第2 章 疼痛的神经生物学机制

我们生活在个令人振奋的医学时代。随着人类基因组的即将破译，分子学的未来被寄予厚望，我们将通过它们与科学进行对话。我们已进入了一个新的纪元，疼痛医学中许多以前未知的东西通过科学途径也将逐渐明朗化。
本章将言简意赅地回顾一下与疼痛有关的神经生物学及神经解剖学机制，并月重点介绍其临床应用。我们将为疼痛临床医师在疼痛临沫实践中提供基础科学理论。更重要的是我们主要集中讨论药理学方法，有目的地用这些资料来引导临床治疗观念。在解释实际的治疗过程中，我们将适当涉及疼痛的分类学、药物药理学。当然，本章会有一些显然是繁杂冗长的内容，但这对于神经系统所具有的重复性特征以及提供给临床医生尽可能有效的强化学习工具，还是必要的。
从组织者的观点，我们将阐述· 个解剖学模式：首先从外周，即刺激和感受器水平开始，然后介绍中枢部分的脊髓。本章将在脊髓水平解释突触间的相

任作用，以及影响这个动力处理系统的治疗。我们将研究疼痛传递和调汽中主要的脑十结构，然后介绍大脑对中枢延髓下行系统在抑制外周伤害性刺激中所起的作用。我们也会同样解释内科医生是如何使用药物控制这个复杂的回路并加强内源性镇痛的。通过本章的介绍，将会提供给大家一个在不同神经解剖上的作用点的治疗选择。不论在什么情况下，找们都将会在不同的治疗之后尽力提供一个可被普遍接受的理论基础。
需要强调的是本章提出的治疗一段是多因素结合的结果。这包括从实践中得到的个人体验和指导方‘针。更需要重点强调的是选择合适的患者以及如何提供合理化、逻辑化的医疗保健，包括医疗保健系统中时间和资源上的价值。无论如何，我们要以循证医学为依托并民最重要的是体现出对患者最严格意义上的道德伦理上的关爱和职业标准的坚持。从一开始我们就努力在我们所理解的科学基础上，提出各种能够取得最佳效果的治疗方法。

急性和慢性疼痛

尽管本书的重点是慢性疼痛的治疗，但是我们觉得这些可使用的治疗有相书一部分也可应用于急性损伤中。另外，急性和慢性疼痛状态没必要一分

为二，它们可以相互共存或者代表疼痛状态的连续阶段。急性疼痛通常指那些持续时间短或者暂时性的疼痛，例如阑尾切除术后疼痛和非移位性胖骨折引起的骨痛。以卜的例户在损伤一开始，就会立即伴有疼痛。通常其原因是已知或可被理解的二疼痛总是局限于损伤的区域或者其周围区域。也许，最重要的是，随着时间延长，伤口充分愈合，创伤所伴随的痛觉可以自行消失。而相反的，在急性损伤过程或者愈合及修复的预期时间之后，慢性疼痛会持续存在。例如椎板切除或问盘切除术后持续的脊神经根性疼痛或者不可逆缺血下肢截除后的幻肢痛。我们认为慢性疼痛是一种病理过程，可以导致先前的损伤局部或创伤处的信号棍乱，慢性疼痛可持续或反复发作几个月甚至几年。

初级传入和外周刺激

不同的机械的、热的或化学的刺激可以引起疼痛。疼痛或伤害性信号被感受器和神经元传送至更高级的大脑中枢，这些感受器和神经元与传递非伤害性的躯体感觉信号的感受器和神经元不同。哺乳类动物的躯体感受系统由四组传人纤维组成，并根据它们的解剖、传导速率和对感觉方式的转换不同而进行区分（表2 一l ）。每组的刺激强度通常编码成传人纤维传导速率或频率、“频率编码”。

第l 组：粗的有髓鞘A 。纤维，其特化的末梢分布于肌梭、高尔基（肠lgi ）腿器官和关节中传递本体感觉。
第2 组：粗的有髓鞘邓纤维，具有特化的囊状的神经末梢，包括触觉小体（Me 跳．' 5 corpu 、les ）、环层小体（阮i 面’SC 呷。。cles ）、鲁菲尼小体（R 在rfini ' S Corpu 、，les ）和默克尔盘（Merkd ' Sdi 从。），以转换非伤害性或低阂值机械性刺激。邓纤维通常不参与将痛觉传递至中枢神经系统。然而，邓纤维的激活，可能也包括Aa ，已经成为经皮电刺激产生镇痛机制的一部分，这可以提示它们在疼痛信号处理中的地位。另外，越来越明确的是在慢性病理性疼痛状态下，这些纤维实际上通过采取与C 纤维近似的“表现型”参与厂疼痛的信号调节。这一特点非常重要，因为其至少可以间接影响到外周皮肤组织和肢体损伤的治疗。最后两组与本章有较大关联，它们代衷对实际或潜在的组织损伤产生反应的特殊感觉神经元：伤害性感受器。
第3 组：细的有髓鞘的中等直径的助纤维，具有游离的神经末梢，转换伤害性或高阂值的热、机械和化学性刺激。最后一组是无髓鞘、直径细的C 类纤维，也具有游离神经末梢，转换伤害性的热、机械和化学信号。另外，与粗的有髓鞘的纤维一样，其刺激强度通常是根据传人纤维冲动传导速度和频率而编码：“频率编码”。例如给予一定的热刺激，55 ℃ 时比47 ℃ 时可见到更高的冲动传导速度。疼痛内科药物治疗的基本目标是针对伤害性初级传人纤维肪与C 类纤维来实施的。尽管我们已集中探讨了

肪与C 类纤维对伤害性信号的传递，读者也应注意到舫和C 类纤维的亚单位，也是可分别转换非伤害性的冷和温觉信息的温度感受器。与前两组感受器不同，肪和C 纤维对感受区域内的刺激产生反应是以慢适应和刺激消退后的持续冲动这种特殊方式进行的。尽管这两组纤维对刺激的反应相似，但它们介导不同方面的痛觉。传导速度快的肪纤维介导第l 类疼痛或者称为细觉疼痛，具有良好的定位，常被描述为锐痛或刺痛。C 类纤维传导速度慢，介导第2 类疼痛，或者说特发性疼痛，于细觉疼痛后短暂发生，定位模糊或难以定位，被描述为灼痛或钝痛。
大部分肪和C 类伤害性感受器具有多形性，因此可以将不同形式的伤害性刺激转导成为动作电位。人类的伤害性热阐大约为45 ℃ 一47 ℃ ，并且受试者疼痛刺激的级别随着温度增高而呈线性增加，这选数据与猴子中同样温度刺激下C 纤维的反应相一致。
疼痛的化学介质数量巨大。这些介质来源于神经兀固有介质，包括不同的神经递质如5 一盯和P 物质，和神经系统固有的介质包括从炎症／免疫细胞和红细胞来源的物质，如从损伤组织释放的前列腺素、激肤、细胞因子、化学因了和ATP （表2 一2 ）。

来源嗜中性粒细胞琳巴细胞肥大细胞活化血小板肥大细胞巨嗜细胞浆细胞

细胞膜再合成感染

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