Загальні анестетики: вплив на больові відчуття та свідомість
Одним із основних ефектів загальної анестезії є знеболення або втрата сприйняття болю, що досить важливо із врахуванням потреби в гуманізації хірургічних та інших інвазивних медичних процедур. Водночас, використання загальної анестезії дозволяє отримати ефекти анальгезії незалежно від індукції втрати свідомості. Однак механізми, які є основою зазначеного результату, донині залишалися неуточненими. Попри те, що, як відомо, загальна анестезія викликає втрату свідомості, передбачається, що знеболення є наслідком змін у «несвідомих» структурах мозку, які не можуть сприймати біль.
Проте численні випадки інтраопераційного стану свідомості, коли пацієнти усвідомлювали ситуацію, розмову хірургів та інші події в операційній, однак не відчували болю, дозволяють припустити наявність специфічного анальгезивного шляху, який не залежить від наслідків втрати свідомості на тлі застосування загальних анестетиків. Крім того, кетамін, широко застосований у загальній анестезії препарат, у субанестезивній дозі застосовується анестезіологами як анальгетик, не викликаючи втрати свідомості та з мінімальними фізіологічними ефектами.
Раніше вважалося, що низькодозовані загальні анестетики викликають анальгезію шляхом блокування периферичної ноцицептивної передачі в дорсальних рогах спинного мозку. Однак пацієнти, які отримують знеболення в такий спосіб, все ж відчувають стимули за відсутності болю, що спростовує таке пояснення. Ці спостереження передбачають, що анальгезія за таких умов може діяти на рівні супраспінальних центрів, які відокремлюють сприйняття болю від розпізнавання згубних сенсорних стимулів. Розміщення цих центрів та специфіка їх нейронів дотепер залишалися невідомими.
Мигдалеподібне тіло: емоції та блокування болю
У новому дослідженні вченими Медичного центру Університету Дюка (Duke University Medical Center), США, було перевірено гіпотезу про те, що застосування загальних анестетиків частково пригнічує больову реакцію, активуючи супраспінальні анальгезивні ланцюги. Відтак встановлено, що загальні анестетики здатні активувати окрему популяцію ГАМК-ергічних нейронів мигдалеподібного тіла — частини лімбічної системи мозку. Також дослідниками отримано докази того, що активація зазначених клітин забезпечує глибокий знеболювальний ефект, пригнічуючи сенсорні та афективні компоненти обробки больових відчуттів як у прямому експерименті в лабораторних тварин, так і в умовах модельованого у них гострого та хронічного невропатичного болю. Активація популяції цих нейронів, за даними дослідження, власне і є необхідною для забезпечення анальгезивного впливу кетаміну в низьких дозах. Стаття опублікована у виданні «Nature Neuroscience» 18 травня 2020 р.
Раніше було відомо, що мигдалеподібне тіло, будучи структурою лімбічної системи, відіграє ключову роль у формуванні емоцій, належить до підкіркових центрів ольфакторної чутливості. Мигдалина має важливе значення у функціонуванні пам’яті, прийнятті рішень та емоційних реакціях. Більшість попередніх досліджень було присвячено ідентифікації ділянок головного мозку, які активуються у відповідь на больові стимули. Згодом було визнано, що існує безліч центрів, які беруть участь у ноцицептивних процесах. Спираючись на це, закономірною була поява думки про те, що блокування болю вимагає пригнічення діяльності більшості з них. Всупереч цьому було запропоновано гіпотезу про можливість наявності єдиного центру болю, здатного автономно блокувати больові процеси.
Нове дослідження, здійснене колективом авторів під керівництвом професора нейробіології Фан Ванг (Fan Wang), стало продовженням ранніх спроб щодо вивчення нейронів, які активуються, а не пригнічуються загальними анестетиками. Так, у 2019 р. встановлено, що вплив загальних анестетиків забезпечує зміни свідомості, що характеризуються станом повільнохвильового сну, активуючи супраоптичні ядра гіпоталамуса. Результатом подальших спостережень став висновок про те, що застосування загальних анестетиків також активує специфічну субпопуляцію гальмівних нейронів, розміщених у центральних ділянках мигдалини мозку. Роботу проводили на лабораторних мишах, у яких, як відомо, відносні розміри мигдалеподібного тіла значно більші, ніж у людини. Однак професор Ф. Ванг зазначила, що, незважаючи на цей факт, наразі відсутні докази суттєвої міжвидової різниці морфофізіології системи контролю болю.
У ході експериментального дослідження на лабораторних тваринах методами візуалізації in vivo з використанням кальцію встановлено, що різні препарати групи загальних анестетиків здатні активувати групу ГАМК-ергічних нейронів центральних відділів мигдалеподібного тіла. Також констатовано, що базальна активність цієї популяції нейронів більшою мірою відображає стан внутрішніх фізіологічних процесів, а не реакції організму на зовнішні стимули. Оптогенетична активація цих нейронів потужно пригнічувала як викликані болем рефлексивні реакції, так і відповіді, спрямовані на самовідновлення та підтримку, а також усувала викликану невропатичним болем механічну гіперчутливість. Так, оптогенетична стимуляція зазначених нейронів призводила до того, що тварини в умовах фізичного чи іншого дискомфорту різко припиняли здійснювати вмивальні рухи в момент увімкнення світла для активації протибольового центру. І навпаки, інгібування цієї групи нейронів посилювало біль, викликало виражену несприйнятливість та відміну знеболювального ефекту кетаміну в низьких дозах.
Результати і перспективи їх клінічної реалізації
Встановлено, що ГАМК-ергічні нейрони мигдалеподібного тіла мають широкі інгібуючі проєкційні мережі, пов’язані з багатьма афективними центрами обробки болю. Зокрема, виявлено щонайменше 16 мозкових центрів обробки сенсорних чи емоційних аспектів болю, які отримували блокувальні стимули від нейронів центральних ділянок мигдалеподібного тіла. Саме тому результати, отримані в роботі, свідчать про потужний потенціал зазначеної нейрональної популяції як потенційної терапевтичної мішені в патогенетичному лікуванні пацієнтів із хронічним больовим синдромом.
Біль, за словами професора Ф. Ванг, є складною реакцією центральних структур мозку, що включає сенсорну дискримінацію, емоційні та вегетативні реакції. Усунення болю шляхом ослаблення всіх цих процесів, що розсіяні одночасно у багатьох відділах мозку, нині уявляється майже недосяжним. Натомість активація центрального вузла, який природним шляхом надсилає гальмівні сигнали для обробки больових стимулів у ноцицептивні регіони, є більш імовірним варіантом досягнення поставленої мети. Нині перспективою подальших досліджень автори вбачають пошук гена поверхневих клітинних рецепторів цих спеціалізованих нейронів, що дозволило би застосовувати специфічні препарати зі здатністю активувати такі клітини та зменшувати вираженість болю.
Долучайтеся до нас у Viber-спільноті, Telegram-каналі, Instagram, на сторінці Facebook, а також Twitter, щоб першими отримувати найсвіжіші та найактуальніші новини зі світу медицини.
- Hua T., Chen B., Lu D. et al. (2020) General anesthetics activate a potent central pain-suppression circuit in the amygdala. Nat. Neurosci., May 18. DOI: 10.1038/s41593-020-0632-8. (https://www.nature.com/articles/s41593-020-0632-8).
Наталія Савельєва-Кулик
