Большинство заболеваний вызывает боль. Способность диагностировать различные заболевания в значительной степени зависит от знания различных качеств и причин боли. Боль является защитным механизмом, предохраняющим органы и ткани от повреждения. Чувствительность и реактивность к вредным раздражителям необходимы для благополучия и выживания организма. Таким образом, боль сигнализирует: «Немедленно выйдите из этой ситуации». Известно, что люди, врожденно нечувствительные к боли, легко травмируются и в большинстве случаев умирают в раннем возрасте.
В 1906 году физиолог Чарльз Шеррингтон ввел понятие ноцицептора. Термин «ноцицептор» произошел от латинского nocere, что означает «причинять вред» или «наносить ущерб».
Ноцицепторы, которые часто называют болевыми рецепторами, представляют собой свободные нервные окончания, расположенные по всему телу, включая кожу, мышцы, суставы, кости и внутренние органы. Они играют ключевую роль в ощущении и реакции на боль. Основное назначение ноцицептора – реагировать на повреждение тела путем передачи сигналов в спинной и головной мозг. Выделяют механические, температурные, химические, полимодальные ноцицепторы.
Различные вызывающие боль химические вещества активируют или сенсибилизируют первичные афферентные ноцицепторы. Некоторые из них, такие как ионы калия, гистамин и серотонин, могут высвобождаться поврежденными тканевыми клетками или циркулирующими клетками крови, которые мигрируют из кровеносных сосудов в область повреждения ткани. Другие химические вещества, такие как брадикинин, простагландины и лейкотриены, синтезируются ферментами, активируемыми при повреждении тканей.
Ноцицепторы передают болевую информацию в спинной мозг по двум типам афферентных нервных волокон. Первый тип – это аксоны волокон типа А дельта, представляющие собой волокна, окруженные миелиновой оболочкой. Миелин позволяет нервным сигналам (потенциалам действия) быстро перемещаться вдоль нервного волокна. Второй тип – аксоны С-волокон, у которых миелиновая оболочка отсутствует, и поэтому у них скорость распространения импульсов по волокну ниже. Из-за разницы в скорости передачи между А- и С-волокнами болевые сигналы от А-волокон раньше достигают спинного мозга. В результате после острой травмы человек испытывает боль в две фазы: одну – за счет волокон А дельта и вторую – за счет С-волокон.
Таким образом, первичные афферентные ноцицепторы передают импульсы в спинной мозг. В спинном мозге первичные афферентные волокна образуют синапсы с нервными клетками второго порядка в дорсальных рогах серого вещества и выделяют медиаторы субстанцию Р и соматостатин, а также аминокислоты, такие как глутаминовая или аспарагиновая кислота. Аксоны этих клеток второго порядка переходят на противоположную сторону спинного мозга и проецируются к стволу головного мозга и таламусу. На таламическом уровне болевые пути заканчиваются в вентрокаудальном и медиальном ядрах. Нейроны вентрокаудального таламуса проецируются непосредственно в соматосенсорную кору.
Местные анестетики
Наконечник стрелы из бедра он
Вырезал острым ножом и, теплой водою отмывши
Черную кровь, порошком из целебного горького корня
Рану присыпал, в руках растерев.
Порошок этот боли
Все прекратил. И рана подсохла.
И кровь унялася.
Использованный Патроклом в «Илиаде» горький корень для лечения раны Еврипила – это тысячелистник, обладающий местноанестезирующей активностью. В настоящее время в некоторых рекомендациях стоматологов можно встретить тысячелистник как средство при зубной боли.
Местные анестетики (МА) подавляют все виды чувствительности, в том числе и болевую, блокируя потенциал-зависимые Na+-каналы, расположенные в нервных волокнах и, таким образом, блокируют передачу болевых импульсов.
Основным механизмом распространения потенциалов действия по нервному волокну является последовательное открывание потенциал-зависимых натриевых каналов в ответ на «пришедшую» деполяризацию. Этот процесс начинается с рецепторов (ноцицепторов), затем распространяется по афферентным нервным волокнам в спинной мозг, где возбуждает центральные звенья ноцицептивной системы.
Существуют три конформационных состояния Na+-каналов возбудимых тканей: покоя (закрытое), открытое и инактивированное. В состоянии покоя мембранный потенциал составляет примерно -70 мВ. В этом состоянии канал не пропускает внутрь ионы натрия. Во время деполяризации натриевые каналы открываются, что обеспечивает быстрый приток положительно заряженных ионнов натрия внутрь по электрическому и химическому градиентам. Это приводит к деполяризации мембраны и последующей инактивации каналов. Из инактивированного состояния канал восстанавливается в состояние покоя только за счет реполяризации клеточной мембраны.
Рис. 13. Механизм действия местных анестетиков. Липофильная молекула местного анестетика проникает в нервное волокно и изнутри блокирует потенциал-зависимый натриевый канал в инактивированном состоянии
Липофильные неионизированные молекулы местного анестетика из внеклеточной жидкости проходят через фосфолипидную мембрану нейронов внутрь волокна. Внутри волокна за счет изменения рН молекулы МА диссоциируют. Ионизированная форма МА обратимо связывается с потенциал-зависимыми Na+-каналами. Связанный местный анестетик стабилизирует инактивированное состояние рецептора, предотвращая дальнейшую нейрональную передачу. Таким образом, возбуждение по волокну не может далее распространяться.
Местные анестетики представляют собой водорастворимые соли липофильных ароматических радикалов. В состав местных анестетиков входят три компонента: липофильная ароматическая группа, промежуточное звено и гидрофильная аминогруппа (рис. 14). В зависимости от промежуточного звена МА подразделяются на две группы: сложные эфиры и амиды. Строение промежуточной алифатической цепочки имеет значение для продолжительности действия местного анестетика. Поскольку эфирные связи легче гидролизуются, сложные эфиры (прокаин) оказывают более короткое действие, чем амиды (лидокаин).
Рис. 14. Строение молекулы местных анестетиков
МА действуют на все типы нервных волокон, и в первую очередь блокируются мелкие нервные волокна (чувствительные, вегетативные); позже нарушается проводимость более крупных двигательных нервов. Среди одинаковых по диаметру волокон быстрее блокируются те, активность которых выше. Чувствительные волокна возбуждаются чаще, чем двигательные, поэтому блокируются быстрее. Это объясняется тем, что при более частом возбуждении вероятность связывания анестетика с каналом в инактивированном состоянии выше (так называемый зависимый от применения блок – use-dependent block).
МА можно применять для различных типов местной анестезии:
• терминальной – путем нанесения на слизистые оболочки;
• инфильтрационной – за счет введения МА в мягкие ткани области предполагаемой хирургической манипуляции;
• проводниковой – за счет инфильтрации тканей рядом со стволом крупного нерва;
• эпидуральной – путем введения местного анестетика в эпидуральное пространство, не затрагивая твердую мозговую оболочку;
• спинальной (интратекальной), при которой местный анестетик в процессе люмбальной пункции вводится в субарахноидальное пространство;
• внутривенной регионарной анестезии.
Таблица 11. Классификация местных анестетиков
Местные анестетики различаются по активности, токсичности, продолжительности действия, растворимости в воде и способности проникать через слизистые оболочки. Обычно они эффективны при быстром начале действия (от нескольких секунд до нескольких минут) и действуют в течение 1–2 часов.
Всасывание местных анестетиков в кровоток снижает их концентрацию в месте введения и устраняет их локальное действие. Одновременное введение МА с сосудосуживающими средствами может удвоить продолжительность действия. Обычно с этой целью используется адреналин в концентрациях 1:200 000 или 1:100000.
Сосудосуживающих средств следует избегать при блокаде нервов пальцев, носа или полового члена, у пациентов с сердечными заболеваниями и при терапии антидепрессантами.
Поскольку местные анестетики – слабые основания, степень их проникновения через мембрану зависит от рН среды (чем ниже рН, тем большая часть вещества находится в ионизированной форме и не проникает внутрь аксона). Поэтому эффективность местных анестетиков снижается в кислой среде (с пониженным рН), в частности, в очаге воспаления.
Вопрос
Почему основным путем использования МА является локальное введение в ткани?
Это позволяет создать высокие концентрации МА локально, в области тех нервных структур, зону иннервации которых необходимо анестезировать. При системном введении создание таких высоких локальных концентраций невозможно.
Побочные эффекты местных анестетиков в первую очередь обусловлены их системным действием, вызванным всасыванием в большой круг кровообращения из места введения. Чувствительные к МА структуры расположены в ЦНС, сердечно-сосудистой системе.
Местные анестетики часто вызывают стимуляцию ЦНС (беспокойство, тремор и эйфорию), за которой следует торможение (сонливость и седативный эффект). Другие симптомы токсичности местных анестетиков включают головную боль, парестезии и тошноту. Более высокие концентрации могут вызвать судороги с последующей комой.
Неблагоприятные сердечно-сосудистые эффекты включают гипотензию и сердечную депрессию. Большинство местных анестетиков являются сосудорасширяющими средствами, и они также блокируют влияние симпатической нервной системы. Многие местные анестетики обладают антиаритмической активностью, но токсические уровни местных анестетиков угнетают проводимость в проводящей системе сердца, что может вызвать тахиаритмию, характеризующуюся широким комплексом QRS. Местные анестетики могут потенциров