Кіріспе
Ауырсынуды сезетін сезім нейроны. Ноцицептор (;) – зиянды немесе зиян келтіруі мүмкін әсерге жауап беретін және жұлын мен миға "мүмкін қауіп" сигналдарын жіберетін сезім нейроны. Ми дене мүшесіне назар аудару үшін ауырсыну сезімін тудырады, осылайша қауіптің алдын алуға болады; бұл процеске ноцицепция деп аталады.
A nociceptor (; ) is a sensory neuron that responds to damaging or potentially damaging stimuli by sending "possible threat" signals to the spinal cord and the brain. The brain creates the sensation of pain to direct attention to the body part, so the threat can be mitigated; this process is called nociception.
Терминология
Қауіпсіздік және ауырсыну әдетте тіндерге зиян келтіруі мүмкін қысым мен температуралармен ғана туындайды. Бұл кедергі немесе шектік деңгей, көру, есту, иіс сезу, дәм сезу және соматосенсорлық жауаптардың стимулдарға сезімталдығынан өзгеше. Ауырсынуды қабылдау жекелей болып табылады және стресс оны басып тастауы немесе күту арқылы күшейтуі мүмкін. Ноцицептордың қарапайым белсендірілуі әрқашан сезілетін ауырсынуға әкелмейді, себебі соңғысы әрекет потенциалдарының жиілігіне, пре- және постсинаптикалық сигналдардың интеграциясына және жоғары немесе орталық процестердің ықпалына да байланысты. Тарихи қате түсініктерге байланысты, ноцицепторлар дұрыс емес түрде ауырсыну рецепторлары деп аталады. Психологиялық факторлар оның сезілетін қарқындылығына әсер етуі мүмкін, бірақ барлық ауырсыну нақты.
Ғылыми зерттеулер
Ноцицепторларды 1906 жылы Чарльз Скотт Шерингтон ашқан. Алдыңғы ғасырларда ғалымдар жануарлардың сезімдік стимулдардың энергиясын қозғалыс реакцияларына түрлендіретін механикалық құрылғылар сияқты болды деп есептеген. Шерингтон көптеген эксперименттер арқылы афференттік жүйке талшықтарының рецепторлық өрісіне әртүрлі стимуляциялар әртүрлі жауаптарға әкелетінін көрсетті. Кейбір күшті стимулдар рефлекстік тартылуға, белгілі бір аутономиялық реакцияларға және ауырсынуға себеп болады. Осы күшті стимулдарға арналған нақты рецепторлар ноцицепторлар деп аталды. Ноцицепторларды ессіз адамдарда да, сондай-ақ жануарлардың модельдерінде де зерттеулер жүргізілді. Зерттелетін ноцицепторлардың жасушалық активтілігін өзгерте алатын инвазивті әдістер, кішкентай нейрондық құрылымдардан сигналдарды жазу мүмкін болмауы және жануарлар модельдерінде жауапты ауырсынуға жатқызу керек пе, әлде басқа факторға ме деген белгісіздіктерге байланысты бұл процесс қиын. Тригеминалды ганглиялар – бетке арналған арнайы нервтер, ал дорсалды түбір ганглиялары – дененің қалған бөлігімен байланысты. Аксондар шеткі жүйке жүйесіне дейін созылып, тармақтарға бөлініп, рецепторлық өрістерді құрайды.
Түрлері мен функциялары
Ноцицепторлар стимуляцияланбағанда әдетте электрлік жағынан белсенді болмайды. Электр энергиясы белгілі бір шегіне жеткенде, әрекеттік потенциал туындайды және орталық нерв жүйесіне (ОНЖ) жіберіледі. Бұл ауырсынуды саналы түрде сезінуге мүмкіндік беретін оқиғалар тізбегін бастайды. Ноцицепторлардың сенсорлық ерекшелігі тек белгілі бір стимулдардың қасиеттеріне жоғары шектің болуымен анықталады. Ноцицепторлар химиялық, жылулық немесе механикалық факторлардың әсерінен ғана осы жоғары шекке жеткенде қоздырылады. Өткізу жылдамдығы бойынша ноцицепторлар екі топқа бөлінеді. Aδ талшықтарының аксондары миелинмен қапталған және 5-30 метр/секунд жылдамдықпен ОНЖ-ға қарай әрекеттік потенциалды жеткізе алады. C талшықтарының аксондары кішкентай диаметрі және аксондарының миелиндеуінің аздығы немесе толық жоқтығы салдарынан 0,4-2 метр/секунд жылдамдықпен баяу өткізеді.
Термиялық
Термиялық ноцицепторлар әртүрлі температурадағы зиянды жылу немесе суықтан белсендіріледі. Жүйке ұшының нақты жылулық стимулға қалай және жауап беретініне жауапты нақты ноцицептор түрлендіргіштері бар. Алғашқысы TRPV1 болды, оның шегі 43°C температурадағы жылулық ауыру температурасына сәйкес келеді. Жылы-қызыл диапазон температуралары бірнеше TRP каналдары арқылы жүзеге асырылады. Бұл каналдардың әрқайсысы жылу-қызыл сезімталдыққа сәйкес келетін ерекше C терминалды доменді көрсетеді. Осы барлық каналдардың өзара әрекеттесуі және температура деңгейінің ауыру шегінен жоғары екендігі қалай анықталатыны әзірге белгісіз. Суық стимулдар TRPM8 каналдарымен сезіледі. Оның C терминалды домені жылуға сезімтал TRP-лардан өзгеше. Бұл канал суық стимулдарға сәйкес болғанымен, оның қарқынды суықты анықтауға да қатыса ма деген мәселе әлі белгісіз. Суық стимулдарға байланысты қызықты жайт – сезімталдық және қозғалыс функциясы нашарласа да, ауыру сезімі сақталады.
Механикалық
Механикалық ноцицепторлар артық қысымға немесе механикалық деформацияға жауап береді. Олар тері бетін жаратын кесіктерге де жауап береді. Бұл реакция ми қабығында химиялық және жылулық реакциялар сияқты ауырсыну ретінде өңделеді. Бұл механикалық ноцицепторлар көбінесе полимодальды сипаттамаға ие. Сондықтан, жылулық стимулдарға жауап беретін трансдукторлардың кейбіреуі механикалық стимулдар үшін де бірдей болуы мүмкін. Химиялық стимулдар үшін де осыған ұқсас жағдай орын алады, себебі TRPA1 механикалық және химиялық өзгерістердің екеуін де анықтайды. Кейбір механикалық стимулдар аралық химиялық заттардың, мысалы, P2 пуринергиялық рецепторлармен анықталатын АТФ немесе тропомиозин рецепторлары A (TrkA) кинезасымен анықталатын жүйке өсу факторының босауын тудыруы мүмкін. Қышқылдықты сезімтал иондық каналдар (ASIC) да анықтайды. Олар C талшықты ноцицепторлардың ең көп таралған түрі және нейротрансмиттерлердің бай репертуарын көрсетеді. Төменгі тежеудің осы әсерін мидың ортаңғы бөлігінің периакведуктивті сұр аймағын немесе перивентрикулярлық ядроны электрлік стимуляция арқылы көрсетуге болады. Олар өз кезегінде ауырсынуды реттеуге қатысатын басқа да аймақтарға, мысалы, nucleus raphe magnus-қа, сондай-ақ nucleus reticularis paragigantocellularis (NPG)-ден ұқсас афференттерді алады. Өз кезегінде nucleus raphe magnus арқалық мүйіздің substantia gelatinosa аймағына проекция жасайды және спиноталамиялық кіріс сезімін қамтамасыз етеді. Бұл бірінші кезекте nucleus raphe magnus серотониннергиялық нейрондарды арқалық бағанадағы нейрондарға жіберу арқылы жүзеге асырылады, олар өз кезегінде ауырсынуды қабылдауды жүзеге асыратын интернейрондарға энкефалин бөліп шығарады. Энкефалин опиоидты рецепторларға байланысып, постсинаптикалық нейронды тежейді, осылайша ауырсынуды басады. Сезімдік нейрогенезден кейін дифференциация жүреді және екі типті ноцицепторлар қалыптасады. Олар пептидергиялық немесе пептидергиялық емес ноцицепторлар деп жіктеледі, олардың әрқайсысы иондық каналдар мен рецепторлардың ерекше жиынтығын көрсетеді. Олардың мамандануы рецепторларға әртүрлі орталық және шеткі нысаналарды иннервациялауға мүмкіндік береді. Бұл дифференциация перинатальды және постнатальды кезеңдерде де жүреді. Пептидергиялық емес ноцицепторлар TrkA-ны өшіреді және глиальды жасушалар желісінен туындаған нейротрофтық факторды (GDNF) экспрессиялауға мүмкіндік беретін трансмембраналық сигнализациялық компонент – RET протоонкогенін экспрессиялай бастайды. Бұл ауысуға пептидергиялық емес ноцицепторлардың дамуында маңызды роль атқаратын runt-related transcription factor 1 (RUNX1) көмектеседі. Керісінше, пептидергиялық ноцицепторлар TrkA-ны пайдалануын жалғастырады және өсу факторларының мүлдем басқа типін экспрессиялайды. Қазіргі уақытта ноцицепторлардың айырмашылықтары туралы көптеген зерттеулер жүргізілуде, оның ішінде балықтар және қандасқалар, нематод құрттар, теңіз шұжықтары және жеміс құрттарының личинкалары сияқты омыртқасыздардың кең ауқымы қамтылған. Бұл нейрондардың орталық жүйке жүйесімен байланысы сүтқоректілердің ноцицепторларынан өзгеше болуы мүмкін, бірақ сүтқоректілер емес жануарлардағы ноцицептивті нейрондар көбінесе сүтқоректілердегідей, мысалы, жоғары температураға (40 градус Цельсий немесе одан да жоғары), төмен pH, капсаицин және тінді зақымдану сияқты ұқсас стимулдарға жауап береді. Мысалы, жеміс құрттарында нақты мультидендриттік сезім нейрондары ноцицепцияда рөл атқарады. Молюскаларда ноцицептивті жауаптар педальдік сезім нейрондары арқылы жүзеге асырылады. Ал, қабықшалылар зиянды стимулдарды анықтау үшін хордотондық органдар мен механорецепторлар сияқты әртүрлі сезімдік жасуша түрлерін пайдаланады (қараңыз: Қабықшалыларда ауырсыну).