Краткие сведения о механизме боли и обезболивания

О. В. Петров

Боль является одним из фундаментальных понятий в меди­цине. Несмотря на то, что каждый человек знает, что такое боль, ни одно из определений боли не может считаться исчерпываю­щим. Боль многообразна, ее оттенки описаны 102 терминами медицинской литературы (R. Melzack, W. Torgerson, 1971).

Столь же многообразны и методы борьбы с болью, что скорее является недостатком, так как указывает на то, что уни­версального средства борьбы с болью нет, равно как и нет единой теории боли.

История развития теории боли насчитьшает более ста лет. Первую научно обоснованную концепцию боли предложил Frey (1895). Его теория специфичности подразумевала существова­ние специфических афферентных болевых путей, передающих в головной мозг возбуждение от болевых рецепторов.

Альтернативой данной концепции явилась теория интенсив­ности, впервые сформулированная Гольшейдером (1894), под­держанная затем многими авторами. В нашей стране А.В. Вальдман (1980) и В.М. Хаютин (1980) развили эту теорию, устано­вив, что главное значение для формирования боли имеет интенсивность раздражителя. При повышении уровня интенсив­ности суммарного неспецифического потока до критического в головной мозг поступают особые сигналы, запускающие центральный аппарат ноцицепции.

Концепция, объединяющая теорию специфичности и теорию интенсивности, была предложена С.В. Ревенко с соавт. (1992). В соответствии с ней, в организме имеются специализирован­ные ноцицептивные нейроны с С-аксонами. Их кожные оконча­ния возбуждаются на низких частотах (менее 2 Гц) разнообраз­ными неболевьми стимулами, а предъявление ноцицептивных стимулов ведет к высокочастотному возбуждению (свыше 2 Гц).

На этих данных авторами была основана новая идея местного обезболивания — подавление высокочастотных разрядов ноцицепторов при сохранении низкочастотных разрядов (т.е. при сохранении тактильной чувствительности).

Разновидностью теории интенсивности явилась теория пат­терна (G. Weddell, 1955; D.C. Sinclair, 1955), согласно которой все виды кожной чувствительности являются результатом про­странственных и временных паттернов импульсов, а паттерн, типичный для боли, возникает при сильном раздражении неспе­цифических рецепторов.

Обширный материал, почерпнутый из клинической практи­ки, выявил такие феномены боли, как временная и пространст­венная суммация, продолжение боли после заживления раны и т.д.. Попыткой объяснить эти явления явилась воротная тео­рия боли (Р. Мелзак, 1981), суть которой состоит в том, что в системе сенсорного входа в спинном мозге существует специ­альный механизм контроля, регулирующий поток импульсации с периферии в вышележащие отделы, относящиеся к ноцицептивной системе. Развитие этой теории (А.В. Вальдман, 1976, 1980) выявило, что целостная ответная реакция при болевом воз­действии определяется двумя физиологическими системами:

— ноцицептивной гомеостатической системой сегментарного уровня, обеспечивающей активацию защитных реакций;

— антиноцицептивной надсегментарной системой, осущест­вляющей контроль афферентного входа.

Специфические действия центральных аналгетиков проявля­ются в сфере обеих систем:

— на спинальном уровне аналгезии блокируют восходящий поток болевой информации за счет уменьшения активации ней­ронов заднего рога спинного мозга через высокопороговые «ноцицептивные входы»;

— наряду с этим они усиливают нисходящие модулирую­щие влияния антиноцицептивных структур, что приводит к умень­шению восходящего «ноцицептивного» потока до безопасного уровня, исключающего формирование негативного эмоциональ­ного ощущения и комплекса защитных реакций.

В наиболее общем виде развитие теории боли представляет эволюцию ответа на вопрос, который сформулировал Р. Мелзак (1981 г.): «Исследует ли мозг только специфическую ин­формацию, поступающую по специфическим волокнам, или контролирует весь вход и принимает решение, исходя из абсолютного числа нервных импульсов во всех активных волокнах?»

Независимо от вопросов, касающихся теории боли, прово­дились многочисленные фармакологические исследования по поводу формирования антиноцицептивных реакций организма и механизма действия наркотических аналгетиков. По данным фармакологического анализа, большая роль в этом принадле­жит центральным дофамин-, холин- и серотонинергическим сис­темам, а также эндогенным морфиноподобным субстанциям (Вальдман А.В., 1980; Денисенко П.П., 1983; Berge O.G. et al., 1983, и др.).

Учение об аналгезии и механизмах действия наркотических аналгетиков было затем дополнено открытием специфических опиоидных пептидов (энкефалинов и эндорфинов), когда было обнаружено, что при действии болевых раздражителей в орга­низме происходит физиологическая активация эндорфинного аппарата. В последующем было показано, что функции эндо­генной опиоидной системы, направленной на уменьшение повреждающего действия болевого фактора, недостаточны как естественные ингибиторы боли (Ghia J. et al., 1981). Детальные исследования обнаружили, что опиоидные рецепторы являются точкой приложения действия наркотических аналгетиков, умень­шающих восприятие болевых ощущений (Машковский М.Д. с соавт., 1980). Было показано, что количество опиоидных ре­цепторов в ЦНС является одним из факторов, определяющим ноцицепгивную реактивность животных (Michand J. et al., 1981). И, наконец, был выявлен факт того, что эндогенная опиоидная система принимает участие в реализации эффекта не только анал­гетиков, но и других общих анестетиков (Булаев В.М., 1982).

Таким образом, данные, полученные при фармакологичес­ких исследованиях, существенно дополнили представление о функционировании антиноцицептивной системы. Однако меж­ду учением об аналгезии, с одной стороны, и теорией боли — с другой, по-прежнему не существует полноценной концепту­альной связи. До сих пор не ясен ответ на вопрос о том, когда и на каком уровне ноцицептивная импульсация перестает быть просто импульсацией и становится болью и как фармакологи­ческие и нефармакологические средства эту боль устраняют. Понятно, что без четкого представления об этом поиск надеж­ных методов борьбы с болью будет оставаться малоэффектив­ным, а успехи — случайными.

НЕМЕДИКАМЕНТОЗНЫЕ МЕТОДЫ ОБЕЗБОЛИВАНИЯ

Основной причиной, которая побудила развивать немедика­ментозные методы обезболивания, является то, что они лишены многих из тех нежелательных негативных побочных эффектов, которые присущи их фармакологическим аналогам. Однако и эффект от применения этих методов во многих случаях не яв­ляется стопроцентным и поэтому, как правило, требует допол­нительной поддержки другими методами.

Ниже мы приводим краткое описание некоторых, с нашей точки зрения наиболее интересных, методов немедикаментозного обезболивания.

Электроанестезия

В анестезиологической практике на протяжении последних десятилетий для обеспечения аналгетического компонента общей анестезии с переменным успехом применяются различные ме­тоды электроимпульсного воздействия на ЦНС, объединенные под общим названием «электроанестезия».

Исследованиями многих авторов установлено, что электро­анестезия не оказывает токсического действия на организм. В.Д. Жуковский (1964), обследовав больных через 6 месяцев после электроанестезии, не обнаружил каких-либо нарушений интеллекта и патологических признаков в психоневрологичес­ком статусе. Аналогичные данные получены L. Fabian и соавт. (1961), К. Shimoji и соавт.(1971), Mane (1975), Ю.С. Демин, В.Д. Жуковский (1969) доказали, что электроанестезия, в от­личие от фармакологической, характеризуется цитогенетической нейтральностью. М.И. Кузин (1976) считает, что общая электромедикаментозная анестезия относится к наименее ток­сичным способам в анестезиологии.

Мнение авторов о параметрах электрического тока для электроанестезии разноречивы. Одни авторы применяют низко­частотный ток. Так, Г.С. Календаров и Е.И. Лебединский (1953) использовали импульсный прямоугольный ток частотой 75— 175 Гц, длительностью импульса 0, 5—1 мС и силой тока 5— 7 мА. Другие предпочитают более высокую частоту. Например, Жуковский с соавт. (1965) применял ток частотой 6—8 кГц.

По мнению большинства исследователей, правильно выбранный режим электростимуляции и соответствующее расположе­ние электродов способны существенно снизить необходимые для аналгезии дозы общих анестетиков или наркотических аналгетиков.

Было показано (В.А. Светлев и др., 1996), что транцеребральное электровоздействие серийными аппаратами «ЛЕНАР» и «ЭЛЕАН» способствует снижению расхода наркотических аналгетиков более чем в 2 раза при сверхдлительных пласти­ческих операциях.

Аналгетическое действие электроимпульсной терапии при­менялось у различного контингента хирургических больных во время сложных вмешательств, вплоть до операций, выполняе­мых в условиях искусственного кровообращения (М.Я. Авруцкий, М. Наби, 1982; М.Я. Авруцкий и др., 1983; В.И. Сачков и др., 1986; С.И. Авдеев, 1987).

Единственным, но весьма весомым недостатком любого метода электроанестезии является то, что он перестает «рабо­тать» или проявляет гораздо меньшую эффективность, как только вырывается из рук автора и начинает использоваться практику­ющими врачами. Далее будет предпринята попытка объяснить механизм подобного явления.

Аудиогенная анапгезия

Явление, известное как «аудиогенная аналгезия», было от­крыто W.J. Gardner и J.C. Lickliner в 1959 г. Суть явления со­стоит в том, что сильная аудиогенная стимуляция подавляет боль при лечении зубов. Этот феномен вызвал огромный интерес как новый перспективный способ для подавления боли.

На некоторых пациентов аудиогенная процедура оказывала весьма эффективное действие. Было отмечено, что даже экстрак­ция зубов была совершенно безболезненной. Это явление, в тех случаях, когда оно имело место, было поразительным, однако оно далеко не всегда давало эффект, так как сильный звук великолепно действовал на одних пациентов и совсем не дей­ствовал на других. Более того, в лабораторных опытах, при которых авторы использовали воздействие тепловым излучени­ем на кожу (W. Camp, R. Martin, L.F. Chapman, 1962) или элект­рическим током на зубы (S. Carlin, W.D. Ward, A. Gershon, R. Ingraham, 1962), они не наблюдали никакого влияния аудиогенной стимуляции на порог болевой чувствительности. Основываясь на этом, авторы сделали вывод, что результаты, на­блюдаемые в клинике, нельзя приписать действию какого-то одного простого механизма. Необходимо учитывать другие фак­торы, такие, как внушение, отвлечение внимания и уменьшение тревоги. На несколько десятилетий о теории аудиогенной анес­тезии забыли.

ИНФОРМАЦИОННАЯ КОНЦЕПЦИЯ БОЛИ И ОБЕЗБОЛИВАНИЯ

Основные положения

Любая теория нужна для того, чтобы обобщить имеющийся экспериментальный (и клинический) материал и дать прогнозы на будущее. Если прогнозы сбудутся, то это означает, что тео­рия верна. Существующие теории боли не в состоянии объяс­нить механизмы обезболивания для того обширного арсенала методов, фармакологических и нефармакологических, которым в настоящее время владеет практическая медицина. Поэтому поиск новых, эффективных методов обезболивания вдет не пла­номерно — научным, а спонтанно-эвристическим путем.

Ясно, что, поскольку такой путь малоэффективен, то долго с ним наука не может мириться. И поэтому в образовавшийся вакуум хлынули смежные области. Наибольшего успеха в этой конкурентной гонке добилась молодая, но прогрессирующая в развитии наука — кибернетика.

Кибернетика оперирует с основным понятием природы — информацией. Это понятие является таким же фундаментальным, как и понятие массы и энергии. Поэтому так же, как масса и энергия, информация может быть количественно определена. Единицей измерения информации является бит. Свойства инфор­мации еще далеки до полного понимания. И для нас остается загадкой, как в сверх плотных сгустках информации может возникнуть сознание. Но определенный успех на пути к этому уже имеется. Применение простых информационных подходов позволяет ответить на вопрос, касающийся предмета нашего изучения: что такое боль и что такое обезболивание.

Уже давно исследователи считают, что боль — это не про­сто физиологическое, а скорее всего психофизиологическое явление. Мы добавим, что оно еще является и кибернетичес­ким явлением.

Результаты исследований, проведенных в лаборатории анес­тезиологии Института хирургии им. А.В. Вишневского РАМН, продемонстрировали удивительный факт. Оказалось, что визу­альная, аудиогенная и ноцицептивная информация в принципе одинаково влияют на ЭЭГ. Создается впечатление, что модаль­ность информационного потока является внутренним (недоступ­ным) параметром ЭЭГ, а количество информации в этом потоке является внешним, легко определяемым параметром. Это наталкивает на мысль о том, что ЦНС организована таким образом, что информационные потоки различных модальностей для нее являются равнозначными. Не существует заведомо приоритет­ных модальностей. В частности, ноцицептивная информация об­рабатывается в ЦНС по тем же законам, что и, например, зри­тельная информация, где, как известно (Б.К. Хорн, 1989), ос­новным моментом является распознавание зрительных образов. По аналогии можно допустить, что обработка в ЦНС ноцицептивной информации заключается в распознавании «образа боли». Многочисленные факты, а так же анализ существующих тео­рий позволяют сформулировать новую концепцию боли, дав ответ на один только вопрос, заданный вначале: когда ноцицептивная импульсация перестает быть просто импульсацией и становится болью, — тогда, когда произошел процесс распознавания «образа боли» в ЦНС? Это определение обладает одним ко­лоссальным преимуществом, — оно легко позволяет сформу­лировать, что общее обезболивание — это изменение про­цесса распознавания «образа боли» в ЦНС.

Справедливость предложенной концепции можно подтвер­дить только одним способом — показать, что все хорошо изу­ченные медикаментозные и немедикаментозные способы обще­го обезболивания можно в той или иной степени рассматривать как изменение распознавания «образа боли» в ЦНС.

Распознавание образов является чисто информационньш процессом, и теоретически можно предположить несколько ва­риантов их изменений:

— разрушение распознавания образов;

— перепрограммирование образа боли;

— конкурентное вытеснение информации из ЦНС. Ниже мы приводим описание этих вариантов и известные методы общего обезболивания, которые им соответствуют.

Анализ методов общего обезболивания

Определение боли, которое мы сформулировали, является настолько общим, что оно в принципе не может быть невер­ным. Легко показать, что это определение не противоречит ни одной из существующих теорий боли. Польза этого опреде­ления заключается в том, что оно позволяет понять на инфор­мационном уровне, что есть обезболивание, и объясняет его раз­личные механизмы.

Фармакологическое обезболивание

Разрушение распознавания образов

Самый простой способ обезболивания, который можно себе представить в рамках информационной концепции боли, связан с нарушением распознавания ноцицептивной информации. Однако здесь возникает удивительный парадокс: этим спосо­бом принципиально невозможно заблокировать распознавание только лишь «образа боли», не затронув распознавание других образов. Это следует из того, что прежде чем избирательно изо­лировать поступившую информацию, ее надо предварительно распознать. В нашем случае это означает, что для того, чтобы заблокировать только боль, ее образ предварительно необходи­мо четко отдифференцировать от других образов. То есть что­бы боль не чувствовать, ее надо почувствовать.

Это противоречие означает, что разрушение распознавания «образа боли» возможно лишь путем нарушения распознава­ния образов вообще, т.е. при этом обязательно должно наблю­даться нарушение восприятия и других образов. Такое утверж­дение является достаточно сильным. Оно получено чисто ло­гическим путем из информационной концепции боли. Поэтому любые экспериментальные или клинические примеры, под­тверждающие (или опровергающие) его, автоматически под­тверждают (или опровергают) и саму информационную концеп­цию боли.

Перейдем к примерам. Наиболее распространенный метод обезболивания основан на эффекте применения общих анестетиков и аналгетиков центрального действия. Однако практика показывает, что эти препараты оказьшают аналгетическое дей­ствие только в тех дозах, когда происходит и реализация раз­личных побочных эффектов, которые можно интерпретировать как нарушение распознавания образов.

Например, фентанил является мощным аналгетиком. Но в тех дозах, в которых он вызывает обезболивание, происходит и угнетение дыхания. А это можно интерпретировать как нару­шение распознавания концентрации газов в крови. Морфин, оказывая аналгетическое действие, нарушает ассоциативное восприятие. Кетамин, защищая от боли, вызывает галлюцина­ции и т.д. Все без исключения ингаляционные анестетики (эфир, галотан, изофлюран и пр.), обеспечивая аналгезию, приводят и к неадекватному восприятию (И.С. Жоров, 1964). Все это есть ни что иное, как различные формы нарушения распознавания образов.

Существуют и «экзотические» методы обезболивания. На­пример, известно, что большое атмосферное давление (6—10 атм) увеличивает пороги болевого восприятия. Однако и это происходит в результате общего наркотического влияния азота на организм при повышенных давлениях.

Можно до бесконечности множить этот ряд примеров. Однако лучше сказать, что в анестезиологической литературе не известен факт, который бы противоречил наблюдаемой за­кономерности. Поэтому можно взять на себя смелость утверж­дать, что в настоящее время не существует и, если предлагае­мая теория справедлива, в принципе не может существовать аналгетик центрального действия, который бы не вызывал со­путствующих явлений, в той или иной степени связанных с общим нарушением распознавания образов.

Интерес представляют объективные данные, связывающие аналгетические свойства фармакологических препаратов цент­рального действия с потерей когнитивных функций ЦНС. В этой связи следует отметить, что ранее (А.А. Папин, О.В. Петров, М.А. Вагина с соавт., 1982) мы обнаруживали изменение амп­литуды поздних компонент ВП при изучении седативно-транквилизирующего эффектаразличных лекарственных препаратов. Нами было показано, что применение мощного отечественного транквилизатора — феназепама достоверно уменьшает ампли­туду ВП различных модальностей. При этом, как показали исследования, проведенные методом тепловой алгезиметрии (А.А. Папин, О.В. Петров, Ф.Ф. Какурин с соавт., 1983), про­исходит достоверное увеличение порога болевой чувствитель­ности, превосходящее по величине действие морфина более чем на 40%.

На рис.20.1 продемонстрирована индивидуальная запись ВП одного из испытуемых, принимавшего феназепам в дозе 0, 05 мг/кг. Видно, что через 2 ч после приема препарата перорально ВП практически не регистрировался. При этом увели­чение порога болевой чувствительности составило более 80%.

Рис. 20.1. Изменение ВП после перорального приема феназепама в дозе 0, 05мг/кг, через 2 и 4 ч

Таким образом, известные электрофизиологические данные, а также клинические и экспериментальные наблюдения показы­вают, что механизм фармакологического обезболивания скорее всего основан на методе нарушения общего распознавания об­разов в ЦНС.

Нефармакологические методы обезболивания

Нарушение общего распознавания образов в ЦНС является основным способом общего обезболивания. На нем основаны все методы фармакологической аналгезии центрального дейст­вия. Однако, как известно, в медицине достаточно широко рас­пространены и нефармакологические способы общего обезбо­ливания. Интерес представляет выявление механизма, на кото­ром основано действие и этих методов. Естественно, если удастся его определить, находясь в рамках информационной концепции боли, то это будет лучшим подтверждением этой концепции.

Перепрограммирование «образа боли»

Информационная концепция боли допускает ситуацию, при которой ноцицептивная информация доходит до ЦНС, но распо­знается не как боль, а как нечто иное. То, как именно она бу­дет распознаваться, целиком и полностью зависит от нового «шаблона», который будет введен на место старого, служив­шего стандартом «образа боли». Оказывается, эта почти фантастическая ситуация была давно известна и часто использова­лась в различных вариантах.

На наш взгляд, наиболее ярким и убедительным примером такой возможности явились исследования в лаборатории И.П. Пав­лова (И.П. Павлов, 1951).

В норме собаки очень резко реагируют на сильный удар электрическим током по лапе. Однако если после каждого уда­ра давать собаке еду, у нее на основе условного рефлекса вырабатывается положительная реакция: собака радостно виляет хвостом, с нетерпением поворачивается к миске, у нее начина­ется слюноотделение. Раньше этот факт приводили как пример извращения физиологической реакции. Однако имеющиеся у нас данные позволяют интерпретировать результаты этих опытов как перепрограммирование «образа боли», вызванной электрокож­ным раздражением, в образ, сопутствующий приему пищи. Причем примененный условно-рефлекторный метод оказался очень эффектным для подопытных животных.

Понятно, что для человека он мало пригоден, поэтому для нас актуальным оказался поиск таких аналогов этого метода, которые могли бы быть приемлемыми в медицинской практике.

Наш поиск не был продолжительным. Один из сотрудников нашей лаборатории, канд. мед. наук В.Л. Виноградов, владею­щий гипнозом, по нашей просьбе, в порядке исследования, внушил обезболивание одному из добровольцев. И действитель­но, антиноцицепция имела место. На это указывало полное ис­чезновение реакций гемодинамики (ЧСС, плетизмограмма) на ноцицептивное раздражение, которое мы вызывали ударами электрического тока на проекцию срединного нерва предпле­чья. Но каково было наше удивление, когда мы обнаружили, что болевые ВП в ответ на эти стимулы не исчезли! Возник парадокс: ВП в коре головного мозга в ответ на болевое раздражение были, но ощущения боли при этом не было. Единст­венное разумное объяснение этому феномену было следующим. Во время внушения произошло перепрограммирование «образа боли», по типу того, как это было в опытах И.П. Павлова.

Мы нашли в научной литературе исследования (Шагас, 1975), в которых также указывалось на то, что болевые ВП при внушении обезболивания под гипнозом не изменяются. Эти данные подтверждают наш вывод о том, что перепрограмми­рование «образа боли» действительно является фактом, кото­рый имеет место при внушении обезболивания. Практическим результатом из этого вывода может служить рекомендация по технике гипноза:

При внушении обезболивания надо помогать больному «перепрограммировать» шаблон боли. Для этого следует не просто давать команду: «А теперь вы не чувствуете никакой боли», — а внушать, что «то, что вы сейчас будете чувствовать, доставит вам приятные ощущения», и это должно значительно улучшить эффект обезболи­вания.

Таким образом, обезболивание методом перепрограммиро­вания «образа боли», существует в действительности и может быть продемонстрировано как в экспериментальных условиях, так и в клинической практике.