2慢性广泛性疼痛的脊髓机制2.1谷氨酸的释放增加:兴奋性氨基酸谷氨酸和天冬氨酸在脊髓的伤害性刺激传导中起重要作用。

慢性广泛性疼痛时,脊髓背侧角的兴奋性氨基酸谷氨酸和天冬氨酸的释放增加[8]。

酸性盐肌肉注射导致的慢性广泛性疼痛中,重复酸性盐注射1周后,在脊髓的背侧角,兴奋性氨基酸谷氨酸和天冬氨酸的基础浓度升高,表明在脊髓水平有兴奋性神经递质持续的释放增加,且谷氨酸和天冬氨酸浓度的增加水平与痛觉过敏和中枢痛觉致敏的水平呈正相关[2]。

重复性酸性盐肌肉注射导致的非炎症性慢性广泛性疼痛的模型中,阻断脊髓部位的谷氨酸受体,包括N-甲基-D-天(门)冬氨酸(NMDA)受体和o-氨基羟甲基恶唑丙酸/红藻氨酸盐受体,能改善痛觉过敏;单纯阻断NMDA受体,还可以延缓痛觉过敏的发生,这一现象表明谷氨酸的释放增加在重复性酸性盐注射导致的痛觉过敏中发挥重要作用[9]。

纤维肌痛的患者应用氯胺酮阻断NMDA受体,可缓解高渗盐水肌肉注射引起的注射部位疼痛和牵涉痛[10]。

然而, NMDA受体兴奋剂右美沙芬不能加剧上述疼痛[11]。

因此,除NMDA受体之外,纤维肌痛可能另有机制。

2.2环磷腺苷(cAMP)通路的激活:脊髓cAMP通路的激活对伤害性疼痛的上传非常重要。

脊髓cAMP通路的激活引起脊髓水平的机械性痛觉过敏,并加强脊髓丘脑束神经元对有害的机械性冲动的反应[3]。

当小鼠体内缺乏腺苷酸环化酶1和腺苷酸环化酶8时,痛觉过敏不会发生[12]。

阻断腺苷酸环化酶或蛋白激酶A(PKA),同样能够避免酸性盐肌肉注射或者辣椒辣素肌肉关节注射导致的机械性痛觉过敏[3,13,14]。

PKA的催化亚基核转移引起cAMP效应元件结合蛋白(CREB)的丝氨酸133位点磷酸化。

重复性酸性盐肌肉注射后,双侧脊髓背侧角中的CREB和磷酸化CREB增加,阻断cAMP通路能抑制磷酸化CREB的生成[13]。

产生的磷酸化CREB并非只存在于脊髓,也存在于脊髓丘脑束和其他神经细胞[14],而且其生成具有时效依赖性,痛觉过敏发生后24小时内磷酸化CREB增加,1周后磷酸化CREB恢复正常[13]。

而cAMP通路阻滞也具有时效依赖性,于深部痛觉过敏后24小时内发生,1周后恢复[3,13]。

由此,可得出结论:深部组织受损后,cAMP通路发生时效性激活,从而引发痛觉过敏,此反应与磷酸化CREB的基因转录激活有关。

其他蛋白激酶参与慢性广泛性疼痛与痛觉过敏也有报道。

PKC通路的激活剂巴豆油酯能够导致痛觉过敏,然而,脊髓水平的PKC通路阻滞不能抑制重复性酸性盐注射导致的非炎症性痛觉过敏,这一现象表明:非炎症性疼痛中,蛋白酶C通路的激活不发生在脊髓水平[15]。

2.3神经胶质细胞的作用:中枢神经系统尤其是脊髓中,神经胶质细胞对伤害性疼痛的信息处理有关键作用[16]。

神经胶质细胞上有多种神经递质受体,包括谷氨酸受体。

在神经性疾病和炎症引起的疼痛中,中枢神经系统的星形胶质细胞和小胶质细胞都有被激活[17,18]。

然而,重复酸性盐肌肉注射引起的非炎症性疼痛中,痛觉过敏不能被的神经胶质细胞代谢抑制剂白介素-1或白介素-10阻断,而且,免疫组化试验显示:这种非炎症性疼痛中,在脊髓水平没有神经胶质细胞激活[19]。

因此神经胶质细胞在慢性广泛性疼痛中发挥的作用尚未有定论。

3慢性广泛性疼痛的脊髓上机制:当机体内部的痛觉下行抑制性通路与痛觉下行易化性通路的作用失去平衡,痛觉的内部调节系统失控,就可能发生痛觉过敏。

有证据显示:继发性痛觉过敏与痛觉下行抑制性通路改变有关,具体改变的部位集中在中枢的中缝大核和巨细胞核团[20,21]。

非炎性慢性广泛性疼痛试验中,在双侧中缝大核和巨细胞核团应用麻醉药罗哌卡因24小时后,能够预防酸性盐注射引起的机械性痛觉过敏;即使痛觉过敏已经发生,中缝大核和巨细胞核团的罗哌卡因微注射也能够将其完全阻断。

此结果表明:双侧中缝大核和巨细胞核团对非炎症性慢性广泛性疼痛,尤其机械性痛觉过敏有至关重要的作用[22]。

临床实践也证明:纤维肌痛患者的痛觉下行抑制性通路受到不同程度的抑制[7]。

而痛觉抑制性通路与痛觉易化性通路如何保持平衡有待进一步研究。

4慢性广泛性疼痛的外周机制4.1神经营养因子3的保护作用:神经营养因子家族包括:神经生长因子,脑源性神经营养因子,神经营养因子3,神经营养因子4/5。

临床证明:纤维肌痛的患者常伴有神经生长因子的增加[23]。

神经生长因子等营养因子发挥作用时,必须经由酪氨酸激酶受体再与其他受体低度结合,而酪氨酸激酶的C亚单位与神经营养因子3高度亲和。

酸性盐肌肉注射引起的非炎症性慢性广泛性疼痛模型中,高表达神经营养因子3的小鼠在重复酸性盐注射后,不产生痛觉过敏,即使普通小鼠的痛觉过敏诱导过程中,肌肉注射神经营养因子3,也可以阻止痛觉过敏的发生,但如果痛觉过敏已经发生,注射神经营养因子3无效。

因此神经营养因子3的保护作用发挥于痛觉过敏的诱导过程中,但对已经发生的痛觉过敏没有保护作用。

而且,神经营养因子3发挥作用只限于肌肉注射,关节内或者组织注射无效。

这一结果说明,神经营养因子3起效必须依赖肌肉内的酪氨酸激酶C[24]。

4.2 ASIC3通路:哺乳动物神经系统中有4种酸敏感离子通道ASICl,ASIC2,ASIC3和ASIC4。

在慢性广泛性疼痛模型中, ASIC3与痛觉过敏和深部组织炎症关系密切。

ASIC3基因敲除小鼠试验中,重复性酸性盐注射或肌肉、关节炎症均不能引起继发性痛觉过敏[25,26,27],而肌肉、关节的炎症只能引起原发性痛觉过敏[27]。

在炎症引起的慢性广泛性疼痛中,外周肌肉组织的ASIC3再表达会导致ASIC3基因敲除小鼠重新产生痛觉过敏[26]。

ASIC3基因敲除小鼠不能发生中枢致敏[25]。

另有证据表明,关节炎症时,关节中的ASIC3 表达上调[27]。

然而,ASICl基因敲除小鼠在试验中未发现如上结果[25]。

综上所述,深部组织损伤后,ASIC3对继发性痛觉过敏和中枢致敏至关重要。

5总结:慢性广泛性疼痛是长期发作而且难以治愈的,给患者和社会都带来了沉重的负担。

慢性广泛性疼痛的发生与多种中枢及外周因素的改变有关。

中枢水平的改变主要表现在脊髓上的伤害性感受调控系统失调,包括痛觉下行抑制性通路失敏与痛觉下行易化性通路兴奋,易化性通路与抑制性通路的的失衡在脊髓水平上表现为相应的改变,例如环磷苷通路与谷氨酸的变化,导致中枢致敏与痛觉过敏。

外周水平上,ASIC3的激活是慢性广泛性疼痛发生的必要条件,神经营养因子3能预防痛觉过敏的发生。

随着对慢性广泛性疼痛机制更深入的了解,将会有更多安全有效的治疗方式来控制这种难治之症,进一步提高患者的生活质量。

痛觉过敏及其类型皮肤或周围组织损伤可引起各种感觉敏感性增强的疼痛称痛觉过敏。

初级痛觉过敏产生于受损部位,二级痛觉过敏产生于邻近未受损部位的组织、皮肤或远距离及深部组织。

通过进一步研究痛觉过敏的产生机制表明,初级痛觉过敏主要是由于外周受损部位神经末梢伤害性感受器不断受到刺激产生的,而二级痛觉过敏为神经中枢尤其是脊髓神经元兴奋性发生的改变所致。

两种痛觉过敏均是由于化学物质刺激的结果,这些化学物质由受损组织合成,在受损部位积聚并释放。

它们能刺激Aδ(传导快痛的有髓纤维)和C纤维(传导慢痛的无髓纤维)上的伤害性刺激感受器而产生痛觉过敏。

持续不断的伤害性信息传入可增加中枢神经元的兴奋性,导致二级痛觉过敏。

根据测试方法及组织对不同刺激的感受,痛觉过敏分为热痛觉过敏和机械性痛觉过敏。

前者指皮肤损伤后产生持续性疼痛和痛觉过敏,原发性痛觉过敏发生在组织损伤部位,表现为热刺激的反应增强;后者指继发性痛觉过敏发生在损伤周围的正常组织,表现为对机械刺激的反应增强,如轻触刺激诱发疼痛。

在实验室里对热刺激痛觉过敏观测,热板法是研究动物对伤害性刺激反应的常用方法,但不太适用于神经损伤后的动物。

目前较常用的是Hargreaves发明的热辐射刺激的方法。

采用一定功率的辐射热,从下向上照射动物脚底,测试回缩潜伏期(热刺激·30缩潜伏期),或采用后脚浸泡方法测试一定温度下后脚回缩潜伏期。

也有采用不同温度的热探头刺激以观测后脚回缩阈值。

对机械性痛觉过敏的观测,一般可应用软毛刷或铅笔头轻触动物的皮毛以测试动物对轻触觉刺激的反应。

目前较常用的方法是应用系列的Von Frey针丝压迫皮肤以产生不同程度的压力(几毫克到几百克)。

可用这种针丝按照从小到大的顺序刺激动物脚底记录缩腿的阈值(机械刺激回缩阈值)或以一定压力的VonFrey针丝以一定频率的反复刺激测试后腿回缩频率。

动物对这些刺激常表现为缩脚、逃跑、嘶叫或攻击性行为。

2EAAs及其受体在痛觉过敏形成中的作用2.1EAAs及其分布谷氨酸和天冬氨酸是哺乳动物中枢神经系统中最重要的两种内源性EAAs,其中谷氨酸水平最高,尤其在大脑皮质。

脊髓中谷氨酸水平虽明显低于脑内,但有特异性分布。

Jeftinija等[1]免疫组织化学研究表明,接受伤害性信息传入的脊髓后角Ⅰ~Ⅲ板层内有大量的EAAs存在,位于脊髓后根神节中的初级传入纤维胞体内均有EAAs的分布,背根内的EAAs浓度为腹根的12~19倍。

2.2EAAs受体EAAs受体可分为离子型受体和代谢型受体。

前者包括N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-Methyl-D-Aspartate, NMDA)、α氨基羟甲基异唑丙酸受体(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepro- pionate,AMPA)和红藻氨酸型受体,这3种受体都属于配体或化学门控离子通道。

NMDA受体激活的一个重要作用是钙离子内流进入突触后膜,进而引发细胞内的一系列代谢变化。

AMPA受体被激活后,可使钠离子内流和钾离子外流,对钙离子通透性影响不大,这一变化与许多兴奋性突触中的快速去极化作用有关。

代谢型受体激活后,可通过G蛋白的介导激活磷脂酶C;磷脂酶C可水解磷脂酰肌醇,于是产生二脂酰甘油和三磷酸肌醇;三磷酸肌醇动员内质网中的钙离子释放,使细胞质内钙离子增多,从而参与细胞内的信息转导。

2.3热痛觉过敏及其受体热痛觉过敏主要是NMDA受体兴奋产生的。

Meller等[2]研究表明,在EAAs受体激动剂引起的大鼠甩尾热敏实验中,鞘内应用NMDA受体激动剂能剂量依赖性地缩短大鼠甩尾实验的潜伏期。

激动其他离子型受体AMPA、使君子氨酸和代谢性谷氨酸受体对大鼠甩尾实验潜伏期无影响。

激动NMDA受体可在最大程度上使热敏刺激导致大鼠出现甩尾动作的潜伏期缩短30%,且NMDA激动剂的浓度低到10~15 mol时仍有效。

上述效应可被选择性NMDA受体拮抗剂2-氨基-5-膦酰基戊酸减弱,但不能被事先给予的AMPA或代谢型受体拮抗剂所阻断。