Болевые рецепторы или ноцицепторы представляют собой свободные нервные окончания. Их локализация в ткани изучена очень слабо. По-видимому, они находятся главным образом в соединительнотканной оболочке мелких кровеносных и лимфатических сосудов и, как ни удивительно, в соединительнотканной оболочке отдельных нервных волокон.
Большинство ноцицепторов реагирует на механические,термические ихимические стимулы. Возбуждение ноцицепторов всегда начинается с появления «первой опасности», т. е. агента, угрожающего прервать нормальное функционирование ткани. Такими агентами могут стать бактерии, проникающие в сустав, или неправильный кровоток через сердечную мышцу, сильные механические воздействия, жара или холод.
B некоторых случаях агент стимулирует ноцицепторы непосредственно (например, сильное механическое воздействие). Однако гораздо чаще возбуждение рецепторов обусловлено биологически активными веществами, которые выделяются в ткань в результате биохимических процессов, инициированных этим агентом. Эти вещества служат непосредственными стимулами, возбуждающими ноцицепторы.
Порог ноцицепторов для вредных стимулов неодинаков и непостоянен. Обычно порог достаточно высок, в некоторых случаях настолько, что эти рецепторы невозможно возбудить в опыте («спящие» ноцицепторы). Однако, если ткань патологически изменена (например, при воспалении), то пороги иногда настолько снижаются, что даже невредные в норме стимулы теперь вызывают возбуждение. Ярким примером может служить повышенная чувствительность обожженной на солнце кожи даже к слабому тепловому воздействию. Можно наблюдать и противоположный эффект – повышение порога, т.е.уменьшение чувствительностиноцицепторов. Некоторые аналгетики, по-видимому, приводят именно к такому результату.
От туловища и конечностей ноцицептивная информация поступает в спинной мозг и далее передается главным образом по боковому спинно-таламическому тракту. Ноцицептивные афференты от области головы идут в основном по волокнам тройничного нерва, от внутренностей – по волокнам вегетативной нервной системы. В нейронах задних рогов спинного мозга был выделен нейропептид, названный веществом Р. Это, по-видимому, специализированный медиатор, обеспечивающий передачу болевых сигналов в центральные отделы нервной системы.
Пути, передающие болевые сигналы, содержат два типа нервных волокон – тонкие миелинизированныеинемиелинизированные. У них разная скорость проведения информации: миелинизированные проводят возбуждение быстрее.Ранняя боль, по-видимому, связана с передачей сигналов по миелинизированным волокнам, а поздняя – по немиелинизированным. Большинство волокон, идущих от внутренностей, немиелинизированы.
Важнейшим стволовым центром переработки ноцицептивной информации является вентробазальный комплекс и неспецифические ядра таламуса. Оттуда сведения поступают в различные структуры мозга, обеспечивающие все компоненты болевой реакции: кору больших полушарий, лимбическую систему, гипоталамус, ретикулярную формацию.
В первой половине XX в. считалось, что кора вовсе не обязательна для проявления сознательных болевых ощущений. Главным центром их возникновения считался таламус. Последующие тщательные наблюдения, особенно над людьми, получившими мозговые травмы во время второй мировой войны, привели к пересмотру этой точки зрения. Было установлено, что повреждение коры в глубине теменной части центральной борозды вызывает устойчивую утрату чувствительности к боли на противоположной стороне тела. В некоторых случаях она только частичная (например, у руки или ноги), в других – затрагивается вся половина тела. Позднее удалось подтвердить такие данные экспериментально: локальная электрическая стимуляция этих зон головного мозга вызывает у людей боль. Значит, болевые ощущения, как и все прочие сознательные сенсорные процессы, невозможны без коры больших полушарий.
Нервная система не только вырабатывает вещество Р, передающее болевые сигналы, но и синтезирует вещества, снимающие боль. Эти вещества были названы эндорфинами (сокращение слов «эндогенные морфины»). Полагают, что эндорфины и экзогенные опиаты (такие, как героин) действуют сходным образом, контролируя восприятие боли.
Эндорфинсодержащие нейроны существуют в различных участках нервной системы, например, в среднем мозге, в лимбической системе. Эйфория, которую жаждут испытать наркоманы, употребляющие героин, вероятно, возникает в результате связывания героина с опиатными рецепторами лимбической системы. Тот факт, что героин и эндорфины связываются в одних и тех же местах, позволяет предположить, что эндорфины играют роль и в тех разновидностях эмоций, которые не имеют прямого отношения к боли.
В клинической практике особое значение имеют проецируемая и отраженная боль. Хорошо известно, что резкий удар по локтю стимулирует локтевой нерв и вызывает неприятное, трудно описываемое ощущение, распространяющееся на те участки руки, которые обслуживаются этим нервом – от локтя до кисти и на саму кисть. Механизм этого явления следующий. Сигналы, вызываемые ненормальной стимуляцией чувствительного волокна, передаются в мозг и проецируются нашим сознанием на область, содержащую сенсорные окончания этих волокон, поскольку обычно именно здесь возникает возбуждение под действием болевого раздражителя. Одна из наиболее распространенных причин проецируемой боли – пережатие спинальных нервов при острой патологии межпозвоночного диска, например, при остеохондрозе. Этот механический стимул вызывает импульсы в болевых волокнах, а связанные с ними болевые ощущения проецируются на область, иннервируемую пострадавшим нервом.
Ноцицептивная стимуляция внутреннего органа часто вызывает ощущение боли не только в нем самом, но и в отдаленных, поверхностных частях тела. Такая боль называется отраженной. Какправило, она охватывает участки периферии, иннервируемые тем же сегментом спинного мозга, что и затронутый внутренний орган. Хорошо известный пример отраженной боли – боль, возникающая в сердце, но ощущаемая в плече и в узкой полоске медиальной поверхности руки. Так как связь между отдельными участками кожи (дерматомами) и внутренними органами хорошо известна, то отраженная боль играет важную роль при диагностике различных заболеваний.