек­тивным,- что простое ее словесное описание часто оказывается решаю­щим для диагноза заболевания.

В этом разделе мы сначала опишем различные качества боли, возни­кающей как в коже, так и в более глубоких соматических и висце­ральных структурах. Затем рассмотрим характеристики ощущения боли и под конец-ее периферическую физиологическую основу (о цен­тральных нейрофизиологических процессах можно прочитать в гл. 2 и разд. 3.5).

Качества боли.Ощущения боли можно расклассифицировать по ка­чествам, исходя как из места их происхождения, так и из их свойств. На рис. 3-16 эти качества даны в розовых прямоугольниках. Модальность «боль» объединяет два типа соматических болей и висцеральные боли.

Если соматическая боль имеет кожное происхождение, ее называют поверхностной болью; если же ее источник находится в мышцах, костях, суставах и соединительной ткани, она называется глубокой болью. По­верхностные и глубокие боли-это два подкласса соматической боли.

Если поверхностную боль вызвать уколом иглы, испытуемый снача­ла почувствует острую «вспышку» боли-легко локализуемое ощуще­ние, которое быстро исчезнет с прекращением стимуляции. За этой резкой и легко локализуемой начальной болью (первой болью) часто следует, особенно при высоких интенсивностях стимуляции, отставлен­ная боль (вторая боль), имеющая тупой (или ноющий) характер, с ла­тентным периодом 0,5-1 с. Последняя ощущается пространственно как более диффузная и угасает медленно; хорошим примером такой боли является боль, ощущаемая после того, как прищемишь палец дверью.

Боли, возникающие в мышцах, костях, суставах и соединительной ткани, называются глубокими болями. Как и поверхностная боль, глу­бокая боль-это разновидность соматической боли. Всем нам известен такой пример болей, как головные боли -возможно, это самые общерас­пространенные виды болей у людей. Глубокая боль по своему характе­ру тупая; как правило, она плохо локализуется и имеет тенденцию ир-радиировать в окружающие структуры.

Рис. 3-16. Качества боли (розовый фон). Указана также локализация каждого ка­чества (серый фон); даны примеры особых видов боли.

Муки и страдания, связанные с болью, а также автономные и мо­торные реакции на боль зависят от ее качества. Отставленные, и осо­бенно глубокие, боли сопровождаются неприятными ощущениями, ча­сто они вызывают автономные рефлексы, такие, как тошнота, сильное потоотделение и падение артериального давления. Напротив, начальная боль вызывает защитные рефлексы-примером может служить отдерги­вание ноги, когда она наталкивается на острый предмет.

Кроме соматических болей разного качества важный и отдельный вид болей-это висцеральные боли. Висцеральная боль также имеет тен­денцию быть по своему характеру тупой и диффузной; она похожа на глубокую боль в том отношении, что

сопровождается сходными авто­номными реакциями (вспомните, например, боли при желчно-каменной болезни, аппендиците и т.д.). Примечательно, что, обнажив внутренно­сти (например, при вскрытии брюшной полости под местной анесте­зией), их можно сжимать и резать, не вызывая ощущения боли, если только не задевать париетальную брюшину и корень брыжейки. Однако резкое или сильное растяжение полых органов вызывает острую боль. Кроме того, болями сопровождаются спазмы или сильные сокращения гладких мышц, особенно если этому сопутствует нарушение кровообра­щения (ишемия). Другие особенности висцеральных болей будут обсу­ждаться в разд. 3.5.

Измерение интенсивности боли.Эксперименты по изучению боли у человека и животных наталкиваются на многочисленные особые труд­ности. Начнем с того, что не так-то легко найти адекватный стимул, вы­зывающий боль. Кроме того, из-за повреждающего действия болевых стимулов не всегда удается воспроизводить в эксперименте необходи­мую постоянную ситуацию. Трудно также бывает сравнивать субъек­тивные ощущения, возникающие у человека, с поддающимися измере­нию физиологическими коррелятами, наблюдаемыми в опытах на животных; как у человека, так и у животных вызывать боль в экспери­менте допустимо лишь в сравнительно узком диапазоне. Наконец, сле­дует помнить о том, что эмоциональный и мотивационный компоненты боли часто оказываются более важными для больного и врача, чем фи­зиологические аспекты, с которыми мы здесь имеем дело. Например, субъективно интенсивность боли зависит не только от интенсивности стимула, но и от того, в какой степени на нем фиксировано внимание испытуемого: если отвлечь внимание, то ощущение боли можно осла­бить, а в экстремальных ситуациях (стресс, связанный с несчастным слу­чаем, ранение в бою, гипноз) человек может и вовсе не почувствовать боли.

Для измерения интенсивности поверхностной боли пробовали ис­пользовать разные методы. Один из примеров был приведен на рис. 1-7: в психофизических экспериментах с помощью интермодально­го сравнения там количественно оценивалась интенсивность боли, вы­зываемой раздражением кожи электрическим током. Измерялись также абсолютные и дифференциальные пороги тупой поверхностной боли, вызываемой надавливанием (т.е. механическими стимулами). Когда та­кими стимулами воздействуют на лоб, порог составляет около 600 г/см², а до ощущения максимальной боли насчитывается около 15 дифференциально-пороговых шагов. Для измерения болевых порогов также широко использовали температурные стимулы-в особенности тепловое излучение, которым можно действовать без сопутствующей механической стимуляции. Первые болевые ощущения под действием тепла возникают при температурах между 43 и 47°С, обычно около 45°С. Если температуру кожи повышать дальше, до выхода на уровень максимального болевого ощущения можно различить порядка 20 уров­ней интенсивности. Химические раздражители, как правило, бывают не­эффективными, если просто подействовать на поверхность кожи. Чтобы изучить их действие, сначала с помощью специального раздражителя вызывают образование волдыря. Затем кожу с волдыря срезают, а его основание (базальный слой) орошают тестовыми растворами. Эта процедура вызвала большой интерес в особенности в связи с тем обстоя­тельством, что казалось возможным найти таким путем «болевую суб­станцию»-общее для всех видов боли вещество, выделяемое из тканей под действием повреждающего стимула. К настоящему времени с по­мощью таких экспериментов найден целый ряд веществ, в норме имею­щихся в организме и в подходящей концентрации вызывающих боль. Совокупность всех полученных данных свидетельствует против гипо­тезы о существовании единой болевой субстанции.

Адаптация к боли.Кроме характерных особенностей и интенсивно­сти боли с клинической точки зрения важно знать, существует ли адап­тация к боли. Субъективный опыт как будто указывает на отсутствие такой адаптации: вспомните, например, длительные (часами не проходя­щие) ощущения головной и зубной боли. Один из экспериментов, имев­ших целью оценить адаптацию к боли, представлен на рис. 3-17; на этой установке оценивали боль, вызываемую перегревом кожи. Зачер­ненную поверхность лба испытуемого облучали с помощью регулируе­мого источника (лампы инфракрасного излучения). Для измерения тем­пературы кожи использовали инфракрасный датчик, выход которого вместе с сигналом об интенсивности излучения регистрировали с по­мощью самописца. Такая процедура позволяет воздействовать болевы­ми стимулами (тепловыми) без сопутствующих механических. В этой ситуации вопрос об адаптации к боли исследовали следующим обра­зом. Испытуемому разрешали самостоятельно регулировать интенсив­ность облучения, но не давали никакой информации о положении регу­лятора интенсивности. Нужно было устанавливать такую интенсивность облучения, чтобы она все время находилась на уровне болевого порога. Мерой болевого порога служила температура кожи, так что в данных условиях прогрессивное увеличение температуры кожи подразумевало бы увеличение порога, т.е. наличие адаптации.

Средние результаты таких измерений представлены на рис. 3-17. По­сле того как в течение первой минуты опыта был установлен некоторый порог, температура кожи не претерпевала существенных изменений; следовательно, болевой порог изменялся незначительно. В действитель­ности в ходе эксперимента регистрировалось даже небольшое снижение температуры кожи, указывающее на то, что для появления болевого ощущения испытуемому требовалось все меньшее облучение. Этот факт говорит о том, что имела место не адаптация, а скорее прогрессивная сенситизация стимулируемого участка кожи. Таким образом, мы можем констатировать, что ни повседневный опыт, ни результаты эксперимен­тов с тепловой болью не дают никаких указаний на существование адаптации к боли.

Болевые рецепторы.На протяжении последнего столетия относитель­но механизма периферического кодирования болевых стимулов были выдвинуты три основные гипотезы. Это теории интенсивности, паттер­на и специфичности; только последняя из них получила достаточное экспериментальное подтверждение. Теории паттерна и интенсивности возникли в связи с тем, что разнообразие болевых стимулов-т. е. отсут­ствие единого адекватного стимула-наталкивало на предположение об отсутствии специальных болевых рецепторов. Казалось более ве­роятным, что ощущение боли появляется всегда, когда интенсивность стимуляции низкопороговых механорецепторов и терморецепторов пре­вышает некоторый уровень. Согласно теории интенсивности, ноцицеп-тивные стимулы вызывают в низкопороговых рецепторах серии им­пульсов особенно высокой частоты; согласно теории паттерна, такие стимулы порождают специфические временные последовательности им­пульсов, отличные от генерируемых в ответ на безвредные стимулы. В обоих случаях ЦНС должна при декодировании принимать за при­знак боли изменение афферентного потока. В противоположность этому в теории специфичности (по аналогии с другими модальностями) посту­лируется существование специальных болевых рецепторов (ноцицепторов), которые реагируют только на стимулы высокой интенсивности и непосредственно вызывают болевые ощущения.

Первым указанием на существование специальных ноцицепторов бы­ло обнаружение того, что кожа содержит явно больше болевых точек, чем тактильных (рис. 3-18; здесь отношение этих точек равно 9:1). По­скольку точки холода и тепла встречаются в коже еще в меньшем числе, чем тактильные, соотношение числа болевых и тепловых точек превы­шает 10:1. Уже одно это делает чрезвычайно маловероятным предпо­ложение о том, что ноцицепция определяется механо- или терморецеп­торами.

Позднее и у экспериментальных животных, и у человека электрофи­зиологическими методами удалось обнаружить рецепторы, которые (как того и требует теория специфичности) не реагируют на слабые стимулы, а реагируют только на стимулы, интенсивность которых достаточна для повреждения тканей. Таким образом, их можно рассматривать как специальные болевые рецепторы, или ноцицепторы. К настоящему I времени в коже найдены чисто механочувствительные, чисто термочув- ' ствительные и механо-термочувствительные ноцицепторы. Последние, ! называемые полимодальными ноцицепторами, по-видимому, встре­чаются в коже человека чаще, чем два других типа.

Примеры реакций полимодальных ноцицепторов на тепловые сти­мулы показаны на рис. 3-19. Эти рецепторы не реагируют на холодовые и тепловые раздражители при температурах ниже 41°С. Но, если кожу нагреть примерно до 45°С или выше, эти рецепторы начинают разря­жаться с частотой, которая явно нарастает с повышением температуры. Поскольку болезненные ощущения жжения имеют место как раз при температурах кожи выше 45 °С, эти рецепторы можно назвать также ре­цепторами жжения.

Рис. 3-17. С помощью этой установки можно оценивать температурные бо­левые пороги. Инфракрасное излучение нагревает зачерненный участок кожи на лбу испытуемого. Температура кожи измеряется инфракрасным датчиком и за­писывается самописцем. (Hardy, J. Appl. Physiol., 5, 725, 1953.) Красная кривая показывает зависимость болевого порога (средние значения) от продолжитель­ности действия теплового стимула. Испытуемого просили самостоятельно уста­навливать в ходе опыта интенсивность излучения на таком уровне, чтобы на лбу едва ощущалась боль. Начальный подъем температуры выше значения порога объясняется инерцией аппаратуры. (Greene, Hardy, J. Appl. Physiol, 17, 693, 1962.)

гас. 3-1». Ьолевые и тактильные точки кожи человека на медиальной поверхно­сти предплечья.

Положение болевых точек определяли с помощью волосков фон Фрея. (Strugh-old, Z. Biol., 80, 376, 1924.)

Рис. 3-19. Реакции полимодальных ноцицепторов кожи (морда обезьяны) на те­пловые стимулы. А. Зависимость разряда трех рецепторов от конечной темпера­туры, устанавливаемой тепловыми стимулами в их рецептивных полях. На ор­динате указано число импульсов, генерируемых в течение трех минут после появления первого импульса в ответ на данный стимул. Начальные темпера­туры для каждого из шести экспериментов указаны справа от кривых. Б. При­меры разряда рецептора «б» в ответ на указанные слева тепловые стимулы (ис­ходные температуры 30 и 35°С). Каждая запись начинается с первого импульса, вызванного стимулом. (Beitel, Dubner, J. Neurophysiol., 39, 1160, 1976.)

Гистологически ноцицепторы кожи (равно как и внутренностей и скелетных мышц, о которых речь будет идти ниже) представляют со­бой свободные нервные окончания с тонкими миелинизированными (группа III,скорость проведения ~ 11 м/с) или немиелинизированными (группа IV, скорость проведения около 1 м/с) нервными волокнами. С помощью постепенно нарастающей электрической стимуляции кожных нервов человека было прямо показано, что возбуждение (низко­пороговых) толстых миелинизированных афферентов (группа II) не при­водит к появлению болевых ощущений, тогда как возбуждение (высоко­пороговых) афферентов, принадлежащих к группам IIIи IV, вызывает боль. Оказалось, что в случае поверхностной боли передача сигналов начальной боли осуществляется по волокнам группы III,а сигналы от­ставленной боли идут по волокнам группы IV (или С-волокнам). Эта точка зрения подтверждается следующими наблюдениями, а) Если ка­кой-нибудь нерв блокировать посредством механического сдавливания, активность исчезнет сначала в толстых волокнах и лишь потом-в тон­ких; если блокировать только волокна группы II,оба компонента по­верхностной боли сохранятся; но, если блокаду распространить и на волокна группы III,начальная боль исчезнет и останется только отставленный компонент, б) Если этот же нерв блокировать при помо­щи какого-нибудь местноанестезирующего средства (например, новока­ина), к которому волокна группы IV более чувствительны, чем волокна группы III,наблюдается обратное явление - отставленная боль исчезает раньше, чем начальная, в) Электрическая стимуляция обнаженных кожных нервов с интенсивностью, достаточной для возбуждения воло­кон группы III,вызывает отчетливые острые болевые ощущения; но, ес­ли миелинизированные волокна блокированы, а интенсивность стимула соответствует возбуждению волокон группы IV, результатом будет ту­пая ноющая боль, субъективно очень неприятная; действительно, испы­туемые описывают ее как трудно переносимую. Различие во времени появления начальной и отставленной боли, по-видимому, объясняется главным образом различием в скоростях проведения по соответствую­щим волокнам. Болевые ощущения могут возникать во всех внутренних органах В полых внутренних органах, образованных гладкими мышца­ми, обнаружены механочувствительные висцеральные ноцицепторы. Не­которые из этих рецепторов реагируют на пассивное растяжение, а не­которые-на активное напряжение гладких мышц. Когда такое напряже­ние нарастает изометрически (т. е. без изменения длины), как, например, бывает при наличии каких-то препятствий выходу содержимого из дан­ного органа, висцеральные ноцицепторы возбуждаются особенно силь­но. Самые острые из известных болей ощущаются именно в этих усло­виях-например, при наличии препятствия в общем желчном протоке или в мочеточнике (эти боли называются соответственно печеночной и почечной коликой). Местная недостаточность кровоснабжения (ише­мия) также может вызывать сильные висцеральные боли; пока не из­вестно, чем они вызываются - сопутствующими механическими явления­ми или химическими изменениями в тканях. Легкие также содержат множество ноцицепторов, активируемых раздражающими газами или частицами пыли; их афференты, принадлежащие к группам III и IV, на­правляются в центр в составе блуждающего нерва.

Боли в скелетных мышцах(которые чаще всего проявляются в виде острой судороги) также определяются ноцицепторами со свободными нервными окончаниями и афферентами из групп IIIи IV. Об их физио­логии мало что известно. По всей видимости, эти боли связаны с сигна­лами чисто механических и чисто химических ноцицепторов, равно как и многих полимодальных окончаний. Ноцицепторы сердечной мышцы особенно сильно реагируют на местное нарушение кровоснабжения; возникающее при этом патологическое состояние получило название стенокардии, или грудной жабы. Здесь также пока неизвестно, которое из следствий ишемии активирует ноцицепторы сердца - скажем, ано­мальные сокращения, кислородная недостаточность, повышенная кон­центрация метаболитов или что-нибудь иное.

В заключение следует подчеркнуть, что отнюдь не все свободные нервные окончания являются ноцицептивными. В разделах, посвя щенных механорецепции и терморецепции, указывалось, что многие из рецепторных элементов с афферентными волокнами из группы III (мие-линизированными) и из группы IV (немиелинизированными) обладают специфической чувствительностью к механическим и термическим сти­мулам низкой интенсивности; возможно, все они также имеют сво­бодные нервные окончания. Таким образом, разным свободным нерв­ным окончаниям могут соответствовать различные адекватные сти­мулы. Отсутствие гистологической дифференциации не обязательно подразумевает отсутствие функциональной специфичности. Такая специ­фичность может быть связана с определенными молекулярными свой­ствами рецепторной мембраны, которые недоступны исследованию с помощью световой и электронной микроскопии.

В 3.16. Какое (ие) из следующих утверждений правильно (ны)? На коже, как правило,

а) болевых точек больше, чем тепловых;

б) тепловых точек больше, чем тактильных;

в) холодовых точек меньше, чем тепловых;

г) тактильных точек больше,, чем болевых;

д) отсутствуют специальные сенсорные точки; чувствительность
всех участков кожи одинакова.

В 3.17. Гистологически ноцицепторы, как правило, представляют собой

а) тельца Пачини;

б) диски Меркеля;

в) тельца Мейснера;

г) свободные нервные окончания;

д) рецепторы волосяных фолликулов.

В 3.18. Которая из следующих гипотез относительно периферического механизма ноцицепции лучше всего объясняет известные факты?

а) Теория интенсивности.

б) Теория паттерна.

в) Теория специфичности.

В 3.19. Афферентные нервные волокна, обслуживающие ноцицепцию, принадлежат к группам

а) 1а.

б) 16.

в) II.

г) III.

д) IV.

В 3.20. Какие три из следующих описаний лучше всего подходят для глубокой боли?

а) Легко локализуемая.

б) Неадаптирующаяся.

в) Сопровождающаяся вегетативными рефлексами.

г) Острая по своему характеру.

д) Часто иррадиирует в окружающие структуры, е) Исходит преимущественно из полых органов брюшной поло­сти.