Респираторная медицина. Руководство (в 2-х томах)

Чучалин А. Г.

Внутригрудные органы имеют двойную иннервацию. Органы грудной полости иннервируются афферентными волокнами как блуждающего нерва, тела нейронов которого находятся в верхнем ( g . jugulare) и нижнем ( g . nodosae) узлах блуждающего нерва, так и спинномозговыми нервами. В отличие от соматических структур, афферентные волокна которых достигают ЦНС по спинно-мозговым нервам, афферентная иннервация внутренних органов достигает центральных отделов нервной системы двумя путями: через ядра солитарного тракта (стволовая афферентация) и через задние рога грудного отдела спинного мозга (спинно-мозговая афферентация). Затем вся ноцицептивная информация в составе спиноталамического, спиноретикулярного и спиномезэнцефалического трактов направляется к таламусу и по лучистому венцу достигает постцентральной извилины коры головного мозга (S _I_--_III, или поля 1--3 по Бродманну). При обследовании пациентов с экспериментальной

одышкой и болью была отмечена активация одних и тех же центральных структур головного мозга, в частности, инсулярной области (anterior insular cortex), что сближает механизмы восприятия этих крайне неприятных ощущений [16].

Все это создает условия для взаимодействия между сигналами, поступающими в ЦНС по разным каналам, и лежит в основе феномена модуляции (от лат. modulation - размеренность; закономерное изменение) болевых ощущений. Кроме того, некоторые органы (пищевод, сердце) имеют свою, еще малоизученную, внутреннюю (метасимпатическую) нервную систему с телами нейронов, расположенных интрамурально или в окружающей жировой ткани, которая, по-видимому, формирует дополнительный поток болевой информации в ЦНС [17].

Другие отличия в иннервации соматических и висцеральных структур касаются плотности болевых рецепторов и межнейронных связей в спинном мозге. Отмечено, что количество висцеральных афферентных волокон значительно меньше, чем соматических (например, в задних корешках грудного и поясничного отделов спинного мозга их количество не превышает 10%) [18]. Вместе с тем центральные терминали висцеральных афферентов образуют многочисленные разветвления (синапсы). Перед переключением на вторые нейроны, расположенные в сером веществе задних рогов спинного мозга, они в составе тракта Лиссауэра поднимаются или опускаются на высоту нескольких сегментов спинного мозга. Это нарушает дискриминационное чувство, и висцеральная боль воспринимается как тупая, плохо локализованная или протопатическая боль.

Значительная часть болевых ощущений в грудной клетке связана с раздражением серозных оболочек внутренних органов, например париетальной плевры. Разрыв, разрез или раздавливание самих внутренних органов обычно не сопровождаются болевыми ощущениями. Одним из адекватных болевых стимулов является растяжение и напряжение стенки полого органа. Другим адекватным стимулом для их активации служит ишемия тканей. Раздражение мелких бронхов табачным дымом или парами аммиака также вызывает ощущение дискомфорта в грудной клетке, однако не ясно, связано ли оно с активацией болевых рецепторов.

Следует учитывать, что прогресс в понимании механизмов боли был достигнут во многом благодаря изучению соматической (кожной) чувствительности. Однако если периферические механизмы соматической и висцеральной боли различаются, то их центральные механизмы оказались довольно схожи. Большая часть исследований по изучению висцеральных афферентов была проведена на органах брюшной, а не грудной полости.

ПЕРИФЕРИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ВИСЦЕРАЛЬНЫХ БОЛЕЙ

Еще Аристотель считал, что боль является сильной эмоцией. В конце XIX века физиологи впервые стали рассматривать боль как специфическое дискриминационное чувство. Гипотезу о существовании специфических болевых рецепторов в форме свободных неинкапсулированных нервных окончаний первым предложил Max von Frey (1884). Ч. Шеррингтон поддержал предположение о специфичности ноцицепции [15]. Рецепторы, реагирующие на такие «вредные» или повреждающие стимулы, были названы им ноцицепторами (от греч. nocere - повреждать и cepere - воспринимать), а активируемые ими нейронные структуры - ноцицептивной системой. Эта сенсорная система (анализатор по И.П. Павлову) осуществляет восприятие (трансдукция), проведение (трансмиссия) и обработку (модуляция, конвергенция и перцепция) болевой информации [8]. Если Ч. Шеррингтон изучал простейшие защитные двигательные реакции на боль, то в настоящее время исследуется значение боли в формировании сложного, динамического психофизиологического состояния человека, мобилизующего самые разнообразные функциональные системы, защищающие его от повреждения.

Со времен Ч. Шеррингтона существование ноцицепторов было многократно подтверждено [19]. Были открыты специализированные кожные ноцицепторы, избирательно реагирующие на механические, химические и термальные повреждения, наряду с более распространенными полимодальными рецепторами, реагирующими на различные повреждающие стимулы. Кожные ноцицепторы характеризуются высоким порогом возбуждения, способностью к динамической активации при повреждении, отсутствием спонтанных разрядов и, что самое главное, способностью к сенситизации. Под сенситизацией понимается возрастание рецепторного ответа при повреждении (воспалении) ткани, в ряде случаев в сочетании со спонтанной активацией и снижением порога возбуждения. При развитии состояния сенситизации стимулы, которые в норме не вызывают боли, начинают восприниматься как болевые (аллодиния), а болевые стимулы - как гиперболевые.

Большая часть исследований по иннервации внутренних органов касается функции механорецепторов, реагирующих на

растяжение полых органов с помощью баллона, что в эксперименте вызывает ощущение боли. Долгое время предполагалось существование гомогенной популяции низкопороговых механорецепторов, а возникновение боли связывалось с повышением частоты и увеличением продолжительности электрофизиологических ответов со стороны отдельных нейронов при их стимуляции. Позднее было показано существование, по крайней мере, двух популяций механорецепторов: низко- и высокопороговых, способных функционировать как ноцицепторы [20].

ПИЩЕВОД

В одной из экспериментальных работ изучались реакции активации афферентных волокон блуждающего и чревного нервов, иннервирующих нижние отделы пищевода опоссума [21]. Используя баллонную дилатацию нижних отделов пищевода, было показано наличие низко- и высокопороговых афферентов в чревном нерве, а также низкопороговых в блуждающем нерве. В этой же работе изучалась реакция афферентов на эндогенный альгоген брадикинин. Брадикинин стимулировал афферентные волокна блуждающего и чревного нервов, однако реакция волокон блуждающего нерва оказалась вторичной, т.е. возникала в ответ на мышечное сокращение. Предполагается, что низкопороговые афференты чревного и блуждающего нервов задействованы в моторике пищевода и рефлексах, а высокопороговые волокна чревного нерва - в возникновении острой боли. Кроме того, в препаратах in vitro было показано существование и других механорецепторов в пищеводе, часть из которых представлена специализированными морфологическими структурами, такими как интраганглионарные пластинчатые окончания (intraganglionic laminar endings - IGLE’s) и внутримышечные разветвления (intramuscular arrays - IMA’s). Эти нервные окончания обнаружены во всех отделах пищеварительного тракта, но более плотно они располагаются в пищеводе, желудке и дистальных отделах кишечника [22]. Пищеводные механорецепторы блуждающего нерва активируются давлением на слизистую оболочку, растяжением органа или обоими стимулами. Эти три группы механосенсоров реагируют также на большой спектр «классических» альгогенов (капсаицин, 5-гидрокситриптамин, брадикинин, стабильный аналог аденозинтрифосфата (АТФ), простагландин Е₂, соляная кислота), что свидетельствует об их полимодальной природе. В пищеводе вагусные рецепторы, реагирующие на растяжение, представлены структурами IGLE’s, которые по иммуногистохимическим данным оказались идентичны лигандзависимым ионным пуринергическим каналам Р2Х₂ и Р2Х₃ [23].

СЕРДЦЕ

Сердце также иннервируется афферентными волокнами блуждающего и спинальных нервов, тела нейронов которых располагаются в верхнем узле блуждающего нерва ( g . jugulare) и ганглиях задних корешков спинного мозга, соответственно. Спинно-мозговые афферентные волокна нередко обобщенно называют симпатическими нервами сердца, хотя, возможно, правильнее было бы обозначать их по названию крупного нерва (например, n . cardiacus inferior). Во многих исследованиях было доказано существование механо- и хемочувствительных афферентных нервных волокон, иннервирующих миокард. После установления связи кардиальных болей с ишемией миокарда были предприняты попытки обнаружить сердечные ноцицепторы, избирательно чувствительные к таким классическим альгогенам, как брадикинин [24]. В других исследованиях акцент делался на изучение центральных механизмов сердечной боли, практически нивелирующих значение специфических болевых рецепторов сердца [25]. Большинство исследователей соглашаются с тем, что ощущение кардиальной боли связано с активацией спинно-мозговых нервных волокон, в то время как значение блуждающего нерва при этом невелико. Имеются предположения, что в ряде случаев нервные импульсы, воспринимаемые как болевые, совершают в ЦНС петлю в виде повторного входа электрического импульса, аналогично входящему механизму при аритмиях. Наличием такой петли, в частности, объясняется механизм рефрактерной стенокардии и тот факт, что временное прерывание этого пути (временная симпатэктомия) приводит к длительному обезболивающему эффекту.

Из клиники хорошо известно, что не все эпизоды ишемии являются болевыми [31], описана стенокардия без поражения коронарных артерий (кардиальный «синдром Х»). В связи с этим предполагается, что либо те афферентные волокна, которые возбуждаются при окклюзии коронарных артерий или эпикардиальной аппликации альгогенов, не вовлечены в механизмы кардиальной боли, и, следовательно, адекватной модели стенокардии просто не существует, либо центральные механизмы модулируют (подавляют) активность афферентной импульсации. Несмотря на эти положения, многие исследователи пытаются обнаружить медиаторы кардиальной боли. Ишемия, а также ионы ОН^--- и Н⁺ возбуждают спинномозговые афференты, причем ишемия способна активировать и не отвечающие на механическое воздействие («спящие») нервные волокна сердца [26]. Сведения о кислотозависимых электрических токах в сенсорных нейронах сердца косвенно подтверждают эти данные. Существуют две группы протонзависимых ионных каналов, активируемых снижением рН внеклеточной среды: