Hur känner människor smärta och varför behöver kroppen det? Vi känner smärta varje dag. Det styr vårt beteende, formar våra vanor och hjälper oss att överleva. Tack vare smärtan sätter vi på gips i tid, tar sjukfrånvaro, drar vår hand bort från det heta strykjärnet, fruktar tandläkare, springer ifrån getingen, sympatiserar med karaktärerna i Saw-filmen och undviker hooligansgänget.
Fisk är de första organismerna på jorden som känner smärta. Levande saker utvecklades, blev mer komplexa och deras sätt att leva också. Och för att varna dem för faran uppstod en enkel överlevnadsmekanism - smärta.
Varför känner vi smärta?
Vår kropp består av ett stort antal celler. För att de ska kunna interagera finns det speciella proteiner i cellmembranet - jonkanaler. Med hjälp av dem utbyter en cell joner med en annan cell och kontaktar den yttre miljön. Lösningarna inuti cellerna är rika på kalium men fattiga på natrium. Vissa koncentrationer av dessa joner upprätthålls av en natrium-kaliumpump, som pumpar överskott av natriumjoner ur cellen och ersätter dem med kalium.
Arbetet med kalium-natriumpumpar är så viktigt att hälften av maten som ätits och ungefär en tredjedel av syret som inhaleras går för att förse dem med energi.
Joniska kanaler är verkliga portar till sinnena, tack vare vilka vi kan känna värme och kyla, doften av rosor och smaken av vår favoriträtt och också känna smärta.
Kampanjvideo:
När något påverkar cellmembranet deformeras natriumkanalens struktur och den öppnas. På grund av förändringen i den joniska kompositionen uppstår elektriska impulser som sprider sig genom nervcellerna. Neuroner består av en cellkropp, dendriter och ett axon - den längsta processen längs vilken impulsen rör sig. I slutet av axonen finns det bubblor med en neurotransmittor, en kemikalie som är involverad i överföringen av denna impuls från en nervcell till en muskel eller annan nervcell. Till exempel överför acetylkolin en signal från en nerv till en muskel, och det finns många andra medlare mellan nervceller i hjärnan, såsom glutamat och "glädjehormonet" serotonin.
Att klippa fingret när du lagar sallad - det har hänt nästan alla. Men du fortsätter inte att klippa fingret, du drar bort handen. Detta händer för att en nervimpuls går längs nervceller från känsliga celler, smärtdetektorer, till ryggmärgen, där motornerven redan överför kommandot till musklerna: ta bort handen! Du lägger ett plåster på fingret, men du känner fortfarande smärta: jonkanaler och neurotransmittorer skickar signaler till hjärnan. Smärtsignalen passerar genom talamus, hypotalamus, retikulär bildning, områden i mellanhjärnan och medulla oblongata.
Slutligen når smärtan sitt mål - de känsliga områdena i hjärnbarken, där vi är helt medvetna om det.
Livet utan smärta
Liv utan smärta är många människors dröm: inget lidande, ingen rädsla. Detta är ganska verkligt, och det finns människor bland oss som inte känner smärta. Till exempel föddes Stephen Peet 1981 i USA, och när tänderna kom ut började han tugga tungan. Lyckligtvis märkte hans föräldrar detta i tid och tog pojken till sjukhuset. Där fick de veta att Stephen hade en medfödd okänslighet för smärta. Steves bror Christopher föddes snart och det visade sig att han hade samma sak.
Mamma sa alltid till pojkarna: infektion är en tyst mördare. Utan att känna smärtan kunde de inte se symtomen på sjukdomar i sig själva. Frekventa medicinska undersökningar behövdes. Inte inser vad smärta är, kan killarna slåss till hälften till döds eller, efter att ha fått en öppen fraktur, hobba med ett utskjutande ben, utan att ens märka det.
En gång arbetade han med en elektrisk såg och rippade Steve armen från handled till armbåge, men sydde upp den på egen hand och var för lat för att gå till läkaren.
”Vi hoppade ofta över skolan för att vi hamnade i en sjukhussäng med en annan skada. Vi tillbringade mer än en julmorgon och födelsedag där, säger Stephen. Ett liv utan smärta är inte ett liv utan lidande. Steve har svår artrit och ont i knäet, vilket hotar honom med amputation. Hans yngre bror Chris begick självmord efter att ha fått veta att han skulle kunna hamna i rullstol.
Det visar sig att bröderna har en defekt i SCN9A-genen, som kodar för Nav1.7-proteinet, en natriumkanal som är involverad i smärtuppfattningen. Sådana människor skiljer kyla från heta och känner beröring, men smärtsignalen passerar inte. Denna sensationella nyhet publicerades i tidskriften Nature 2006. Forskare upptäckte detta genom att undersöka sex pakistanska barn. Bland dem fanns en trollkarl som underhöll publiken genom att gå över de heta kolen.
År 2013 publicerades en annan studie i Nature som fokuserade på en liten flicka som inte kände smärta. Tyska forskare vid University of Jena upptäckte en mutation i SCN11A-genen, som kodar för Nav1.9-proteinet, en annan natriumkanal som är ansvarig för smärta. Överuttryck av denna gen förhindrar ackumulering av jonladdningar, och den elektriska impulsen passerar inte genom nervcellerna - vi känner inte smärta.
Det visar sig att våra hjältar fick sin "supermakt" på grund av felfunktion av natriumkanaler, som är inblandade i överföringen av en smärtsignal.
Vad får oss att känna mindre smärta?
När vi har ont, producerar kroppen speciella "inre läkemedel" - endorfiner, som binder till opioidreceptorer i hjärnan och slöar smärta. Morfin, isolerat 1806 och känt som ett effektivt smärtstillande medel, fungerar som endorfiner - det binder till opioidreceptorer och hämmar frisättning av neurotransmittorer och neuronal aktivitet. Vid administrering subkutant börjar morfin att agera inom 15–20 minuter och kan ta upp till sex timmar. Endast man bör inte låtas röra sig med sådan "behandling", det kan sluta dåligt, som i Bulgakovs berättelse "Morfin". Efter flera veckors användning av morfin slutar kroppen att producera endorfiner i tillräckliga mängder och beroendet uppträder. Och när effekten av läkemedlet slutar, många taktila signaler som går till hjärnan, inte längre skyddade av anti-smärtsystemet,orsaka lidande - tillbakadragande inträffar.
Alkoholhaltiga drycker påverkar också endorfinsystemet och ökar smärtgränsen. Alkohol i små doser, som endorfiner, är euforisk och gör oss mindre mottagliga för att bli stansade i ansiktet efter en bröllopsfest. Faktum är att alkohol stimulerar syntesen av endorfiner och undertrycker återupptagningssystemet för dessa neurotransmittorer.
Efter att alkoholen har avlägsnats från kroppen minskar dock trösklarna för smärtkänslighet på grund av hämningen av syntesen av endorfiner och en ökning av aktiviteten för deras infångning, vilket inte lindrar baksmällan som är typisk för nästa morgon.
Vem gör ont mer: män eller kvinnor?
Kvinnor och män upplever smärta på olika sätt, enligt en studie av forskare vid McGill University, som fann att smärtuppfattningen hos kvinnliga och manliga möss börjar i olika celler. Hittills har det gjorts mycket forskning om kvinnlig och manlig smärta, och de flesta av dem indikerar att kvinnor lider mer av det än män.
Under ett omfattande arbete 2012, när forskare analyserade mer än 11 tusen patienter från sjukhus i Kalifornien, fann forskare att kvinnor tolererar värre värre och möter det oftare än män. Och plastikkirurger från USA har funnit att kvinnor har dubbelt så många nervreceptorer per kvadratcentimeter i ansiktet som män. Flickor är redan så känsliga från födseln - enligt en studie som publicerades i tidskriften Pain var efterföljande reaktioner på injektioner i foten mer uttalade än hos pojkar. Det är också känt att kvinnor är mer benägna att klaga på smärta efter operationen och mår sämre i tandläkarens stol.
Hormoner kommer fattiga kvinnor till hjälp
Till exempel minskar ett av de kvinnliga könshormonerna, östradiol, smärtreceptoraktiviteten och hjälper kvinnor att klara av höga nivåer av smärta lättare.
Till exempel ökar östradiolnivåerna kraftigt före förlossningen och fungerar som ett slags smärtstillande medel. Tyvärr, efter klimakteriet, minskar nivån av detta hormon i kroppen och kvinnor lider mer av smärta. Förresten, män har en liknande situation med testosteron. Nivån på detta manliga könshormon minskar med åldern, och vissa smärtsymtom blir mer uttalade.
Men smärta är inte bara överföring av nervimpulser till hjärnan, det är också den psykologiska uppfattningen av smärta. Till exempel tredubblade deltagarna i en intressant studie sin smärttröskel efter att ha visat hur en annan deltagare lugnt tolererade samma smärtaxponering. Pojkar lär sig från födseln att vara modiga: "pojkar gråter inte", "du måste uthärda", "det är skamligt att gråta". Och detta ger ett betydande bidrag: män uthärdar smärta stadigt och hjärnan "tycker" att det inte är så smärtsamt för dem.