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痛覺的傳遞和調制 吳根誠醫(yī)學教育網 單位：復旦大學醫(yī)學院 摘 要： 疼痛是臨床上最常見的癥狀之一，它包括痛感覺以及痛反應。鎮(zhèn)痛是醫(yī)務工作者面臨的重要任務。痛覺的感受器是游離神經末梢，引起疼痛的內源性致痛因子包括K+、H+、5-HT、組胺、緩激肽、前列腺素、P物質等。傳導痛覺沖動的纖維屬于較細的Aδ和C纖維 資料來源 :醫(yī) 學 教 育網 。脊髓是疼痛信號處理的初級中樞。P物質和谷氨酸則比較符合作為傷害性信息傳遞信使的條件。與痛覺的傳導有關的脊髓上行通路主要有：新脊-丘束、舊脊-丘束、三叉丘系等。脊髓的閘門控制學說把來自外周和中樞的沖動對痛覺傳遞的調制和痛覺傳遞本身結合在一起進行綜合考慮，有力地推動了痛覺生理學的爭鳴和發(fā)展。內源性痛覺調制系統(tǒng)，一般是以中腦導水管周圍灰質為核心，連接延髓頭端腹內側網狀結構，通過下行抑制通路對脊髓背角的痛覺初級傳入活動進行調節(jié)。針刺鎮(zhèn)痛是針刺信號與疼痛信號這兩種不同感覺傳入在中樞神經系統(tǒng)的各級水平相互作用并進行整合的結果。阿片肽、5-羥色胺等經典神經遞質是實現(xiàn)針刺鎮(zhèn)痛的神經化學基礎。 . 痛覺的傳遞和調制 醫(yī)學教育網 在神經系統(tǒng)中不僅有痛覺信息的傳遞系統(tǒng)，而且有痛覺信息的調制系統(tǒng)，這兩者密切聯(lián)系，相互作用，不可截然分開。 資料來源 :醫(yī) 學 教 育網 一、概述 疼痛(pain)是一種復雜的生理心理活動，是臨床上最常見的癥狀之一。它包括傷害性刺激作用于機體所引起的痛感覺，以及機體對傷害性刺激的痛反應(軀體運動性反應和/或內臟植物性反應，常伴隨有強烈的情緒色彩)。 痛覺可作為機體受到傷害的一種警告，引起機體一系列防御性保護反應。但另一方面，疼痛作為報警也有其局限性(如癌癥等出現(xiàn)疼痛時，已為時太晚)。而某些長期的劇烈疼痛，對機體已成為一種難以忍受的折磨。因此，鎮(zhèn)痛(analgesia)是醫(yī)務工作者面臨的重要任務。 人們在研究疼痛時，通常采用測定痛閾(pain threshold)的方法。痛閾又可分為痛感覺閾和痛反應閾。因此在研究痛覺時需要采用多指標進行綜合性研究。另外還可記錄傷害性刺激引起的神經活動的電變化。 痛與鎮(zhèn)痛的神經生物學研究，近三十年來有了非常迅速的發(fā)展。在我國，有關針刺鎮(zhèn)痛(acupuncture analgesia)神經機制的研究也促進了痛覺生理研究的深入發(fā)展，并具有良好的國際影響。 二、痛覺的傳遞 (一)感受器和傳入神經纖維 一般認為，痛覺的感受器就是游離神經末梢，它廣泛分布在皮膚各層、小血管和毛細血管旁結締組織、腹膜臟層和壁層處。任何外界的或體內的傷害性刺激(物理的或化學的)，均可導致局部組織破壞，釋放各種內源性致痛因子。 有人將皮膚痛感受器分為，高閾機械痛感受器(HTM)和多覺型痛感受器(PMN)。前者只對傷害性機械刺激發(fā)生反應。多覺型痛感受器可對多種傷害性刺激發(fā)生反應。在人身上找到的C纖維感受器多為多覺型痛感受器。持續(xù)性傷害性刺激可使上述兩種感受器的閾值降低，形成痛覺過敏(hyperalgesia)。 引起疼痛的內源性致痛因子一般有三個來源： ?、僦苯訌膿p傷細胞中溢出，如K+、H+、5-HT、組胺等。 ?、谟蓳p傷細胞釋放出有關的酶，然后在局部合成產生，如緩激肽、前列腺素等。 ③由傷害性感受器本身釋放，如P物質。 一般認為，傳導痛覺沖動的纖維屬于較細的Aδ和C纖維。但必須指出，并非所有的Aδ纖維和C纖維僅傳導傷害性刺激，而痛覺也并非僅由細纖維(Aδ或C纖維)傳導。 在慢性病理痛時，交感神經可釋放去甲腎上腺素、P物質和前列腺素等，使傳入神經敏感化；也可向背根神經節(jié)“出芽”形成側枝支配感覺神經元，形成痛覺過敏甚至于痛覺超敏(allodynia)。 (二)疼痛信號在脊髓中的傳遞 脊髓是疼痛信號處理的初級中樞。傷害性刺激的信號由細纖維傳入脊髓背角，經過初步整合后，一方面作用于腹角運動細胞，引起局部的防御性反射如屈肌反射等，而另一方面則繼續(xù)向上傳遞。 神經解剖學和神經生理學的研究表明，背角中感受傷害性刺激的細胞集中在RexedⅠ層和Ⅴ層。Ⅴ層細胞對觸、壓、溫度及傷害性刺激等各種刺激都能發(fā)生反應，而對傷害性刺激的反應具有高頻率持續(xù)放電的特殊形式，被稱為廣動力型細胞。背角Ⅴ層細胞在傳遞傷害性信號中起著重要的作用。Ⅱ層細胞(膠狀質細胞)其軸突走行距離短，對傷害性信號起調節(jié)作用。研究表明特異性傷害感受神經元在痛覺的空間定位和感覺性質的分辨中起主導作用，而非特異性傷害感受神經元在痛覺強度分辨中起重要作用。 P物質和谷氨酸則比較符合作為傷害性信息傳遞信使的條件。P物質為11肽，相對應的受體為NK-1(神經激肽1型受體)。興奮C纖維可誘發(fā)P物質的釋放。鞘內注入P物質可引起動物的傷害性反應，而NK-1受體拮抗劑則使動物痛閾升高。在脊髓背角，短時程反應的興奮性氨基酸系統(tǒng)，由非NMDA受體介導，而P物質與興奮性氨基酸共存的長時程反應系統(tǒng)，由NK-1受體和NMDA受體共同介導。 (三)疼痛信號由脊髓傳遞入腦 一般認為，與痛覺的傳導有關的脊髓上行通路主要有： 1.軀干、四肢的痛覺通路 (1)新脊-丘束外周神經細胞纖維由背根的外側部進入脊髓，然后在背角換元，再發(fā)出纖維上行，在中央灰質前交叉到對側的前外側索內，沿脊髓丘腦側束的外側部上行，抵達丘腦的腹后外側核(VPL)。該束傳遞的信息可經丘腦的特異感覺核群(即VPL)投射到大腦皮質的中央后回(3、1、2區(qū))的上2/3處，具有精確的定位分析能力。 (2)舊脊-丘束或脊-網-丘束也是由背角的軸突組成，交叉后沿脊髓丘腦側束的內側部上行。在上行途中多數(shù)纖維終止在腦干的內側網狀結構等處，再經中間神經元的多級轉換傳遞而達到丘腦的髓板內核群等結構，與疼痛伴隨強烈情緒反應和內臟活動密切相關。 2.頭面部的痛覺通路 頭面部痛覺第一級神經元細胞體位于三叉神經半月神經節(jié)，其軸突終止于三叉神經感覺主核和三叉神經脊束核。由此換元發(fā)出纖維越過對側，組成三叉丘系，投射到丘腦腹后內側核(VPM)。自VPM發(fā)出的纖維，經內囊枕部投射至大腦皮質的中央后回(3、1、2區(qū))下1/3處。 3.內臟痛通路 內臟痛的傳入途徑比較分散，即一個臟器的傳入纖維可經幾個節(jié)段的脊髓進入中樞，而一條脊神經又可含幾個臟器的傳入纖維，因此內臟痛往往是彌散的，定位不夠明確。 . 三、痛覺的調制 在神經系統(tǒng)中不僅有痛覺信息的傳遞系統(tǒng)，而且有痛覺信息的調制系統(tǒng)，實際上這兩者密切聯(lián)系，相互作用，不可截然分開。 (一)脊髓水平的調制 20世紀60年代，提出了“閘門控制”學說。刺激皮膚發(fā)生的傳入神經沖動進入脊髓后，被引進三個系統(tǒng)：①閘門控制系統(tǒng)；②中樞控制系統(tǒng)；③作用系統(tǒng)。總之，中樞通過一個閘門控制系統(tǒng)來接受有關傷害性的信息。閘門控制學說把來自外周和中樞的沖動對痛覺傳遞的調制和痛覺傳遞本身結合在一起進行綜合考慮，有力地推動了痛覺生理學的爭鳴和發(fā)展。 在脊髓背角膠質區(qū)，存在著大量的GABA能的中間神經元，其軸突及含囊泡的樹突與傳入神經C纖維末梢形成突觸聯(lián)結。GABA受體類型中，GABAB主要集中在背角Ⅰ、Ⅱ層，C纖維末梢上存在著這類受體。用GABAB受體激動劑baclofen，可對背角神經元的傷害性反應產生長時程的抑制作用。 在背角膠質區(qū)，還有大量的阿片肽能(包括腦啡肽和強啡肽)中間神經元及各類阿片受體存在。脊髓鞘內注入微量嗎啡或阿片肽則鎮(zhèn)痛作用明顯，提示阿片肽參與背角痛覺信息的調制，既有突觸前機制，也有突觸后機制。 (二)內源性痛覺調制系統(tǒng) 60年代研究嗎啡鎮(zhèn)痛作用的機制時，我國學者鄒岡和張昌紹首先發(fā)現(xiàn)在兔第三腦室周圍灰質內注入微量嗎啡能夠持久地抑制光熱刺激所引起的痛反應。隨后有許多工作證明從第三腦室尾端開始，沿中腦導水管到第四腦室頭端為止的周圍結構內注射微量嗎啡均有鎮(zhèn)痛作用，一般認為最有效區(qū)在中腦導水管周圍灰質(PAG)的腹外側部。以后有人發(fā)現(xiàn)腦刺激鎮(zhèn)痛與注射嗎啡的有效鎮(zhèn)痛區(qū)是完全一致的。 1973年國際上報道了腦內存在著阿片受體。1975年又首次發(fā)現(xiàn)了甲硫腦啡肽和亮腦啡肽。關于阿片肽與鎮(zhèn)痛關系的研究取得重大進展，證明阿片受體的分布與嗎啡鎮(zhèn)痛及腦刺激鎮(zhèn)痛的有效部位十分一致，阿片肽在體內參與鎮(zhèn)痛過程。 在總結大量實驗資料的基礎上，70年代中有人提出了內源性痛覺調制系統(tǒng)的概念。內源性痛覺調制系統(tǒng)，一般是以PAG為核心，聯(lián)結延髓頭端腹內側網狀結構(RVM)，通過下行抑制通路對脊髓背角的痛覺初級傳入活動進行調節(jié)。 1.下行抑制系統(tǒng) (1)中腦導水管周圍灰質 PAG是內源性痛覺調制系統(tǒng)中起核心作用的重要結構。它在痛覺調制中的重要性在于凡是由激活更高級中樞所產生的鎮(zhèn)痛效應，大多數(shù)都被證明是通過它才得以實現(xiàn)的。PAG的鎮(zhèn)痛作用是由于激活了下行抑制系統(tǒng)的結果，而在切斷脊髓背外側索(DLF)后消失。 (2)延髓頭端腹內側網狀結構 中縫脊髓系統(tǒng)：中縫大核的5-羥色胺能神經元是PAG下行抑制的重要轉遞站。盡管PAG含有大量腦啡肽能神經元，但是它們不投射到NRM，許多實驗表明PAG主要通過神經降壓素(neurotensin)激活NRM中神經元的活動。 中縫旁脊髓系統(tǒng)：主要包括①大白鼠的網狀旁巨細胞核(RPG)；②外側網狀旁巨細胞核(Rpgl)；③Rpg腹側的網狀巨細胞核的α部分(Rgcα)。這些核團的去甲腎上腺素能、腦啡肽能能、5-羥色胺能的下行纖維，都經DLF終止于脊髓背角，是痛覺下行抑制的重要組成部分。 在延髓，除了RVM，延髓尾部的外側網狀核(LRN)和藍斑核(LC)也是下行抑制系統(tǒng)中的一個重要結構，去甲腎上腺素是LC和LRN下行抑制的主要神經遞質。 總之，在匯集腦的高級部位的各種傳出活動對脊髓痛覺信號的傳導起調制影響時，PAG和RVM起著最后驛站或共同通路的作用。 2.下行易化系統(tǒng) 90年代初，下行易化系統(tǒng)的激活是通過降低痛閾值來提高機體對傷害性刺激的反應能力。這可能在某些生理及病理狀態(tài)下有著一定的意義。 (三)間腦和端腦的調制 1.丘腦 丘腦既是各種軀體感覺信息進入大腦皮質之前的最重要的傳遞中樞，也是重要的整合中樞如髓板內核群包括中央核(CM)、中央外側核(CL)及束旁核(Pf)等。Pf、CL是痛覺沖動的接受中樞，而CM核可能是一個調制痛覺的中樞結構。 2.邊緣系統(tǒng)和基底神經節(jié) 在邊緣系統(tǒng)的某些結構，如扣帶回、海馬和下丘腦等部位也可記錄到痛敏細胞，這可能和痛的情緒成分有關。又有人觀察到，刺激隔區(qū)、視前區(qū)可使動物的痛閾提高，也能緩解病人的頑痛癥狀。 尾核是基底神經節(jié)中最大的一個核團。近年來有資料表明，刺激尾核能產生鎮(zhèn)痛作用，臨床上電刺激尾核常?？梢詽M意地緩解癌癥病人的頑痛。 3.大腦皮質 這是多種感覺信號進入意識領域形成感覺的重要部位。因此大腦皮質的機能似在于痛覺的分辨而不是痛覺的感受。 四、針刺鎮(zhèn)痛原理 針刺鎮(zhèn)痛是我國古代勞動人民在和疾病作斗爭的過程中所創(chuàng)造的。針刺麻醉也是從針刺能夠止痛這個事實得到啟發(fā)而逐步發(fā)展起來的。 (一)針刺信號的傳導途徑 1.針感的外周傳入途徑 針感是針刺鎮(zhèn)痛的必要條件，一般認為病人能夠接受的針刺強度主要是Aβ、Aδ類纖維興奮。針刺刺激如果達到興奮C類纖維的強度，即可能是以一種傷害性刺激的方式來抑制另一種傷害性刺激的傳入，達到鎮(zhèn)痛的目的。 2.針刺信號的脊髓內傳導途徑 針刺引起的神經沖動進入脊髓后，主要交叉到對側脊髓腹外側索上行，與痛溫覺的傳導途徑相似。針刺信息可激活腦內各級中樞發(fā)放下行抑制沖動來實現(xiàn)鎮(zhèn)痛效應。這種抑制沖動主要沿脊髓背外側索下行到達脊髓背角。 (二)針刺鎮(zhèn)痛的中樞神經整合機制 我國學者張香桐首先提出一種假說，針刺鎮(zhèn)痛是針刺信號與疼痛信號這兩種不同感覺傳入在中樞神經系統(tǒng)的各級水平相互作用并進行整合的結果。以后大量的研究資料表明，這種假說是正確的。 1.脊髓水平的整合 針刺信號沿著神經進入脊髓，和來源于疼痛部位的傷害性信號發(fā)生相互作用。當針刺的部位和傷害性刺激部位的傳入纖維到達相同的或相近的脊髓節(jié)段，則針刺的抑制作用就比較明顯。 2.腦內的整合 針刺信號沿著腹外側索進入腦內，在RVM、PAG、丘腦等部位針刺信息與傷害性信息可會聚于同一核團、同一細胞，經過兩種信號的相互作用，傷害性刺激引起的反應受到抑制。這可能是中醫(yī)傳統(tǒng)的遠隔疼痛部位取穴的作用基礎之一。 3. 針刺激活腦內一些有關的痛覺調制結構 損毀腦內的某些結構如尾核頭部、丘腦中央中核、中腦中央灰質及中縫背核等，對動物的痛閾無明顯影響，但卻顯著地減弱了針刺鎮(zhèn)痛效應。針刺穴位或用中等強度電流刺激外周神經，可影響上述核團的細胞電活動。邊緣系統(tǒng)結構(如海馬、隔區(qū)、視前區(qū)、下丘腦等)均參與針刺鎮(zhèn)痛，成為減弱痛的情緒反應的生理基礎。此外，大腦皮質的一些區(qū)域也參與了針刺鎮(zhèn)痛的過程。 (三)針刺鎮(zhèn)痛的神經化學基礎 1.阿片肽 針刺鎮(zhèn)痛時，腦內阿片肽釋放增加，其中β-內啡肽和腦啡肽在腦內具有很強的鎮(zhèn)痛效應，腦啡肽與強啡肽在脊髓內有鎮(zhèn)痛作用。 2.經典神經遞質 針刺鎮(zhèn)痛時，腦內5-羥色胺的合成、釋放和利用都增加，合成超過利用，因此腦內5-羥色胺含量增加。激活腦內去甲腎上腺素能上行投射系統(tǒng)，對抗針刺鎮(zhèn)痛；激活低位腦干發(fā)出的去甲腎上腺素能下行投射系統(tǒng)則加強針刺鎮(zhèn)痛。針刺對腦內多巴胺能系統(tǒng)的激活則削弱或對抗針刺鎮(zhèn)痛。中樞乙酰膽堿能系統(tǒng)被激活時也加強針刺鎮(zhèn)痛。 3.其他 還有一些神經肽如神經降壓素、催產素、加壓素等也參與針刺鎮(zhèn)痛。八肽膽囊收縮素和血管緊張素II明顯對抗針刺鎮(zhèn)痛。 (四)針藥結合提高針刺鎮(zhèn)痛效應 為了進一步提高針刺鎮(zhèn)痛的效應，可采取針刺與藥物復合應用的辦法，如針藥復合麻醉(包括針刺與局麻藥或全麻藥的復合)。這樣既可達到較滿意的鎮(zhèn)痛效果，又可適當減少麻醉藥品用量，減少毒副反應，還可通過針刺的良性調整作用，有利于機體功能的保護和康復。 一些臨床常用藥物如多巴胺受體拮抗劑氟哌啶、顱痛定、滅吐靈等可以加強針刺鎮(zhèn)痛，可能是通過多巴胺受體的阻斷，減少了對內阿片肽系統(tǒng)的抑制?？傊?，用針藥結合的方法可提高針刺鎮(zhèn)痛的效果，值得深入研究及推廣。 。 |
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