Боль в твоей голове. Откуда она берется и как от нее избавиться - [43]
Знать это важно, поскольку некоторые из причин мигрени напрямую связаны с определенным явлением, постоянно происходящим у всех нас на клеточном уровне. Я имею в виду то, что заставляет вас в буквальном смысле тикать, — потому что именно так этот феномен звучит для наших ушей при усилении его в лаборатории! Если вы отслеживаете электрическую активность одного нейрона, его звук напоминает статический шум по радио. Снизьте скорость, и вы услышите каждый треск, каждый тик. Этот тик, получивший название потенциал действия, — электрический импульс, то есть проходящий по нейрону сигнал, или нервный импульс; длится он около миллисекунды. Название ему дано подходящее, потому что он действительно представляет собой ваш потенциал к действию.
Для того чтобы вы могли думать, ходить, смотреть телевизор, читать эту книгу или вообще делать что-либо, вам нужны миллионы таких тиков в определенных местах мозга в определенное время. При этом все это происходит без вашего ведома.
Стоит, несомненно, рассмотреть, как создаются потенциалы действия, чтобы мы могли выяснить, посредством чего волны возбуждения вызывают боль, которую мы испытываем при мигрени.
Как мы тикаем?
Возможно, вы помните из школьной программы, что электричество — это движение заряженных частиц. В организме это ионы, такие как натрий (с химическим обозначением Na>+) и калий (K>+). Когда нейрон ничего не делает и отдыхает, внутри него гораздо больше отрицательно заряженных частиц, чем снаружи. Эти нервные клетки разборчивы в отношении того, что входит в них и выходит, и в мембране каждой клетки есть небольшие ворота, состоящие из белка, которые открываются только для определенных частиц, например пропускают внутрь и наружу только натрий. Открыты или закрыты эти ворота (называемые ионными каналами), зависит от того, насколько сильным является отрицательный заряд внутри клетки. В случае небольшой искры от другого нейрона (мы скоро поговорим об этом), или оттого, что вашей руки касается перышко, или от какого-либо другого сенсорного стимула ворота открываются, а ионы, такие как натрий, проходят внутрь. Натрий — ион с положительным зарядом, и он хочет ворваться в нейрон, потому что внутри нервной клетки натрия мало. Кроме того, внутренняя часть нейрона несет сильный отрицательный заряд, поэтому, согласно закону притяжения противоположных зарядов, положительно заряженные ионы натрия притягиваются к ней. Таким образом, внутри клетка быстро приобретает даже более сильный положительный заряд, чем исходно был снаружи, и это изменение полярности становится первым этапом потенциала действия — деполяризацией. Для ваших самых «искристых» нейронов разница потенциалов составляет примерно 110 мВ (от –70 до +40 мВ).
Теперь нам нужно снова вернуть нейрон в нормальное состояние покоя, потому что, пока это не сделано, он не сможет генерировать другой сигнал. Поскольку в этот момент положительный заряд внутри нейрона, как мы отмечали, сильнее, чем снаружи, ворота для натрия закрыты. Он в ловушке! Однако при такой ситуации открываются ворота для калия. Калий также положительно заряженный ион, и обычно внутри клетки этих ионов намного больше, чем снаружи. Калий покидает нейрон быстро, потому что снаружи клетки заряд отрицательный и противоположности притягиваются, а калия снаружи не так много, поэтому он стремится заполнить межклеточное пространство. В мгновение ока полярность снова меняется. Потенциал действия исчерпан, и эта часть нейрона реполяризуется, приобретая снова отрицательный внутренний заряд. При этом потенциал становится даже более негативным, прежде чем нейрон возвращается в состояние покоя. Нейрон приступает к выбрасыванию избыточного натрия посредством своего рода обмена пленными ионами, используя белок в мембране, который выкачивает три иона натрия в обмен на каждые два иона калия, пропускаемые внутрь.
Все, что блокирует движение ионов через ионные каналы внутрь клетки или из нее либо меняет концентрацию ионов, будет нарушать весь этот процесс, и тогда надо ждать беды. Например, волна возбуждения при мигрени заставляет калий задерживаться вне клетки, и это активирует болевые рецепторы в кровеносных сосудах, что не очень хорошо для нас, страдающих мигренью. Подробнее об этом позже.
Потенциал действия запускается в клеточном теле нейрона, а именно в области, называемой аксонным холмиком и располагающейся в самом основании аксона (менее формально аксон можно называть волокном), передающего сигнал от одного нейрона к другому. Если мы рассмотрим по отдельности какой-либо нейрон, то увидим, что с ним соединяется много других нейронов, пытающихся передавать свои сигналы. Задача аксонного холмика — решить, достаточен ли полученный им возбуждающий стимул для передачи сигнала. Если да, то генерируется потенциал действия. Если нет, то аксон просто «молчит».
Стоит сказать и о других аспектах, которые важны для нашей истории о распространяющейся корковой депрессии. Потенциалы действия — события, происходящие по принципу «всё или ничего». Все они одинаковы. Их нельзя складывать вместе. Так как же узнать, действует ли в качестве стимула, например, особенно сильный раздражитель, а именно яркий свет, а не тусклый? Что ж, величина стимула определяется по частоте. Небольшое прикосновение вызовет несколько потенциалов действия в единицу времени, а настоящий удар породит множество потенциалов действия. Кроме того, два потенциала действия не могут существовать одновременно на одном и том же участке нейрона, потому что положение ионов относительно мембраны этого не позволяет. Потенциалы действия движутся только в одном направлении — от тела клетки. Это обеспечивается путем дополнительного нарастания отрицательного заряда внутри клетки при выходе калия наружу.
