闸门理论如何解释疼痛

疼痛（Pain）是现代科学研究前沿之一它涉及到神经生物、生理、生化、病理学、药理学、骨科、神经科学、心理学、伦理学等基础和临床学科。

心理学家Melzack和生理学家Wail推出“疼痛问题是头等重要的诸多问题，几乎没有什么问题像除疼痛和痛苦那样值得人们的去奋斗了”。

疼痛是机体受到伤害性刺激时产生的一种复杂的感觉，是许多疾病的一个多发病症。据统计，每三个就医病人中，就有两个有疼痛病症。我们知道痛是一种自身保护机制，但过度的痛反应能使机体产生一系列生理病理反应，重者甚至导致休克、死亡，大多数影响我们的生活。

国际疼痛学会(International Associationforthe Studyof Pain，IASP)指出，疼痛是“与组织损伤或潜在的组织损伤相关的不愉快的主观感觉和情感体验”(Merskey&Bogduk，1994)。疼痛对个体的身心健康有极为重要的意义。

近年许多临床学家更注意到，疼痛的产生并不一定伴随有身体部分的病灶。

01特异学说

1895年Von Frey率先提出了疼痛产生特殊的疼痛感受器，通过感觉神经的特殊传导通路，将冲动直接传至特殊的中枢结构．并作出反应。

在继承前人疼痛观念(特殊神经能观念，直通疼痛观念等)的基础上，继先驱的解剖学家对、热、触觉特殊感受器发现之后，大胆地提出了疼痛也有感受器，那就是分布全身各处的游离神经末梢的假说。

02型式学说

十九世纪后期，由Goldscheider提出，其主要论点是：产生疼痛的神经冲动具有特殊的型式。简言之，痛觉就是一种继续反应，从触、痒、烧灼等逐步地增强感受器的激活强度便可产生痛。此学说后被发展为三种观点:

①周围型式学说；②中枢整合学说；③感觉交叉反应学说。

虽然以上的假说都有自身不同的缺陷，但前人的假说成就了后来的我们，疼痛一直是医学研究中极其活跃的领域20世纪以来，对于痛本质的研究得以长足的进展。

03.疼痛产生有闸门控制通道的开关——闸门控制学说

1965年Melzack和Wall对原有疼痛机理提出了强有力的挑战。他们总结过去特异性学说，型式学说和情感学说的基础,结合自神经电刺激研究和疱疹性神经痛的临床观察。综合形成了自己的学说——闸门控制学说(the gate control theory of pain)。

闸门控制学说的科学性和合理性已经成为最认可的一种疼痛产生机制，但是对于疼痛来说这并不代表已经完整解释。

“闸门控制”学说，刺激皮肤发生的传入神经冲动进入脊髓后有三个作用系统：

①闸门控制系统；

②中枢控制系统；

③作用系统。

将脊髓后角中传递痛觉信息的第一级中枢传递细胞称为T细胞，闸门控制系统调制着外周传入冲动至T细胞的传递，一旦T细胞的活动达到或超过一个临界水平时，便激活了作用系统，由此产生痛觉和一系列复杂的痛反应。外周传入冲动还可通过后索上传到高级的中枢控制系统，再反过来控制闸门控制系统。在该系统中，后角中的胶质区细胞（SG）是闸门控制系统的关键。但它能以突触前抑制的方式来调节T细胞的放电学说也引起不少争论。

后来作者一再进行了修改：①伤害性的信息可由只对伤害性刺激起反应的Aδ和C纤维传递；

②在脊髓和三叉神经核中被伤害性信号所兴奋的神经元，能被非痛觉信号所易化或抑制；

③这些神经元也可受脑的下行控制系统所影响。

因此，中枢通过一个受闸门控制的系统来接受有关伤害性的信息，该系统受三方面的影响，即伤害性信号、其他传入信号和下行控制。另外，SG细胞对T细胞的突触后抑制作用也是存在的。

闸门控制学说把来自外周和中枢的冲动对痛觉传递的调制和痛觉传递本身结合在一起进行综合考虑。换言之，伤害性刺激经外周感觉神经传人有三个系统：后角神经胶质细胞区（ＳＧ细胞）、一级中枢传递细胞间细胞和后柱纤维。Ａ（类（粗）纤维和Ｃ类（细）纤维的传导均能激活Ｔ细胞，但同时又与后角胶质细胞临Ｇ细胞）形成突触联系，当Ａ（类纤维的传导兴奋ＳＧ细胞时，该细胞释放抑制性化学递质，迅速使Ｔ细胞停止施电，形成关闭闸门效应，使疼痛性神经冲动不易通过，故可抑制疼痛；而Ｃ类纤维传导时则抑制ＳＧ细胞，使Ｔ细胞继续放电，形成开放闸门效应，使疼痛性神经冲动通过而产生痛觉（慢痛）。此外人类纤维开始将疼痛传导时，已经后纤维向高位中枢传人（快痛），脑干调控机制的下行控制系统又起关闭闸门效应。

闸门控制的核心部位在脊髓的胶质区，它可被粗纤维的传人活动兴奋，并产生负的背根电位。胶质细胞（SG细胞）的兴奋可抑制向脊髓上高位中枢传递信息的传人活动不能兴奋Ｔ细胞，从而关闭闸门，使来自相同或相邻节段的由细纤维传递伤害性信息的传人活动不能兴奋Ｔ细胞，阻断伤害信息向脑中枢的传递，而发挥镇痛功能。

另外，来自脑干（如脑室导水管周围灰质和中缝大核等）的传人纤维到Ｔ细胞的冲动传递，具有强力的下行抑制作用，而且主要是抑制组织损伤的伤害性刺激发的传入冲动，这种下行抑制可能也是胶质区中的抑制神经元作为中介。这些因素构成了闸门控制系统的神经学基础。

特异性学说提出的“labeled line - 疼痛专用通路”虽然部分得到证实，但由于脊髓后角广动力神经元（WDR）的客观存在，特异性学说的中枢特异性仍然受到质疑。闸门控制学说提出的中枢调制网络仍然是一个未解之谜。由于方法学的限制，在闸门控制学说提出后的40年里，疼痛信息的中枢传递及调控网络研究进展缓慢。

Edward Perl证实Nociceptor的客观存在以后，以EdwardPerl为代表的“特异性学派”和以Wall为代表的“闸门控制学派”之间开始了长达近50年的学术争论。Mendell（闸门控制学说创始人Wall的学生）在最近发表的一篇综述里对闸门控制学说形成过程做了简要回顾。临床上很多神经病理性疼痛患者的皮肤存在敏化现象，即痛觉超敏（Allodynia），如轻轻刺激带状疱疹患者的病变区域可以引起剧烈的疼痛。Noordenbos应用早期的形态学方法，发现支配该病变区域的粗纤维数量明显减少，由此提出了粗纤维和细纤维传入信息之间的平衡决定刺激引起的疼痛强度，任何减弱细纤维传入和（或）加强粗纤维传入的措施均有助于治疗或缓解疼痛。Frank和Fuortes发现了粗纤维可以对传递到运动神经元的信息进行突触前抑制的现象。

特异性学说和闸门控制学说都不能充分地反映疼痛传递与调制系统的复杂性。例如，特异性学说只关注于急性痛，却不能解释持续性疼痛或者疼痛迁延化的机制。目前认为持续性疼痛或慢性疼痛与外周和中枢神经元，胶质细胞都存在可塑性（plasticity）有关，而痛觉传递系统可塑性概念的Woolf（也是Wall 的学生）认为特异性学说更适合解释正常生理状态下伤害性感受器在伤害性信息传递过程中的作用。而闸门控制学说更适合解释病理状态下中枢痛觉调制过程的可塑性变化。Allan Basbaum（也是Wall的学生）在最近的一篇综述里甚至提出将专有通路概念（labeled lines）融入闸门控制学说形成“当代闸门控制学说-acontemporaryview of Gate Control Theory”。相信随着技术的进步和研究的深入，我们对疼痛感知以及痛觉传递与调制通路的结构和功能必将有更深入的了解，并帮助我们不断完善现有的假说，直至提出新的假说。

闸门理论也是所有手法治疗的理论依据之一。