疼痛信息的中枢整合

第三节　疼痛信息的中枢整合

一、与痛觉有关的中枢

1．脊髓　是痛觉信号进入中枢后的第1级整和中枢，Rexed将脊髓分为10层。

Aδ和C传入纤维由背根经Lissauer束进入背角，皮肤传入Aα终止于I、V、X层；低阈值机械感受器C纤维终止在Ⅱ层。传递非伤害性信息的Aβ传入纤维终止在第Ⅲ～Ⅴ层；内脏传入纤维主要终止在第Ⅰ、Ⅱ和Ⅴ层；肌肉传入主要在第I和第V层的外侧部。

每个脊髓节段的背角神经元除接受外围感觉传入外，还接受脊髓本身的中间神经元冲动和高位脊髓节段以及延髓以上中枢的下行调制的影响，这些调制作用有时可完全压抑伤害信息持续向高级中枢传递，即产生镇痛。

2．丘脑　是痛觉皮质下最重要的整合中枢，外周伤害性传入冲动，经脊髓背角神经元整合之后，上行传递到丘脑不同的核团（主要有腹侧核群、髓板内核群和丘脑后核群），后换神经元，然后投射到大脑皮质的痛中枢。

3．大脑皮质　是产生痛觉的最高级中枢。接受痛传入的丘脑各核团均投射到大脑皮质的不同区域。实验研究证明，大脑皮质的第Ⅰ、Ⅱ体感区和大脑皮质中央后回下1／3处，与痛觉的产生有关，这些部位被认为是痛觉产生的最高级部位。临床上实行全麻，最先丧失的是意识与痛觉，切除体感Ⅰ区和Ⅱ区也可能解除躯体、颈、面部痛觉。在动物实验中也发现猫皮质体感Ⅱ区对皮肤伤害性刺激有特异性反应。骨髓刺痛，在猫、猴皮质体感区均记录到诱发皮质电位和细胞放电反应，表明外周部位疼痛可反应到大脑皮质。

二、痛觉在中枢的整合

中枢神经系统有一套完整调制痛觉的神经网络。疼痛受两个基本生理过程所控制：一个是外周传入，在脊髓对疼痛的调制；另一个是中枢下行镇痛系统。

1．脊髓中的疼痛调制　自古以来，人们都用热敷、按摩皮肤等方法来止痛，直到20世纪60年代才发现，弱刺激的初级传入纤维可减弱脊髓背角神经元的伤害性反应。相反，阻断有髓鞘纤维的传导可增强脊髓背角神经元的反应，这种纤维对脊髓背角伤害性传递的抑制主要发生在脊髓背角胶质区（substantia gelatinosa，SG），解释这种抑制作用机制的是Melzack-Wall提出的闸门控制学说（gate control theory）。该学说的核心是脊髓的节段性调制SG神经元起着关键的闸门作用，认为节段性调制的神经网络由初级传入粗纤维（A）和细纤维（C）、背角投射神经元（T细胞）和胶质区抑制中间神经元（SG细胞）组成。A和C传入均能激活T细胞，而SG细胞的作用相反，SG抑制T细胞。A传入兴奋SG细胞，C传入抑制SG细胞。所以当损伤刺激使C纤维紧张性活动增强时，则T细胞抑制解除，闸门打开。当按摩皮肤等刺激兴奋A传入时，SG细胞兴奋，加强了SG对T细胞的抑制，从而关闭闸门，减少或阻遏伤害性信息向高位中枢传递，而缓解疼痛或止痛。(https://www.daowen.com)

超微结构证明，SG与A纤维和C纤维，投射神经元与SG神经元之间均形成了突触关系，A传入激活SG细胞可通过突触前抑制，反馈抑制和直接对投射细胞的突触后抑制。为此，1983年Melzack和Wall对闸门学说提出3方面的修改与补充：①强调SG细胞有兴奋性与抑制性两种；②抑制既存在突触前抑制也存在突触后抑制；③脑干下行抑制系统与SG、T细胞均有突触联系。

近年来发现，脊髓内部回路中，化学物质GABA通过激活GAB Aβ受体，以及ENK和DYN通过激活μ受体关闭C纤维末梢上的Ca2＋通道，使末梢内的Ca2＋浓度降低，减少痛信息递质的释放。因此GABA、ENK、DYN等递质在阶段性调制中起重要作用。

2．脑高级部位对背角伤害性信息的下行调制系统　近20年来，痛觉研究中的重大进展是发现在中枢神经系统内有一个以脑干中线结构为中心，主要由中央导水管周围灰质（periaqueductal gray matter，PAG）、延髓头端腹内侧核群［中央大核（nucleus raphes magnus，NRM）及邻近的网状结构（RVM）］和一部分脑桥背外侧网状结构（蓝斑核群和KF核）、间脑、中脑室灰质（PVG）组成的，经脊髓背外侧束下行对脊髓背角信息传递和三叉神经背核痛敏神经元产生抑制作用的镇痛系统。

3．下行调制系统的递质　近年来放射免疫技术的发展已证实，在下行抑制系统中含有多种神经递质和神经肽，主要有5-HT、P物质、神经肽（neuropeptide Y，NPY）、强啡肽（DYN）、脑啡肽（ENK）、GABA、神经降压素（neurotensin，NT）、组胺、谷氨酸、天门冬氨酸等。上述递质是否都有镇痛作用尚待进一步证实。但已有大量实验证明上述递质中ENK、DYN通过阿片受体；组胺通过H1、H2受体；5-HT通过5-HT1、5-HTB，5-HTIC和5-HT2受体；NE通过α受体，产生镇痛效果。其中主要的镇痛物质是ENK。ENK和DYN其胞体和末梢分布在下丘脑、杏仁核、PAG，RVM和脊髓背角的Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ层（表2-4），而脊髓背角内的ENK含量极为丰富，并有密集的阿片受体。阿片受体分为μ受体、σ受体、κ受体、ε受体4种类型。并有多种亚型，如μ受体为甲硫胺酸，是ENK的特异受体，它又分为μ1和μ2受体；δ受体为亮氨酸脑啡肽特异结合受体；κ受体为DYN的特异性受体等。目前认为，初级传入纤维末梢分布有阿片受体，而胶状质内啡肽神经元是局部中间神经元，它与初级传入纤维末梢形成突触联系。伤害性刺激的传入受到高位中枢下行的抑制，可能先作用于胶状质中ENK中间神经元，后者释放ENK作用于传入纤维的阿片受体，抑制P物质的释放（突触前抑制），因而使传入冲动受到控制。另一方面，也可能有突触后抑制，即ENK作用于突触后，抑制第2级感觉神经元的传入而产生镇痛效应。

（高　旻　王保国）