За чего человек ощущает боль. Возможна ли жизнь без боли

Боль является для организма сигналом тревоги . Она сообщает мозгу о том, что что-то не в порядке, и позволяет принять соответствующие меры. Хотя боль и неприятна, она жизненно необходима, так как заставляет нас насторожиться при угрозе физического повреждения, предупреждает о болезнях и других проблемах, о которых мы иначе и не подозревали бы. Болевое ощущение рождается в мозге в ответ на сигналы особых болевых рецепторов, расположенных в коже, органах и других тканях. Рецепторы в коже в основном распознают внешние угрозы, такие, как ожоги или ранения, а те, что расположены внутри тканей, реагируют преимущественно на внутренние повреждения и болезни.

Какой бывает боль

Боль бывает двух типов, каждый из которых имеет свое предназначение. Различают острую и хроническую боль .

Волокна, проводящие болевые сигналы

Сигналы об острой и хронической боли двигаются к мозгу и от мозга разными путями , по нервным волокнам различных типов. Сигналы острой боли проводят волокна типа А . Они окружены миелиновой оболочкой своего рода жировой изоляцией. В результате импульсы передаются по нервам с огромной скоростью, около 10 м/с. Сигналы хронической боли проводят волокна типа С . Эти волокна не имеют миелиновой изоляции, скорость проведения импульсов здесь ниже 1 м/с, то есть в десять раз медленнее, чем в волокнах типа А. Волокна типа С обычно расположены в глубине тканей.

Болевые пороги

Болевые рецепторы работают по принципу «все или ничего» . Если стимулирующее воздействие на них превышает определенный порог, они посылают болевой сигнал, если же порог не превышен, они этого не делают. Разная интенсивность боли обусловлена не силой или слабостью сигналов, а количеством импульсов и частотой, с которой они поступают в мозг. Но даже если болевой сигнал возник, он не всегда достигает головного мозга. На пути от болевого рецептора до чувствительного отдела коры головного мозга расположены три синапса, точки соединения, выполняющие функцию ворот .

Ворота

Первый синапс находится в спинном мозге и действует по принципу, известному как «теория ворот». Согласно этой теории, ворота могут пропустить через себя только ограниченный поток. Если через ворота пытается пройти слишком большое количество сигналов, предпочтение отдается сигналам, поступающим по волокнам типа А. Сигналы, идущие по волокнам типа С, просто не пропускаются. Как только проходит первый поток импульсов острой боли, появляется возможность для прохождения сигналов, которые несут волокна типа С. Другие ворота, в мозге, действуют по другому принципу. Чтобы ослабить или блокировать болевой импульс, они используют естественные обезболивающие вещества, которые вырабатываются в организме и называются эндорфинами.

Разотрите хорошенько

Ощущение надавливания проводится в головной мозг по нервным волокнам того же типа, которые передают сигнал острой боли, быстрым волокнам типа А. Это дает им преимущество перед сигналами хронической боли, которые оказываются блокированными у ворот, расположенных в спинном мозге. Вот почему энергичное растирание действительно помогает.

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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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:

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

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.

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

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.

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.

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.

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.