浅谈疼痛的传导

一、伤害感受器

在传导过程中，伤害性刺激转变成感觉神经末梢的电活动。在这个过程中，最主要的感觉结构是伤害感受器。通常把接受躯体和内脏伤害性刺激的第一级感觉神经元的神经末梢称为伤害感受器。它们的细胞体位于背根神经节和一些脑神经的神经节中。由胞体发出的轴突周围分支，分布到皮肤、肌肉、关节和内脏血管等组织，起到感觉末梢的作用，大多数是游离的神经末梢，少数有附属结构。

位于皮肤的伤害感受器包括机械伤害感受器、多元伤害感受器和不同类型的热伤害感受器。常见的伤害感受器有以下一农∶C多元纤维机械-技伤害感受器，A-δ 纤维机械伤感受器和非机械伤害成受器诉年发现.约有一半的 A-δ纤维机械伤害感受器和 30%以上的C多元伤害感受器，对机械刺激的阈值非常高或完全不起反应。它们有些是化学刺激敏感伤害感受器，有些是对强的冷、热刺激有反应的感受器。这些感受器多位于关节部位，它们虽然在正常状态下对机械刺激不敏感，但在炎症时可对机械刺激发生反应。
伤害感受器可以引起不同的疼痛感觉。皮肤的疼痛可表述为刺痛或钝痛，而肌肉和骨骼的疼痛则表述为酸痛。皮肤疼痛的性质与特定的伤害感受器激活密切相关。例如，Aδ纤维神经末梢激活产生刺痛，而C 类纤维神经末梢激活则引起钝痛或灼痛。


二、痛觉传导的机制

1.致痛物质 痛觉神经元对化学物质的敏感性在炎性疼痛过程中具有重要作用。化学介质对痛觉神经元的调节主要依赖其对膜离子通道的作用。其作用可以是直接的，即通过特定物质与膜受体结合（配体门控通道）;也可以是间接的，即通过细胞内第二信使的作用（三磷腺苷、乙酰甘油、环磷酸腺苷）。化学介质通过这两种机制作用于动作电位的发放或增强其他刺激的兴奋作用;也可作用于配体门控通道，再激活不同类型的非选择性离子通道。辣椒素门控通道的内源性配体还未确定，但在炎症或缺血时，质子的浓度增加可激活或调节辣椒素门控通道。许多介质可通过电压门控通道的第二信使系统起作用，包括前列腺素、组胺、5-羟色胺和缓激肽受体。


2.痛觉过敏 痛觉过敏是由于痛阈降低或者是对正常组织中等度的刺激出现明显痛觉反应的痛觉状态，可分为原发性和继发性痛觉过敏。原发性痛觉过敏是指损伤部位或损伤后炎症细胞释放的物质作用于一级传入痛觉神经元出现的痛觉过敏。其通过降低痛觉神经元的阈值，或者增加阈上刺激和化介质可造成损伤部位的原发性痛觉过每。内源性物质可增加神经示元对机械和温度刺激的敏成性，它们包括前列腺素类、缓激肽、T激酶、5-羟色胺和氢离子等。继发性痛觉过敏是发生在损伤部位的周围，强烈的痛觉刺激对突触产生影响，突触出现的适应性改变，后角的痛觉神经元对干来自低阈值感受器的原先不敏感的信息传入出现的反应。后角神经元的兴奋异化了广动力范围和高阈值脊髓脑神经元在损伤范围外对痛性刺激的反应。


3.神经源性炎症 某些一级传入神经元在疼痛刺激范围内，通过炎症前体物质（P物质）和抗炎神经肽（生长抑素），在炎症过程中起重要作用。P 物质的神经源性释放和关节炎的严重程度有关。脑膜的神经源性炎症是通过P物质和降钙素基因相关多肽的释放引起头痛的。麦角胺等抗偏头痛的药物主要是通过抑制神经肽的释放而起作用的。

疼痛的传递和调节

神经系统分为中枢神经系统和周围神经系统。中枢神经系统包括位于颅腔中的脑和位于椎管内的脊髓;周围神经系统主要是与脑相连的颅神经和与脊髓相连的脊神经，以及与颅神经和脊神经相连的内脏神经系统的周围部。


感觉信息的传递开始于伤害感受器的激活所导致的周围神经轴突的去极化。周围神经的轴突将感觉信息传递至它们的胞体所在位置—背根神经节。背根神经节为脊神经后根在临近椎间孔处的一椭圆形膨大的结构，是第一级感觉神经元（假单极神经元）的胞体聚集而成，其中枢突构成后根进入脊髓后角，其周围突则加入脊神经。感觉信息经脊神经后根进入后角，在后角受到不同神经元的调节。而后，感觉信息通过脊髓上行传导通路，诸如前外侧束（脊髓丘脑束）和后柱传递至网状系统和丘脑，最终经丘脑投射至大脑皮层。


一、周 围 神 经

周围神经由躯体神经和内脏神经系统的轴突组成，其包含有感觉纤维成分和运动纤维成分。脊神经（spinal nerves）是躯干、四肢与脊髓相连的神经，共有31 对，其中颈神经8 对，胸神经12 对，腰神经5 对，骶神经5 对和尾神经1对。每对脊神经由与脊髓相连的前根和后根在椎管内行至相应的椎间孔，并在该孔附近会合而成。


脊神经的阶段性分布是指一对脊神经分布于其相应体节所衍发的结构。胚胎早期，除头部以外，在胚体背侧有排列成对的体节，由此体节衍发出肌节和皮节等;每对体节则有相应的一对脊神经分布。但在胚胎发生中.，发生肢体的节段，由于肌节发生迁移和重新组合，致使成人肢体的脊神经节段性分布不明显。但根据发生过程，仍有规律可循。头枕部和后颈部由 C。。，上肢由C。～T，，胸、腹由T，～L，，下肢由 L。～ S，，臀周由 S.;神经分布。在胸部，每个皮节形成一个基本上与助间隙相一致的环带，在腹部这些环带逐渐向下内斜行，在四肢则环带不明显。




所有的神经纤维根据它们的粗细和传导速度分为 A、B、C 三类纤维（表4-1）。A类纤维直径最大，传导速度最快;B 类纤维是中等大小的纤维，传导速度稍慢;C 类纤维山径最小.传导速度最慢。传导疼痛的神经纤维主要是;A-δ纤维，疼痛传导纤维中传导速度最快的纤维;C 类纤维，是疼痛传导纤维中最慢的纤维。A-δ纤维传导的疼痛是一种快速、明确的疼痛，经常被描述为锐痛、刺痛或者剧痛;C 类纤维传导的疼痛则是一种稳定的、缓慢的和持续的钝痛。A-δ 纤维传导伤害性刺激的速率较快，并能精确定位损伤部位，使机体躲避，防止进一步的损伤;C 类纤维传导速率较慢，定位差，能持续传导疼痛，在受伤后可使疼痛持续一段时间，可促使患者寻求治疗，以促进康复。

二、后根和 Lssauer's 束


大多数背根神经节的神经元中枢突通过脊神经后根进入脊髓后角。后根纤维进入脊髓时分为内、外侧两部分。传导伤害性刺激的纤维集中走行于后根的外侧部，而传导非伤害性刺激的纤维集中走行于后根的内侧部。背根神经节的神经元发出的中枢突不仅直接进入脊髓后角，而且还发出分支进入 Lissauer's 束，再经 Lissauer's 束发出侧支或终支进入脊髓后角。少数的背根神经节的神经元中枢突通过脊神经前根进入脊髓。通过脊神经后根进入脊髓的传入纤维的分支似乎可调节经脊神经前根传入纤维的生理特性。然而，当外周神经损伤后，脊神经前根的传入纤维发芽;而且在伤后6 个月，经过脊神经前根进入脊髓的纤维数量明显增多。因此，神经源性疼痛可能与伤害性刺激的经脊神经前根传入的神经纤维有关。


Lissauer's束∶又称背外侧束，位于后角尖和脊髓周边，其形状和大小在不同的节段中有所不同。它的纤维大约 80%来自于背根神经节神经元发出的中枢突，大约 20%来自于后角板层Ⅱ（胶状质）发出的本体感受系统的神经纤维。细的有髓的神经纤维进入 Lissauer's束后即上升或下降几个脊髓节段后发出侧支或者终支进入脊髓后角，而无髓的神经纤维在进入 Lissauer's束通常只上升或下降一个脊髓节段即发出侧支或者终支进入脊髓后角。


二、脊髓后角及脊髓水平的调节Rexed（1952，1954）对猫的脊髓灰质作详细的研究，也对其他哺乳动物的脊髓灰质作了观察，他发现脊髓灰质有类似于人大脑皮质的分层现象。在 Nissl 染色切片中，根据神经元的细胞学特征和排列的形式、密度，把脊髓灰质划分为 10 层。目前已发现人的脊髓灰质也可分为 10层。

在新鲜脊髓的横切面上，可见细小中央管的周围，有呈'H'形的灰红色，区域，是为灰质。'H'形两侧边的后半称为后角（dorsal horn），包括脊髓的Ⅰ～Ⅵ板层，它是感觉传入信息的处理中心。


板层Ⅰ，又称边缘层，薄而边界不清，内含大、中、小神经元，层内含有后角边缘核。它接受后根的传入纤维，大多数细胞只接受伤害感受刺激的传入纤维;除此之外，它还接受 Lissauer's束的传入纤维。

板层 I的部分细胞接受温度感受器和广动力范围神经元（wide dvnamic range neurons，WDRNs）的传入纤维。这些细胞对伤害性刺激和非伤害性刺激均起反应。其对于伤害性刺激和非伤害性刺激反应的差别在于广动力范围神经元对于伤害性刺激呈高频放电。板层Ⅰ的神经元发出纤维参与组成脊髓丘脑束。

板层Ⅱ，占据后角头的大部分，此层不含有纤维，以葡鞘染色，不着色，呈胶状质样，故称胶状质（sub- stantia gelatinosa）。板层Ⅱ分内侧部和外侧部，外部细胞对伤害性刺激起反应，而内侧部细胞对非伤害性刺激起反应。板层Ⅱ的外侧部接受后根外侧部传入纤维侧支及脑干下行的抑制纤维，发出纤维主要参与组成 Lissauer's束，在周围白质中上、下行若干节段，与相邻节段的Ⅰ～Ⅳ板层神经元构成突触。此层对分析 、加工脊髓的感觉信息特别是痛觉信息起重要作用。部分板层Ⅱ的细胞被非伤害刺激所抑制，部分被伤害性刺激所抑制;一些细胞被伤害性刺激所激活，一些被非伤害性刺激所激活。板层Ⅱ的其他一些细胞起着升高和降低刺激阈值的作用。


板层Ⅲ、Ⅳ内有较大的细胞群称为后角固有核。其传入纤维主要是低阈值机械-伤害感受器，部分来自于广动力范围神经元;其传出纤维参与组成上行传导束。
板层V为后角颈，其传入纤维除了来自于脑干下行传导纤维和其他板层发出的神经元间的联系纤维，还接受来自内脏、肌肉和皮肤的伤害性刺激的传入纤维。


板层M为后角基底部，颈髓和腰骶髓节段的板层Ⅵ较为明显。板层V的细胞接受肢体肌肉组织和皮肤组织的传入信息。


板层Ⅰ、Ⅱ、V被认为是伤害感受信息处理的重要结构。伤害感受信息处理，尤其是内脏伤害感受信息处理的另一重要区域是板层X，即中央管周围灰质。该层围绕脊髓中央管，其中很多神经元接受来自内脏的神经传入，该层内也能发现脊髓丘脑投射的神经元。


根据接受伤害性刺激传入纤维和非伤害性刺激传入纤维数量的不同，脊髓伤害感受刺激神经元可分为'伤害感受刺激-特异性神经元'和'广动力范围神经元'。广动力范围神经元对非伤害性刺激和伤害性刺激均起反应，而伤害感受刺激-特异性神经元只对伤害性刺激起反应。伤害感受刺激-特异性神经元多见于板层Ⅰ，而广动力范围神经元更多见于板层V。


伤害感受信息传递的调节发生于整个中枢神经系统，但始于脊髓水平的调节。后角神经元对干伤害感受信息传递的调节是多方面的。例如，后角内广泛的神经元间的联系是 Melzack 和 Wall（1984）的门控理论（Gate Control Theory）的基础。下行系统的内啡肽能纤维抑制后角传递伤害性刺激的传入信息;下行系统的其他一些纤维可能促进伤害性刺激的传递。广动力范围神经元间的联系亦能调节其接受伤害性刺激的传入信息。另外，板层Ⅱ的内侧部能抑制其他神经元接受伤害性刺激。


脊髓水平的突触联系并不是静止的。伤害感受刺激的传入信息激活可以促进非伤害感受刺激传入信息向更高水平伤害感受神经元的突触传递。广动力范围神经元则具有容易出现中枢敏化的特点，对于伤害性刺激和非伤害性刺激均表现为过度的放电。慢性神经源性疼痛患者出现触诱发痛（allodynia）和痛觉过敏（hyperalgesia）的原因可以归因于广动力范围神经元的中枢敏化、突触可塑性的改变以及伤害感受性神经元向丘脑发放冲动增加。初级传入神经元合成大量的化学物质，这些化学物质作为伤害感受性刺激突触传递的调节剂。这些化学物质称为神经递质（neuro-transmiter），包括兴奋性氨基酸（谷氨酸和天冬氨酸），核苷酸（ATP）和一系列的神经肽，如P 物质、生长抑素、胆囊收缩素、降钙素基因相关肽、铃蟾肽（蛙皮素）、血管活性肠多肽、促生长激素神经肽，血管加压素、催产素，强啡肽，脑啡肽、促肾上腺皮质激素释放因子、神经激肽 A、神经肽 Y。谷氨酸和 ATP 主要是介导突触的快速兴奋，而神经肽（如 P物质）则介导突触的慢活动。