Аварийная сигнализация в живом организме

Человек живет в постоянном контакте с внешней средой, получая информацию об окружающем мире с помощью специализированных сенсорных систем, воспринимающих механические, термические, акустические, электромагнитные (световые) и химические сигналы. Благодаря работе этих систем мы можем, например, любоваться светом звезд, наслаждаться пением птиц, ароматом цветов и т.д. Однако всем наверняка приходилось испытывать и другое, вовсе неприятное, ощущение — боль, возникающую в результате какого-либо вредного для организма воздействия. Ответственна за это так называемая ноцицептивная система (от лат. noсeo — вредить). И хотя боль дает мало сведений об окружающем нас мире, тем не менее она столь же необходима человеку для нормальной жизни, как осязание или обоняние, так как предостерегает о внешних или внутренних опасностях, грозящих нашему телу. Несмотря на то, что боль во многом сравнима с другими чувствами, она все же обладает характерными особенностями. Чтобы помочь страдающему от боли человеку, надо хорошо понимать ее специфические черты.

В отличие от избирательных сенсорных систем для ноцицепции не существует специализированного болевого стимула (боль возникает при ушибе, ожоге, укусе пчелы, и т. д.). Нет и особого, анатомически выделенного органа, подобного, например, органу слуха или зрения. Наконец, болевое ощущение может быть вызвано на любом участке тела, соответственно в организме нет каких-либо специфических болевых нервов, подобных зрительному или обонятельному. Это — своеобразная аварийная сигнализация живого организма, которая включается в критической ситуации. И организм (еще до того как мы осознаем случившееся и примем решение) немедленно реагирует — срабатывает защитный рефлекс, выражающийся в многокомпонентной оборонительной реакции. Достаточно вспомнить, как человек отдергивает обожженную руку или меняет позу при боли в позвоночнике (моторный компонент), что нередко сопровождается криком или агрессией (поведенческий компонент). При этом обычно изменяются кровяное давление и ритм дыхания, учащается пульс, расширяются зрачки (реакции вегетативной нервной системы) и т.д.

Таким образом, живой организм может распознать внешние воздействия (стимулы), способные причинить ему вред. Порог обнаружения таких воздействий весьма близок к той силе стимула, при которой действительно происходит повреждение ткани, на что впервые обратил внимание знаменитый английский физиолог Ч.С.Шеррингтон [1]. Казалось бы, любые вредящие стимулы должны вызывать защитный рефлекс, но, к сожалению, наш организм еще недостаточно совершенен. Существуют вредные воздействия, которые не выявляются нервной системой (например, радиация), а некоторые безвредные стимулы (электрический ток или ультразвук умеренной интенсивности), напротив, вызывают боль. Учитывая это, в физиологии принято называть ноцицептивными только те стимулы, которые вызывают защитный рефлекс. Защитный рефлекс, ноцицептивная система и вредящие стимулы — ключевые понятия теории боли.

Ноцицептивная система оказалась существенно сложнее для изучения, чем избирательные сенсорные системы. Отсутствие специфического болевого стимула, специальных болевых нервов и специализированного органа болевой чувствительности объясняет значительное отставание в исследовании механизмов работы этой системы по сравнению с другими. Раскрытие основных принципов и структурных элементов ноцицептивной системы — итог более чем столетних исследований. Оказалось, что в восприятии и обработке информации о вредящих воздействиях участвуют различные отделы нервной системы — от первичных сенсорных нейронов до определенных структур головного мозга. Мы рассмотрим только начальное, периферическое звено ноцицептивной системы, но сначала еще несколько слов о терминах и основных понятиях.

Ноцицептивные сигналы возникают в окончаниях первичных сенсорных нейронов и поступают в спинной мозг сначала по периферической, а затем центральной ветвям их аксонов. Теоретически биполярная структура первичного сенсорного нейрона допускает преобразование импульсных последовательностей на этом пути. Учитывая это, физиологи ввели понятие “сенсорная единица” (специфический рецептор в избирательной сенсорной системе и ноцицептор — в ноцицептивной), которое объединяет периферическую ветвь аксона первичного сенсорного нейрона (афферентное волокно), ее тканевое окончание (терминаль) и возможные претерминальные клетки-сателлиты, функционально связанные с терминалью. Сенсорную единицу можно представить как некий функциональный модуль, для которого входной сигнал — внешний стимул, а выходной — последовательность нервных импульсов в периферической ветви аксона первичного сенсорного нейрона.

Периферическая ноциология начала развиваться в XIX в., когда уровень техники был еще недостаточен для решения ее задач. В 1838 г. немецкий физиолог И.П.Мюллер предположил, что каждому ощущению, включая боль, соответствуют определенные специфические нервные волокна (в современных терминах — первичные сенсорные нейроны и ноцицепторы). В конце XIX в. гистолог М.Бликс обнаружил специализированные точки кожи для определенных видов стимулов, физиолог М.Фрей установил различную чувствительность малых участков кожи к точечным механическим стимулам [2, 3]. Эти работы привели к представлению о сенсорной гетерогенности кожи и послужили основой для формулирования теории специфично