Патофизиоло́гия бо́ли у челове́ка, совокупность механизмов возникновения, развития, персистирования и восприятия боли, а также её проявлений на разных уровнях организма человека.

Выделяют три основных механизма развития и поддержания боли – ноцицептивный, нейропатический и механизм центральной сенситизации, которые могут действовать независимо или в комбинации (Pathophysiology).

Ноцицептивная боль

Ноцицептивная боль обычно возникает из-за повреждения тканей, вызванного травмой, незаживающей раной или воспалительными процессами. Её можно разделить на две категории: соматическая боль (повреждения опорно-двигательного аппарата) и висцеральная боль (повреждение внутренних органов, часто ощущаемое косвенно) (Rethinking chronic pain ... 2016; Orr. 2017).

Периферические ноцицепторы активируются молекулами таких веществ, как простагландины, вещество Р (нейромедиатор пресинаптических окончаний С-волокон первичных сенсорных нейронов), гистамин и брадикинин. Они вызывают деполяризацию ноцицепторов, которая передаётся в спинной мозг через медленные немиелинизированные волокна С и быстрые миелинизированные волокна (Аδ). В спинном мозге поступающие сигналы модулируются, передаются нейронам второго порядка с помощью нейротрансмиттеров и далее в ствол головного мозга по восходящим путям. Например, глутамат оказывает возбуждающее действие и усиливает боль, тогда как гамма-аминомасляная кислота оказывает ингибирующее действие и уменьшает боль (Fundytus. 2001). Ствол головного мозга действует как посредник передачи в высшие центры, где интерпретируются болевые сигналы (Millan. 2002; Woolf. 2004). Восприятие боли одновременно изменяется за счёт нисходящих болевых путей. Информация о вредных стимулах передаётся от лимбической системы и структур среднего мозга вниз через периакведуктальное серое вещество к стволу мозга. Здесь сигналы фильтруются перед передачей в дорсальный рог спинного мозга на уровне поступающего болевого сигнала. Ключевыми нейротрансмиттерами в нисходящих путях являются норадреналин, который уменьшает боль, и серотонин (или 5-гидрокситриптамин), который может выполнять как стимулирующую, так и тормозящую функции (Ossipov. 2010).

При превышении болевого порога из-за повреждения нормальных тканей повышается периферическая чувствительность к последующим раздражителям. Хотя сенситизация и носит временный характер, но постоянное присутствие раздражителей и возникающая в результате сенситизация могут привести к изменениям в периферической и центральной нервной системе.

Невропатическая боль

Невропатическая боль возникает при повреждениях внутри соматосенсорной нервной системы или заболеваниях, которые влияют на неё. Другой причиной невропатической боли является травма во время операции. После повреждения нерва может произойти нарушение нервной обработки в периферической или центральной нервной системе, а также гибель клеток. Такие изменения приводят к патологическим болевым ощущениям (Reframing chronic pain as a disease ... 2019).

Следует отметить, что ноцицептивная и невропатическая боль могут сосуществовать при таких состояниях, как боль в спине и боль при раке, и обе могут стать хроническими. Важно, чтобы невропатическую боль не путали с сенситизацией.

Дифференциальная диагностика между центральной или периферической сенситизацией и невропатической болью часто не проводится, хотя лежащая в основе патология различна. Понимание различий между ноцицептивной болью и невропатической болью и того, как они развиваются, имеет важное значение для наиболее эффективного управления болью.

Периферическая сенситизация

Ноцицептивная боль обычно возникает в результате воздействия вредных стимулов на высокопороговые ноцицепторы. При периферической сенситизации порог активации снижается, а возбудимость мембран повышается (Costigan. 2009). Наличие травмы или заболевания вызывает местное высвобождение медиаторов воспаления – протонов, аденозинтрифосфата, простагландинов, вещества Р и гистамина, которые также привлекают иммунные клетки (Zhang Ning. 2005). Эти клетки, в свою очередь, выделяют цитокины, такие как интерлейкин-1β и фактор некроза опухоли, которые вызывают потенциалы действия за счёт увеличения натриевых и кальциевых токов на терминале ноцицептора. Эта воспалительная реакция может сопровождаться эктопическими потенциалами действия (т. е. при отсутствии периферического стимула), особенно при повреждении нейронов.

Центральная сенситизация

Центральная сенситизация (также известная как ноципластическая боль, сенсорная гиперчувствительность или центральная гиперчувствительность) проявляется как ощущение боли в отсутствие активации болевых рецепторов. В результате нейронного ремоделирования, лежащего в основе центральной сенситизации, чувствительность афферентных нервных волокон повышается таким образом, что стимул, который при нормальных условиях считался бы безвредным, теперь вызывает болевую реакцию (Pergolizzi. 2014).

Процесс центральной сенситизации первоначально может быть обратимым, но он также может стать постоянным. Её воздействие на центральные участки может привести к возникновению сопутствующих заболеваний, таких как депрессия и тревога, а также к повышенной чувствительности к другим раздражителям или развитию более диффузных болевых состояний (Self-reported pain ... 2012).

Развитие центральной сенситизации может начаться с ноцицептивного входа с периферии в синапс в дорсальном роге спинного мозга, заставляя пресинаптический нейрон выделять вещество Р и глутамат в синаптическую щель, снижая порог возбудимости нейронов. В сочетании с рецепторами постсинаптических ионных каналов, наиболее важными из которых являются рецепторы НМДА (N-метил-D-аспартат; N-methyl-D-aspartate receptor, NMDA) и α-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолпропионовой кислоты (AMPA), эти соединения позволяют передавать болевой сигнал вверх к таламусу. Одновременная активация толл-подобного рецептора 4 (TLR4) на клетках микроглии приводит к высвобождению модуляторов воспаления. Кроме того, определённую роль играют пресинаптические НМДА-рецепторы; блокирование этих рецепторов опиоидами уменьшает высвобождение вещества Р и возбуждающих аминокислот. Если ноцицептивный сигнал с периферии сохраняется, длительная активация НМДА-рецепторов сопровождается увеличением плотности НМДА-рецепторов и усиливается ощущение боли.

Аллодиния, гипералгезия и спонтанная боль могут быть вызваны центральной сенситизацией. Вторичная гипералгезия (т. е. повышенная чувствительность к боли в неповреждённой ткани вокруг первоначальной травмы) указывает на центральную сенситизацию. Иным признаком центральной сенситизации является то, что повторяющиеся идентичные стимулы становятся всё более болезненными, несмотря на неизменную интенсивность стимула. (Hyperalgesia ... 1998). В этот процесс вовлечены НМДА-рецепторы, поэтому возбуждению можно противостоять с помощью опиоидов.

Другим клиническим признаком центральной сенситизации является расширение областей, вызывающих боль (спинальный феномен, возникающий в результате вовлечения нейронов, отличных от тех, которые получают постоянный ноцицептивный сигнал).