急性疼痛的发生机制

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1、急性疼痛的发生机制疼痛形成的神经传导基本过 程可分为4个环节：伤害感受器的痛觉传感(transduction),一级传入纤维、脊髓背角、 脊髓一丘脑束等上行束的痛觉传递(transmission)，皮层和边缘系统的痛觉整合 (interpretation)，下行控制和神经介质的痛觉调控(modulation)。理论上，阻断任何环 节都可使疼痛缓解。一、疼痛传感疼痛感受器是伤害感受器，对伤害性刺激敏感。伤害感受器是周围神经的组成部 分，能接受、转换和传递来自皮肤、黏膜、骨骼、肌肉和内脏器官的伤害性刺激，其细胞 体位于脊髓神经节中。伤害性刺激是指刺激程度强到足以能够损害或潜在损害的刺激。皮肤、躯体

2、(肌肉、 肌腱、关节、骨膜和骨骼)、小血管和毛细血管旁结缔组织和内脏神经末梢是痛觉的外周 感受器。体表刺激通过皮肤的温度、机械感受器传递疼痛。皮肤痛感受器又分为高阈 机械痛感受器和多模式痛觉感受器。前者只对伤害性机械刺激发生反应，后者对多种伤 害性刺激发生反应。持续性伤害刺激可使上述两种感受器阈值降低，形成痛觉过敏 (hyperalgesia。内脏伤害感受器感受空腔脏器的膨胀或缺血，躯体伤害感受器感受运动 系统疼痛。任何外界或体内的伤害可导致局部组织破坏，释放内源性致痛因子，如氢离子、 钾离子、5-羟色胺、组胺、乙酰胆碱等，均可以刺激疼痛感受器。受损的神经纤维本身 也可释放致痛因子，如P物质、

3、降钙素基因相关肽和损伤细胞释放的一些酶类，在局部 合成产生致痛因子，如前列腺素(主要是前列腺素E2、D2、F2a)、缓激肽等。这些化学物质可以刺激感受器。损伤和炎症过程中形成的炎性介质，如 巨噬细胞和中性粒细胞释放肿瘤坏死因子(TNFa)、白细胞介素-1 (IL-1 )，肥大细胞释 放5-羟色胺等，提高对内源性致痛物质的反应强度和对外界刺激的反应程度。二、痛觉上行传递传导疼痛的一级传入神经轴突是有髓鞘的A 纤维和无髓鞘的C纤维，其神经胞体位于脊髓背根神经节。a 纤维较粗(3 Am,感受疼痛和温度，快速传递强烈和定 位准确的锐痛。此类纤维终止于脊髓背角的第I和V层。C纤维较细(V 1 mm)无髓

4、鞘， 传递较慢及不易定位的钝痛和灼痛信号，纤维终止于背角第U层，由C纤维到投射神经 元的疼痛会引起十分强烈的神经元放电。伤害刺激信号由传入纤维传入脊髓背角，经过初步整合后，一方面作用于腹侧运 动细胞，引起局部的防御性反射，如肌肉痉挛等，另一方面再向上传递。一级传入纤维进 入脊髓后，在平行的1-2节内交叉至对侧的腹外侧，与二级神经元形成轴突，并组成上 行束。上行束主要为脊髓丘脑束，也包括脊髓下丘脑束、脊髓网状束和脊髓脑桥扁桃体 束。感受伤害刺激的细胞集中在脊髓背角，尤其是第I、第U和第V层，第u层细胞（胶状细胞）的轴突走行距离短，对伤害性信号起调节作用。第V层细胞对触、压、温 度及各种伤害性刺激

5、都能发生反应，被称为广动力型细胞。头面部的痛觉一级神经元胞体位于三叉神经半月神经节，其轴突终止于三叉神经感 觉主核和三叉神经脊束核。由此换元发出纤维越过对侧，组成三叉丘系，投射到丘脑腹后 内侧核（VPM）。自VPM发出的纤维，经内囊枕部投射至大脑皮质中央后回（1、 2、3区）的下1/3处。内脏痛的传入途径比较分散，一个脏器的传入纤维可经几个节段的脊髓进入中枢， 而一条脊神经又可含几个脏器的传入纤维，因此内脏痛往往是弥散的，定位不够明确， 且有固定的投射部位。在脊髓传导通路中有许多受体参与疼痛信号的传导。这些受体包括：阿片受体和 兴奋性氨基酸受体（如NMDA受体）、神经激肽1型（NK-1）受体、

6、辣椒素（capsaici n）受体和大麻素（ca nn abi no id）受体等。其中阿片受体（小S K）是疼 痛信号传递及镇痛过程中最重要的受体。过去认为这3种阿片受体主要分布于脊髓背 角和脑等中枢神经系统。最近研究发现，3种阿片受体分布于整个神经系统，包括外周 神经系统及中间神经元。当致痛因子激活多种疼痛信号传导受体时，疼痛信号的传递将 变得更加复杂。在脊髓背角，短时程反应的兴奋性氨基酸系统由非NMDA受体介导， 而P物质与兴奋性氨基酸共存的长时程反应系统由NK-1受体和NMDA受体共同介导。在疼痛传导过程中，疼痛信息并非一成不变地传递到更高的结构。在脊髓内，相 互联结的神经元及其释放的

7、物质组成了网状结构，统一控制次级信号的传递。脑啡肽中间 神经元可以调整投射到神经元上的刺激，也具备释放内啡肽等物质的作用。所以A s纤 维不仅能影响投射神经元，也会影响脑啡肽能中间神经元，可改变内啡肽的释放。阿片物 质释放和作用也受其他因素的影响，当C纤维受刺激时，不仅会传递到投射神经元，也 会传递到其他不同的中间神经元和Y氨基丁酸中间神经元。神经递质丫氨基丁酸也会抑制脑啡肽能神经元。三、皮层和边缘系统的痛觉整合脊髓丘脑束进入丘脑后形成二级神经元，发出纤维：至白质、扣带回和额叶，产 生躯体的疼痛感觉，包括疼痛的特性、强度和部位；与网状结构和丘脑核相连，因此在 感到疼痛时，呼吸和循环会受到影响；

8、延伸至边缘系统、额叶和扣带回，导致疼痛的情 绪变化；与垂体相连，引起内分泌系统改变；与上行网状激活系统相连，影响注意 力和警觉力。丘脑既是各种躯体感觉信息进入大脑皮质之前最重要的传递中枢，也是重 要的整合中枢，如髓板内核群，包括中央核（CM）、中央外侧核（CL）及束旁核（Pf）等。Pf、CL是痛觉冲动的接受中枢，而CM核可能是一个调制痛觉的中枢结构。在边缘系统的某些结构，如扣带回、海马和下丘脑等部位也可记录到痛敏细胞， 这可能和疼痛的情绪成分有关。刺激膈区和视前区可使疼痛阈提高，也能缓解患者的顽 固性疼痛症状。尾状核是基底神经节中最大的一个核团。电刺激尾状核可能缓解癌症患 者的顽固性疼痛。大脑

9、皮质在痛觉的整合过程中的主要作用是对痛觉进行感受和分辨。下行痛觉调控是痛觉信号的调控系统。内源性痛觉调制系统不仅能感受和分辨疼痛 信号，而且还可能产生较强的自身镇痛作用。在脊髓背角胶质区存在大量GABA能中间神经元，其轴突及含囊泡的树突与传入 神经C纤维末梢形成突触连接。在GABA受体亚型中，GABAB主要集中在脊髓背角 I、U层，C纤维末梢上存在这类受体。GABAB受体激动剂可以对脊髓背角神经元的伤 害性反应产生持续时间较长的抑制。在脊髓背角胶质区存在大量参与背角痛觉信号调节 的内源性阿片肽（脑啡肽和强啡肽）、中间神经元及各类阿片受体。四、下行性抑制和神经介质的痛觉调控大脑中存在痛觉抑制结构

10、。疼痛时脊髓中抑制疼痛信号传入大脑的下行通路活性增强，这与中脑导水管周围灰质 （PAG）的下行性抑制作用相一致，下行抑制结构的强度与身体状态、应激状态等有关。在下行抑制系统中，肾上腺素和5-羟色胺是重要的神经递质。大脑导水管周围灰质是内源性痛觉调制下行镇痛系统中起 核心作用的重要结构，连接丘脑、下丘脑和延髓头端腹内侧网状结构（RVM），通过下行抑制通路对脊髓背角的痛觉初级传入活动进行调节。延髓头端腹内 侧网状结构包括中缝脊髓系统和中缝旁脊髓系统。中缝脊髓系统：中缝大核的5-羟 色胺能神经元是PAG下行抑制的重要转递站。尽管PAG含有大量脑啡肽能神经元，但 是它们不投射到NRM，许多实验表明，P

11、AG主要通过神经降压素（neurotensin）激 活NRM中神经元的活动。中缝旁脊髓系统：主要包括网状旁巨细胞核（RPG）、夕卜 侧网状旁巨细胞核（Rpgi）、Rpg腹侧的网状巨细胞核的a部分（Rgca）。这些核团的 去甲肾上腺素能、脑啡肽能、5-羟色胺能下行纤维都经DLF终止于脊髓背角，是痛觉 下行抑制的重要组成部分。在延髓，除了 RVM，延髓尾部的外侧网状核（LRN ）和蓝 斑核（LC）也是下行抑制系统中的重要结构，去甲肾上腺素是LC和LRN下行抑制的主 要神经递质。总之，在汇集脑高级部位的各种传出活动对脊髓痛觉信号的传导起调制影响 时，PAG和RVM起着最后驿站或共同通路的作用。当下行

12、镇痛系统发挥内源性痛觉调 制作用时，就可产生抑制疼痛作用。下行痛觉易化系统的激活通过降低痛阈值（敏化）提高机体对伤害性刺激的反应 能力，也使患者表现出对疼痛高度敏感。阿片肽是下行痛觉调控系统中最重要的激活及调节因子。内源性阿片肽是阿片受体 的内源性配体，当组织受损伤及应激状态下，除产生致痛性炎性因子外，免疫细胞、神 经元、角化细胞、垂体、肾上腺也释放内源性阿片肽，包括内啡肽、脑啡肽和强啡 肽。这些内源性阿片肽在外周初级传入神经元与阿片受体结合，可以减弱末梢神经伤害 感受器活性，减弱激活动作电位的传导，减少外周神经感觉末梢的炎症前神经肽（P物 质、降钙素基因相关肽）的释放。内源性阿片肽还可以与脑

13、、脊髓背角、神经节的阿片受 体结合，激活下行痛觉调控系统，产生镇痛效果。人体自身镇痛潜能在较大程度上受内源 性阿片肽释放及其参与的下行痛觉调控的影响。痛觉调控系统还参与止痛药的镇痛作用机制过程。例如，吗啡、芬太尼等阿片类止 痛药属外源性阿片，其作用与内源性阿片相似。外源性阿片也是通过激活脑、脊髓背 角、神经节的阿片受体发挥镇痛作用。当外源性阿片与阿片受体结合时，将与抑制性G蛋白结合，减少环磷腺苷生成，直接或间接抑制Ca2汲Na*通道的离子电流，减少P物质释放，从而抑制疼痛信号传导，达到镇痛作用。三环类抗 抑郁药则是通过选择性抑制神经末梢对神经递质去甲肾上腺素和5-羟色胺的再摄取而发挥辅助镇痛作用。