Текст книги "Боль в спине. За кулисами лечения и реабилитации. Часть II. Боль и факторы перехода острой боли в хроническую"

Стресс-системы

Основными действующими звеньями стресс-системы являются гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось и вегетативная нервная система, которые взаимодействуют с ЦНС (нейроматриксом), периферическими органами и тканями. Стресс-система получает и объединяет большое количество нейросенсорных, лимбических, гематологических сигналов, различными путями поступающими в ее центры. Вследствие активации нейроматрикса происходят физиологические и поведенческие реакции, развивается стресс-синдром. При нормальных условиях данные изменения выполняют адаптивные функции и способствуют выживанию. Меняется поведение: возникает возбуждение, повышается внимание, бдительность, возникает обезболивание, одновременно тормозятся вегетативные функции. Ситуация требует неотложного действия. Классическая реакция «дерись или беги». В мозг поступила команда на реализацию защитной реакции. Но, как часто бывает в жизни, в физическом плане «двигательной ответной реакции» не происходит по различным «объективным» причинам, хотя гормонально организм уже «горит» и требует активного действия.

Биологическое последствие хронического стресса через гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось

Хронический стресс приводит к избыточной выработке кортизола – гормона стресса. Помимо различных функций, он также влияет на иммунные реакции, что, в конечном итоге, может вызывать замедление или плохое заживление ран. При превышении нормы, кортизол приводит к расщеплению мышечной ткани, заодно подавляя синтез коллагена, способствуя ослаблению соединительной ткани. Также стоит добавить быструю утомляемость, нарушение сна, бессонницу. Хронический стресс с повышенным кортизоловым «фоном» как раз говорит о том, что программа «дерись или беги» хронически не отрабатывается и организм находится в стадии «хронической интоксикации кортизолом».

Куда «бежать» с работы, если квартира в ипотеку, а машина в кредит? Как «драться», если вышестоящее руководство бить нельзя, а если и можно, то куда потом «бежать»? «Сгорают» люди на работе, параллельно накапливая различные хронические заболевания по той простой причине, что в современной жизни для обеспечения и поддержания жизнедеятельности уже практически не требуется участие мышечной системы. Мышечная работа выполняется на минимально критическом уровне, который не может обеспечить достаточный уровень обменных процессов и адекватного взаимодействия иммунной, эндокринной и нервной системы. При нарушении работы в одной из них лавинообразно начинаются проблемы в двух других, ставя под угрозу поддержание гомеостаза и здоровья в целом.

Такое действие/программа как «дерись» и/или «беги» может быть выполнена только скелетно-мышечной системой. Словесные пререкания не в счет. Как известно, любая мышечная работа (особенно это касается средних и интенсивных нагрузок) сопровождается микроповреждениями в мышечных и связочных структурах в силу несовершенства моторного контроля и во многом зависит от физических свойств самой ткани. Поэтому организм обладает эндогенными (внутренними) системами обезболивания, которые вызывают аналгезию, связанную с реализацией защитной программы «дерись или беги». Данный феномен позволяет, несмотря на фактические повреждения ткани, выжить в стрессовой ситуации (уйти от преследования или выжить в бою с противником), достичь безопасного места обитания и сохранять необходимую активность до полного заживления поврежденной ткани.

В основе механизма обезболивания при двигательной активности лежит эффект прямого влияния первичной моторной коры (М1) на подкорковые структуры, непосредственно влияющие на восприятие боли, ее модуляцию и аналгезию (обезболивание). Во—первых, первичная моторная кора (М1) активирует антиноцицептивную систему мозга, которая включает в себя такие структуры как околопроводное серое вещество (ОСВ – PAG) и ростральный вентромедиальный мозг (РВМ – RVM). Во-вторых, тормозные (ГАМК—эргические) нейроны первичной моторной коры напрямую подавляют (ингибируют) активность ядер таламуса (центральные входные ворота), избирательно блокируя сигналы, идущие в соматосенсорную систему, включая и ноцицепцию. Так оно и понятно. Когда речь идет о том, чтобы «уносить ноги и спасать свою шкуру», то в приоритете будут только те сигналы с периферии, которые могут обеспечивать выживаемость особи. Прислушиваться к тому, где чешется, свербит или болит в данном случае неуместно и чревато более серьезными последствиями. Например, увечьем или смертью. Поэтому моторная кора глушит все входящие сигналы, не имеющие значимости для каждой конкретной ситуации, т.е. целенаправленно проявляет избирательность.

Антиноцицептивные системы

К эндогенным антиноцицептивным (обезболивающим) системам относятся:

– опиоидэргическая;

– нитроэргическая;

– серотонинэргическая;

– норадренергическая;

– эндоканнабиоидная;

– цитокиновая противовоспалительная.

Данные системы настолько мощные, что в разгар боя солдаты не всегда замечают наличие серьезных ранений, а спортсмены могут показать достойный результат вопреки полученной травме. Но не стоит радоваться раньше времени. Данные «противоболевые» системы работают только в том случае, если на протяжении длительного времени поддерживался адекватный уровень физической активности. У людей, ведущих малоподвижный образ жизни, данные системы практически не работают. Это во многом объясняет трудности лечения таких пациентов, когда, казалось бы, адекватная медикаментозная терапия должна была бы подействовать, но результат лечения нестойкий или вообще отсутствует. Неловкое движение, легкая нагрузка, незначительный стресс, и боль и недееспособность возникает заново. Люди, ведущие малоподвижный образ жизни, кандидаты номер один на переход острой боли в хроническую. И прежде всего это связано с очень сложными взаимоотношениями между иммунной системой и ноцицептивной системой. Баланс про, – и противовоспалительных цитокинов во многом будет определять скорость перехода острой боли в хроническую.

Как я уже сказал выше, любая физическая деятельность сопровождается микроповреждением тканей. В ответ на повреждение живой ткани организма возникает процесс воспаления. За разъяснением обратимся к специалистам.

Каратеев А. Е. и др. (2016):

«Воспаление – цикличный процесс, возникающий в ответ на повреждение живой ткани организма; он включает системную, а также локальную гуморальную и клеточную реакции, направленные на устранение травмирующего фактора, удаление разрушенных в результате повреждения клеток и элементов межклеточного матрикса (МКМ).

Воспаление всегда сопровождает патологию человека и рассматривается как ее важнейшее проявление; однако исходно, от природы – это защитный, приспособительный механизм, без которого невозможны восстановление поврежденной ткани и защита макроорганизма от чужеродной генетической информации. Более того, элементы воспалительной активности (в частности, локальная активность клеток макрофагального ряда) естественным образом сопутствуют нормальной жизнедеятельности живой ткани. Ведь клетки и МКМ постоянно испытывают негативное действие внешних факторов, вызывающих их постепенное разрушение. Так, структуры опорно-двигательного аппарата – кости, мышцы, связки, суставной хрящ и синовиальная оболочка суставов – подвергаются механическому стрессу при физических нагрузках и под воздействием гравитации, что приводит к их постепенному «изнашиванию». Высокая организация живого организма не предполагает значительного репаративного потенциала у специализированных клеток: серьезное нарушение их структуры неизбежно запускает программу клеточной гибели – апоптоз. Процесс восстановления поврежденных тканей происходит путем замены клеточных элементов новыми специализированными клетками, источником которых являются предшественники соответствующей клеточной линии, обладающие способностью к контролируемому делению. Однако эффективная репарация возможна лишь на «чистом фоне» – после удаления клеточного детрита и деградировавшего межклеточного вещества. Функцию утилизации клеточного «мусора» выполняют резидентные клетки макрофагального ряда – потомки моноцитов периферической крови или находящихся в ткани эмбриональных клеток, такие как макрофаги синовиальной оболочки, купферовские клетки печени, клетки Лангерганса эпидермиса, остеокласты, клетки микроглии нервной ткани и др. Макрофаги разрушают погибшие клетки и элементы МКМ с помощью активных форм кислорода, органических кислот и различных ферментов (важнейшую роль здесь играют матриксные металлопротеиназы – ММП), а затем фагоцитируют и «переваривают» оставшийся биологический субстрат. Это действие, которое постоянно незримо сопровождает жизнедеятельность органов и тканей, является прообразом клинически значимой воспалительной реакции, «воспалением в миниатюре». Если же повреждение значительно, а выраженность микробной инвазии или степень разрушения ткани явно превышает адаптивные возможности резидентных макрофагов, развивается локальная, а затем и системная воспалительная реакция». к.ц.

(Каратеев А. Е., Каратеев Д. Е., Давыдов О. С., Боль и воспаление. Часть 1. Патогенетические аспекты., Научно-практическая ревматология. 2016 (54) 6:693—704)

Итак. Любое повреждение ткани сопровождается выработкой и выбросом резидентными («приписанными» к данному типу ткани) клетками цитокинов – медиаторов (посредников) межклеточного взаимодействия, участвующих в формировании защитных реакций организма и регуляции нормальных физиологических функций.

К цитокинам относят интерфероны, колониестимулирующие факторы, хемокины, трансформирующие ростовые факторы, фактор роста опухолей, интерлейкины и другие эндогенные медиаторы.

Цитокины принимают участие в регуляции:

– защитных реакций организма на местном и системном уровне;

– процессов регенерации тканей;

– различных отдельных физиологических функций;

– эмбриогенеза, закладки и развития органов.

Они способны проявлять биологическую активность как дистантно (на расстоянии – эндокринно), при межклеточном контакте (паракринно), также стимулировать свои же клетки (аутокринно). Это своеобразный «химический язык», с помощью которого клетки общаются друг с другом и с целыми системами организма.

Цитокины

В первую очередь цитокины регулируют развитие местных защитных реакций в тканях с участием различных типов клеток крови, эндотелия, соединительной ткани и эпителия, путем формирования типичной воспалительной реакции с ее классическим проявлением (гиперемией, развитием отека, болевого синдрома, нарушением функции).

Пусковым («стартовым») цитокином является фактор некроза опухоли (ФНО—альфа), который эффектом домино запускает выброс интерлейкинов – 1, 6, 8 с развитием последующих биохимических каскадов.

Ключевым провоспалительным цитокином является интерлейкин-1 (IL-1), который обеспечивает общий «сигнал тревоги», означающий, что настало время задействовать все резервы организма и перестроить работу всех систем для борьбы с патогеном или повреждением.

Провоспалительные цитокины семейства IL-1 (альфа и бета) в норме активируют защитные реакции, но способны вызвать неконтролируемое развитие воспаления и повреждение тканей. При хронических стрессах, тяжелой физической нагрузке, аутоиммунных и инфекционных заболеваниях отмечается увеличение их выработки. В случае развития хронических воспалительных процессов генетически обусловленная повышенная продукция интерлейкинов семейства IL-1 ведет к более выраженным симптомам воспаления и более тяжелому течению патологического процесса. Можно сказать, что в данном случае интерлейкин -1 выполняет не защитную функцию, а участвует в патогенезе заболевания и ведет к хронизации процесса.

Для нашей темы важно то, что под влиянием IL-1 происходит катаболизм белков мышечной ткани с последующей миомаляцией (ферментативным расплавлением некротизированной мышечной ткани). Под влиянием IL-1 клетки соединительной ткани увеличивают синтез коллагена. Итогом репарации могут быть гипертрофические или келоидные рубцы, формирование которых связано с повышенным образованием грануляционной ткани. Другими словами, мышечная ткань замещается соединительной или фибротизируется. IL-1 в высоких концентрациях также обусловливает резорбцию кости и хряща.

Повышенная концентрация IL-1 в межпозвонковом диске усиливает выработку протеолитических энзимов (матриксных металлопротеиназ и аггреканаз), которые разрушают матрикс пульпозного комплекса и белок аггрекан, от содержания которых зависит тургор диска и его амортизационные функции. Опосредованно индуцирует гипералгезию.

Интерлейкин – 6 (IL-6) активирует защитные реакции, регулирует развитие иммунного ответа, самоограничивая воспалительный ответ за счет подавления продукции ФНО-альфа и ИЛ-1, одновременно регулируя провоспалительную и противовоспалительную активность, таким образом, способствуя как развитию, так и разрешению острой воспалительной реакции. Интересной особенностью данного цитокина является то, что он подавляет действие фактора некроза опухоли – альфа (ФНО) – одного из главных цитокинов, избыток которого приводит к выраженной периферической и центральной синситизации (повышении болевой чувствительности). Но при хронических воспалительных процессах ИЛ-6 наоборот усиливает патологический процесс, проявляя провоспалительные свойства. Способен переводить воспаление из острой фазы в хроническую.

В обычных условиях содержание его низкое, и в сыворотке крови при отсутствии воспаления этот цитокин практически не определяется. Поскольку может синтезироваться мышечными клетками, его также относят к классу миокинов, т.е. цитокин, выделяемый мышцами при физической работе. У людей, которые ведут пассивный образ жизни, одноразовая физическая нагрузка может вызвать увеличение продукции ИЛ—6 в десятки раз. Оказывает катаболическое действие на мышечные белки и вызывает саркопению – возрастное атрофическое дегенеративное изменение скелетной мускулатуры, приводящее к постепенной потере мышечной массы и силы. У людей, ведущих активный образ жизни, количество синтезируемого ИЛ-6 при развитии заболевания значительно ниже по сравнению с обычными людьми. Гиперпродукция IL-6 ведет к патологии, связанной с развитием аутоиммунных и воспалительных процессов. Часто «не дружит» с клетками нервной системы. Высокие уровни коррелируют со снижением когнитивных способностей, ухудшением физической работоспособности, астенией, развитием сердечнососудистых, неврологических и онкологических заболеваний.

Часть циркулирующего ИЛ-6 продуцирует жировая ткань. Поэтому, адипоциты и макрофаги жировой ткани рассматриваются как основные источники повышения концентрации ИЛ-6 в крови при ожирении и сахарном диабете 2 типа. Жировой сальник вырабатывает от 10 до 35% базового уровня циркулирующего ИЛ-6.

Провоспалительные цитокины могут самостоятельно активировать ноцицептивные («болевые») клетки как на периферии, так и центрально. Т.е. боль будет присутствовать и без фактического повреждения ткани.

Противостоит им основной противовоспалительный цитокин – интерлейкин-10 (IL-10). Он является ингибитором (производит угнетающее действие) клеточного иммунитета, подавляет продукцию провоспалительных цитокинов, предотвращает дифференцировку моноцитов (клетки-предшественники) в тканевые макрофаги тип М1 («провоспалительный») и апоптоз (гибель клеток). Показывает противоболевое действие.

К другим противовоспалительным цитокинам относятся: антагонист рецептора ИЛ-1, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ—11, ИЛ—13.

Любое повреждение ткани сопровождается выработкой провоспалительных цитокинов и хемокинов, сигнальных медиаторов, привлекающих в зону повреждения клетки иммунной системы, что сопровождается иммунной реакцией и инфильтрацией зоны повреждения моноцитами/макрофагами, от которых зависит удаление мертвых и поврежденных клеток тканей и стимулирование репарации и заживления.

Макрофаги («большие пожиратели») – специализированные клетки в организме человека, способные к активному захвату и перевариванию бактерий, остатков погибших клеток и других чужеродных или токсичных для организма частиц. Макрофаги присутствуют практически в каждом органе или ткани, где они выступают в первой линии иммунной защиты от патогенов и играют важную роль в поддержании гомеостаза.

Совокупность всех типов клеток в организме, выполняющих роль макрофагов, представляет собой систему мононуклеарных фагоцитов.

В иммунном ответе все начинается и заканчивается фагоцитозом. Макрофаг является уникальной клеткой, потому что способен не только поглощать и убивать микробы, но и способен продуцировать большое количество биологически активных веществ, являясь, таким образом, регулятором межсистемных, межклеточных и клеточно-матриксных взаимоотношений в очаге повреждения. Система фагоцитирующих клеток помимо агрессивной функции уничтожения реализует и репаративную функцию, способствуя ограничению воспаления и отграничения очага воспаления.

Макрофаги в периферических тканях находятся в неактивном состоянии (М0), но могут быстро реагировать на действие стимулов окружающей среды. При повреждении или воспалении ткани они быстро активируются и увеличивают выработку цитокинов, хемокинов и других медиаторов воспаления, которые, в свою очередь, способствуют привлечению в зону поражения других макрофагов или их предшественников – моноцитов. Если неактивный макрофаг активируется при контакте с активированным Т-лимфоцитом хелпером 1 типа, то развивается реакция классического типа. Макрофаг специализируется в фенотип М1, начинает вырабатывать большое количество активных форм кислорода (АФК), оксида азота (NO), интерлейкина Ил-12, ИЛ-23 и провоспалительных цитокинов Ил-1, Ил—6 и ФНО-альфа. Другими словами, М1 – это макрофаг, отвечающий за воспаление.

При классической активации по М1 фенотипу происходит существенная индукция циклооксигеназы 2 типа (ЦОГ—2), которая отвечает за усиление синтеза метаболитов арахидоновой кислоты при воспалении и усиливает синтез простагландина Е2. Фенотип М1 индуцируют апоптоз (смерть) клеток в зоне своего действия и «уничтожает» вирусы, бактерии и другие чужеродные «агенты».

М1 – условно «плохой», поскольку длительная гиперактивность макрофага М1 может привести к развитию хронических воспалительных и аутоиммунных заболеваний (напр. ревматоидный артрит).

При активации Т-лимфоцитом по второму пути (альтернативный), макрофаг приобретает противовоспалительную специализацию и обозначается как фенотип М2. Вырабатывают большое количество противовоспалительного Интерлейкина-10.

М2 – условно «хороший» – ответственный за удаление продуктов распада межклеточного матрикса, фрагментов погибших клеток и отвечает за репарацию поврежденного участка. Фенотипы М2 выделяют различные противовоспалительные цитокины и блокируют воспалительную реакцию.

Обладают повышенной фагоцитарной активностью и привлекают эозинофилы в очаг воспаления. Синтезируют большое количество факторов роста и активно стимулируют процесс регенерации и ремоделирования ткани, стимулируют ангиогенез и неврогенез. Индуцируют ЦОГ-1. Обладают антиапоптическим действием (предотвращают смерть клеток). Стимулируют пролиферацию (деление и размножение) здоровых клеток тканей.

В свою очередь фенотип М2 делится на подгруппы с разной специализацией.

Тип М2 а специализируется на удалении остатков омертвевшей ткани, типы М2b и М2с – выполняют регуляторные функции, тип М2d – отвечает за ангиогенез – рост сосудов.

Процесс воспаления и заживления ткани зависит от поэтапности поляризации (очередности вовлечения в процесс различных типов) макрофагов, их численного преобладания на различных стадиях процесса, количества синтезируемых цитокинов, вспомогательным выбросом цитокинов резидентными клетками ткани, в которой произошло воспаление и от многих других факторов.

В норме выработка цитокинов макрофагами и другими резидентными клетками должна быть сбалансирована и соответствовать стадиям воспалительного и репаративного процесса. «Уклон» как в сторону условно «плохих», так и в сторону условно «хороших» вызывает различные патологические изменения в тканях. У людей, ведущих малоподвижный образ жизни, определяется нарушение поляризации макрофагов и выраженный сдвиг в сторону преобладания провоспалительных цитокинов и выраженный дефицит противовоспалительных. Это связано с численным преобладанием макрофагов фенотипа М1 над фенотипом М2 при дифференцировке (выборе специализации) и последующей поляризации. Образно выражаясь, такие люди буквально сидят на провоспалительной цитокиновой «пороховой бочке», которая в любой момент может реализоваться «биохимическим взрывом» и активацией ноцицепторов. Получив травму, такие люди входят в воспалительную фазу и не могут долго самостоятельно из нее выйти без грамотного лечения. Имеет место хроническое воспаление тканей с последующей выраженной синситизацией ноцицептивной системы. Подчеркну, антиноцицептивная система практически не работает в силу низкой двигательной активности. Высокий провоспалительный цитокиновый фон поддерживает воспаление не только в периферических тканях, но и в структурах ЦНС.

Отсюда прямой вывод: нельзя восстановить функцию позвоночника, не добившись (иногда дождавшись) полной репарации поврежденной ткани, не вернув необходимую силу и выносливость мышц. У людей, длительно страдающих болью в спине, мышечная и связочная ткани дистрофичны и часто уже иммунореактивны. Выйти на заданные параметры механической нагрузки на ткани мешает низкий болевой порог у пациента и сопутствующий страх движения (катастрофизация). Избегание физических нагрузок приводит к дистрессу и дезадаптации. Слегка перестарались с нагрузкой, дистрофичная ткань (или полностью не зажившая) снова повреждается с последующим воспалением и усилением выброса провоспалительных цитокинов и хронизацией боли. Другими словами, такой пациент в тягость как врачу, так и специалисту по реабилитации.