Чувство боли человек ощущает благодаря деятельности нервной системы, которая активизирует головной мозг и спинной мозг (составляющие центральную нервную систему), нервные стволы и их концевые рецепторы, нервные ганглии и другие образования, объединяемые под названием периферической нервной системы.

Формирование чувства боли в головном мозге

В головном мозге выделяют большие полушария и ствол мозга. Полушария представлены белым веществом (нервными проводниками) и серым веществом (нервными клетками). Серое вещество головного мозга расположено в основном на поверхности полушарий, образуя кору. Оно находится также в глубине полушарий в виде отдельных клеточных скоплений - подкорковых узлов. Среди последних в формировании болевых ощущений большое значение имеют зрительные бугры, так как в них сконцентрированы клетки всех видов чувствительности организма. В стволе мозга скопления клеток серого вещества образуют ядра черепных нервов, от которых начинаются нервы, обеспечивающие различные виды чувствительности и двигательную реакцию органов.

Болевые рецепторы

В процессе длительного приспособления живых существ к условиям окружающей среды в организме сформировались особые чувствительные нервные окончания, которые превращают энергию разных видов, поступающую от внешних и внутренних раздражителей, в нервные импульсы. Они получили название рецепторов. Рецепторы имеются практически во всех тканях и органах. Строение и функции рецепторов различны.

Самое простое строение имеют болевые рецепторы. Болевые ощущения воспринимаются свободными окончаниями чувствительных нервных волокон. Болевые рецепторы располагаются в различных тканях и органах неравномерно. Больше всего их в кончиках пальцев, на лице, слизистых оболочках. Богато снабжены болевыми рецепторами стенки сосудов, сухожилия, мозговые оболочки, надкостница (поверхностная оболочка кости). Так как оболочки мозга снабжены болевыми рецепторами в достаточной степени, их сдавливание или растяжение вызывает болевые ощущения значительной силы. Мало болевых рецепторов в подкожной жировой клетчатке. Не имеет болевых рецепторов вещество мозга.

Болевые импульсы, принятые рецепторами, направляются затем сложными путями по специальным чувствительным волокнам в различные отделы головного мозга и в конечном счете достигают клеток коры полушарий мозга.

Центры болевой чувствительности головы расположены в различных отделах центральной нервной системы. Деятельность же коры головного мозга во многом зависит от особого образования нервной системы - сетчатой формации ствола мозга, которая может как активировать, так и тормозить деятельность коры больших полушарий.

H.C.Kypбaтoвa

"Формирование чувства боли, почему человек ощущает боль" и другие статьи из раздела

Болевые ощущения известны каждому с самого момента появления на свет. Еще даже в перинатальном периоде плод может чувствовать боль, после того как его нервная система будет сформирована. Назвать боль приятной невозможно, и в большинстве своем мы хотим избавиться от нее. Некоторые даже фантазируют о том, как было бы здорово ее не чувствовать. И такие прецеденты в медицине существуют. Но едва ли людей с нечувствительностью к боли можно назвать счастливыми. И вот почему.

1. Боль – физиологическая сигнализация для нашего здоровья

Болевые ощущения присутствуют у всех высших животных и, конечно, у человека. Этот сложный выработался эволюционно в защитных целях. Каким образом это работает? Замечали, что при прикосновении, например, к горячему или острому мы резко отдергиваем руку, т. к. ощущаем при этом сильную боль? А теперь представьте человека, который ее не чувствует. У него просто нет шанса оценить опасность происходящего, а значит и вовремя ее заметить, чтобы защитить себя. Что уж говорить о серьезных заболеваниях и травмах! Так что нам впору поблагодарить матушку-природу за этот дар.

2. Где и как зарождается боль?

Чувство боли, несмотря на кажущуюся субъективную простоту и очевидность, имеет сложную схему образования и протекания. Этим обусловлено и то, что мы способны различать множество оттенков боли. Все зависит от того, какие мозговые структуры в этом задействованы. Наше тело пронизано нервными окончаниями, где также находятся и болевые рецепторы. Именно они по нервным узлам передают информацию в центральную нервную систему к отделам , где располагаются зрительные бугры. В них концентрируются клетки, отвечающие за чувствительность. А затем в зависимости от характера раздражения мозг выдает обратный сигнал в виде боли. Происходит это не всегда, а лишь тогда, когда превышен болевой порог на всех уровнях.

3. Три болевых порога

Если бы наша нервная система остро реагировала на любые болевые ощущения и раздражители, нормальная жизнь организма стала бы невозможной. Поэтому в качестве защиты нервная система имеет три уровня болевого порога. Первый приходится на периферическую нервную систему, производящую своеобразную селекцию незначительных раздражений. Второй – на центральную нервную систему и спинной мозг, где анализируются импульсы, поступившие от вегетативной нервной системы, являющейся связующим звеном между ЦНС и органами тела. Третий – непосредственно на мозг, который подсчитывает и суммирует полученную информацию, вынося вердикт относительно степени опасности раздражителя для жизни и здоровья организма.

4. Природная защита от боли

О таком понятии, как болевой шок, наверняка, слышало большинство людей. С одной стороны, это весьма опасное состояние. А с другой — когда человек теряет от сильной боли — это тоже механизм его защиты. Чтобы уменьшить болевые ощущения, мы привыкли использовать синтетически созданные обезболивающие препараты. Но и в нашем организме есть свой защитный резерв – выработка эндорфинов и эстрадиола. В примеру, количество последнего в разы возрастает при родах, облегчая для женщины их течение.

5. Почему одни люди переживают боль острее других?

Чувствительность к боли — черта организма сугубо индивидуальная. Есть люди как с высоким, так и с низким болевым порогом. В большинстве своем это обусловлено количеством нервных окончаний, расположенных в тех или иных тканях. Так, например, установлено, что их число в лицевой зоне у женщин в два раза больше, чем у мужчин. Естественно, что и боль последние будут переносить несколько легче.

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Все мы знаем, что боль является объективной реальностью, но при этом ее восприятие глубоко субъективно. Боль может быть и симптомом, и болезнью, и душевной и физической. Насколько мы близки к пониманию, что же это такое?

Острая, тупая, внезапная, хроническая, ноющая, пульсирующая, ослепляющая... Это - далеко не полный перечень эпитетов, которые мы, не задумываясь, применяем, говоря об ощущении, которое испытывали и продолжаем испытывать мы все: о боли.

• Почему боль так сложно измерить и облегчить?
• Медицина будущего: как биостекло совершит революцию в хирургии
• Почему порезы от бумаги так болезненны

Она не обращает внимания на цвет кожи, разрез глаз, или социальный статус. Ей все равно, на каком уровне эволюции находится то или другое существо. Боль испытывают люди, собаки, кошки, дельфины, киты, птицы, лягушки и даже, как считают ученые, дождевые черви.

При этом, если ученые говорят, что механизм боли им более-менее понятен, то о том, что же она такое: сигнальная система неполадок, обязательная часть бытия, без которой невозможно понимание физического и душевного благосостояния, чисто физиологический процесс или же результат сложных химических процессов в головном мозге, ни медики, ни даже священнослужители к единому согласию не пришли.

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Нам известно, как работает сигнальная система через нейроны в головной мозг и обратно, но многие вопросы по-прежнему остаются без ответа

К тому же есть группа людей, которые в силу генетической аномалии боли не испытывают вообще.

На самом деле им не надо завидовать, потому что они с легкостью могут пропустить начало какого-нибудь заболевания, и умереть, хотя и безболезненно, но совершенно напрасно.

Все наши знания о боли построены на парадоксах.

1. Наш мозг фиксирует сигналы боли, но сам ее не чувствует

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Мозг фиксирует и обрабатывает болевые сигналы изо всех других частей организма, а сам боли не ощущает

Допустим, вы подвернули щиколотку, или обожгли палец. Нервные волокна немедленно посылают сигнал в ваш мозг, который расшифровывает испытываемое ощущение, как боль.

Недаром современная хирургия стала возможной только после открытия анестезии.

Однако, если в качестве объекта операции оказывается сам мозг, то ему обезболивающее ни к чему.

Нервные клетки головного мозга посылают сами себе такие же сигналы, как и при сломанной конечности, вот только центр обработки данных для них отсутствует.

Мозг, привыкший отвечать за весь организм, совершенно не понимает, когда больно должно быть ему самому.

В этом есть нечто жутковатое, но пациенты часто находятся в полном сознании во время операций на мозге, что позволяет хирургам понять, не слишком ли глубоко они залезли в главный процессор нашего тела.

2. Мы все чувствуем боль по-разному

Правообладатель иллюстрации DanielVilleneuve Image caption Боль субъективна: для кого-то агония, а для кого-то небольшое неудобство.

Тот факт, что, после, допустим, естественных родов одна женщина говорит, что было немного дискомфортно, но ничего страшного, а другая уже в самом начале схваток требует обезболивания, вовсе не означает, что одна из них стоик, а другая - слабая размазня.

На то, как мы ощущаем боль, влияет множество факторов: какие химические реакции совершаются в это время в вашем мозге, идет ли где-то в вашем теле воспалительный процесс, а также насколько вы "помните" болевые ощущения, которые вы испытали раньше.

Как сказал однажды глава нью-йоркского центра спинальной хирургии Кеннет Хансрадж: "Кому-то можно сверлить берцовую кость без наркоза, а он вам спокойно скажет, мол, приятель, вытащи-ка ты эту штуку! А другой не вынесет даже прикосновения к коже тоненькой иголки".

3. От боли можно отвлечься

Правообладатель иллюстрации Portra Image caption Боль можно обмануть: если начать трясти ушибленным пальцем, то становится легче

Наш мозг, конечно, является, самым сложным компьютером, когда-либо созданным природой, но при этом он немного туповат.

Дело в том, что ему сложно одновременно анализировать несколько ощущений.

Допустим, вас укусил комар и место укуса отчаянно чешется. Приложите к нему кубик льда, и неожиданно вы поймете, что холод вы-таки ощущаете, а вот зуд пропал.

Вот почему мы инстинктивно потираем ушибленное место или отчаянно трясем пальцем, который случайно прищемили дверью.

4. Рыжим приходится хуже

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Рыжим приходится нелегко: огненный цвет волос сопровождается и нестандартным отношением к обезболивающим

В это трудно поверить, но в 2009 году в журнале Американской зубоврачебной ассоциации появилась статья, согласно которой рыжие очень не любят посещать дантистов.

Дело в том, что та же генетическая комбинация, которая награждает их огненным цветом волос, делает их и менее восприимчивыми к некоторым обезболивающим.

И иногда им требуется доза, которая в два раза превысит то, чего хватило бы какому-нибудь брюнету.

Возможно также, что их организм реагирует на анестезию не совсем тривиальным способом. Некоторые врачи, кстати, делают поправки на цвет волос пациента.

5. Секс спасает от боли

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Занятия сексом могут уменьшить боль от мигрени... если у вас, конечно, хватит сил им заняться

Ну, объективно говоря, если у вас случился приступ мигрени, то секс в такой ситуации представляется делом несколько сомнительным.

Тем не менее, есть некоторые статистические данные, согласно которым 60% страдальцев от мигрени чувствовали себя гораздо лучше, если во время приступа занимались этим самым.

Сексуальное возбуждение вырабатывает в головном мозгу эндорфины, которые являются естественным обезболивающим.

Кстати, с больными мигренью все не так просто. Есть подозрение, что та же самая генная вариация, которая награждает страдальцев мигренью, одновременно существенно увеличивает и их либидо.

6. Разделились беспощадно мы на женщин и мужчин

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Все мы все чувствуем одинаково, только мужчины считают, что надо терпеть

Вообще-то нет никаких научных доказательств того, что мужчины и женщины по-разному чувствуют боль.

Хотя врачи отмечают, что в целом женщины чаще готовы признать, что им больно.

Возможно, это связано с социальным стереотипом, который требует от "настоящих" мужчин терпеть, стиснув зубы.

7. Те, кто не чувствует боли

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Тем, кто не чувствует боли, не так уж и хорошо: простое прикосновение к горячей плите может обернуться ожогом третьей степени

Это - очень редкая генетическая аномалия. Настолько редкая, что за всю историю медицины она встречалась всего несколько десятков раз.

Те, кому крупно не повезло с нею родиться, могут, например, почувствовать, является ли какой-нибудь предмет горячим или холодным, но боли не ощущают.

А это, кстати, совсем плохо. Например, случайное прикосновение к горячей плите может завершиться ожогом третьей степени, вместо небольшого волдыря, который бы возник, если бы они быстро сообразили, что к чему и отдернули руку.

По имеющейся статистике (которая, по вполне очевидным причинам, крайне невелика), средняя продолжительность жизни таких нечувствительных существенно ниже среднего показателя.

8. Самая распространенная боль

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Самая распространенная боль в развитых странах - боль в нижней части спины

Это - боль в спине. Примерно 27% людей в развитых странах утверждают, что страдают от боли в нижней части спины.

Тогда как от постоянных головных болей, либо мигреней - всего 15%. Эксперты советуют не брезговать физическими упражнениями и не набирать излишнего веса.

Однако это - следствие наших эволюционных успехов. Двуногость вовсе не способствует здоровью позвоночника. Четвероногим, у которых вес распределяется гораздо более равномерно, боль в спине не грозит.

9. Что болело у королей и динозавров

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption И короли, и динозавры страдали от подагры. Здесь, правда, дракон, но, наверное он тираннозавру близкий родственник

Подагру, она же артрит, раньше называли болезнью королей, поскольку, она, якобы была следствием излишнего потребления жирной пищи и спиртного.

Понятно, что в далеком Средневековье это могли себе позволить только очень состоятельные люди. Теперь мы знаем, что боль при подагре возникает от образования внутри суставов острых кристаллов мочевой кислоты.

Исследование скелета верхней конечности самки тираннозавра (которую палеонтологи назвали Сью) показало, что этот конкретный хищник Юрского периода тоже страдал от подагры, причем в очень запущенной форме. Вероятно, что все последние годы своей жизни Сью страдала от хронической боли.

10. Природа боли вовсе не однозначна

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Иногда боль из симптома превращается в болезнь. Болит везде, а почему - непонятно

Боль является симптомом, который, однако, дает лишь общее представление о том, что что-то не в порядке, но не дает никакой конкретики.

А у больных, страдающих от центрального болевого синдрома, сама боль становится болезнью, а не ее симптомом.

Такие пациенты жалуются на боль во всем теле, причем ощущения варьируются от "иголок" до "сильного давления". В этом случае мозг является не просто регистратором и процессором болевых ощущений, но и их главным генератором.

11. Не надо недооценивать свой мозг

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Не надо недооценивать свой мозг: он прекрасно знает на какие кнопки и в каких обстоятельствах следует нажимать

Мозг устроен так, что постоянно оценивает поступающие в него сигналы, решая, насколько серьезной является опасность и следует ли предпринимать немедленные меры.

Получив тревожный сигнал, мозг немедленно пытается ответить на главный вопрос: "А насколько это все действительно опасно?"

В оценке ситуации наш центральный процессор пользуется всей имеющейся у него в наличии информацией: от субъективной, исходящей из нашего прошлого опыта, до объективной, получаемой от всего комплекса физических и химических параметров организма.

А получив сигнал, он отправляет "указания" нервным окончаниям о том, как им себя вести. Канадский врач Пол Ингрэм описал происходящий процесс в следующем воображаемом диалоге:

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Мозг командует нейронами как хочет, и тем приходится подчиняться

Нервы: Проблема! Проблема! Огромная! Большая! Красный сигнал тревоги! Включить немедленно!

Мозг: Ммммм, да? Ну ладно, принял к сведению. Но вот что, ребята, у меня тут есть база данных, пардон, она строго секретная, так что уж поверьте мне на слово: не так все это страшно. Расслабьтесь.

Нервы : Нет, нет, послушай, это все очень серьезно!

Мозг: Не-а, не верю.

Нервы: Послушай, может у нас, конечно, и нет доступа к этой "информации", о которой ты постоянно талдычишь, но что такое повреждение тканей нам прекрасно известно! И мы тут не в игрушки играем. Мы не заткнемся, пока ты не примешь меры!

Нервы: А, да... О чем это мы? Черт, вроде бы только что хотели о чем-то важном доложить... Ну, ладно, мы потом вернемся.

12. Самый главный начальник

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Мозг сам решает, как регулировать кнопку боли в нашем организме, и почему иногда он останавливается на шести, а иногда - на десяти, мы до сих пор до конца не знаем

Мозг действительно может вертеть периферийными нервными окончаниями, как ему заблагорассудится.

Если ему что-то не понравится, он может затребовать больше информации. А может и приказать своим подчиненным не суетиться.

В последние годы появилось немало информации, согласно которой нервы на периферии могут реально меняться как физически, так и химически, возможно, следуя команде, поступающей из мозга.

Как отметил тот же Пол Ингрем: "Мозг не только может крутить кнопку, регулирующую звук, но запросто менять все оборудование, изменяя сам сигнал задолго до того, как он поступает в динамики".

Вывод

Окончательная природа боли, несмотря на то, что она является неотъемлемой частью существования всех живых существ, нам по-прежнему не известна.

Горячие блюда с пылу с жару совсем не похожи на кусочки льда, что вы добавляете в коктейли, однако они одинаково сильно способны причинять вам боль. И горячая, и очень холодная пища, попадая в рот, заставляет вас переживать неприятные моменты. Еще больший ущерб ваша кожа может получить при контакте с кипятком, палящим солнцем или морозом. Все мы знаем о последствиях ожогов и обморожения. Но далеко не все знают, что наш мозг реагирует на термические экстремумы практически одинаково.

Подкожный мышечный слой (особенно это характерно для кончиков пальцев) упакован нервными окончаниями. Они ответственны за чувство осязания, за то, что биологи называют соматосенсорикой. Но на самом деле эти нервные окончания охватывают более широкий спектр чувств. Прикосновения нужны нам для ознакомления с предметами. Кожа с ее многочисленными нервными окончаниями дает нам возможность мгновенно реагировать на внешние раздражители и опасность. Вспомните, как рефлекторно одергивается ваша рука, когда вы случайно трогаете что-то горячее.

Что такое проприоцепция и ноцицепция?

Нервные окончания необходимы также для обеспечения функции проприоцепции - способности мышц воспринимать положение тела и отдельных его частей в пространстве. А вот за физиологическую боль в нервных волокнах ответственна ноцицепция. Этот процесс регулируется пульсирующими стимулами, которые образуются рецепторами боли (ноцицепторами).

Ноцицепция мотивирует людей избегать болезненных стимулов

Любые болезненные стимулы: механические, химические или термические - представляют реальную опасность для нашего благополучия. Мы не сможем засунуть руку в пылающее пламя. Ощущение жжения побуждает нас скорее одергивать ладонь от огненного очага. Боль доставляет много неприятных моментов, но она является доказательством того, что тело человека беспрестанно трудится, чтобы удерживать своего хозяина в безопасности. Если бы кто-то из нас утратил способность ощущать боль, он бы немедленно столкнулся с реальной угрозой для жизни. Только представьте, что вы бы не смогли чувствовать болезненность пореза. Через какое-то время вы бы потеряли огромное количество крови. Что было бы с вашими конечностями, если бы вы спокойно прикасались к опасным предметам, например, к раскаленному утюгу?

Как работает защитный механизм тела?

Нейробиолог Йорг Грандль из Университета Дьюка рассказывает об основных принципах работы сенсорных нейронов: «Эти чувствительные нервные клетки сосредоточены по всему телу и имеют набор каналов, которые активируются непосредственно при контакте с предметами и веществами слишком высокой или слишком низкой температуры». В течение последних пятнадцати лет исследователь с коллегами занимался изучением сенсорных каналов у генетически модифицированных мышей. Ученые смогли доказать, что белки, встроенные в стенки нейронов, вовлечены в ощущение кожей экстремальных температур.

Как тело реагирует на солнечный ожог?

Солнечный ожог сенсибилизирует теплоотводный канал, понижая порог болевой чувствительности. Рецептор TRPV1 реагирует на повышенную температуру (сильное нагревание). Обычно он не активируется до тех пор, пока температура кожи не превышает 42 градусов Цельсия. И у людей, и у мышей эта температура считается критичной, той, которая способна передавать болезненные ощущения телу. Как только этот порог будет достигнут, канал активируется, приводя в действие и весь нерв. А это значит, мозг немедленно получает предупреждающий сигнал.

Реакция на обморожение

Для критически низких температур применимы аналогичные механизмы. Единственная разница - это тип белка (в данном случае это рецептор TRPM8). Этот канал реагирует на экстремальный холод, затем активирует нерв, который также посылает в мозг сигнал об опасности. Существует еще один небольшой нюанс: экстремально нзкие температуры вызывают менее болезненные ощущения в сравнении с экстремально высокими. Еще один тип белка, который в состоянии распознавать холод, именуется TRPA. Исследователи считают этот рецептор наиболее таинственным. Хотя он активируется в ответ на холодные раздражители, пока неясно, участвует ли он в процессе обнаружения потенциальной угрозы.

Белки, которые работают с широким диапазоном температур

Все эти три типа белков (TRPV1, TRPM8 и TRPA1) позволяют нашей коже распознавать широкий диапазон температур. Именно они ответственны за то, что наши тела реагируют на внешние раздражители соответствующим образом. Указанные вещества относятся к классу ноцицепторов, поэтому они стоят на страже ваших действий. Их работа заключается в том, чтобы помогать вам избегать контакта с определенными температурами, а не искать его. Это стало ясно в ходе экспериментов, проведенных под руководством доктора Грандля. Так, мыши с дефектными модификациями рецептора TRPM8 прекращали избегать холодных температур. Эти наблюдения подтверждают, что обычные грызуны (равно как и люди) предпочитают приятную теплую атмосферу, избегая чрезвычайного холода или жары.

Рецепторы могут модулироваться

Исследователям удалось определить термические границы, при которых указанная группа рецепторов становится активной. Но это отнюдь не означает, что сами белки не могут модулироваться. Так, например, даже теплый душ может доставлять вам нестерпимую боль в том случае, если ваша кожа получила солнечный ожог. По мнению автора экспериментов, это происходит потому, что воспаление кожи сенсибилизирует канал TRPV1. Вследствие этого понижается порог, при котором нервы передают ощущение боли в мозг.

Температура - это не единственный активатор рецепторов

На самом деле критические температуры не являются единственными активаторами рецепторов этого типа. Некоторые растения вырабатывают специальные химические вещества, которые также являются раздражителями белков TRPM. Это происходит тогда, когда вы поедаете острую пищу. Вам кажется, что горло и желудок вот-вот взорвутся от жара. Все дело в том, что рецептор TRPV1 активируется не только при сильном нагревании, но и с помощью алкалоида капсаицина, который в большом количестве содержится в остром перце или горчичных культурах. Сходным принципом наше тело реагирует на охлаждающую способность ментола, только в этом случае в дело вступает рецептор TRPM8.

Удивительно, но капсаицин не активирует ноцицепторы у рыб, кроликов или птиц. А вот люди и мыши остро реагируют на это вещество. Скорее всего, в процессе эволюции некоторые растения развили защиту от определенных групп млекопитающих. Не исключено, что способность активировать болевые рецепторы тепла и холода некоторые растения развили в себе совершенно случайно.

Как люди чувствуют боль и для чего она нужна организму. Как работает механизм восприятия боли, почему некоторые люди вообще ее не чувствуют, а также как организм защищает себя от болевых ощущений, рассказывает отдел науки «Газеты.Ru».

Мы чувствуем боль каждый день. Она контролирует наше поведение, формирует наши привычки и помогает нам выжить. Благодаря боли мы вовремя накладываем гипс, берем больничный, отдергиваем руку от горячего утюга, боимся стоматологов, убегаем от осы, сочувствуем персонажам фильма «Пила» и сторонимся банды хулиганов.

Рыбы — первые организмы на Земле, которые почувствовали боль. Живые существа эволюционировали, становились все сложнее, и их образ жизни тоже. И чтобы предостерегать их об опасности, появился простой механизм для выживания — боль.

Почему мы чувствуем боль?

Наше тело состоит из огромного количества клеток. Для того чтобы они могли взаимодействовать, существуют специальные белки в клеточной мембране — ионные каналы. С помощью них клетка обменивается ионами с другой клеткой и контактирует с внешней средой. Растворы внутри клеток богаты калием, но бедны натрием. Определенные концентрации этих ионов поддерживаются калий-натриевым насосом, который выкачивает избыточные ионы натрия из клетки и заменяет их на калий.

Ботокс мешает общению

Почему мы рыдаем над грустным фильмом, искренне радуемся удаче друга или сочувствуем даже малознакомым людям? Дело в том, что в нашем мозге существует... →

Работа калий-натриевых насосов настолько важна, что половина съеденной еды и около трети вдыхаемого кислорода идет на обеспечение их энергией.

Ионные каналы — это настоящие врата чувств, благодаря которым мы можем ощущать тепло и холод, аромат роз и вкус любимого блюда, а еще — испытывать боль.

Когда на мембрану клетки что-то воздействует, структура натриевого канала деформируется и он открывается. Вследствие изменения ионного состава возникают электрические импульсы, которые распространяются по нервным клеткам. Нейроны состоят из клеточного тела, дендритов и аксона — самого длинного отростка, по которому и движется импульс. На конце аксона находятся пузырьки с нейромедиатором — химическим веществом, участвующим в передаче этого импульса от нервной клетки к мышечной или к другой нервной клетке. Например, сигнал от нерва к мышце передает ацетилхолин, а между нейронами в мозге много других медиаторов, например глутамат и «гормон радости» серотонин.

Порезать палец во время приготовления салата — такое было почти с каждым. Но вы не продолжаете резать палец, а отдергиваете руку. Это происходит потому, что нервный импульс бежит по нейронам от чувствительных клеток, детекторов боли, до спинного мозга, где уже двигательный нерв передает команду мышцам: убери руку! Вот вы залепили палец пластырем, но по-прежнему чувствуете боль: ионные каналы и нейромедиаторы шлют сигналы в головной мозг. Болевой сигнал проходит через таламус, гипоталамус, ретикулярную формацию, участки среднего и продолговатого мозга.

И наконец, боль достигает пункта назначения — чувствительных участков мозговой коры, где мы осознаем ее в полной мере.

Жизнь без боли

Жизнь без боли — мечта многих людей: ни страданий, ни страха. Это вполне реально, и среди нас живут люди, которые не чувствуют боли. Например, в 1981 году в США родился Стивен Пит, и, когда у него прорезались зубы, он стал жевать свой язык. К счастью, его родители вовремя это заметили и отвели мальчика в больницу. Там им сказали, что у Стивена врожденная нечувствительность к боли. Вскоре родился брат Стива Кристофер, и у него обнаружили то же самое.

Мама всегда говорила мальчикам: инфекция — тихий убийца. Не зная боли, они не могли увидеть у себя симптомы заболеваний. Частые медицинские обследования были необходимы. Не представляя, что такое боль, парни могли драться до полусмерти или, получив открытый перелом, ковылять с торчащей костью, даже не заметив этого.

Один раз, работая с электропилой, Стив распорол себе руку от кисти до локтя, но зашил ее самостоятельно, поленившись идти к врачу.

«Мы часто пропускали школу, потому что оказывались на больничной койке с очередной травмой. Мы провели там не одно рождественское утро и день рождения», — говорит Стивен. Жизнь без боли — это не жизнь без страданий. У Стива тяжелый артрит и больное колено — это грозит ему ампутацией. Его младший брат Крис покончил с собой, узнав, что может оказаться в инвалидном кресле.

Оказывается, у братьев дефект гена SCN9A, который кодирует белок Nav1.7 — натриевый канал, участвующий в восприятии боли. Такие люди отличают холодное от горячего и чувствуют прикосновения, но вот болевой сигнал не проходит. Эта сенсационная новость была опубликована в журнале Nature в 2006 году. Ученые установили это в процессе исследования шестерых пакистанских детей. Среди них был фокусник, который развлекал толпу, прохаживаясь по раскаленным углям.

В 2013 году в Nature было опубликовано другое исследование, объектом которого стала маленькая девочка, незнакомая с чувством боли. Немецкие ученые Йенского университета обнаружили у нее мутацию гена SCN11A, который кодирует белок Nav1.9 — еще один натриевый канал, ответственный за боль. Гиперэкспрессия этого гена предотвращает накопление зарядов ионов, и электрический импульс не проходит по нейронам — боли мы не чувствуем.

Выходит, что свою «суперспособность» наши герои получили из-за сбоя работы натриевых каналов, которые участвуют в передаче болевого сигнала.

Что позволяет нам чувствовать боль меньше?

Когда нам больно, организм вырабатывает особые «внутренние наркотики» — эндорфины, которые связываются с опиоидными рецепторами в мозге, притупляя боль. Морфин, выделенный в 1806 году и завоевавший славу эффективного болеутоляющего вещества, действует подобно эндорфинам — присоединяется к опиоидным рецепторам и подавляет выделение нейромедиаторов и активность нейронов. При подкожном введении действие морфина начинается через 15-20 минут и может длиться до шести часов. Только не следует увлекаться таким «лечением», это может плохо кончиться, как в рассказе Булгакова «Морфий». После нескольких недель применения морфина организм перестает вырабатывать эндорфины в достаточном количестве, появляется зависимость. И когда действие наркотика заканчивается, множество тактильных сигналов, которые поступают в мозг, уже не защищенный антиболевой системой, причиняют страдания — возникает ломка.

Спиртные напитки тоже воздействует на эндорфиновую систему и повышают порог болевой чувствительности. Алкоголь в небольших дозах, как и эндорфины, вызывает эйфорию и позволяет нам быть менее восприимчивым к удару кулаком по лицу после свадебного застолья. Дело в том, что алкоголь стимулирует синтез эндорфинов и подавляет систему обратного захвата этих нейромедиаторов.

Однако после выведения алкоголя из организма пороги болевой чувствительности снижаются за счет угнетения синтеза эндорфинов и повышения активности их захвата, что не облегчает похмелье, типичное для следующего утра.

Кому больнее: мужчинам или женщинам?

Женщины и мужчины ощущают боль по-разному — об этом говорит исследование ученых из Университета Макгилла, которые обнаружили, что восприятие боли у самок и самцов мышей начинается с разных клеток. На сегодняшний момент проведено много исследований о природе женской и мужской боли, и большинство из них указывает на то, что женщины страдают от нее больше, чем мужчины.

В ходе масштабной работы 2012 года, когда ученые анализировали записи более чем об 11 тыс. пациентов больниц Калифорнии, ученые выяснили, что женщины переносят боль хуже и сталкиваются с ней чаще, чем мужчины. А пластические хирурги из США установили, что у женщин на коже лица в два раза больше нервных рецепторов на один квадратный сантиметр, чем у мужчин. Девушки уже с рождения такие чувствительные — согласно исследованию, опубликованному в журнале Pain, у новорожденных девочек мимические реакции на уколы в стопу были выражены сильнее, чем у мальчиков. Также известно, что женщины чаще жалуются на боль после операции и хуже чувствуют себя в кресле у стоматолога.

На помощь бедным женщинам приходят гормоны.

Например, один из половых женских гормонов, эстрадиол, уменьшает активность болевых рецепторов и помогает женщинам легче переносить высокие уровни боли.

Например, уровень эстрадиола резко возрастает перед родами и действует как своего рода обезболивающее. К сожалению, после менопаузы уровень этого гормона в организме становится меньше, и женщины переносят боль тяжелее. Кстати, у мужчин похожая ситуация с тестостероном. Уровень этого мужского полового гормона снижается с возрастом, и некоторые болевые симптомы становятся более выраженными.

Но боль — это не только передача нервных импульсов в головной мозг, это также психологическое восприятие болевых ощущений. К примеру, у участников одного интересного исследования в три раза повышался болевой порог после того, как им показывали, как другой участник спокойно переносил такое же болевое воздействие. Мальчиков с рождения учат быть мужественными: «мальчики не плачут», «ты должен терпеть», «плакать стыдно». И это вносит свой существенный вклад: мужчины стойко терпят боль, и мозг «думает», что им не так уж и больно.