Фізіологічні механізми болю

Біль - явище, що зачіпає різні аспекти діяльності людини і суспільства в цілому. Вона служить симптомом більшості гострих і хронічних захворювань людини, створює в сучасному суспільстві ряд проблем медичного, соціального та економічного характеру.

Біль як сигнал загрози для організму являється формою відчуття.

Питання про матеріальну основу больових відчуттів остаточно ще не

вирішене. З цього приводу в різні часи сформувалися кілька думок.

 

   Рецептори болю. Одні дослідники вважають, що існують єдині рецептори і

периферійні нервові шляхи для усіх видів відчуттів. Характер відчуття

залежить лише від сили подразнення. На користь цього приводять наступні

аргументи. Слабке механічне подразнення шкіри викликає відчуття дотику

(може бути приємним, наприклад, легенький масаж), більш сильні

подразнення – відчуття тиску, а при подальшому нарощуванні сили

подразнення може викликати специфічне відчуття – біль (наприклад, в

автобусі хтось наступив вам на ногу та ще і вагою в 100 кг). Така ж

закономірність спостерігається і при дії на органи температурного

агента. Аналогічна залежність спостерігається і при подразнені слухового

аналізатора, по мірі росту сили звуку ми відчуваємо відповідно дуже

голосний звук, а надмірні звуки викликають біль. Таким чином

складається враження, що характер відчуття, зокрема болю, являється

функцією сили подразнення. Приведені факти свідчать про те, що кожний

зовнішній подразник при надмірній дії на аналізатор, може викликати

відчуття болю /теорія інтенсивності/. Інші дослідники, зокрема Frej,

вважають, що больова чутливість має свої специфічні, периферійні і

центральні апарати. На периферії вони представлені спеціальними

інкапсульованими рецепторами, закладеними в глибоких шарах шкіри і в

інших органах (ноціцептори) /теорія специфічності/.

 

   У відповідності з уявленнями вітчизняних учених Л.А.Орбели, Гращенков і

ін. у процесі еволюції одні рецептори і шляхи частіше піддаються

ноцицептивним подразненням, стали специфічним болючим рецептором, а інші

рецептори тільки у виняткових умовах їхнього функціонального стану і

подразнення можуть дати своєрідне відчуття, близьке до відчуття болі.

 

   Дані філогенезу свідчать, що диференціація почуття болю по мірі

еволюції тварин від низьких форм до вищих зростає. Так у

кишечнопорожниних больова чутливість відсутня, у амфібій, рептилій,

птахів виражена слабкіше, ніж у ссавців, особливо в людини.

 

Больові відчуття формуються з участю продуктів місцевого метаболізму.

Lewus одним з перших знайшов, що якщо створити м'язову ішемію шляхом

припинення кровообігу, то виникає тривалий біль, не пов'язаний з

моментами м'язового скорочення. Він зникає в протягом декількох секунд

після відновлення кровообігу. На підставі цих фактів Lewus висловив

припущення, що в час скорочення у м'язах утвориться фактор Р, що ас скорочення у м'язах утвориться фактор Р, щонагромадившись при порушенні кровообігу у великій кількості, збуджуєбольові рецептори. Holmes висловив припущення, що це калій, що виходитьіз клітин. Skouby (1960 р) вказує, що концентрація Ка для виникнення болю повиннабути настільки велика, що його навряд чи можна вважати медіатором болю.З іншої сторони він відзначає, що звільнившись від ушкоджених клітокгістамін, особливо в сполученні з ацетилхоліном у низьких концентраціях,має сильну збуджуючу дію на больові рецептори. Тому його можнарозглядати як один з факторів, що бере участь у формуванні больовихвідчуттів. Lindaule (1962 р) вважав, що концентрація Ка, гістаміна, серотоніна йінших метаболітів, що виявляються в тканинах, недостатня для збудженнябольових рецепторів. Він показав, що відчуття болю зв'язане з рНсередовища. Больова реакція з'являється при рН=6,2 і збільшується помірі її зниження. Keel і інші дослідники знайшли цікавий факт, що колизапальний ексудат контактує зі склом, то на останньому з'являєтьсяречовина, здатна викликати біль. Ця речовина є поліпептидом, що нагадуєпо своїм хімічним і біологічним властивостям брадикинін. Зіставляючиотримані факти, треба визнати, що зв'язати складний процес порушеннябольових рецепторів з яким-небудь іншим фактором неможливо. При цьомугістамін і його супутники – ацетилхолін, адреналін – є не тількиосновним медіатором болю, але і фактором, при якому порушується місцевийтканинний обмін. Сприйняття і передача больових імпульсів здійснюється здопомогою наступних утворень.    І Рецептори болю. У різних частинах тіла є вільні нервові закінчення,що розташовуються не тільки між клітинами, але і проникають у їхнюцитоплазму. Будь-який вплив, що веде до ушкодження клітини, викликаєпочуття болю унаслідок порушення цих рецепторів По своїй будові больовірецептори представляють собою вільні нервові закінчення, що утворятьсяна поверхні шкіри, у склері, стінках кровоносних судин, очеревині йінших тканинах – густопетлисту мережу. На поверхні шкіри вонирозташовуються в основному під роговим шаром епідермісу. З допомогоюгострої бритви можна зняти шар епідермісу не заподіявши болю. Дотик доділянки, позбавленої епідермісу, завжди заподіює біль. Розподіляютьсяболючі рецептори по поверхні тіла неоднаково. Найбільшою чутливістюволодіє язик, ніс, губи, кінчики пальців, живіт, пахові області. ІІ Провідники болю. Больові імпульси по рецепторам проходять попериферичним нервам, що складаються з 3 типів нервових волокон (А, В,С), що проводять больові імпульси з різною швидкістю. Больові відчуттяприймаються вільними закінченнями нервових волокон, що розгалужуються поповерхні, утворюючи складні сполучення. Передаються вони А-волокнами.Відчуття болю при цьому точно локалізоване і швидко припиняється післязникнення роздратування (поверхневий біль). Подразнення рецепторних закінчень, розташованих у глибоких шарах шкіри,м'язах, окісті, внутрішніх органах і довкола судин, проводяться потонким волокнам групи С. Больові відчуття при цьому з'являються не дужешвидко, як у першому випадку, але після припинення роздратуваннязалишаються значно довше, мають пекучий характер і локалізація їх меншвизначена (глибокий біль). Волокна больових відчуттів являються відростками біполярнихспиномозкових вузлів чи вузлів відповідних черепних нервів. По цимволокнам імпульси з периферії через спиномозковий вузол і задні корінцінадходять у задні роги спинного мозку, де віддають колатералі донейронів драглистої речовини і вступають у контакт із 2-им нейрономчуттєвого шляху. По заднім стовпам спинного мозку імпульси піднімаютьсядвома шляхами. Частина імпульсу залишається на рухові клітини передніхрогів спинного мозку. Захисна рухова функція на болючий подразникпов'язана з цим шляхом. ІІІ Мозковий стовбур. У таламусі больові шляхи в основному закінчуютьсяв клітинах задніх вентральних ядер, а частина з них у гіпаталамусі й уретикулярній формації. Формування почуття болю як відчуття відбуваєтьсяголовним чином у таламусі, гіпоталамусі і ретикулярної формаціїмозкового стовбура. IV Кора великого мозку. У кору великого мозку імпульси надходять черезретикулярну формацію і таламус. Подвійний шлях забезпечує різнесприйняття болю: перший – передає відчуття дифузного нелокалізованогоболю, другий – точно локалізованого. Ефективна блокада проведення больових імпульсів може проводитися нарізних рівнях. Якщо розглядати ці методи, починаючи від периферичнихрецепторів і закінчуючи центральною нервовою системою, то вонирозташовуються в наступній послідовності: термінальна анестезія,інфільтраційна, стовбурна, плексусна, корінцева, перидуральна,спиномозкова, наркоз.

 

46. Загальна характеристика сенсорних систем

У педагогічній ергономіці розрізняють дві функції сенсорного входу організму людини: забезпечення тонусу ретикулярної формації (кожна сенсорна система має двосторонні зв'язки з цією формацією); отримання навчальної інформації. При цьому найбільше значення мають такі показники аналізаторів:

- адекватність (здатність рецепторів певного аналізатора сприймати лише відповідні подразники);

- поріг збудливості (найменша сила подразника, яка здатна викликати збудження);

- час адаптації (інтервал часу, протягом якого різко знижується сила відчуття після початку подразнення);

- часовий поріг (найменший інтервал часу між двома подразненнями, за якого розрізняють два подібні відчуття);

- величина порогу розрізнення (найменший приріст сили подразника, який викликає помітну різницю відчуттів).

Основними каналами сприйняття інформації у навчальному процесі е зоровий, слуховий, шкірний, руховий (інколи нюховий та смаковий) аналізатори. Граничні межі підвищення ефективності навчального процесу визначені реальною пропускною здатністю кожного аналізатора. Будь-які погіршення умов навчальної діяльності учня (погане освітлення, незручна робоча поза, необхідність перенапруження зору, шум, розсіяність уваги тощо) зменшують інформаційну пропускну здатність сенсорних систем, що знижує якість сприймання та аналізу інформації, а отже, результативність навчання.

Зоровий аналізатор сприймає світло колбочками (розрізняють колір, форму і деталі предметів), що збуджуються при яскравому світлі й малочутливі до слабкого освітлення, і паличками (сприймають лише наявність світла), що збуджуються навіть за незначного, сутінкового освітлення.

Око здатне чітко розрізняти предмети, розташовані на різних відстанях, що забезпечується механізмом акомодації. Нормальна акомодація дає змогу чітко бачити предмет на відстані 10 см. Мінімальний кут, під яким дві точки на площині сприймаються окремо, характеризує гостроту зору. Нормальною гострота зору вважається тоді, коли цей кут дорівнює одній кутовій мінуті (одиниця гостроти зору). Якщо дві точки розрізняються при куті 2 мінути, то гострота зору дорівнює 0,5, а при 10 кутових мінутах - 0,1 і т. д.

Сприймання простору зоровим аналізатором оцінюють поняттями "поле зору", "глибина простору", "кутова швидкість".

Полем зору називають простір, який можна охопити очима за їх фіксованого стану. Глибину простору сприймають за двома ознаками. Так, зображення предметів, які розташовані ближче, частково накладається на зображення тих, що за ними. Крім того, з віддаленням предметів від ока зменшуються їхні розміри, рельєфність форми, різниці тіней на поверхні, насиченість кольорів. Швидкість руху предметів сприймають за швидкістю переміщення їх зображення сітківкою, яку називають кутовою швидкістю. Автомобіль, що рухається, мчить повз спостерігача з великою швидкістю, а літак у небі зникає з поля зору повільно, хоча швидкість його набагато більша від швидкості автомобіля. На цій підставі спостерігач визначає, що автомобіль знаходиться ближче, ніж літак. Подібний феномен можна спостерігати і при поворотах голови. Близько розташовані предмети зникають з поля зору раніше, ніж віддалені, оскільки їх кутова швидкість більша.

Одним із механізмів просторового сприйняття є ступінь сходження очей. Осі правого і лівого ока за допомогою окорухових м'язів збігаються на предметі, що розглядається. Чим ближче розташований предмет, тим сильніше скорочуватимуться прямі внутрішні та розтягуватимуться прямі зовнішні м'язи ока. Ступінь збудження рецепторів цих м'язів дає уявлення про силу їх скорочення, а отже, про віддаленість предмета. Сприймання найдрібніших предметів забезпечують мікроколивальні рухи очей (з частотою приблизно 25 мс).

Сприйняття зображення об'єкта залежить від фону, на якому він розташований (рис. 1.2).

Очі здатні адаптуватися до світла, знижуючи свою чутливість, та до темряви, збільшуючи її. Максимальна адаптація до темряви настає в середньому через 30 хвилин.

Зоровий аналізатор людини характеризується також порогом розрізнення (диференційним порогом, чуттєвістю) - мінімальною різницею в інтенсивності двох певних подразнень, яка викликає посилення або послаблення відчуття відносно його початкової інтенсивності.

Рис. 1.2. Залежність зорового образу предмета від фону

Тривалість впливу подразника, необхідну для виникнення відчуття, називають часовим порогом зорового аналізатора. Він становить приблизно ОД с при слабкому і 0,02 с при сильному освітленні.

Слухова сенсорна система людини сприймає звуки в частотному діапазоні від 16 до 20 000 герців (Гц). Найкраще людина чує в діапазоні 1000-3000 Гц. Поріг чутності становить 3 децибели (дБ). Оптимальною є гучність звуків для людини у діапазоні від 1 до 140 дБ (гучність шепоту на відстані 1,5 м становить 10 дБ, тихої розмови - 40 дБ, голосної розмови - 60 дБ, шум літака на відстані 5 м - 120 дБ). Точність визначення розташування джерела звуку за допомогою одного вуха становить 5°, двох - I^o. Максимальної гостроти слуху людина набуває у віці 14-19 років.

Слуховий аналізатор людини здатний адаптуватися до звуку та тиші внаслідок регулювання збудливості його рецепторів. Часовий поріг слухового аналізатора з віком зменшується: у 8-10 років він становить 12- 15 мс, а в 25 років 3-5 мс).

Основним інформаційним параметром шкірного аналізатора є просторовий поріг - найменша відстань між двома дотиками. На кінчику язика вона становить в середньому 1 мм, на кінчиках пальців - 2 мм, в середині долоні - 9 мм, а на спині - 67 мм. Мінімальний поріг відчуття сили дотику - приблизно 50 мг. Шкірні рецептори сприймають вібрацію в межах від 40 до 1000 коливань за секунду, а максимальна чутливість спостерігається при частоті 300 коливань за секунду. Тривалість адаптації до тиску становить кілька секунд.

Основною функціональною характеристикою рухового аналізатора є низька здатність до адаптації, тому нервова система контролює усі рухи.

Кожна людина індивідуальна за функціональними властивостями сенсорних систем як каналів сприйняття навчальної інформації. Тому в навчальному процесі варто намагатися одночасно використати найбільшу кількість аналізаторів учня. Це підтверджують результати численних досліджень. Наприклад, рівень засвоюваності навчального матеріалу за словесного способу подачі становить лише 10%, за словесно-візуального - 50%, а за словесного в поєднанні з виконанням самостійної роботи на відповідних тренажерах чи реальних приладах - 90%.

 

47. Класифікація рецепторів, органів чуття і сенсорних систем