Биохимические субстраты

Накопление алгогенных веществ в зоне поражения является составной частью механизмов, лежащих в основе трансдукции и сенсибилизации. Некоторые из этих веществ идентифицированы, например калий, ионы водорода, серотонин, гистамин, брадикинин, ацетилхолин, простагландины, лейкотриены, а также субстанция Р [29] (табл. 2-3). Источники происхождения этих веществ различны, в том числе поврежденные клетки, ноцицепторы, повышенная проницаемость капилляров и повышенная продукция этих веществ энзимами. Процесс трансдукции может инициировать­ся и усиливаться в результате действия нескольких механизмов:

1. прямая активация ноцицепторов;

2. сенсибилизация ноцицепторов с последующим усилением их активности;

3. выход аллогенных веществ из плазмы [30].

При повреждении тканей высвобождается значительное количество внутриклеточных соединений, в том числе аденозиндифосфат, возбуждающих С-ПМН. Инъекции этих веществ человеку вызывают боли [2].

Брадикинин представляет собой пептид, содержащий 9 аминокислот. Он образуется на месте повреждения благодаря действию ферментов. Фактор XII проникает в поврежденные ткани и конвертируется в них в активную форму. Затем, воздействуя на прекалликреин, переводит его в калликреин, а последний конвертирует белок-предшественник кининоген в брадикинин. Брадикинин вызывает у человека боли в концентрациях, эквивалентных обнаруживаемым в поврежденных тканях [31]. Местом связывания брадикинина являются сенсорные волокна и задний рог спинного мозга. Наряду с этим брадикинин усиливает сосудистую проницаемость, повышает хе­мотаксис лейкоцитов и сенсибилизирует ноцицепторы [32].

Соединения других классов, появляющихся в области поврежденных тканей, представлены просганоидами (продукты метаболизма арахидоновой кислоты под действием циклооксигеназы, в том числе тромбоксаны, простациклины и простагландины), а также эйкосаноидами (продукты метаболизма арахидоновой кислоты под действием фермента липоксигеназы, в том числе 5-НЕТЕ и лейкотриены) (рис. 2-9) (см. также гл. 7). Арахидоновая кислота в нормальных условиях эстерифицируется и входит в состав фосфолииидов клеточных мембран. После повреждения клетки под действием активированного фермента фосфолиназы А из клеточных мембран высвобождается арахидоновая кислота. Активация самой фос­фолиназы А осуществляется многими веществами, в том числе норадреналином и донамином. Под действием фермента циклооксигеназы на арахидоновую кислоту образуются простагландины. Последние усиливают трансдукцию, сенсибилизируя ноциценторы к влиянию других алгогенных соединений [19, 33]. Описанный процесс лежит в основе развития боли при воспалении [34].

Таблица 2-3. Алгогенные субстанции, вовлеченные в трансдукцию

Субстанция	Источник	Фермент	Влияние на первичный афферент
Калий	Поврежденные клетки	-	Активирование
Серотонин	Тромбоциты	-	»
Брадикинин	Кининоген плазмы	Калликреин	»
Гистамин	Тучные клетки	-	»
Простагландины	Арахидоновая кислота из поврежденных клеток	Циклооксигеназа	Сенсибилизация
Лейкотриены	То же	Липоксигеназа	»
Субстанция Р	Первичные афференты		»

Лейкотриены возникают при действии фермента липоксигеназы на арахидоновую кислоту (см. рис. 2-9). Инъекция лейкотриенов человеку вызывает у него гипералгезию, которая, по-видимому, опосредована полиморфно-ядерными лейкоцитами [36]. Роль лейкоцитов в процессах естест­венной трансдукции остается неясной.

Электрическая стимуляция афферентных волокон сопровождается высвобождением в межклеточное пространство веществ, активирующих С-волокна и вызывающих боли при инъекциях [37, 38]. Одним из таких веществ и является субстанция Р. Это пептид, состоящий из 11 аминокислот, впервые выделенных в 1931 г. [39] и, как впоследствии было установлено, связанных с сенсорной трансмиссией и вазодилатацией. Субстанция Р синтезируется в нервных клетках ганглия заднего корешка, а затем переносится к периферическим и центральным терминалам, где накапливается в вези­кулах [40]. Она высвобождается при стимуляции первичных афферентных ноцицепторов, вызывая расширение сосудов и отек [41]. Кроме того, субстанция Р способствует выходу гистамина из тучных клеток, что еще более усиливает расширение сосудов и отек.

Отдельные факты позволяют предполагать, что субстанция Р является медиатором нейрогенного воспаления. Ее введение провоцирует экстравазацию плазмы, в то время как другие пептиды не дают подобного эффекта [42]. Капсаицин ослабляет действие субстанции Р, предотвращая при этом экстравазацию плазмы, наблюдающуюся при стимулировании нервов [43]. Несмотря на важную роль субстанции Р в инициации и в развитии нейрогенного воспаления, она не вызывает болей при локальном введении и не активирует ноцицепторы.

Гистамин высвобождается из тучных клеток, а также выходит из поврежденных тканей при стимуляции субстанцией Р. Действие гистамина проявляется активацией ноцицепции, расширением сосудов и появлением отека. Высказано предположение, что воспаление и вторичная гипералгезия в результате повреждения тканей связаны с высвобождением субстанции Р с последующим выходом гистамина и сенсибилизацией ноцицепто­ров [44]. Однако высказывались и противоположные мнения, что вве­дение гистамина вызывает только ощущение зуда при нейтральном рН [26].

Серотонин также относится к алгогенным соединениям. Он высвобождается тучными клоками, а также тромбоцитами при действии на них активирующего фактора. Серотонин вызывает чувство боли как непосред­ственно, так и потенцируя ноцицептивный зффект брадикипина [44, 45, 46].

Рис. 2-9. Метаболизм арахидоновой кислоты. Формирование пяти основных групп метаболитов: простагландинов, простациклинов, тромбоксанов, 5-НЕТЕ и лейкотриенов.

Серотониновые рецепторы расположены на периферических нервах, где их можно заблокировать [47].

Имеются сведения о важной роли катехоламинов в процессах трансдукции. После повреждения тканей усиленная активность эфферентных симпа­тических нервов стимулирует Аδ-механотермальные афференты с помощью а-рецепторов [48]. Адреналин также активирует С-волокна в экспериментах на невромах, вызывая феномен, сходный с опосредованными а-рецепторами [49].

Приведенный обзор представляет собой ориентировочные сведения о процессах трансдукции и ноцицепции с позиций использования повреждающих воздействий на кожу. Последующий раздел посвящен трансдукции в глубоких тканях и во внутренних органах.