疼痛的全过程始终都处于机体自身的调控之中，在某种意义上是机体对伤害性刺激的防御机制或在一定范围内的代偿机制。自大脑皮质至脊髓各级中枢和每一个突触的传递均参与疼痛的调节活动，只是在范围和方式上有所不同。
第一节疼痛的下行控制系统及镇痛原理
50 年代发现了与痛有关的上行通路，在7o 年代揭示了下行控制系统的作用。在后10 年中发现了内啡肤和脑啡肤，其结果使我们对机体镇痛机制的认识比十年前所作的任何想象要深入得多。当时Hegh 州h （瑞典）、Kerr （澳大利亚）和M 哪卿n （美国）共同协作，揭示了网状结构的下行抑制功能。He 咖Irtb 和KeIT ( 1954 ）发现，刺激各种脑结构（包括网状结构、小脑和大脑皮层）可基本上消除腹外侧脊髓的诱发反应。其含义是清楚的：脑对脊髓背角的信息传递存在抑制作用。
一、相关形态学
与疼痛有关的皮质下结构主要指丘脑、下丘脑以及脑干的部分核团和神经元。
（一）脊髓
脊髓背角是痛觉传人的中继站，亦是疼痛调制的重要部位。Rexed 根据脊髓背角灰质细胞的大小、方向、分布等特点将脊髓背角分为6 层。与疼痛有关的神经元主要分布在一至五层。第一层细胞对肪和C 纤维的传人冲动起反应，尤其是对强的机械刺激以及伤害性刺激发生反应，存在着特异性痛敏神经元。位于背角深层的痛相关神经元，则往往对伤害性刺激和非伤害性刺激发生反应，即具有广动力范围的特性。后角细胞活动还受高位中枢的下行性调制，主要表现为下行抑制作用。
（二）脑干
经脊髓前外侧索上行的纤维部分终止在脑干网状结构。延髓网状结构中的巨细胞核和痛觉有密切关系。在不麻醉的猫，延髓网状结构内侧部大多数神经元对痛刺激起反应。在动脉注射缓激肤引起动物强烈疼痛反应时，许多网状巨细胞核中神经元就发生强烈兴奋。此外，从延髓内侧网状结构中有2 条和痛觉有关的下行抑制系：一是缝际脊髓系统。起自脑干缝际核群，尤其是中缝大核群，由5 一HT 能神经元组成，其轴突主要分布于同侧背角第一、二层等。另一是背侧网脊系统，它来自延髓腹内侧的缝际旁系统，所终止部位也与缝际脊髓系统相似，其神经介质不明，可能是去甲肾上腺素能纤维。上述2 条通常都通过背外侧索下行。中脑中央灰质是脑干的一个重要的痛觉调制结构，是旁中央上行系统的组成部分，脊丘束和脑干网状结构有许多纤维都投射于此。（三）丘脑
经脊髓前外侧索上行的痛觉信号与其他感觉一样，首先集中到丘脑，此处和痛觉有关的核团主要有3 群。
1 ．丘脑腹侧基底复合体（VB ）它包括腹后外侧核（VPL ）和腹后内侧核（vPM ）二部分。新脊丘束直接投射到VB 的胶质部，有人认为它主要投射到VPL ，并和痛觉的定位和分辨有关。
186 · 第二篇基础理论
2 ．后核群（PO ）即区的细胞大约60 ％对痛刺激起反应。刺激停止后有明显的后作用。刊区细胞感受野很大。其中有些细胞对电刺激牙髓亦起反应。静脉注射吗啡能抑制这种反应。由于旧脊丘束投射到扮，它与痛觉的关系就特别引人注目。
3 内侧核群前外侧索上行的大量无髓纤维终止在内侧核群，主要是束旁核（PF ）、中央外侧核( CL ）和中央中核（CM ）等。有人认为束旁核和中央外侧核只对伤害性刺激起反应，而吗啡能抑制这种反应。代记等发现CM 中有对伤害性刺激起反应的单位。刺激PF 核及附近能加剧患者痛觉症状，毁损此区可缓解疼痛。
（四）大脑皮质
大脑皮质是疼痛的感觉分辨和反应发动的高级中枢，疼痛过程涉及广泛的区域，同时疼痛冲动也必然进人意识领域，因此，形态学的定位带有实验性的色彩，而且对疼痛定位亦非特异。一般认为下列皮层参与疼痛的全过程。
1 ．第一感觉区（S 工），即中央后回的3 、1 、2 区，按人体的倒立投影分布，主要接受来自丘脑腹后核的投射纤维，为疼痛感觉分辨区，对体表的疼痛分辨更为明确。
2 ．第二感觉区（Sn ) ，即中央后回的最下部，中央前回与岛叶之间的区域，其人体投射呈横卧分布，前端为头面依次到尾端，主要接受由丘脑中转的旧脊丘束的投射，具有双侧性，与内脏疼痛有关。
3 ．第三感觉区（5111 ) ，即中央前回。该区为运动区，同时也接受丘脑的纤维投射，参与深感觉的分辨和疼痛反应活动。
4 ．边缘系统，包括扣带回、钩回、海马回以及边缘系统的有关结构，疼痛的过程与该区有密切关系，特别是内脏痛和心理疼痛。
疼痛在大脑皮质投射的范围，以躯体投射区最宽广，而内脏投射区狭小，疼痛的反应发动系统和疼痛的整合调控由广泛的皮质区共同参与相互作用，因此皮质区的分工和定位还是相对的。二、相关生理学
疼痛的传导、投射和调控方式酷似复杂的而幽深的迷宫，尽管随着研究的深人不断发现一些新境和通路，然而目前似乎仍没摆脱“迷津”的困扰。
（一）疼痛传导束的性能
传导疼痛的神经束也携带其他的感觉信号，其行走和投射并非直达和特异的限定形式。1 ．外侧传导系统包括新脊丘束、背索传导束和脊髓束。它们主要投射向大脑皮质感觉区，其共同的特点是换元少，较直接传导快，为一条定位投射的传导系统；对躯体疼痛具有较明确的空间和时间编码功能，不同的是新脊丘束较大，对痛信号敏感性高，分辨度强（主载痛觉）。而背索则主载深感觉和触觉，但其中的突触后纤维对伤害性刺激可持续高频放电。脊颈束对伤害性机械和温度刺激反应，且是有两点分辨的特点。
2 ，内侧传导系统包括脊髓网状束，旧脊髓丘脑束和脊髓固有束。统称为旁中央系统，主要投向边缘系统，其共性是短纤维，多级神经元，径路弥散，传导较慢，定位模糊，对触、压、热的伤害性刺激起反应，反应频率随刺激强度相应增加，并出现内脏反应和情绪行为反应。
上述2 个传导系统之间有许多突触联系，因此两者之间的活动也有相互作用的机制。表现在外侧系统对内侧系统的抑制作用，内侧系统对外侧系统的代偿作用，如外侧系统被阻抑时，疼痛冲动仍可向中枢传导。总之，疼痛传导的功能并非各自单独体现，它们在传导过程中各自的支突相互接触，并在每一个突触水平发生会聚和辐散，且多方向投射，因而产生复杂的生理效应。
第八章机体对疼痛的调节，187
（二）皮质下中枢的性能
1 ，丘脑丘脑为疼痛的主要皮质下中枢，其中的腹后外侧核接受内侧丘系和脊丘束朋纤维的快痛投射，中央核和束旁核都接受脑干网状结构的C 纤维的慢痛投射，可分辨疼痛的时间概念，也有人认为丘脑的所有核团几乎都与疼痛有关，是脑内最重要的痛觉整合中枢。
2 ．下丘脑，研究表明下丘脑有些核团存在痛敏神经元，对伤害性刺激呈现兴奋和抑制反应，同时伴随情绪和内脏反应，慢性疼痛尚影响其对内分泌系统的调节功能。
3 ，边缘系统该系统具有接受和调控疼痛信息的功能。疼痛冲动由边缘系统向大脑皮质投射即产生疼痛的体验和心理反应。疼痛冲动自边缘系统向下传导时，则调控本能情感反应的程度。4 ．脑干网状结构疼痛过程中脑干网状结构既是传导通路又是低级中枢，其内侧部为整合效应区，外侧部为感受及联络区。疼痛信号在此受到调制（易化、抑制），特别是通过其中的内脏中枢（呼吸、心血管、呕吐）所引发的内脏反应（呼吸节律、心律、心率、血压的改变及呕吐等）是有重要意义。
（三）高级中枢的性能
大脑皮质对疼痛信号具有感觉分辨和发动反应的功能。疼痛信号在大脑皮质实际经历了感知、整合、调制、机体反应（包括心理反应）等全过程。这些皮质活动是广泛的，有许多功能区共同参与，除感觉区和运动区的皮质外还有视、听、嗅、味以及经验记忆等功能的参与，其功能的定位只是相对的。
1 ．感觉分辨系统主要分辨疼痛的形式、性质、空间、强度。中央后回具有对疼痛刺激形式的分辨（例如刺、割、烧灼、挤压的辨别），中央前回具有疼痛空间的分辨的功能，可识别刺激的存在、刺激部位和层面。中央后回的后外侧区可识别疼痛的强度，即疼痛剧烈、重、轻等程度。2 ．反应发动系统躯肢的反应活动是由皮质的运动系统所驱动，出现机体对痛源的躲避、逃离、辗转、呼救、呻吟、肌紧张等拒痛动作。内脏的疼痛反应是由边缘系统、下丘脑、脑干的网状结构等中枢所驱动，出现自主神经、内分泌、体液生化以及免疫系统的反应和功能障碍。
投向大脑皮质的疼痛信号除直接介人的伤害性刺激以外，也可来自非介人性形式，例如当伤害性刺激在接触或介人以前即被视、听、嗅、味等特殊感官所察觉，立即唤醒大脑皮质记忆的体验（条件反射），提前产生了痛觉或增高了疼痛的强度，同时产生了疼痛的内脏反应。
｛四）疼痛的调控机制
1 ．大脑皮质的调控皮层的感觉区可选择性抑制伤害性刺激的投射效应，在慢性疼痛中尤为显著。研究发现大脑皮质的S 工、Sn 区对皮质下中枢的痛神经元活动确有抑制作用，亦可经皮质脊髓束的下行调控而改变疼痛的认识过程。边缘系统（古皮质和旧皮质）在疼痛反应机制中也有调制信息传人的功能，并通过其下行传导经隔区～海马～中缝核一脊髓后角呈现下行抑制作用。2 ．间脑的调节位于皮质下的许多核团对疼痛有着显著的调制作用。晚近研究表明下丘脑一些核团内有对伤害性刺激的痛敏神经元，并参与疼痛的兴奋或抑制。有人刺激下丘脑的前部、中部和后部，可提高痛闭，视上核的效应更显著。
丘脑的中央中核可抑制与其邻近的束旁核的痛放电，这种抑制实际是中央中核纤维抑制了大脑皮质对束旁核的紧张性兴奋作用，或中央中核通过尾核对束旁核的调控而产生的抑痛作用。3 ．脑于对疼痛的调控在疼痛的下行控制中，脑干结构的功能突出，中脑的中央灰质和脑的中缝大核被认为是特异的抑痛系统。该系统既接受来自高位中枢的下行冲动，也接受来自脊髓的上行冲动，因此它既可选择性抑制痛冲动向上传导，也受高位中枢的镇痛调控，其下行的痛调制纤维主要是中央灰质、中缝大核的纤维和网状巨细胞核纤维，这些纤维至脊髓后角参与脊髓的痛调控，
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其中中缝核团的抑制倍受重视。
4 ．脊髓对疼痛的调控疼痛的脊髓调控机制是在神经的形态学、神经生理学和神经系统化学方面都处于重要地位。因此在漫长的疼痛研究过程中始终引人注目。疼痛学说经历了持久纷纭后还是从脊髓机制中找到了立足的论据。现已探明，疼痛信号在进人高位中枢以前已在脊髓受到调控，即对疼痛信息的量、性质和时速进行调节、转换或控制。脊髓的这种功能主要集中在脊髓的后角，以其I 一V 层的板层最突出，其中的胶质层又是脊髓各节段内调控效应的中心环节，同时也受高位中枢的下行调控。
脊髓调控的复杂机制，将用门控理论加以阐明。
5 ．门控理论包括了疼痛的生理特异性、中枢整合及整合模式、传人冲动的调节等，还包括了』 心理学因素的影响，随着科学的发展不断修改和补充。该理论认为，外周感觉神经将疼痛刺激冲动传人脊髓，进人3 个系统（脊髓后角细胞神经胶质，T 细胞和后柱细胞），神经胶质被认为是神经闸门，对伤害性刺激的传人冲动进行前处理；T 细胞作为第一级中枢传递细胞介导冲动上传；而后柱纤维将冲动传人脑中枢。细的外周感觉神经（C 纤维）传递的冲动作用于闸门可以产生正反馈信息到T 细胞，使阐门开放，痛神经元冲动上传；粗的感觉神经纤维（肪）作用于闸门可以产生负反馈信息到T 细胞，使闸门关闭，冲动不形成痛觉。痛觉产生与否主要取决于2 类纤维所兴奋的数量和下行抑制系统的功能状态。朋纤维是可触发中枢控制的快速特殊传导系统，可将刺激的性质、部位等信息上传于脑，激活选择性识别过程，并经传出道发放抑制性冲动相应节段的门控系统和其他水平的神经轴突的感觉冲动。该传导系统使脑中枢在反应系统被激活之前即可对感觉传人冲动进行识别、估价、定位和选择性调节。而由C 纤维兴奋的T 细胞的数量超过临界水平时，便激活了反应系统，表现为复杂的行为模式和疼痛性质体验。
门控理论的第二次修改是在80 年代初，
