Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Ноцицепция (также ноциоцепция , от латинского nocere « вредить или причинять боль») - это процесс кодирования сенсорной нервной системой вредных стимулов. При ноцицепции интенсивная химическая (например, кайенский порошок), механическая (например, резка, дробление) или тепловая (тепло и холод) стимуляция сенсорных нервных клеток, называемых ноцицепторами, дает сигнал, который проходит по цепи нервных волокон через спинной мозг. в мозг . [1] Ноцицепция вызывает различные физиологические и поведенческие реакции и , как правило , приводит к субъективному опыту, или восприятия , от боли вживые существа. [2]

Обнаружение вредных раздражителей [ править ]

Механизм ноцицепции через сенсорные афференты

Потенциально повреждающие механические, термические и химические раздражители обнаруживаются нервными окончаниями, называемыми ноцицепторами , которые находятся в коже , на внутренних поверхностях, таких как надкостница , суставные поверхности и в некоторых внутренних органах . Некоторые ноцицепторы представляют собой неспециализированные свободные нервные окончания , клеточные тела которых расположены за пределами позвоночного столба в ганглиях задних корешков . [3] Другие ноцицепторы полагаются на специализированные структуры кожи для передачи вредной информации, такой как ноцицептивные шванновские клетки. [4] Ноцицепторы классифицируются в соответствии саксоны, которые перемещаются от рецепторов к спинному или головному мозгу. После повреждения нерва сенсорные волокна, которые обычно несут не вредные раздражители, могут восприниматься как вредные. [5]

Ноцицепторы имеют определенный порог; то есть им требуется минимальная интенсивность стимуляции, прежде чем они вызовут сигнал. Как только этот порог достигнут, сигнал проходит по аксону нейрона в спинной мозг .

Тестирование ноцицептивного порога преднамеренно применяет вредный раздражитель к человеку или животному для изучения боли. У животных этот метод часто используется для изучения эффективности анальгетиков и установления уровней дозирования и периода действия. После установления исходного уровня вводится исследуемый препарат и регистрируется повышение порогового значения в определенные моменты времени. Когда действие препарата прекратится, порог должен вернуться к исходному значению (до лечения).

В некоторых случаях возбуждение болевых волокон усиливается по мере продолжения болевого раздражителя, что приводит к состоянию, называемому гипералгезией .

Теория [ править ]

Основная статья: Теории боли

Последствия [ править ]

Ноцицепция также может вызывать общие вегетативные реакции до или без достижения сознания, вызывая бледность , потливость , тахикардию , гипертонию , головокружение , тошноту и обмороки . [6]

Обзор системы [ править ]

Эта диаграмма линейно (если не указано иное) отслеживает проекции всех известных структур, которые позволяют боли, проприоцепции, термоцепции и химиоцепции до соответствующих конечных точек в человеческом мозге. Нажмите, чтобы увеличить.

В этом обзоре обсуждаются проприоцепция , термоцепция , химиоцепция и ноцицепция, поскольку все они неразрывно связаны.

Механический [ править ]

Смотрите также: невропатическая боль

Проприоцепция определяется с помощью стандартных механорецепторов (особенно тельцов Руффини (растяжение) и каналов переходного рецепторного потенциала (TRP)). Проприоцепция полностью покрывается соматосенсорной системой, поскольку мозг обрабатывает их вместе.

Термоцепция относится к стимулам с умеренной температурой 24–28 ° C (75–82 ° F), поскольку все, что выходит за пределы этого диапазона, считается болью и смягчается ноцицепторами. TRP и калиевые каналы [TRPM (1-8), TRPV (1-6), TRAAK и TREK] каждый реагируют на разные температуры (среди других стимулов), которые создают потенциалы действия в нервах, которые присоединяются к механо (сенсорной) системе в заднебоковой тракт. В этом случае термоцепция, как и проприоцепция, покрывается соматосенсорной системой. [7] [8] [9] [10] [11]

Каналы TRP, которые обнаруживают вредные стимулы (механическую, термическую и химическую боль), передают эту информацию ноцицепторам, которые генерируют потенциал действия. Механические каналы TRP реагируют на депрессию своих клеток (например, прикосновение), термические TRP меняют форму при разных температурах, а химические TRP действуют как вкусовые рецепторы , сигнализируя, связаны ли их рецепторы с определенными элементами / химическими веществами.

Neural [ править ]

  • Пластинки 3-5 составляют собственное ядро в сером веществе спинного мозга.
  • Пластинка 2 образует желатиновую субстанцию ​​Роландо , немиелинизированное серое вещество спинного мозга. Субстанция получает сигнал от собственного ядра и передает интенсивную, плохо локализованную боль.
  • Lamina 1 в первую очередь проецируется на парабрахиальную область и периакведуктальный серый цвет , который начинает подавление боли за счет нервного и гормонального торможения. Пластинка 1 получает вход от терморецепторов через заднебоковой тракт . Маргинальные ядра спинного мозга - единственные непреодолимые болевые сигналы.
  • В parabrachial область интегрирует вкус и боль информация, а затем передает его. Parabrachial проверяет, возникает ли боль при нормальной температуре и активна ли вкусовая система ; если оба так, то предполагается, что боль вызвана ядом.
  • Ао волокна синапса на пластинках 1 и 5, в то время как Ab синапсы на 1, 3, 5 и C. C волокна синапса исключительно на пластинке 2. [12] [13]
  • Миндалина и гиппокамп создавать и кодировать память и эмоции из - за боли раздражители.
  • В гипоталамусе сигналы для высвобождения гормонов , которые делают подавление боли более эффективными; некоторые из них - половые гормоны.
  • Околоводопроводная серого вещество (с гипоталамической помощью гормона) гормональны сигналами ретикулярной формации «ы шва ядра для получения серотонина , который ингибирует Пластинки боли ядра. [14]
  • Боковой спиноталамический тракт помогает локализовать боль.
  • Spinoreticular и spinotectal тракты являются просто ретранслировать тракты к таламусу , что помощь в восприятии боли и настороженности по отношению к ней. Волокна пересекаются (левое становится правым) через переднюю белую комиссуру позвоночника .
  • Боковой лемниск - это первая точка интеграции звука и информации о боли. [15]
  • Нижний бугорок (IC) помогает звуковой ориентации на болевые раздражители. [16]
  • Верхний бугорок принимает входные данные IC, интегрирует информацию визуального ориентирования и использует топографическую карту баланса, чтобы ориентировать тело на болевые раздражители. [17] [18]
  • Нижняя ножка мозжечка объединяет проприоцептивную информацию и выводит ее в вестибулоцеребеллум . Стебель не является частью бокового спиноталамического пути; мозговое вещество получает информацию и передает ее на стебель из другого места (см. соматосенсорная система ).
  • Таламус, где боль , как полагают , должны быть приведены в восприятии ; он также помогает в подавлении и модуляции боли, действуя как вышибала , пропуская определенные интенсивности через головной мозг и отвергая другие. [19]
  • Соматосенсорной коры головного мозга декодирует ноцицептора информацию , чтобы определить точное место боли и где проприоцепция вводится в сознание; нижняя ножка мозжечка - это бессознательная проприоцепция.
  • Insula оценивает интенсивность боли и дает возможность вообразить боль. [20] [21]
  • Предполагается, что поясная часть коры головного мозга является центром памяти о боли. [22]

У животных, не относящихся к млекопитающим [ править ]

Ноцицепция было документально подтверждено у животных , не относящихся к млекопитающим, в том числе рыбы [23] и в широком диапазоне беспозвоночных , [24] , включая пиявки, [25] нематоды, [26] морские слизни, [27] и фруктовые мухи. [28] Как и у млекопитающих, ноцицептивные нейроны у этих видов обычно характеризуются реакцией преимущественно на высокую температуру (40 ° C или более), низкий pH, капсаицин и повреждение тканей.

История срока [ править ]

Термин «ноцицепция» был введен Чарльзом Скоттом Шеррингтоном, чтобы отличать физиологический процесс (нервную активность) от боли (субъективное переживание). [29] Оно образовано от латинского глагола « nocēre », что означает «причинять вред».

Ссылки [ править ]

  1. ^ Портеной, Рассел К .; Бреннан, Майкл Дж. (1994). «Управление хронической болью» . В хорошем, Дэвид К .; Диван, Джеймс Р. (ред.). Справочник по нейрореабилитации . Informa Healthcare. ISBN 978-0-8247-8822-3.
  2. ^ Бэйн, Кэтрин (2000). «Оценка боли и дистресса: взгляд ветеринарного бихевиориста» . Определение боли и бедствии и требования к отчетности для лабораторных животных: Материалы семинара , проходившего 22 июня 2000 . Национальная академия прессы. С. 13–21. ISBN 978-0-309-17128-1.
  3. ^ Первс, D. (2001). «Ноцицепторы» . В Сандерленде, Массачусетс. (ред.). Неврология . Sinauer Associates.
  4. ^ Доан, Райан А .; Монк, Келли Р. (16 августа 2019 г.). «Глия в коже активирует болевые реакции». Наука . 365 (6454): 641–642. Bibcode : 2019Sci ... 365..641D . DOI : 10.1126 / science.aay6144 . ISSN 1095-9203 . PMID 31416950 . S2CID 201015745 .   
  5. ^ Дхандапани, Рахул; Арокиарадж, Синтия Мэри; Табернер, Франсиско Дж .; Пасифико, Паола; Раджа, Шрути; Нокки, Линда; Портулано, Карла; Франциоза, Федерика; Маффеи, Мариано; Хуссейн, Ахмад Фаузи; де Кастро Рейс, Фернанда (24.04.2018). «Контроль гиперчувствительности к механической боли у мышей с помощью фотоабляции TrkB-положительных сенсорных нейронов, нацеленной на лиганд» . Nature Communications . 9 (1): 1640. Bibcode : 2018NatCo ... 9.1640D . DOI : 10.1038 / s41467-018-04049-3 . ISSN 2041-1723 . PMC 5915601 . PMID 29691410 .   
  6. ^ Файнштейн, B .; Langton, JNK; Джеймсон, РМ; Шиллер Ф. (октябрь 1954 г.). «Эксперименты по обезболиванию глубоких соматических тканей» Журнал костной и суставной хирургии . 36 (5): 981–997. DOI : 10.2106 / 00004623-195436050-00007 . PMID 13211692 . 
  7. ^ Макканн, Стефани (2017). Карточки по медицинской анатомии Kaplan: полноцветные карточки с четкими обозначениями . КАПЛАН. ISBN 978-1-5062-2353-7.[ требуется страница ]
  8. ^ Альбертина, Курт. Карточки с анатомией Бэррона [ необходима страница ]
  9. ^ Хофманн, Томас; Шефер, Майкл; Шульц, Гюнтер; Гудерманн, Томас (28 мая 2002 г.). «Субъединичный состав временных каналов потенциальных рецепторов млекопитающих в живых клетках» . Труды Национальной академии наук . 99 (11): 7461–7466. Bibcode : 2002PNAS ... 99.7461H . DOI : 10.1073 / pnas.102596199 . PMC 124253 . PMID 12032305 .  
  10. ^ Ноэль, Жак; Циммерманн, Катарина; Буссероль, Жером; Деваль, Эмануэль; Аллуи, Абделькрим; Диохот, Сильви; Гай, Николас; Борсотто, Марк; Ри, Питер; Эшелье, Ален; Лаздунски, Мишель (12 марта 2009 г.). «Механически активируемые K + каналы TRAAK и TREK-1 управляют как теплым, так и холодным восприятием» . Журнал EMBO . 28 (9): 1308–1318. DOI : 10.1038 / emboj.2009.57 . PMC 2683043 . PMID 19279663 .  
  11. ^ Шольц, Иоахим; Вульф, Клиффорд Дж. (Ноябрь 2002 г.). «Сможем ли мы победить боль?». Природа Неврологии . 5 (11): 1062–1067. DOI : 10.1038 / nn942 . PMID 12403987 . S2CID 15781811 .  
  12. ^ Браз, Жоао М .; Nassar, Mohammed A .; Вуд, Джон Н .; Басбаум, Аллан И. (сентябрь 2005 г.). «Параллельные« болевые »пути возникают из субпопуляций первичных афферентных ноцицепторов». Нейрон . 47 (6): 787–793. DOI : 10.1016 / j.neuron.2005.08.015 . PMID 16157274 . S2CID 2402859 .  
  13. ^ Браун, AG (2012). Организация спинного мозга: анатомия и физиология идентифицированных нейронов . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4471-1305-8.[ требуется страница ]
  14. ^ ван ден Поль, Энтони Н. (15 апреля 1999 г.). «Гипоталамический гипокретин (орексин): сильная иннервация спинного мозга» . Журнал неврологии . 19 (8): 3171–3182. DOI : 10.1523 / JNEUROSCI.19-08-03171.1999 . PMC 6782271 . PMID 10191330 .  
  15. ^ Баджо, Виктория М .; Merchán, Miguel A .; Malmierca, Manuel S .; Nodal, Fernando R .; Бьяали, Ян Г. (10 мая 1999 г.). «Топографическая организация дорсального ядра латерального лемниска у кошки». Журнал сравнительной неврологии . 407 (3): 349–366. DOI : 10.1002 / (SICI) 1096-9861 (19990510) 407: 3 <349 :: AID-CNE4> 3.0.CO; 2-5 . PMID 10320216 . 
  16. ^ Оливер, Дуглас Л. (2005). «Нейрональная организация в нижнем бугорке». Нижний бугорок . С. 69–114. DOI : 10.1007 / 0-387-27083-3_2 . ISBN 0-387-22038-0.
  17. ^ Корнейл, Брайан Д .; Оливье, Этьен; Муньос, Дуглас П. (1 октября 2002 г.). «Ответы мышц шеи на стимуляцию верхнего колликулуса обезьяны. I. Топография и манипуляции с параметрами стимуляции». Журнал нейрофизиологии . 88 (4): 1980–1999. DOI : 10,1152 / jn.2002.88.4.1980 . PMID 12364523 . 
  18. ^ Мэй, Пол Дж. (2006). «Верхний холмик млекопитающих: ламинарная структура и связи». Нейроанатомия глазодвигательной системы . Прогресс в исследованиях мозга. 151 . С. 321–378. DOI : 10.1016 / S0079-6123 (05) 51011-2 . ISBN 9780444516961. PMID  16221594 .
  19. ^ Беневенто, Луи А .; Standage, Грегг П. (1 июля 1983 г.). «Организация проекций ретинореципиентных и неретинореципиентных ядер претектального комплекса и слоев верхнего бугорка на латеральный пульвинарий и медиальный пульвинарий у макак обезьяны». Журнал сравнительной неврологии . 217 (3): 307–336. DOI : 10.1002 / cne.902170307 . PMID 6886056 . S2CID 44794002 .  
  20. ^ Савамото, Нобукацу; Хонда, Манабу; Окада, Томохиса; Ханакава, Такаши; Канда, Масутаро; Фукуяма, Хиденао; Кониси, Дзюндзи; Шибасаки, Хироши (1 октября 2000 г.). «Ожидание боли усиливает реакцию на безболезненную соматосенсорную стимуляцию в передней поясной коре и теменной крышке / задней островке: исследование функциональной магнитно-резонансной томографии, связанное с событием» . Журнал неврологии . 20 (19): 7438–7445. DOI : 10.1523 / JNEUROSCI.20-19-07438.2000 . PMC 6772793 . PMID 11007903 .  
  21. ^ Менон, Винод; Уддин, Лучина К. (29 мая 2010 г.). «Важность, переключение, внимание и контроль: сетевая модель функции островка» . Структура и функции мозга . 214 (5–6): 655–667. DOI : 10.1007 / s00429-010-0262-0 . PMC 2899886 . PMID 20512370 .  
  22. ^ Shackman, Александр J .; Salomons, Тим В .; Slagter, Heleen A .; Fox, Andrew S .; Уинтер, Джамиль Дж .; Дэвидсон, Ричард Дж. (Март 2011 г.). «Интеграция негативного аффекта, боли и когнитивного контроля в поясной коре головного мозга» . Обзоры природы Неврология . 12 (3): 154–167. DOI : 10.1038 / nrn2994 . PMC 3044650 . PMID 21331082 .  
  23. ^ Снеддон, Луизиана; Брейтуэйт, Вирджиния; Нежный, MJ (2003). «Есть ли у рыб ноцицепторы? Доказательства эволюции сенсорной системы позвоночных» . Труды Королевского общества B . 270 (1520): 1115–1121. DOI : 10.1098 / rspb.2003.2349 . PMC 1691351 . PMID 12816648 .  
  24. ↑ Джейн А. Смит (1991). «Вопрос о боли у беспозвоночных» . Журнал Института лабораторных животных . 33 (1-2).
  25. ^ Пастор, Дж .; Soria, B .; Бельмонте, К. (1996). «Свойства ноцицептивных нейронов сегментарного ганглия пиявки». Журнал нейрофизиологии . 75 (6): 2268–2279. DOI : 10,1152 / jn.1996.75.6.2268 . PMID 8793740 . 
  26. ^ Виттенбург, N .; Баумейстер, Р. (1999). «Избегание теплового воздействия у Caenorhabditis elegans : подход к изучению ноцицепции» . PNAS . 96 (18): 10477–10482. Bibcode : 1999PNAS ... 9610477W . DOI : 10.1073 / pnas.96.18.10477 . PMC 17914 . PMID 10468634 .  
  27. ^ Ильич, Пенсильвания; Уолтерс, ET (1997). «Механосенсорные нейроны, иннервирующие сифон аплизии, кодируют вредные стимулы и проявляют ноцицептивную сенсибилизацию» . Журнал неврологии . 17 (1): 459–469. DOI : 10.1523 / JNEUROSCI.17-01-00459.1997 . PMC 6793714 . PMID 8987770 .  
  28. ^ Трейси, У. Дэниел; Уилсон, Рэйчел I; Лоран, Жиль; Бензер, Сеймур (апрель 2003 г.). « безболезненный , ген дрозофилы, необходимый для ноцицепции». Cell . 113 (2): 261–273. DOI : 10.1016 / s0092-8674 (03) 00272-1 . PMID 12705873 . S2CID 1424315 .  
  29. Перейти ↑ Sherrington, C. (1906). Интегративное действие нервной системы . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.[ требуется страница ]