第十一章_痛觉

1、 1.概念：痛感觉阈、痛反应阈、伤害性概念：痛感觉阈、痛反应阈、伤害性 感受器、广动力型神经元感受器、广动力型神经元 2.疼痛的分类疼痛的分类 3.闸门控制学说闸门控制学说 4.痛觉下行抑制系统的组成痛觉下行抑制系统的组成 2 一、疼痛的概念一、疼痛的概念(pain) 疼痛包括痛感觉和痛反应。疼痛包括痛感觉和痛反应。 痛感觉痛感觉: 是伤害性刺激是伤害性刺激(nociceptive stimulation) 作用于机体所引起的主观知觉的反应。作用于机体所引起的主观知觉的反应。 3 痛反应痛反应: 是机体对伤害性刺激的反应是机体对伤害性刺激的反应。 包括包括: (a)躯体运动性反应躯体运动性反应

2、(e.g. 屈肌反射、甩头、屈肌反射、甩头、 甩尾、嘶叫等甩尾、嘶叫等) (b)内脏植物性反应内脏植物性反应 (e.g.出汗、心跳加剧、出汗、心跳加剧、 血压升高、呼吸深而慢等血压升高、呼吸深而慢等) (c)情感反应情感反应(e.g. 恐惧、惊慌等恐惧、惊慌等) 4 二、疼痛的分类二、疼痛的分类 1.按性质分为三类：按性质分为三类： 性质性质 纤维纤维 疼痛特点疼痛特点 刺痛刺痛 A 感觉清晰、尖锐、定位明确，迅速发感觉清晰、尖锐、定位明确，迅速发 (快痛、第一痛快痛、第一痛) 生迅速消失，情绪变化不明显生迅速消失，情绪变化不明显 灼痛灼痛 C 感觉相对缓慢形成，定位不明确，呈感觉相对缓慢形成

3、，定位不明确，呈 (慢痛、第二痛慢痛、第二痛) 烧灼痛，伴有植物神经系统反应烧灼痛，伴有植物神经系统反应 钝痛钝痛 A和和 C 痛持续而固定，定位差，有明显的情痛持续而固定，定位差，有明显的情 (酸痛、涨痛、绞痛酸痛、涨痛、绞痛) 绪变化和内脏及躯体反应绪变化和内脏及躯体反应 5 6 神经纤维的分类（根据传导速度和动作电位的特点）神经纤维的分类（根据传导速度和动作电位的特点） 纤维分类纤维分类 A 类（有髓纤维）类（有髓纤维） B类类 （有髓纤（有髓纤 维）维） C类（无髓纤维）类（无髓纤维） AAAAsCdrC 来源 初级肌梭 传入纤维 和支配梭 外肌的传 出纤维 皮肤的触 压觉传入 纤维

4、支配梭内 肌的传出 纤维 皮肤痛温 觉传入纤 维 自主神经 节前纤维 自主神经 节后纤维 后根中传 导痛觉的 传入纤维 纤维直径(m)13228134814130.31.30.41.2 传导速度(m/s)701203070153012303150.72.30.62.0 锋电位持续时间(ms)0.40.51.22.0 负 后 电 位 % 锋电位 高度 35无35无 持续时间 (ms) 1220-5080- 正 后 电 位 % 锋电位 高度 0.21.54.01.51030 持续时间 (ms) 406010030030040075100 7 First and second pain 8 Spin

5、al connections of nociceptive axons 2.按照疼痛的原因分为三类：按照疼痛的原因分为三类： 外周性痛：躯体痛、内脏痛外周性痛：躯体痛、内脏痛 中枢性疼痛：丘脑综合症中枢性疼痛：丘脑综合症 心因性疼痛：癔病性疼痛心因性疼痛：癔病性疼痛 9 三、内脏痛三、内脏痛(visceral pain)的特点的特点 痛定位不清，伴有明显的皮肤血管收缩，痛定位不清，伴有明显的皮肤血管收缩， 出汗，心动加快，血压升高等植物神经系统出汗，心动加快，血压升高等植物神经系统 的变化，情绪反应强烈。的变化，情绪反应强烈。 10 牵涉痛：牵涉痛： 由于内脏和皮肤信息传导的串线，导致内脏由于

6、内脏和皮肤信息传导的串线，导致内脏 痛觉感受器的活动被感知为皮肤痛。痛觉感受器的活动被感知为皮肤痛。 如：如： 心绞痛：胸壁上方和左臂的疼痛心绞痛：胸壁上方和左臂的疼痛 阑尾炎早期：脐周腹壁阑尾炎早期：脐周腹壁 11 12 13 The convergence of nociceptor input from the viscera and skin 四、痛阈四、痛阈(Pain threshold) 痛感觉阈痛感觉阈(Pain sensation threshold) 是受试者用语言报告有痛觉时所受到的最小刺是受试者用语言报告有痛觉时所受到的最小刺 激量。激量。 痛反应阈痛反应阈(Pain r

7、eaction threshold) 指引起躯体反射指引起躯体反射(屈肌反射、甩头、甩尾、嘶屈肌反射、甩头、甩尾、嘶 叫等叫等)和内脏反应和内脏反应(血压、脉搏、瞳孔、血管容血压、脉搏、瞳孔、血管容 积、皮肤电反射、皮肤温度、呼吸等变化积、皮肤电反射、皮肤温度、呼吸等变化)所所 需的最小伤害性刺激量。需的最小伤害性刺激量。 14 1.直接从损伤细胞中溢出：直接从损伤细胞中溢出：K +、 、H +、 、5-HT、Ach、 histamine等等 2.由损伤细胞释放出有关的酶，然后在局部合成产生由损伤细胞释放出有关的酶，然后在局部合成产生(缓缓 激肽激肽)，或通过白细胞游走带入到损伤区的物质或通过

8、白细胞游走带入到损伤区的物质(前列腺前列腺 素、白三烯素、白三烯)等等 3.由伤害性感受器本身合成释放：由伤害性感受器本身合成释放：substance P 4.神经细胞及免疫细胞释放的细胞因子：神经细胞及免疫细胞释放的细胞因子：EGF, IL-1, IL-8, TNF- 15 16 Peripheral chemical mediators of pain and hyperalgesia 伤害性感受器伤害性感受器(nociceptor)： 背根神经节和三叉神经节中感受和传递伤害性冲背根神经节和三叉神经节中感受和传递伤害性冲 动的初级感觉神经元的外周部分，是没有特化的游离动的初级感觉神经元的外

9、周部分，是没有特化的游离 神经末梢，广泛分布在皮肤、肌肉、关节和内脏器官。神经末梢，广泛分布在皮肤、肌肉、关节和内脏器官。 高阈机械痛感受器高阈机械痛感受器(HTM, high threshold mechano-receptor)； 多觉型痛感受器多觉型痛感受器(PMN, polymodal nociceptor) 痛觉过敏痛觉过敏(hyperalgesia)： 反复的伤害性刺激反复的伤害性刺激皮肤感受器的阈值皮肤感受器的阈值 17 特特 征征HTMPMN 神经纤维类别神经纤维类别 伤害性机械性刺激伤害性机械性刺激 热伤害性刺激热伤害性刺激 化学性刺激化学性刺激 感受野感受野 兴奋阈值兴奋阈

10、值 A + - - 大而散在大而散在 高高 C、A + + + 小而局限小而局限 低低 18 直接作用：直接作用： 损伤组织释放的损伤组织释放的K+和合成的缓激肽直接兴奋伤害和合成的缓激肽直接兴奋伤害 性感受器的末梢性感受器的末梢 间接作用：间接作用： a. SP通过引起血管舒张和组织水肿，增加致痛物质通过引起血管舒张和组织水肿，增加致痛物质 的积累的积累 b. SP促使其他致痛物质促使其他致痛物质(HA, 5-HT)的合成释放，产的合成释放，产 生协同作用生协同作用 持续作用：持续作用： HA, 5-HT的胞外浓度升高，导致在伤害性刺激停的胞外浓度升高，导致在伤害性刺激停 止后的持续疼痛和痛

11、觉过敏。止后的持续疼痛和痛觉过敏。 19 20 Influence of inflammatory mediators upon the activity of a “c-fiber” nociceptor following injury. 21 缓激肽缓激肽B2受体激活后的胞内受体激活后的胞内 第二信使系统第二信使系统 A 和和C伤害性感受器的传入纤维由背根进入背角伤害性感受器的传入纤维由背根进入背角 A 传入纤维终止在背角传入纤维终止在背角I、V、X层层 C传入纤维终止在背角传入纤维终止在背角II层层 传递非伤害性信息的传递非伤害性信息的A 传入纤维终止在传入纤维终止在III V层层 2

12、2 23 主要分布在背角主要分布在背角I和和V层，层，仅对伤害性机仅对伤害性机 械刺激起反应，对痛觉的空间定位和感觉性质械刺激起反应，对痛觉的空间定位和感觉性质 的分辨中起主导作用。的分辨中起主导作用。 广泛分布在广泛分布在-层，第层，第V层最集中，层最集中，对对 伤害性和非伤害性刺激均起反应，对疼痛的强伤害性和非伤害性刺激均起反应，对疼痛的强 度敏感。度敏感。 24 广动力型神经元广动力型神经元(wide-dynamic-range neuron)： 主要存在于脊髓的第主要存在于脊髓的第层，对非伤害性刺激层，对非伤害性刺激 (nonnoxious stimulation)如触压觉、温度觉和伤

13、如触压觉、温度觉和伤 害性刺激害性刺激(noxious stimulation)均发生反应，且对均发生反应，且对 伤害性刺伤害性刺激的反应具有高频持续放电的特殊形式。激的反应具有高频持续放电的特殊形式。 伤害性传入神经纤维的伤害性传入神经纤维的神经递质：神经递质： p谷氨酸谷氨酸(glutamate) pP-物质物质(substance P) 25 26 Immunocytochemical localization of substance P in the spinal cord 27 P物质作为伤害性信息传递信使的条件物质作为伤害性信息传递信使的条件 (1)突触前神经元含突触前神经元含P

14、物质物质 小的背根神经节细胞是伤害性感受器，其中小的背根神经节细胞是伤害性感受器，其中 20%含有含有P物质物质 P物质及谷氨酸共存于终止在物质及谷氨酸共存于终止在II层的同一层的同一C纤纤 维初级传入末梢中维初级传入末梢中 (2)储存：储存：P物质储存在大的致密囊泡中物质储存在大的致密囊泡中 (3)伤害性刺激可引起伤害性刺激可引起P物质在脊髓的释放物质在脊髓的释放 (4)P物质及其受体拮抗剂可影响脊髓伤害性信息物质及其受体拮抗剂可影响脊髓伤害性信息 的传递的传递 兴奋性氨基酸作为伤害性信息传递信使的条件兴奋性氨基酸作为伤害性信息传递信使的条件 (1) 突触前神经元含谷氨酸突触前神经元含谷氨酸

15、 小的背根神经节细胞中小的背根神经节细胞中70%含有谷氨酸。含有谷氨酸。 谷氨酸在谷氨酸在A 、A 和和C纤维末梢中均存在。纤维末梢中均存在。 (2)储存：谷氨酸储存在小清亮囊泡中储存：谷氨酸储存在小清亮囊泡中 (3)释放：伤害性刺激及致痛物质可引起谷氨酸的释放：伤害性刺激及致痛物质可引起谷氨酸的 释放。释放。 (4)谷氨酸受体激动剂及拮抗剂均可影响伤害性信谷氨酸受体激动剂及拮抗剂均可影响伤害性信 息的传递。息的传递。 28 29 Glutamate release from C-fiber (lamina) Postsynaptic NMDA receptor Substance P rel

16、ease from C-fiber Enhance and prolong the actions of glutamate Distinct Physiological Actions on Postsynaptic Neurons Postsynaptic non-NMDA receptor Short term, skin pain Long term, joint and muscle pain 30 VR1=Vanilloid (heat) receptor (now called TRPV1) P2X3 = Purine (chemical) receptor, sensitive

17、 to ATP mDEG/BNaC=Degenerin/epithelial (mechanical) sodium channel A纤维纤维 层中的伤害感受神经元层中的伤害感受神经元 运动神经元运动神经元 C 纤维纤维 层中的中间神经元层中的中间神经元 A纤维纤维, 层中的非伤害感受神经元层中的非伤害感受神经元 层中的层中的广动力型神经元广动力型神经元 脑干和丘脑脑干和丘脑 31 （一）躯干、四肢的痛觉通路：（一）躯干、四肢的痛觉通路： 脊髓丘脑束脊髓丘脑束(spinothalamic tract): 传递快痛传递快痛; 脊髓网状束脊髓网状束(spinoreticular tract):

18、传递慢痛伴随传递慢痛伴随 情绪反应和内脏反应；情绪反应和内脏反应； 背索背索-内侧丘系内侧丘系(dorsal column-medial lemniscus pathway)：痛觉的中枢整合：痛觉的中枢整合; （二）头面部的痛觉通路：（二）头面部的痛觉通路： 三叉神经痛觉通路三叉神经痛觉通路 32 33 The spinothalamic pathway 34 An overview of the two major ascending pathways of somatic sensation 35 The trigeminal nerve pathway 交感神经：大部分腹、盆部器官的内脏

19、痛交感神经：大部分腹、盆部器官的内脏痛 副交感神经：膀胱颈、前列腺、尿道、子宫的疼痛副交感神经：膀胱颈、前列腺、尿道、子宫的疼痛 脊髓后角脊髓后角 脊髓前外侧索脊髓前外侧索丘脑丘脑VPM 大脑皮质大脑皮质 面、舌咽、迷走神经传入的痛冲动面、舌咽、迷走神经传入的痛冲动延髓孤束核延髓孤束核丘脑、丘脑、 下丘脑下丘脑 内脏痛觉传入内脏痛觉传入脊髓脊髓固有束固有束经灰质后联合交叉到对侧经灰质后联合交叉到对侧 网状结构网状结构丘脑髓板内核群和下丘脑丘脑髓板内核群和下丘脑大脑皮质和边缘大脑皮质和边缘 系统系统 36 一、在脊髓水平调制疼痛的一、在脊髓水平调制疼痛的“闸门控制学说闸门控制学说” (gate

20、control theory) 传递伤害性感受的传递伤害性感受的神经纤维和神经纤维和传递传递非非伤害性伤害性 感受的感受的神经纤维功能活性的平衡可以调制痛觉。神经纤维功能活性的平衡可以调制痛觉。 37 “闸门系统闸门系统” 包括包括: 闸门控制系统闸门控制系统(gate control system) 中枢控制系统中枢控制系统(central control system)或意识或意识 控制控制(consciousness control) 作用系统作用系统(action system) 38 T cells （ 或或层）脊髓后角中传递痛觉信层）脊髓后角中传递痛觉信 息的第一级细胞；息的第一级

21、细胞； SG cells (substantia gelatinosa) （层）是层）是T cell的突触前抑制神经元的突触前抑制神经元（闸门开关）（闸门开关）； L 大直径神经纤维，即大直径神经纤维，即nonnociceptive A fiber； S 小直径神经纤维，即小直径神经纤维，即nociceptive A and C fiber； 39 T cells 接受来自接受来自L纤维和纤维和S 纤维所传导的兴纤维所传导的兴 奋性信号；奋性信号； L纤维通过激活纤维通过激活层中抑制性层中抑制性SG从而抑制从而抑制T cells产生兴奋性动作电位；产生兴奋性动作电位； S纤维兴奋纤维兴奋T c

22、ells，但是抑制，但是抑制层中的抑制层中的抑制 性性SG 放电；放电； 40 非伤害性刺激传入脊髓可使痛反应和痛感觉非伤害性刺激传入脊髓可使痛反应和痛感觉 的产生减弱或消失，使的产生减弱或消失，使“闸门闸门”关闭；关闭； 伤害性刺激输入使伤害性刺激输入使“闸门闸门”打开，当传入的打开，当传入的 兴奋信号超过兴奋信号超过T cells的阈值时，作用系统将的阈值时，作用系统将 产生痛感觉和痛反应；产生痛感觉和痛反应； L纤维传导的非伤害性刺激信号经后束内侧纤维传导的非伤害性刺激信号经后束内侧 丘系传递入脑；意识控制系统可以调节闸门丘系传递入脑；意识控制系统可以调节闸门 “open” 或或 “cl

23、ose”。 41 42 Melzack and Walls gate theory of pain (一一)下行抑制系统下行抑制系统(descending inhibitory system) 中脑导水管周围灰质中脑导水管周围灰质(periaqueductal gray matter, PAG)：阿片样物质、内啡肽：阿片样物质、内啡肽 延髓头端腹内侧网状结构延髓头端腹内侧网状结构(rostroventral medulla, RVM):5-HT (a)中缝大核中缝大核 (nucleus raphe-magnus, NRM) (b)中缝旁核中缝旁核(para-raphe nucleus) (二二

24、)下行易化系统下行易化系统(descending facilitative system) 43 44 刺激刺激PAG对脊髓背角神经元的伤害性反应的抑制作用对脊髓背角神经元的伤害性反应的抑制作用 (A) 伤害性皮肤热刺激引起脊髓背角神经元放电频率变化的直方图记录；伤害性皮肤热刺激引起脊髓背角神经元放电频率变化的直方图记录； (B) 不同温度刺激下脊髓背角神经元的放电频率变化不同温度刺激下脊髓背角神经元的放电频率变化 45 Descending pain-control pathways 存在于存在于PAG和和RVM的痛觉调制神经元：的痛觉调制神经元： p启动神经元启动神经元(on-cell)：

25、在机体痛反应出现前，在机体痛反应出现前， 神经元的放电突然增加，增强伤害性信息的传神经元的放电突然增加，增强伤害性信息的传 递。递。 p停止神经元停止神经元(off-cell)：在痛反应终止前数百毫在痛反应终止前数百毫 秒，该神经元的放电突然停止。它既兴奋其它秒，该神经元的放电突然停止。它既兴奋其它 的的“停止停止”神经元，又抑制神经元，又抑制“启动启动”神经元的神经元的 活动，阻抑伤害性信息的传递。活动，阻抑伤害性信息的传递。 46 47 (二二)下行易化系统下行易化系统(descending facilitative system) 构成：和下行抑制系统相同；构成：和下行抑制系统相同； 兴

26、奋阈值：低强度刺激；兴奋阈值：低强度刺激； 传导通路：腹外侧索及腹侧索传导通路：腹外侧索及腹侧索 对脊髓背角的影响：降低痛觉阈值；对脊髓背角的影响：降低痛觉阈值； (一一)丘脑丘脑 腹侧核群：腹侧核群：VPL and VPM; 髓板内核群：髓板内核群：CM, CL and Pf; 丘脑后核：丘脑后核：PO; (二二)边缘系统和基底神经节边缘系统和基底神经节(Limbic system and basal nucleus) 扣带回、海马、下丘脑扣带回、海马、下丘脑 尾核头部背外侧部浅层尾核头部背外侧部浅层 (三三)大脑皮质大脑皮质 48 49 Somatic sensory nuclei of

27、the thalamus 50 伤害性刺激伤害性刺激致痛物质释放致痛物质释放伤害性感受器伤害性感受器将化将化 学信号转变为电信号学信号转变为电信号传入神经传入神经(A 和和C纤维纤维) 释释 放痛信号传递物质放痛信号传递物质(P物质，谷氨酸物质，谷氨酸) 脊髓特异性及脊髓特异性及 非特异性伤害性神经元非特异性伤害性神经元伤害性信息伤害性信息脊髓各种传脊髓各种传 导束导束丘脑丘脑大脑皮层感觉区大脑皮层感觉区痛觉痛觉 (1)阻断痛觉冲动的产生、疼痛的传递和感知阻断痛觉冲动的产生、疼痛的传递和感知 (2)激发体内痛觉调制系统的活动激发体内痛觉调制系统的活动 51 (1)局麻药局麻药：应用于神经末梢和

28、神经干，阻滞神经冲：应用于神经末梢和神经干，阻滞神经冲 动的传导，阻断恶性循环动的传导，阻断恶性循环(疼痛疼痛紧张或小血管平滑紧张或小血管平滑 肌痉挛肌痉挛疼痛加剧疼痛加剧)，改善微循环及抗炎症作用，改善微循环及抗炎症作用 药物：普鲁卡因、利多卡因及迪卡因药物：普鲁卡因、利多卡因及迪卡因 周围神经阻滞周围神经阻滞 交感神经阻滞交感神经阻滞 椎管内阻滞椎管内阻滞 52 非麻醉性镇痛药解热镇痛药非麻醉性镇痛药解热镇痛药 代表性药物：阿斯匹林、非那西丁、保泰松、消炎代表性药物：阿斯匹林、非那西丁、保泰松、消炎 痛、布洛芬痛、布洛芬 作用：解热镇痛，大多有抗炎抗风湿作用。为外周作用：解热镇痛，大多有抗炎抗风湿作用。为外周 作用，中等程度的镇痛。作用，中等程度的镇痛。