ПАТОГЕНЕЗ И Патофизиологические аспекты боли

Боль – это системная интегративная реакция ЦНС на разрушительный раздражитель. Феномен боли - это многогранный процесс, в котором задействовано множество нейротрансмиттеров (веществ, обладающих агонистической активностью) и рецепторов периферической и центральной нервной системы. Формирование многокомпонентного болевого ощущения обеспечивается многоуровневой ноцицептивной системой (воспринимающей и проводящей болевой сигнал в ответ на алгогены), включающей сеть периферических ноцицепторов и центральных нейронов. В схеме патогенеза боли выделяют 4 уровня:

· трансдукция – формирование первичного ноцицептивного импульса на периферии;

· трансмиссия – передача болевого импульса по афферентным волокнам к ноцицептивным нейронам задних рогов спинного мозга;

· модуляция болевого импульса антиноцицептивной (подавляющей проведение и восприятие боли) системой;

· перцепция – осознанное восприятие боли корой головного мозга.

Механизмы, заложенные в нервной системе и призванные выявлять потенциально опасные для жизни стимулы, нужны для запуска поведения, которое защищает от имеющегося или возможного повреждения тканей.

Болевые импульсы воспринимаются тончайшими концевыми разветвлениями чувствительных волокон - свободными нервными окончаниями. Эти рецепторы расположены в большом количестве в различных органах и тканях, имеют большое количество концевых разветвлений с мелкими аксоплазматическими отростками, которые и являются структурами, активируемыми болевым воздействием.

Ноциоцепторы образованы 2 типами волокон С и А.

Порог ноцицепторов для вредных стимулов неодинаков и непостоянен. Здоровая ткань содержит ноцицепторы с сильно различающимися порогами, которые в некоторых случаях так высоки, что эти рецепторы не возможно возбудить в опыте. Однако при патологическом изменении ткани ноцицепторы могут сенситизироваться. За этот механизм ответственны такие вещества, как калий, простогландины и лейкотриены (поврежденные клетки), серотонин (тромбоциты), брадикинин (плазма крови), гистамин (мастоциты – тучные клетки), субстанция Р (нервные окончания).

Большинство болевых нейронов достигают спинного мозга через спинномозговые нервы или входят продолговатый мозг через тройничный нерв.

Ноцицептивной информацией прямо или косвенно активируют два основных класса релейных заднероговых клеток: ноцицептивные специфические нейроны, активируемые только ноцицептивными стимулами и конвергентные нейроны стимулируемые и другими стимулами.

Хорошо известен факт, что существуют различия между объективной реальностью болезненного стимула и уровнем восприятия боли человеком.

Теория воротного контроля.

Методы обезболивания.

Общая и региональная анестезия.

Общей анестезией называют искусственно вызванное физиологическое состояние, характеризующееся обратимой утратой сознания, анальгезией, амнезией и некоторой степенью миорелаксации. Существует большое количество веществ, способных вызвать общую анестезию: инертные газы (ксенон), простые неорганические соединения (закись азота), галогенированные углеводороды (фторотан), сложные органические соединения (барбитураты) и др. В настоящее время внутренние механизмы общей анестезии до конца не выяснены. Нет единой общепринятой теории действия анестетиков, которая должна объяснять, каким образом такие разнообразные по химической структуре соединения вызывают достаточно стереотипное состояние общей анестезии. Вопрос о сущности этого явления встал перед исследователями еще в первые десятилетия после открытия общей анестезии. Одним из первых выразил свою точку зрения Н. И. Пирогов. В 1848 г. он пришел к заключению, что наркотический эффект эфира проявляется лишь тогда, когда насыщенная его парами кровь «придет в соприкосновение с органами нервной системы».

К настоящему моменту исследователями в этой области предложен ряд концепций, объясняющих своеобразный эффект общих анестетиков. Исторически за ними закрепилось название «теории», хотя, по сути, они являются гипотезами.

Одной из первых теорий общей анестезии была коагуляционная (Кюн,1864). Предпосылкой для нее явилось свойство диэтилового эфира и хлороформа вызывать своеобразное свертывание внутриклеточного белка с образованием зернистости в протоплазме. Эти изменения в структуре клетки рассматривались в качестве основной причины нарушения ее функции. Однако позже выяснилось, что отмеченные изменения возникают лишь при концентрациях анестетиков в тканях, значительно превосходящих уровень, достигаемый в клинических условиях.

К этому же периоду относится и разработка липоидной теории (Мейер, Овертон, 1899-1901). Эта теория основана на двух фактах: 1) значительной липоидотропности наркотических веществ; 2) высоком содержании липоидов в нервных клетках. Согласно рассматриваемой теории, насыщение анестетиками богатых липоидами клеточных мембран создает барьер для обмена веществ в клетке. Определенным подтверждением правильности гипотезы считали зависимость выраженности наркотического эффекта анестетиков, то есть их силы действия, по степени сродства к липоидам (закон Мейера – Овертона). В дальнейшем было выяснено, что такая закономерность прослеживается в отношении большинства ингаляционных анестетиков. Наряду с этим обнаружились исключения. Таким образом, связь между растворимостью наркотических веществ в жирах и силой их действия оказалась не универсальной.

1. Белковые теории анестезии.
a. Взаимодействие анестетиков с гидрофобными участками белков также объясняет правило Мейер-Овертона. Прямое взаимодействие молекул анестетиков с белками позволяет объяснить исключения из этого правила, так как любые участки связис белком определяются как размером и формой молекулы, так и растворимостью.
b. Прямые доказательства связи анестетиков с белками. Многочисленные физические методы (рентгенодифракция, ЯМР-спектроскопия) подтверждают, что молекулы анестетиков могут связываться с гидрофобным центром белков, а размер связанного участка объясняет эффект «обрубания».
c. Непрямое доказательство связи анестетиков с белками. Доказательством прямого взаимодействия анестетиков с белками мембраны служит стереоселективность.

2. Современные факты позводяют утверждать, что белки в большей степени, чем липиды, являются молекулярными мишенями для действия анестетиков.

Теория поверхностного натяжения (Траубе, 1913) основывалась на данных о том, что анестетики жирного ряда обладают свойством снижать поверхностное натяжение на границе между липоидной оболочкой клетки и окружающей ее жидкости, вызывая повышение проницаемости мембраны вообще и для молекул анестетиков в частности.

Авторы адсорбционной теории (Лове, 1912) исходили из свойства анестетиков повышать проницаемость клеточных мембран и высокой сорбционной способности их в отношении внутриклеточных липоидов, находящихся в коллоидном состоянии. Предполагалось, что именно вследствие высокого насыщения анестетиком липопротеиновых структур нервных клеток блокируется их специфическая функция.

Теория критического объема объясняет интересный феномен устранения анестезии под действием повышенного давления. Бимолекулярный слой фосфолипидов в клеточных мембранах нейронов имеет в своем составе множество гидрофобных структур. Связываясь с этими структурами, анестетики расширяют фосфолипидный бимолекулярный слой до критического объема, после чего функция мембраны претерпевает изменения. Возможно, повышенное давление вытесняет часть молекул с мембраны, увеличивая потребность в анестетике.

В 1961 г. Полинг предложил теорию водных микрокристаллов, объясняющую развитие наркотического состояния под влиянием общих анестетиков свойством последних образовывать в водной фазе тканей своеобразные кристаллы. Они создают препятствие для перемещения катионов через мембрану клетки и тем самым блокируют процесс деполяризации и формирование потенциала действия. Однако дальнейшие исследования показали, что свойством кристаллообразования обладают не все общие анестетики. Те же из них, для которых характерен этот феномен, образуют кристаллы при концентрациях, превышающих используемые в клинической практике.

Наибольшее развитие получила мембранная теория (Хобер, 1907; Бернштейн, 1912; Винтерштейн, 1916; Ходжкин, Кац, 1949). Она базировалась на данных о влиянии анестетиков на физико-химические свойства клеточных мембран. Развитие общей анестезии связывали с нарушением проницаемости мембран нервных клеток.

В дальнейшем было установлено, что общие анестетики оказывают выраженное тормозящее действие на синаптическую передачу в дозах, которые существенно не влияют на распространение возбуждения по мембране нейрона. Механизм угнетения возбудимости нейронов и торможения синаптической передачи возбуждения под влиянием анестетиков полностью не раскрыт. Различные анестетики неодинаково влияют на основные функциональные звенья синапсов. Это связано как с неоднородностью последних, так и с особенностями свойств отдельных анестетиков. Они могут тормозить передачу возбуждения, нарушая образование и высвобождение медиатора через пресинаптическую мембрану в синаптическую щель, угнетая обратный захват медиатора. Анестетики снижают чувствительность рецепторов пресинаптической и постсинаптической мембран к медиатору, уменьшая возможность формирования постсинаптического потенциала действия. В случаях формирования постсинаптического потенциала действия анестетики приводят к его угасанию, вызывая изменения тока ионов через мембрану.

Эффект многих общих анестетиков связывают с их влиянием на функцию медиаторов ЦНС (ацетилхолин, катехоламины, серотонин, гамма-аминомасляная кислота, аденозин, аспартат, глютамат, эндогенные опиаты, цАМФ и др.). Чаще всего это происходит путем действия на специфические рецепторы. Многие анестетики усиливают опосредованную гамма-аминомасляной кислотой депрессию ЦНС. Более того, агонисты ГАМК-рецепторов углубляют анестезию, в то время как антагонисты устраняют мно­гие эффекты анестетиков. Влияние на функцию ГАМК может быть главным механизмом действия многих анестетиков.

Однако при всей ценности сведений об интимном механизме действия анестетиков на клеточном и молекулярном уровнях они не раскрывают сущности общей анестезии как своеобразного функционального состояния нервной системы организма. Поскольку в клинических условиях используемая концентрация анестетиков не вызывает полной ареактивности нейронов и блокады синаптической передачи, а лишь оказывает тормозящее влияние на их функцию, важно знать направление и последовательность функциональных изменений.

Особого внимания заслуживает объяснение влияния общих анестетиков на функцию нервной системы, которое дал и в значительной степени научно обосновал Н.Е. Введенский. Исходя из разработанной им теории парабиоза, он пришел к заключению, что анестетики действуют на нервную систему как сильные раздражители и, подобно последним, вызывают соответствующие фазы парабиоза, которые характеризуются последовательным снижением физиологической лабильности отдельных нейронов и нервной системы в целом. При определенном для каждого анестетика уровне насыщения мозга снижение лабильности механизмов, лежащих в основе формирования и распространения нервных импульсов, достигает такой степени, которая обусловливает торможение функций ЦНС, проявляющееся клинически состоянием общей анестезии. В дальнейшем эта концепция получила развитие в трудах А.А. Ухтомского и некоторых других отечественных ученых.

Развитию ретикулярной теории способствовали два важных научных факта, установленных при изучении функции ретикулярной формации: 1) она играет активирующую роль в отношении лежащих выше отделов ЦНС; 2) разрушение определенных зон ретикулярной формации вызывает состояние, близкое к медикаментозному сну или наркозу. Это привело к заключению о вероятной связи специфического действия наркотических веществ с влиянием их прежде всего на функцию ретикулярной формации.

Таким образом, сформировалось представление о том, что эффект общих анестетиков является результатом торможения рефлекторных процессов на уровне сетевидной субстанции мозга. При этом устраняется восходящее активизирующее влияние ее, что приводит к деафферентации вышележащих отделов ЦНС.

Несмотря на убедительные данные в пользу ретикулярной теории общей анестезии, результаты некоторых исследований свидетельствуют о том, что она во многом слишком упрощена и не может быть признана универсальной. Эффект анестетиков на активность нейронов ретикулярной формации разнообразен и может повышать, уменьшать или не изменять ее в зависимости от действующего вещества. Таким образом, изменение активности ретикулярной формации при анестезии вероятно связано со специфическим взаимодействием общих анестетиков с определенными структурами в каждом отделе ЦНС. Кроме того, состояние сознания не может быть просто объяснено активностью ретикулярной формации.

Общие анестетики оказывают свое действие не только в области ретикулярной формации. Клинические концентрации анестетиков могут угнетать спонтанную и вызванную активность в коре головного мозга, гиппокампе, спинном мозге. В целом, анестетики оказывают свое действие во многих областях ЦНС, и анестезия не может быть вызвана влиянием на отдельные специфические отделы. В свете того, что ЦНС человека состоит из биллионов нейронов, каждый из них имеет тысячи синапсов, не удивительно, что действие анестетиков имеет такую сложную и разнообразную природу.

Таким образом, со времени открытия общей анестезии учеными, теоретиками и клиницистами затрачено много усилий для выяснения механизма действия общих анестетиков. Однако многие относящиеся к ней вопросы до сих пор остаются без убедительного ответа и требуют дальнейших исследований

Механизм действия местных анестетиков

Местные анестетики - это средства, вызывающие местную потерю чувствительности тканей, блокируя проведение импульсов в нервных волокнах. В первую очередь они устраняют чувство боли

Основная точка приложения действия местных анестетиков - мембрана нейрона. Механизм действия местных анестетиков заключается в блокировании нервного импульса путем вмешательства в процессы генерации потенциала действия. Они уменьшают проницаемость клеточной мембраны для ионов натрия, что сопровождается деполяризацией мембраны. Одним из важнейших путей блокирования натриевых каналов является вытеснение местными анестетиками ионов кальция из рецепторов, расположенных на внутренней поверхности мембраны. Изменяя потенциал действия в мембранах нервных клеток, местные анестетики не приводят к выраженному изменению потенциала покоя.

Физико-химические свойства местных анестетиков, предопределяющие развитие нейроблокады: растворимость в жирах обеспечивает легкое проникновение через клеточную мембрану и, соответственно, силу действия; высокая степень связывания с белками обеспечивает более длительный анестетический эффект

Действие местных анестетиков на различные типы нервных волокон неодинаково. Как правило, мелкие нервные волокна более чувствительны к действию анестетиков, чем крупные; миелинизированные волокна блокируются легче, чем немиелинизированные, потому что для этого необходима блокада лишь в местах перехватов Ранвье.

При применении местных анестетиков отмечается последовательность блокады периферических нервов: блок симпатических волокон нервных корешков, потеря болевой и температурной, проприоцептивной, тактильной чувствительности и ощущения давления, паралич двигательной активности.

.

Наряду с местноанестезирующим действием препараты этой группы могут оказывать целый ряд резорбтивных эффектов. Так, например, местные анестетики обладают кардиодепрессивным действием, оказывают существенное влияние на ЦНС. Синтетические вещества вызывают седативный эффект, хотя иногда могут возникать волнение и беспокойство, возможно, из-за угнетения центральных тормозных синапсов. В высоких дозах местные анестетики могут вызывать диплопию и другие нарушения зрения, в токсических дозах - судороги и кому; результатом их тормозного воздействия на уровне продолговатого мозга является угнетение дыхания и сердечной деятельности. Кокаин оказывает преимущественно стимулирующее влияние на ЦНС, но при использовании препарата в высоких дозах возбуждение ЦНС сменяется её угнетением. При отравлении кокаином смерть наступает от угнетения дыхательного центра.

Эффекты местных анестетиков

Действие местных анестетиков может быть:

1) местным - включает блокаду нервных волокон, а также прямое действие на гладкую мускулатуру сосудов;

2) региональным - заключается в потере чувствительности тканей (болевой, температурной, осязательной и др.) и изменении тонуса сосудов, находящихся в зоне действия блокированного нерва;

3) общим (резорбтивным) - возникает вследствие всасывания вещества в кровь или его внутривенного введения.

Основные виды местной анестезии

Поверхностная анестезия - анестетик наносят на раневую поверхность или слизистые оболочки.

Инфильтрационная анестезия - раствором анестетика последовательно пропитывают кожу и более глубокие ткани. Для этого вида анестезии местные анестетики обычно используют в сочетании с сосудосуживающими веществами.

Проводниковая анестезия - анестетик вводят по ходу нерва.

Существуют различные разновидности этого вида анестезии - от внутрипульпарной до эпидуральной (анестетик вводят в пространство над твердой оболочкой спинного мозга) и спинномозговой (анестетик вводят субарахноидально). Спинномозговую анестезию технически выполнить значительно легче, чем эпидуральную, но зато после эпидуральной анестезии отсутствует такое осложнение спинномозговой анестезии, как головная боль.

Внутривенная региональная анестезия - Анестетик вводится внутривенно в обескровленную ветвь сосуда. Наложенный на конечность жгут не позволяет лекарству поступить в системный кровоток.

Дата добавления: 2014-01-20