疼痛的神经机制

疼痛的神经机制

1979年国际疼痛研究会（iasp）对疼痛的定义是：“疼痛是一种令人担忧的感觉和情绪感受。随着现有或潜在组织的损伤，疼痛通常是主观的。每个人都可以在生活的早期通过受损的经历来表达疼痛的正确词。这无疑是身体和全身的感觉，也是一种悲伤，总是让人感到不舒服。”。”1关于疼痛的一些理论1.1特殊传导通路疼痛的发生起自特殊的痛觉感受器,通过感觉神经和特殊传导通路将冲动传至特殊的中枢结构并作出反应,该学说并不能完全阐明痛觉的全部机理。1.2强刺激的病理状态下非伤害刺激反应的总总参数疼痛并无特殊的感受器,而是非特异性感受器在受到超强刺激的病理状态下,非伤害刺激反应的总和。其结果是向中枢发放大量冲动,这些冲动具有时间和空间的特定构型,如果总输出超过临界水平,即在中枢整合为疼痛。1.3单次给药系统疼痛的产生取决于刺激所兴奋的传入纤维的种类和中枢的机能结构特征,取决于以下3个系统的相互作用:(1)后角中的胶质细胞区;(2)后角中的第一级中枢传递细胞;(3)后索纤维向中枢的投射。该学说强调疼痛是痛觉信号在脑内各级中枢整合的结果而非个别中枢结构的独特功能。2伤害性刺激与反应的机制疼痛是由感受器、传导神经和疼痛中枢共同参与完成的一种生理防御机制。例如,机械刺激、温度变化和化学物质等有害刺激造成局部组织的损伤,导致机体释放降低痛阈的物质PK、5-HT、K+、缓激肽等,这些有害刺激分布在皮肤、肌肉、内脏和关节的痛觉感受器,通过A-δ纤维和C纤维传至疼痛中枢(脊髓、丘脑和大脑)。电生理指示,疼痛可有叠加现象,如以单次电刺激施加于C纤维时,无论重复若干次,每次所诱发的脊髓背角放电的时间均相等;但如将频率增达0.3～0.5Hz时,每次刺激所诱发的放电时间即有所延长(即为刺激效应的叠加);此现象说明了刺激休止后中枢仍余留有一定的兴奋状态。此叠加现象有赖于与记忆有关的甲基天冬氨酸的存在。叠加现象提示,疼痛并非以单一的形式存在于中枢传导,伤害性刺激的投射方式不同,中枢神经细胞的兴奋性和激动方式也可不同,损伤以至发生急性疼痛之后,虽然损伤已经愈合,疼痛仍可转变成慢性。疼痛不仅是躯体受到有害刺激的结果,而且患者的精神、心理状态和社会、经济因素也可影响患者的疼痛程度。疼痛的产生起源于外周,感觉却在中枢;迄今为止,认为脑内没有疼痛中枢。痛觉的最高中枢在大脑有广泛的投射区,既接受痛觉也接受其他感觉。目前认为与痛觉有关的区域位于中央后回的皮质第一感觉区,主要是外感受器的投射区,也称为疼痛分辨区;皮质第四感觉区,位于中央前回,为肌肉关节等深部感觉区,是疼痛空间(位置范围)的辨认区;皮质第二感觉区位于脑岛和岛髓中央前回之间的皮质,主要是内脏感觉的投射区,并与情绪和行为有关,也称为反应激动区,可产生去除或逃避刺激的行为。皮质下中枢包括间脑和脑干,并非疼痛的直接投射中枢,但参与疼痛投射调控联络的复杂机制和产生躯体反应。总之,疼痛的感知与反应活动,几乎涉及整个脑,包括丘脑、下丘脑、脑干网状结构、边缘系统和大脑皮质等部位。中枢神经系统是一种经过异化的相互作用的神经结构,司理着有关疼痛的感觉分辨、情感激动和认识评价等生理心理机制的活动对运动机制的作用,都是在脑和脊髓组织中进行的。脑和脊髓的下行锥体系统及其他中枢控制系统的纤维,作用于感觉分辨系统(丘脑腹侧基底核群、脊髓背角细胞)也可产生下行的抑制影响,这些快速传导的上行和下行系统均受到心理机制的影响,决定疼痛的性质和程度,经由粗纤维的锥体系统下达运动神经元;另一方面通过较慢的锥体和锥体外系统下达神经元,给予附加的刺激,使运动的最后表现具有行为性。伤害性刺激引起的疼痛反应,涉及整个机体,导致各系统的病理变化,包括心理情绪的异常,其反应机制包括:①疼痛冲动传导的扩散,冲动传入在后根神经节内,可波及其他感觉神经同时向中枢传导,因此可以影响到血管和内脏,使躯体出现紧张、缺血、缺氧及内源性致痛物质的释放;②疼痛的投射性反应,包括应激反应行为,如躯体受到伤害刺激后的逃避行为可发出求助信号和投射反应,如扩散延脑投射,则出现心跳呼吸的变化;在边缘系统出现情绪心理变化;在间脑投射则出现体液生化改变,如儿茶酚胺、血糖、甲状腺素、5-HT的升高,氧耗量增加,免疫球蛋白降低,吞噬细胞功能的下降,由于以上变化而产生一系列临床症状和体征。3疼痛的生理反应(1)疼痛是由于机体内外较强刺激所产生的一种临床症状;(2)疼痛是机体的主观感觉和体征,包括有生理和精神情绪经验等心理各方面的因素;(3)疼痛的生理反应包括疼痛感觉和疼痛反应,疼痛反应可以是局部的和全身的反应,每个人在不同的环境、机体的不同生理和心理活动状态下,其感受和反应也不同;(4)疼痛的生理学意义在于机体对一定程度的疼痛通过痛感觉和痛反应,使机体迅速作出适应性防御反应,具有保护作用。但过强的疼痛可以给机体造成一定的损害,同时不能单纯依赖疼痛出现与否来判断机体有无伤害和疾病;(5)由于每个机体对疼痛的感受和反应个体差异很大,因此增加了临床治疗的复杂性。4常见的脏器功能治疗及相关治疗药物治疗疼痛治疗的目的主要是通过消除病因、阻断神经的疼痛传导和提高痛阈而达到减轻疼痛的感觉和反应,改善血液循环,特别是局部小血管功能和微血管循环,解除骨骼肌或平滑肌痉挛,改善神经营养,恢复正常神经功能,改善全身或主要脏器的功能状态以及进行精神心理治疗等。包括:(1)药物治疗:麻醉性镇痛药、解热镇痛药、安定药等;(2)神经阻滞:①常用药物:局麻药、肾上腺皮质激素、维生素、神经破坏药;②神经阻滞方法:脑神经阻滞、脊神经阻滞、椎管内神经阻滞、交感神经阻滞和局部神经阻滞;(3)物理疗法:包括各种物理因素如冷、热、光、电、超声、震荡等物理治疗方法;(4)中医药、针灸、推拿、拔火罐等疗法;(5)外科手术,如三叉神经切断术、经皮脊髓束切断术、经鼻垂体切除术、丘脑切除术等神经外科手术;(6)精神心理疗法,如催眠术、松弛术、生物反馈疗法、行为疗法等;(7)还有神经电镇痛治疗等。5气行,痛则不全最初阶段的针灸治疗,是在疼痛的局部取穴进行针刺和艾灸,即《灵枢·经筋》所云“以痛为输”;此外,还可以找一些感到舒服的部位进行针刺和艾灸,即所说的“以手疾按之,快然乃刺之”(《灵枢·无邪》)。推拿在古代与针灸结合应用,针前的取穴和去针之后都要进行按摩,如《灵枢·杂病》云:“按已刺,按之立已”,意思是说,先按压再针刺,针刺后要再按压,病痛就能止住。按压的过程也能出现气行的现象,如《素问·调经论》云:“按摩勿释,著针勿斥,移气于足,神气乃能复。”另外,《素问·举痛论篇》云:“寒气客于背俞之脉,则脉泣;脉泣则血虚,血虚则痛,其输注于心,故相引而痛,按之则热气至,热气至则痛止矣。”这段文字提到了“不通则痛,痛则不通”的基本病理变化和“寒则热之”的治疗方法。《医宗金鉴》亦有述:“盖一身之骨体,既非一致,而十二经筋之罗列序属,又各不同,故必素知体相,识其部位,一旦临症,机触于外,巧生于内,手随心转,法从手出…法之所施,使患者不知其苦,方称之为手法也…”《类经》亦云:“导引者,但欲运行气血而不欲有所伤也,故惟缓节舒筋而心和调者乃胜是任,其义可知。”都说明在临床中手法的重要性。针刺为何能镇痛?祖国医学有“脑为元神之府”、“气出于脑”、“制其神,令气易行”、“上守神,机之动,不离其空”、“入则抵深,深则毛发立,毛发立则淅然,故皮肤痛。留而不去,则传舍于脉络,在络之时,痛于肌肉,其痛之时息,大经乃代。留而不去……当补则补,当泻则泻,毋逆天时,是谓至治”及“通则不痛”的论述,说明了针灸可能转移和抑制了与疼痛有关的“神”的活动,“经气”通畅即可达到镇痛的效果。6神经集中相对稳定的调节从丰富的针灸学文献和大量的临床实践总结资料来看,针灸具有良好的镇痛效果。如临床常见的头痛、胃痛、胁痛、腹痛、腰痛、三叉神经痛、坐骨神经痛、痛经、手术后疼痛等等,针灸都有良好的镇痛作用。针刺麻醉就是在针灸具有良好的镇痛作用基础上发展起来的,针刺并不是起到完全麻醉的作用,而是提高痛阈,即镇痛作用。由于针刺具有提高痛阈的作用,故增加了疼痛的耐受力,降低了疼痛的敏感性。很多研究者通过对人和多种实验动物,应用不同的致痛或伤害因子,采用各种痛阈判定指标,都肯定了针刺可以提高皮肤的痛阈。《灵枢·海论》云:“脑为髓之海,其输上在于其盖,下在风府。髓海有余,则轻劲有力,自过其度。髓海不足,则脑转耳鸣,胫酸眩冒,目无所视,懈怠安卧。”;从经脉循行上来看,督脉的循行“……并于脊里,上至风府,入脑……”、足太阳膀胱经的循行“从巅入络脑”;其主病有“脊强反折”、“狂、癫疾、头囟强痛”等脑部疾患,说明了经络与脑部的联系是十分密切的。有研究者通过微电极技术观察单个神经元的电活动,观察到强烈的痛刺激能使脑细胞产生放电现象,这时如果给实验动物的肢体上的某穴位施以针刺,或者直接刺激神经干,就会发现这种非痛刺激可以减弱上述这种电反应,说明针刺能明显降低机体对痛刺激的反应,而这种刺激的效应是针感和痛感在脑内进行相互作用的结果。在丘脑、脑干和脊髓水平上都可以看到痛觉冲动和针刺传入冲动的相互作用,针刺冲动对痛觉冲动产生抑制作用。由此,可以得出结论——神经系统在针刺镇痛中发挥着重要的作用。(1)外周神经的作用:电针直接刺激传导痛觉的神经,一方面可以使这类神经中痛觉纤维的传导发生阻滞,同时又可使脊髓背角细胞对伤害刺激的反应受到抑制。外周神经是针刺信号的传入神经,研究者认为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类纤维都有参与的可能;(2)中枢神经的作用:大量电生理学研究结果已初步揭示了中枢神经系统各级水平,如脊髓、脑干、丘脑、尾状核和皮层等参与镇痛过程的概况。研究者证明,针刺刺激可以使脊髓背角发生突触后抑制。并进一步证明针刺信号由脊髓腹外侧索向上至延髓,激活内侧网状结构,再经脊髓背外侧索下行,引起脊髓较细传入纤维末梢的去极化而发生突触前抑制,部分地阻断细纤维的传入冲动。中脑网状结构痛敏神经的活动可以被电针抑制,电刺激中缝核不但能提高动物的痛反应阈,还可以增强针刺的镇痛效应;损害蓝斑可以增强针刺的镇痛作用,而刺激蓝斑可以使电针的抑制效应减弱。实验研究表明:中脑导水管周围灰质、脑干网状结构内侧部的巨细胞核以及中缝核群,在接受针刺信号以后可以发出冲动,下行抑制脊髓背角中传递痛觉信号的神经活动,上行抑制丘脑束旁核痛敏细胞放电,而这些脑干结构本身又受伏核、隔核、缰核等高位结构的控制。学者的研究结果认为,丘脑束旁核是痛觉传递的一个重要驿站。针刺信号可以通过高位(尾核、皮层)、低位(如中缝核)多方面对它产生抑制性影响。研究者观察到,刺激尾核可以提高动物的痛阈,加强电针的镇痛作用;而损毁尾核则电针的镇痛作用就减弱。总之,疼痛信号进入中枢神经系统以后,须经过一个漫长的通路后到达大脑,其中脊髓的背角和丘脑的束旁核是传递和感受疼痛的两个关键部位。另一方面,中枢神经系统中的尾核、中脑导水管周围灰质、中缝核群和它们的下行抑制通路兴奋的时候,可以抑制疼痛信号的传递和感受,针刺的信号通过脊髓入脑,经过复杂的整合过程,可以兴奋这个内在的镇痛系统,一方面上行抑制束旁核,一方面下行抑制背角,从而发挥镇痛效应。针刺的效应可以从体液成份(神经递质和激素)的改变反映出来。研究者认为,中枢神经介质在针刺镇痛中有重要的作用。动物实验表明,脑内5-HT的含量增加或减少,可相应地增强或减弱针刺的镇痛效果;儿茶酚胺的作用恰恰相反,用药物阻断儿茶酚胺类递质的受体,能增强针刺镇痛的效果;而受体活动剂则使针刺镇痛作用减弱。阻断脑内乙酰胆碱的合成或阻断乙酰胆碱受体,都能降低针刺的镇痛效应。人和动物的实验检查表明,当针刺镇痛时,脑脊液和脑内的内啡肽明显增加。研究者观察到:神经系统和神经递质的作用并不是