疼痛产生的机制
（一）疼痛产生的外周机制
1．致痛物及作用 电、机械、过冷或过热、化学刺激、创伤和炎症等，只要达到伤害性强度时，均能引起痛觉。此时，受伤害的组织或痛觉感受器中参与致痛的化学物质生成、释放并激活。它们主要激活和致敏痛觉感受器，导致疼痛或痛觉过敏。已知的参与疼痛发生和发展的化学物质有前列腺素E2和前列腺素I2、缓激肽（bradykinin，BK）、白三烯、5－羟色胺、组胺、乙酰胆碱、K＋、H＋、P物质和白介素等。近年研究发现，神经生长因子和一氧化氮（NO）等也参与疼痛信息的外周成因。这些致痛性化学物质，相互间还有协同作用。已研究表明，P物质能刺激肥大细胞释放组胺，组胺可提高痛觉感受器的兴奋性，增强疼痛。缓激肽BK2受体参与炎症早期疼痛的产生，BK1受体则介导炎症持续时的痛觉过敏，5－羟色胺能提高痛觉感受器对缓激肽的敏感性，神经生长因子延长感觉神经细胞的兴奋，增加伤害性信息的传入。在慢性炎症时，交感神经释放的去甲肾上腺素、前列腺素和P物质等，使传入神经的兴奋性增高，形成痛觉过敏甚至是超敏。
2．痛觉感受器 痛觉感受器是游离的神经末梢，是一种化学感受器，在受到上述致痛物的刺激后，产生传入冲动。
3．传入纤维 传导痛觉冲动的纤维有Aδ和C纤维。Aδ纤维传导刺痛，传入冲动到达大脑皮质的第1和第2感觉区，可产生特定部位的痛觉。C纤维传导灼痛，传入纤维投射到边缘系统。值得指出的是，Aδ和C纤维并非仅传导伤害性刺激的信息，它们也传导触、压、温和冷的感觉信息。
（二）疼痛产生的中枢机制
1．脊髓对痛信息的传导和初步处理
（1）脊髓对痛信息的传导：来自躯体痛觉的传入纤维进入脊髓后，一部分在后角换元并发出纤维交叉至对侧，经脊髓丘脑侧束上行，抵达丘脑的感觉接替核；头面部的痛觉冲动则由三叉神经传导，沿三叉神经丘脑束上行至脑桥水平与脊丘侧束汇合，最后投射到大脑皮质的第一体感区，引起有定位特征的痛觉并激发相应的运动性反应。另一部分痛觉传入纤维在脊髓内弥散上行，经脊髓网状纤维、脊髓中脑纤维和脊髓丘脑内侧部纤维，抵达脑干网状结构和丘脑髓板内核群，再投射到大脑皮质第二体表感觉区和边缘系统，引起定位不明确的慢痛和痛的自主神经性反应和情绪反应。
内脏痛的传入纤维主要是交感神经干内的传入纤维，经后根进入脊髓，然后和躯体传入神经基本上循同一上行途径。食管、气管的痛觉是由迷走神经干内的纤维传入，部分盆腔脏器的痛觉经盆神经传入骶髓。内脏痛传入冲动上行，经丘脑投射到大脑皮质第二体表感觉区和边缘系统，故内脏疾病引起的疼痛常定位模糊。
（2）脊髓对痛信息的初步处理：脊髓是痛信息处理的初级中枢，可引起相应的痛反应和对痛信息进行调节。
脊髓将伤害性信息传到高位中枢的同时，还接受来自脊髓以上高位中枢的下行性调节。脊髓后角的传入纤维同兴奋性的和抑制性的中间神经细胞相互联系，构成复杂的神经功能网络，对伤害性信息进行初步加工和处理的同时，兴奋前角的神经细胞以实现某些躯体－运动性防御反应。
1965年Melzack和Wall提出的闸门学说（gated theory）认为，脊髓后角对痛信息具有调节作用。痛觉传入纤维进入脊髓后角后，同痛觉传递细胞形成突触联系，后角胶状质细胞则与痛觉传入纤维末梢之间形成轴突－轴突式突触，对痛觉传导起突触前抑制作用。此外，后根中的粗纤维发出侧支与胶状质细胞形成兴奋性突触联系，细纤维发出侧支则与胶质细胞形成抑制性突触联系。刺激粗纤维可兴奋胶质细胞，转而抑制痛觉传导；刺激细纤维则抑制胶质细胞，转而易化痛觉传导。
近年的研究发现，脊髓星形胶质细胞和小胶质细胞在外周刺激信息的诱导下被活化，继而广泛参与痛信息的产生和传递过程。
2．中脑同痛信息处理和痛反应有关 朱鹤年和路长林教授等研究证实，在猫中脑尾端滑车神经核平面的被盖外侧楔下核的外侧部，有一“怒叫中枢”，刺激该部位，猫发出怒叫，该中枢同其他的脑部位有广泛的神经联系。这一区域与传入痛信息的处理、与痛有关的情绪和其他反应的整合以及发音等有关。怒叫反应可作为痛反应的指标。(https://www.daowen.com)
3．丘脑是痛觉整合的中枢 从上已知，躯体和头面部的痛觉传入纤维，上行达丘脑的感觉接替核换元或加入脊丘侧束，再投射到大脑皮质的特定区域。到达髓板内核群换元的则弥散性地投射到大脑皮质的广泛区域，包括与情绪有关的额叶皮质。
丘脑的有关核群在同传入纤维换元的过程中，实现了对外周刺激的部位、范围、强度和时间等痛信息进行编码、处理和整合。与此同时，丘脑也接受边缘系统和下丘脑的纤维传入，共同参与痛觉情绪反应。
4．大脑皮质产生痛觉的功能 尽管大脑皮质对痛信息的处理和整合以及产生痛觉的机制尚未阐明，但所有的感觉信息最后都进入大脑皮质进行整合分析以产生各种感觉却是不争的事实。已有的实验和临床研究表明，痛觉在皮质的分布较为弥散，未找出分布的规律。
新技术的出现，为脑功能的研究提供了有利的条件。现已用正电子发射断层扫描术（positron emission tomography，PET）研究疼痛在皮质的产生机制。根据神经细胞的电活动与局部脑血流变化之间完全一致的特点，已初步观察到热和冷的伤害性刺激作用于皮肤后，能诱导第一躯体感觉运动区、第二躯体感觉区、扣带回、岛叶前部和丘脑等脑区的血流量增加，表明这些脑区的神经细胞活动增强，提示这些脑区的神经组织构成的功能网络，参与了痛觉的加工和感受。
（三）疼痛的发生和发展
从上已知，许多的刺激都可引起机体产生痛觉，这些刺激的共性是都达到了使组织受损伤的强度。
根据机体组织受损伤的程度、疼痛的发生和持续时间等，可将疼痛分为急性疼痛（acute pain）和慢性疼痛（chronic pain）。慢性疼痛是许多疾病的共同症状，在未消除致病的因素时可持续存在，但疼痛的程度随病情的发展而变化。部分慢性疼痛可发生痛觉过敏。
1．急性疼痛 急性疼痛是指一过性的伤害性刺激使机体产生的即时性疼痛，伤害性刺激停止后，痛觉随之消失，如静脉穿刺抽血。脏器穿孔、手术和大面积的体表切割伤等，因组织受损严重，发生急性疼痛后，即发展为慢性疼痛。
2．慢性疼痛 慢性疼痛常伴有明显的组织损伤和炎症改变或神经系统的病变。由于这种疼痛都伴有相应的病理过程，又称为病理性疼痛（pathological pain）。在临床上见于晚期癌症和慢性腰腿痛以及慢性胃肠炎引起的疼痛等。
3．痛觉过敏
（1）痛觉过敏及分类：体内的一些感受器在受到持续的刺激时，对该刺激的反应会逐渐减弱，即产生适应。但痛觉感受器几乎不产生适应。在伤害性刺激持续作用的情况下，痛觉感受器的兴奋性还会逐渐增高，再给予轻微的刺激就会引起剧烈的疼痛，这种情况称为痛觉过敏（hyperalgesia），表明痛觉感受器阈值降低和对伤害性刺激引起的疼痛反应增强。如腿部骨折后，当时的疼痛已经消退，但是当腿部运动时或触摸骨折部位会引起疼痛。又如在检查患者被切割部位时，患者感觉疼痛加剧。根据痛觉过敏出现的部位不同，可分为原发性和继发性两种痛觉过敏。在原来的损伤部位出现的称为原发性痛觉过敏（primary hyperalgesia），在损伤部位周围出现的称为继发性痛觉过敏（secondary hyperalgesia）。
（2）痛觉过敏的发生机制：原发性痛觉过敏是组织损伤释放出来的致痛物质使痛觉感受器敏感化，因而对伤害性刺激出现过强的反应。痛觉过敏的出现与传导痛觉通路内中枢神经细胞的敏感化有关。继发性痛觉过敏是在组织损伤15～20min后逐渐发展起来的，可能是损伤部位释放的致痛物质使痛觉感受器敏感化，这些敏感化的感受器的传入通过弥散的侧支，以轴突反射的方式使痛觉过敏区范围扩大。近年的研究表明，在继发性痛觉过敏中起主要作用的可能是中枢传导和分析痛觉信息的神经细胞的敏感化。造成中枢神经细胞敏感化的原因可能有：①从外周损伤部位传入的紧张性冲动，导致异常的神经冲动形成；②交感神经纤维对初级感觉神经细胞的影响以及外周痛觉感受器的敏感化等。在这些因素的作用下，中枢神经细胞对传入的痛信息的反应性增高，使机体对痛觉的敏感性增加。
已研究表明，谷氨酸在痛觉过敏的形成中具有重要作用。谷氨酸同受体结合后，通过增大膜对Ca2＋的通透性和激活G蛋白－磷脂酶C－三磷酸肌醇系统使细胞内Ca2＋释放，导致细胞内Ca2＋浓度升高，同时Ca2＋又促进一氧化氮的生成，二者共同作用，参与痛觉过敏的病理过程。