第十一章-痛觉

CHAPTER11:PAIN1.概念：痛感觉阈、痛反应阈、伤害性感受器、广动力型神经元2.疼痛的分类3.闸门控制学说4.痛觉下行抑制系统的组成2一、疼痛的概念(pain)疼痛包括痛感觉和痛反应。痛感觉:是伤害性刺激(nociceptivestimulation)作用于机体所引起的主观知觉的反应。3痛反应:是机体对伤害性刺激的反应。包括:(a)躯体运动性反应(e.g.屈肌反射、甩头、甩尾、嘶叫等)(b)内脏植物性反应(e.g.出汗、心跳加剧、血压升高、呼吸深而慢等)(c)情感反应(e.g.恐惧、惊慌等)4二、疼痛的分类1.按性质分为三类：性质纤维疼痛特点刺痛Aδ感觉清晰、尖锐、定位明确，迅速发(快痛、第一痛)生迅速消失，情绪变化不明显灼痛C感觉相对缓慢形成，定位不明确，呈(慢痛、第二痛)烧灼痛，伴有植物神经系统反应钝痛Aδ和C痛持续而固定，定位差，有明显的情(酸痛、涨痛、绞痛)绪变化和内脏及躯体反应56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A类（有髓纤维）B类（有髓纤维）C类（无髓纤维）AαAβAγAδsCdrC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(μm)13～228～134～81～41～30.3～1.30.4～1.2传导速度(m/s)70～12030～7015～3012～303～150.7～2.30.6～2.0锋电位持续时间(ms)0.4～0.51.22.0负后电位%锋电位高度3～5无3～5无持续时间(ms)12～20-50～80-正后电位%锋电位高度0.21.5～4.01.510～30持续时间(ms)40～60100～300300～40075～1007Firstandsecondpain8Spinalconnectionsofnociceptiveaxons2.按照疼痛的原因分为三类：①外周性痛：躯体痛、内脏痛②中枢性疼痛：丘脑综合症③心因性疼痛：癔病性疼痛9三、内脏痛(visceralpain)的特点痛定位不清，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的变化，情绪反应强烈。10牵涉痛：由于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。如：心绞痛：胸壁上方和左臂的疼痛阑尾炎早期：脐周腹壁111213Theconvergenceofnociceptorinputfromthevisceraandskin四、痛阈(Painthreshold)①痛感觉阈(Painsensationthreshold)是受试者用语言报告有痛觉时所受到的最小刺激量。②痛反应阈(Painreactionthreshold)指引起躯体反射(屈肌反射、甩头、甩尾、嘶叫等)和内脏反应(血压、脉搏、瞳孔、血管容积、皮肤电反射、皮肤温度、呼吸等变化)所需的最小伤害性刺激量。14内源性致痛因子包括:1.直接从损伤细胞中溢出：K+、H+、5-HT、Ach、histamine等2.由损伤细胞释放出有关的酶，然后在局部合成产生(缓激肽)，或通过白细胞游走带入到损伤区的物质(前列腺素、白三烯)等3.由伤害性感受器本身合成释放：substanceP4.神经细胞及免疫细胞释放的细胞因子：EGF,IL-1,IL-8,TNF-15一、伤害性感受器和传入神经纤维16Peripheralchemicalmediatorsofpainandhyperalgesia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动的初级感觉神经元的外周部分，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。◇高阈机械痛感受器(HTM,highthresholdmechano-receptor)；◇多觉型痛感受器(PMN,polymodalnociceptor)痛觉过敏(hyperalgesia)：反复的伤害性刺激→皮肤感受器的阈值↓17特征HTMPMN神经纤维类别伤害性机械性刺激热伤害性刺激化学性刺激感受野兴奋阈值Aδ+--大而散在高C、Aδ+++小而局限低18致痛物质激活伤害性感受器的方式：①直接作用：损伤组织释放的K+和合成的缓激肽直接兴奋伤害性感受器的末梢②间接作用：a.SP通过引起血管舒张和组织水肿，增加致痛物质的积累b.SP促使其他致痛物质(HA,5-HT)的合成释放，产生协同作用③持续作用：HA,5-HT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觉过敏。1920Influenceofinflammatorymediatorsupontheactivityofa“c-fiber”nociceptorfollowinginjury.21缓激肽B2受体激活后的胞内第二信使系统脊髓背角是躯干、四肢痛觉信号处理的初级整合中枢A和C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I、V、X层C传入纤维终止在背角II层传递非伤害性信息的A传入纤维终止在IIIV层2223特异性伤害感受神经元(nociceptive-specificneuron)：主要分布在背角I和V层，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的分辨中起主导作用。非特异性伤害感受神经元(nonnociceptive-specificneuron)：广泛分布在Ⅳ-Ⅵ层，第V层最集中，对伤害性和非伤害性刺激均起反应，对疼痛的强度敏感。24广动力型神经元(wide-dynamic-rangeneuron)：主要存在于脊髓的第Ⅴ层，对非伤害性刺激(nonnoxiousstimulation)如触压觉、温度觉和伤害性刺激(noxiousstimulation)均发生反应，且对伤害性刺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神经递质：谷氨酸(glutamate)P-物质(substanceP)2526ImmunocytochemicallocalizationofsubstancePinthespinalcord27P物质作为伤害性信息传递信使的条件(1)突触前神经元含P物质①小的背根神经节细胞是伤害性感受器，其中20%含有P物质②P物质及谷氨酸共存于终止在II层的同一C纤维初级传入末梢中(2)储存：P物质储存在大的致密囊泡中(3)伤害性刺激可引起P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的传递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①小的背根神经节细胞中70%含有谷氨酸。②谷氨酸在A、A和C纤维末梢中均存在。(2)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。(4)谷氨酸受体激动剂及拮抗剂均可影响伤害性信息的传递。2829GlutamatereleasefromC-fiber(laminaⅡ)PostsynapticNMDAreceptorSubstancePreleasefromC-fiberEnhanceandprolongtheactionsofglutamateDistinctPhysiologicalActionsonPostsynapticNeuronsPostsynapticnon-NMDAreceptorShortterm,skinpainLongterm,jointandmusclepain30VR1=Vanilloid(heat)receptor(nowcalledTRPV1)P2X3=Purine(chemical)receptor,sensitivetoATPmDEG/BNaC=Degenerin/epithelial(mechanical)sodiumchannelAδ纤维→Ⅰ层中的伤害感受神经元↓运动神经元C纤维→Ⅱ层中的中间神经元Aβ纤维→Ⅲ,Ⅳ层中的非伤害感受神经元Ⅴ层中的广动力型神经元↓脑干和丘脑31（一）躯干、四肢的痛觉通路：□脊髓丘脑束(spinothalamictract):传递快痛;□脊髓网状束(spinoreticulartract):传递慢痛伴随情绪反应和内脏反应；□背索-内侧丘系(dorsalcolumn-mediallemniscuspathway)：痛觉的中枢整合;（二）头面部的痛觉通路：□三叉神经痛觉通路3233Thespinothalamicpathway34Anoverviewofthetwomajorascendingpathwaysofsomaticsensation35Thetrigeminalnervepathway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→脊髓后角→脊髓前外侧索→丘脑VPM→大脑皮质面、舌咽、迷走神经传入的痛冲动→延髓孤束核→丘脑、下丘脑内脏痛觉传入→脊髓固有束→经灰质后联合交叉到对侧网状结构→丘脑髓板内核群和下丘脑→大脑皮质和边缘系统36一、在脊髓水平调制疼痛的“闸门控制学说”(gatecontroltheory)传递伤害性感受的神经纤维和传递非伤害性感受的神经纤维功能活性的平衡可以调制痛觉。37⑴“闸门系统”包括:①闸门控制系统(gatecontrolsystem)②中枢控制系统(centralcontrolsystem)或意识控制(consciousnesscontrol)③作用系统(actionsystem)38⑵Tcells─（Ⅴ或Ⅰ层）脊髓后角中传递痛觉信息的第一级细胞；SGcells(substantiagelatinosa)─（Ⅱ层）是Tcell的突触前抑制神经元（闸门开关）；L─大直径神经纤维，即nonnociceptiveAβfiber；S─小直径神经纤维，即nociceptiveAδandCfiber；39①Tcells接受来自L纤维和S纤维所传导的兴奋性信号；②L纤维通过激活Ⅱ层中抑制性SG从而抑制Tcells产生兴奋性动作电位；③S纤维兴奋Tcells，但是抑制Ⅱ层中的抑制性SG放电；40④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“闸门”关闭；⑤伤害性刺激输入使“闸门”打开，当传入的兴奋信号超过Tcells的阈值时，作用系统将产生痛感觉和痛反应；⑥L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“open”或“close”。4142MelzackandWall'sgatetheoryofpain(一)下行抑制系统(descendinginhibitorysystem)①中脑导水管周围灰质(periaqueductalgraymatter,PAG)：阿片样物质、内啡肽②延髓头端腹内侧网状结构(rostroventralmedulla,RVM):5-HT(a)中缝大核(nucleusraphe-magnus,NRM)(b)中缝旁核(para-raphenucleus)(二)下行易化系统(descendingfacilitativesystem)4344刺激PAG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；(B)不同温度刺激下脊髓背角神经元的放电频率变化45Descendingpain-controlpathways存在于PAG和RVM的痛觉调制神经元：启动神经元(on-cell)：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递。停止神经元(off-cell)：在痛反应终止前数百毫秒，该神经元的放电突然停止。它既兴奋其它的“停止”神经元，又抑制“启动”神经元的活动，阻抑伤害性信息的传递。4647(二)下行易化系统(descendingfacilitativesystem)构成：和下行抑制系统相同；兴奋阈值：低强度刺激；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；(一)丘脑①腹侧核群：VPLandVPM;②髓板内核群：CM,CLandPf;③丘脑后核：PO;(二)边缘系