学术讨论—p2痛觉产生的基础理论知识.ppt
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1、NEUROSCIENCENEUROSCIENCE痛和镇痛痛和镇痛(zhn tn)(zhn tn)Pain and Pain Relief教师教师(jiosh):王韵:王韵北京大学医学部神经科学研究所北京大学医学部神经科学研究所神经生物学系神经生物学系第一页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCE概述概述痛觉痛觉痛觉调制痛觉调制(tiozh)(tiozh)疼痛的治疗疼痛的治疗 痛和镇痛痛和镇痛(zhn tn)(zhn tn)Pain and Pain Relief第二页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCE概述概述(i
2、 sh)(i sh)Introduction v疼痛的概念 Conceptsofpainpain IASP:painisanunpleasantsensoryandemotionalexperienceassociatedwithactualorpotentialtissuedamage,ordescribedintermsofsuchdamage疼痛是与现实的或可能的组织损伤有关的一种不愉快的感觉性和情绪性体验包括(boku)痛感觉痛感觉痛感觉痛感觉和痛反应痛反应痛反应痛反应伤害性感受(nociception)和痛觉(pain)是人类是人类(rnli)对疼痛的感觉,是人类对疼痛的感觉,是人类
3、(rnli)所特有的所特有的第三页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCE概述概述(i sh)(i sh)Introduction Introduction 痛觉痛觉:发生在躯体某一部分的厌恶和不愿忍受的感觉,:发生在躯体某一部分的厌恶和不愿忍受的感觉,属于知觉范畴,发生在脑的高级部位,尤其是大脑皮层,属于知觉范畴,发生在脑的高级部位,尤其是大脑皮层,是人独有的是人独有的伤害性感受伤害性感受:CNS对伤害性感受器激活而引起的传对伤害性感受器激活而引起的传入信息的反应和加工,以提取组织损伤的信息,它入信息的反应和加工,以提取组织损伤的信息,它可以发生在可以发
4、生在CNS的各个水平,从低等动物到人均有的各个水平,从低等动物到人均有两者之间有时并没有严格的相关性两者之间有时并没有严格的相关性由于痛觉是意识水平的感觉,我们无法确定动物由于痛觉是意识水平的感觉,我们无法确定动物是否具有痛觉,只能观察其对伤害性刺激的行为是否具有痛觉,只能观察其对伤害性刺激的行为(xngwi)反应。反应。因而在描述动物时伤害性感受取代疼因而在描述动物时伤害性感受取代疼痛痛第四页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCEPainReactionPainReaction:是伤害性刺激所产生的躯体和内脏反应,往往与自主神经活动(hudng)、运动
5、反射、心理和情绪反应交织在一起,从人到低等动物都有。Localreaction:受到伤害性刺激的局部出现血管扩张,组织水肿Systemicreaction:在中枢神经系统参与下,机体对伤害性刺激做出的有规律的应答Behaviorreaction:在高级脑部参与下,机体对伤害性刺激做出的躲避、反抗、攻击等整体行为,带有强烈的情绪色彩第五页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCEv痛觉的特性复合(fh)感觉复杂的心理活动具有“经验”的属性ComplexperceptionExperienceComplicatedpsychology痛觉的意义痛觉的意义(yy)
6、(yy)及危害及危害第六页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCEnAmerican people spend 1/3 of total medical budget for pain relievingnOne in three Australian households has one or more members in chronic painnOf them 45%complaining severe to unendurable pain that has been present for more than 3 years nHow do w
7、e really percept pain from the brain remains unknown第七页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCECancer Associated PainAs advances in cancer detection and therapy are extending the life expectancy of cancer patients,there is an increasing focus on improving patients quality of life Pain is the first si
8、gn of cancer of many patients,30-50%30-50%of all cancer patients will experience moderate to severe painCancer can cause pain at any time during the course of the disease,but the frequency and intensity of pain tend to increase during the advanced stages 75-95%75-95%of patients with metastatic or ad
9、vanced-stage,cancer will experience significant amounts of cancer induced painThe current treatment for cancer pain showing many unwanted side effect,45%45%of cancer patients have inadequate and undermanaged pain control第八页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCE疼痛疼痛(tngtng)的分类无统一的疼痛的分类无统一的疼痛(tngtng)
10、分类方法分类方法疼痛的临床表现分:刺痛、灼痛、酸痛、胀痛及绞痛。根据疼痛发生时程分:急性痛及慢性痛根据疼痛的神经生理机制:伤害性痛及非伤害性疼痛根据疼痛发生部位分:末梢性疼痛(浅表痛、深部痛、牵涉痛)、中枢性疼痛及精神性疼痛(无明确病变部位)根据疼痛的作用分:生理性疼痛和病理性疼痛根据疼痛的病因分:癌性痛和关节炎痛等对于临床而言,病理性疼痛是主要研究方向,根据起因的不同 又可以分为炎症性痛和神经病理痛,它们在躯体和内脏组织 均能产生炎症性痛:指的是创伤、细菌或病毒感染以及外科手术引起的 外周组织损伤所产生的疼痛,包括痛觉(tngji)过敏、触诱发痛 自发痛和激发痛神经病理痛:创伤、感染或代谢病
11、引起的神经损伤而产生的疼痛第九页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCE临床研究方法:病史、神经系统检查和疼痛的量表测评临床研究方法:病史、神经系统检查和疼痛的量表测评 病史采集:主要分析病人主诉,最关键的是疼痛的位置、病史采集:主要分析病人主诉,最关键的是疼痛的位置、剧烈程度、疼痛特点以及间歇时间,其次是疼痛加重剧烈程度、疼痛特点以及间歇时间,其次是疼痛加重 和缓解的因素以及疼痛发作时的周围环境。疼痛剧烈程度和缓解的因素以及疼痛发作时的周围环境。疼痛剧烈程度 的评估有三种方法:口头描述评分法、数字分级评分法的评估有三种方法:口头描述评分法、数字分级评分法
12、 视觉模拟评分法视觉模拟评分法 神经系统检查:包括临床体征检查和神经生理学检查神经系统检查:包括临床体征检查和神经生理学检查 临床体征检查通过特定的神经试验进行如直腿抬高试验、临床体征检查通过特定的神经试验进行如直腿抬高试验、跟腱反射、霍夫曼氏征等跟腱反射、霍夫曼氏征等 神经生理检查可以通过肌电图、体感诱发电位及光电刺激神经生理检查可以通过肌电图、体感诱发电位及光电刺激 来进行来进行 用于临床疼痛测评的量表有多种:应用最广泛的就是用于临床疼痛测评的量表有多种:应用最广泛的就是 麦克尔疼痛问卷(麦克尔疼痛问卷(MPQMPQ)、简明疼痛量表、)、简明疼痛量表、Westhaven-YaleWesth
13、aven-Yale多参量多参量(cnling)(cnling)疼痛量表、疼痛量表、多参量情感和疼痛调查(多参量情感和疼痛调查(MAPSMAPS)Methods for the Study of Pain第十页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCEPain perception threshold 痛感觉阈:受试者用语言报告有痛觉时所受到的最小刺激量耐痛阈(paintolerancethreshold):测定(cdng)受试者能耐受的最大的伤害性刺激量痛感受性范围:痛耐受阈与痛阈的差值Methods for the Study of Pain第十一页,共七
14、十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCE动物实验研究方法动物实验研究方法 理想的慢性痛动物模型应该(ynggi)满足下列要求:致痛原因近似临床实际情况 动物的疼痛行为反应及逃避疼痛刺激的反射 活动与某种和某些慢性疼痛症状相似,可以 客观检测 便于进行疼痛发生机制的分析研究 模型制备简便,成功率高Methods for the Study of Pain第十二页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCE动物实验研究方法动物实验研究方法 研究中常用(chn yn)的动物模型是:慢性结扎损伤模型:模拟临床的神经病理性 痛模型,表现为
15、自发痛、痛敏及痛觉异常。动物的异常 痛行为在术后5-7天开始出现,10-14天发展到最严重,约2个月消失并代之以感觉迟钝。背根结慢性压迫动物模型:在产生痛敏和痛觉异常的同 时,仍保留外周神经的传入和传出功能,与临床椎间孔 狭窄和椎间盘突出出现的腰背痛及坐骨神经痛类似。术 后2天即可出现自发痛和痛觉过敏 炎症痛模型:有皮肤炎症痛、关节炎痛、实验性肌痛和 手术创伤痛Methods for the Study of Pain第十三页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCEMethods for the Study of Pain 多发性关节炎模型:与人关节炎类似
16、。可持续几个月 福尔马林(甲醛)皮肤炎症痛模型:各种症状(zhngzhung)普遍分为两个时相:急性相或第一相:前5分钟。之后有5-10分钟的间歇 化学刺激直接激活伤害性感受器持续相或第二相:1560分钟包括组织炎症致痛机理甩尾反射痛模型(实验(shyn)痛):用辐射热或机械压力刺激大鼠尾部,通过测量甩尾潜伏期来检测伤害性反应的严重性第十四页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCEMethods for the Study of PainNoceciption Threshold 痛反应阈:引起躯体反射(屈肌反射、甩头、甩尾、嘶叫)和内脏反应(血压、脉搏、
17、瞳孔、呼吸、血管容积、皮肤电 反射、皮肤温度(wnd)等)所需的最小刺激量Electrophysiological index 电生理学指标:在传导痛觉的神经传导通路上或神经核团内记录伤害性刺激的电变化,具有反应潜伏期较长,呈高频长串放电,对连续给予的伤害性刺激无适应并可被吗啡镇痛药所抑制等特性Non-invasive methods无创测定方法:PET,fMRI第十五页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCE伤害性感受器伤害性感受器伤害性感受器伤害性感受器 nociceptors nociceptors概念背根神经节(dorsalrootganglia,
18、DRG)和三叉神经节(trigeminalganglia,TG)中,感受和传递伤害性冲动的初级感觉神经元的外周部分分类及特性高阈值机械感受器高阈值机械感受器highthresholdmechanoreceptor,HTM:只对伤害性机械刺激发生反应多觉痛型感受器多觉痛型感受器polymodalnociceptor,PMN对一种(yzhn)以上的伤害性刺激发生反应损伤性刺激引起损伤性刺激引起(ynq)(ynq)伤害性感受器兴奋伤害性感受器兴奋 痛觉痛觉(tngji)(tngji)第十六页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCE两类皮肤(p f)痛感受器的特征
19、HTMPMN神经纤维类别AC伤害性机械性刺激+热伤害性刺激0+化学性刺激0+感受野大而散在小而局限+:有反应(fnyng);0:无反应(fnyng)第十七页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCE损伤组织释放的致痛化学物质的来源:直接从损伤细胞中溢出的,如K+、H+、histamine、ACh、5HT和ATP等在局部由损伤细胞的酶促合成的物质,或通过血浆(xujing)蛋白及白细胞游走带入到损伤区的物质。缓激肽(BK)和花生四烯酸的代谢产物,如前列腺素和白细胞三烯(leukotrienes)由伤害性感受器本身释放的致痛物质,如substanceP神经细胞及
20、免疫细胞释放的细胞因子:EGF,IL-1,IL-8,TNFFig1激活(j hu)伤害性感受器的致痛物质第十八页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCE致痛物质(wzh)激活伤害性感受器的方式:直接作用:损伤组织释放K+和合成缓激肽直接兴奋伤害性感受器的末梢间接作用:a.通过引起血管舒张和组织水肿,增加致痛物质的积累b.促使其他致痛物质的合成释放,产生协同作用致痛物质激活伤害性感受器的机制:引起初级传入末梢去极化使感受器兴奋,换能机制,化学信号变为电信号。具有多种换能机制Fig1第十九页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCI
21、ENCE感觉神经元化学信号传递机制感觉神经元化学信号传递机制:配体门控通道,传递神经的兴奋和抑制。msG蛋白偶联的受体,主要参与信号调制。smin分别是酪氨酸激酶(jmi)受体和细胞内甾体型受体,影响基因复制。Hr痛觉的传入神经纤维痛觉的传入神经纤维痛觉的传入神经纤维痛觉的传入神经纤维(1)细的有髓鞘A传入纤维:传导“机械性感受器”的兴奋,产生刺痛(2)无髓鞘传入纤维(C纤维):传导的多觉感受器的兴奋,产生灼痛Fig.2DRG,TGperipheral mechanismDRG,TGperipheral mechanism第二十页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEURO
22、SCIENCE脊髓背角是躯干、四肢痛觉信号处理的初级整合中枢脊髓背角是躯干、四肢痛觉信号处理的初级整合中枢脊髓背角是躯干、四肢痛觉信号处理的初级整合中枢脊髓背角是躯干、四肢痛觉信号处理的初级整合中枢 A和C伤害性感受器的传入纤维(xinwi)由背根经李骚氏束进入背角皮肤的A传入纤维终止在I、V、X层传导伤害性感受的C传入纤维终止在IIo层对非伤害性刺激反应的低阈值机械感受器的 C纤维终止在第IIi层传递非伤害性信息的A传入纤维终止在IIIV层内脏传入纤维主要投射到I、IIo、V和X层肌肉传入主要在I和V层的外侧部 痛觉痛觉(tngji)(tngji)(tngji)(tngji)的初级整合中枢的
23、初级整合中枢 Fig3Primary central integration 第二十一页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCEP P物质和兴奋性氨基酸介导伤害性初级传入向背角传递物质和兴奋性氨基酸介导伤害性初级传入向背角传递物质和兴奋性氨基酸介导伤害性初级传入向背角传递物质和兴奋性氨基酸介导伤害性初级传入向背角传递 P P物质作为伤害性信息传递信使的条件物质作为伤害性信息传递信使的条件(1)突触前神经元含P物质小的背根神经节细胞是伤害性感受器,其中20%含有P物质P物质存在于C纤维(xinwi)中,P物质及谷氨酸共存于终止在II层的同一初级传入末梢中(2
24、)储存:P物质储存在大的致密囊泡中(3)伤害性刺激可引起SP在脊髓的释放(4)P物质及其受体拮抗剂可影响脊髓伤害性信息的传递Nociceptive transmitters 第二十二页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCE兴奋性氨基酸作为中枢神经系统神经递质的条件兴奋性氨基酸作为中枢神经系统神经递质的条件(1)突触前神经元含谷氨酸小的背根神经节细胞中70%含有谷氨酸。谷氨酸在A、A和C纤维末梢中均存在,谷氨酸和P物质共存于终止在II层的同一初级传入末梢中。(2)储存:谷氨酸储存在小清亮(qngling)囊泡中(3)释放:伤害性刺激及致痛物质可引起谷氨酸的
25、释放。(4)谷氨酸受体激动剂及拮抗剂均可影响伤害性信息的传递:谷氨酸的不同受体亚型(NMDA和非NMDA 受体),在脊髓痛觉信息传递中均发挥重要作用,第二十三页,共七十五页。王韵王韵王韵王韵NEUROSCIENCENEUROSCIENCEGlutamatereleasefromC-fiberPostsynapticNMDAreceptorSubstancePreleasefromC-fiberEnhanceandprolongtheactionsofglutamateDistinctPhysiologicalActionsonPostsynapticNeuronsPostsynapticAMP
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