疼痛与针刺镇痛的原理.ppt

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1、第三讲 疼痛与针刺镇痛的原理,第三讲 疼痛与针刺镇痛的原理,第一节 疼痛产生的原理,第三节 针刺镇痛的原理,第二节 痛觉的内源性调制原理,第三讲 疼痛与针刺镇痛的原理 疼痛（pain）作为一个生理学概念，是指由体外或体内的伤害性或潜在的伤害性刺激所引起的痛觉感知和痛反应，后者包括躯体运动反应、自主神经反应和情绪反应等。疼痛的生物学意义在于它作为一个报警信号，使机体感觉到自身处境危险，以便迅速作出防御反应。因此，痛觉是机体不可缺少的一种保护机制。疼痛作为许多疾患的显著症状，往往是患者的主要主诉，成为临床医师诊断疾病的重要依据。通过对疼痛的性质、部位、特点等的鉴别诊断，可望作出疾病的最后诊断。,而

2、且剧烈疼痛往往可能造成对机体的严重损害，如发生痛休克等。因而研究疼痛的产生机制，开发快捷有效的镇痛药物和针灸手段等，是医学的主要研究课题。第一节 疼痛产生的原理 疼痛的产生，从痛觉感知到痛反应都是非常复杂的生理过程。不可否认疼痛与心理过程的密切关系，但其生理学机制是疼痛产生的生理基础。近年来已经确认痛觉（pain sensation）与其他感觉一样，是一个独立的具有明确特征的感觉类型，具有独立的感受器及与之相连的传入神经和中枢传导通路，有独特的中枢整合机制。,总起来说疼痛的产生具有外周机制和中枢机制两部分。一、外周痛觉信息的形成与传入机制（一）伤害性刺激和伤害性感受器 1伤害性刺激 伤害性刺激

3、（noxious stimulus）是指对机体组织产生损伤的刺激。已知引起痛觉不需要特异性的适宜刺激，任何刺激（包括机械的、温度的、化学的或多种能量形式的体、内外刺激因子）只要达到足够的强度，即有可能或已经造成组织损伤时，都可成为引起痛觉的致痛刺激。,2伤害性感受器 伤害性感受器（nociceptor）是指对伤害性刺激产生反应的感受器，在形态学上是无特化的游离神经末梢广泛分布于皮肤、肌肉、关节和内脏器官。根据传入纤维的直径，又将伤害性感受器分为由A传入纤维传导的“A伤害性感受器”和由C类纤维传导的“C伤害性感受器”。根据对伤害性刺激反应的性质，将这两类感受器进一步分为不同的亚型：仅对高阈值机械

4、刺激产生反应的“A机械伤害性感受器”和对伤害性机械刺激与热刺激产生反应的“A多觉伤害性感受器”；C伤害性感受器也相应分成“C机械伤害性感受器”和“C多觉伤害性感受器”（表17l）。,（二）外周痛觉信号的产生机制 伤害性刺激激活伤害性感受器使其兴奋，这一换能作用目前尚未在感受器水平明确阐明其具体过程。但大量的临床和实验研究结果表明，各种伤害性刺激造成组织损伤，损伤组织局部释放或合成一些致痛的化学物质:如 H+、K+5HT、组织胺、缓激肽、P物质、前列腺素、白三烯、血栓素和血小板激活因子等（表17-2），致痛物质（algeesic substances）达到一定浓度时，或兴奋伤害性感受器使其去极化

5、，或使感受器致敏，后者可能成为临床痛觉过敏（hyperalgesia）的生理学基础。可见，感受伤害性刺激的游离神经末梢实际上是一种化学感受器。,致痛物质激活和致敏伤害性感受器的途径有二：直接作用。伤害性刺激引起细胞损伤导致 K+、组胺、5HT等释放，及缓激肽、前列腺素合成，当这些物质达一定浓度时可直接激活伤害性感受器（如 K+），或增加伤害性感受器（如前列腺素）对K+和缓激肽的敏感性。继发作用。伤害性感受器释放P物质，P物质可刺激肥大细胞释放组胺和血小板释放5HT，进而通过组胺和5HT使伤害性感受器激活和敏感化，引起疼痛和痛觉过敏（图171）。伤害性感受器兴奋产生的神经冲动，由A和C纤维传向中

6、枢，形成痛觉。,但在人体的A和C纤维记录的电生理实验结果表明，一个感受器的单一冲动，乃至低频发放，并不引起痛觉。只有同时激活许多A和C伤害性感受器才能产生痛觉。人体刺激-感觉曲线和单个C多觉伤害性感受器的刺激一反应曲线的关系表明，伤害性感受器冲动发放水平达0.4次/秒时达到痛阈，达1.5次/秒冲动发放水平时，便产生持久的疼痛。二、痛觉信息在脊髓水平的整合 从外周传入的伤害性信号，在脊髓受到来自外周的其他感觉传入、脊髓本身的中间神经元活动，以及高位中枢下行调制的影响。,（）脊髓背角痛觉初级中枢 脊髓是痛觉信号进入中枢后的第一级整合中枢，伤害性感受器传人末梢与脊髓背角浅层细胞发生联系。根据细胞构造

7、的不同，Rexed将脊髓灰质分成10层，其中IVI层相当于背角。A和C伤害性感受器的传入纤维由背根进人背角，皮肤传入的A纤维终止在I、V层，C伤害性感受器传入纤维终止在层。此外，一部分伤害性传入是由腹根C纤维终止在背根浅层。1I层（边缘层）I层细胞可能是外周伤害性感受器传入（主要是A纤维）在脊髓中的接替细胞，I层边缘细胞的轴突投射到脑干和丘脑。,2层（胶质层）层汇集了来自外周的C纤维传入、从脑干下行的神经末梢、从背角深层大细胞伸出的树突以及不少中间神经元。o 层中的柄细胞多数为兴奋性中间神经元，i 层中的小岛细胞多数为抑制性中间神经元。层细胞只被C类传入纤维所激活。3层 其投射神经元是背角中最

8、大的。绝大多数为多觉会聚性神经元。因其对不同性质的刺激，以及相当广泛的刺激强度的变化均能起反应，故又称广动力范围神经元。它对伤害性和非伤害性刺激均起反应，故又称非特异伤害感受神经元。,（二）特异性和非特异性伤害感受神经元 脊髓背角有两类传递伤害性信息的投射神经元。一类是仅对伤害性刺激起反应的特异性伤害感受神经元；另一类是对伤害和非伤害性刺激均起反应的非特异性伤害感受神经元。1特异性伤害感受神经元 主要分布在1层，少数分布在第层。能选择性地被A和 C传入所激活，接受来自皮肤和内脏的传入会聚；由此发出的投射神经纤维经脊髓丘脑束到丘脑的腹后外侧核。这类神经元在痛觉的空间定位和分辨感觉的性质中起主导作

9、用。,2非特异性伤害感受神经元 占背角神经元的 50 70。大多数分布在 V层。投射神经元主要经脊髓丘脑束到丘脑的髓板内核群，也可经脊髓网状束和脊髓中脑束等投射到低位脑干网状结构，其定位能力较弱。由于其联系广泛，具有明显的时间总和和空间总和能力。这类神经元在痛强度分辨中起重要作用。（三）伤害性初级传入纤维的递质与受体 已经发现伤害性初级感觉神经元中存在十几种生物活性物质，但只有谷氨酸和P物质比较符合作为伤害性信息传递信使的条件：,1P物质 脊髓P物质含量较高，且有选择性分布，强电流刺激离体背根神经能引起P物质释放。P物质可诱发背角神经元持续发放冲动，并易化痛敏神经元的伤害性反应。P物质及其受体

10、丰富地分布在脊髓背角I、层。2谷氨酸 谷氨酸在痛觉过敏的形成中起着非常重要的作用，NMDA受体和非NMDA受体激动剂（如海人藻酸和AMPA）对背角痛敏神经元有易化作用。伤害性刺激、P物质都可明显增加谷氨酸在脊髓释放。总之，脊髓背角至少有两个传递痛觉信息的递质系统，一是短时程反应的兴奋性氨基酸系统,由NMDA受体介导；,另一个是由P物质与兴奋性氨基酸共存的长时程反应系统，由NK1 受体和 NMDA 受体共同介导。通过这两个系统的相互作用，触发和传导不同性质、不同时程的疼痛。（四）伤害性信息的上行传导 分布在脊髓背角的投射神经元，一方面接受外周伤害性传入冲动；一方面经不同的脊髓上行传导束，将外周伤

11、害性信息传达到脑的高级中枢。脊髓上行传导束包括脊丘束（STT）、脊网束（SRT）、脊-中脑束（SMT）、脊颈丘束（SCT）和脊柱突触后纤维（PSDC），其中STT起主要作用。,应指出，传导伤害性信息的上行传导束，也携带其他感觉信息，根据其走行、投射等特点可分为两个传导系统。1外侧传导系统 包括新脊丘束（由脊髓投射到丘脑腹后外侧核）、SCT和PSDC。该系统传导束经丘脑换元，沿特异性投射系统投射至大脑皮层特定感觉区。这些传导束的共同特点是换元少，传导快，为一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。其中新脊丘束对伤害性刺激敏感度和分辨度高；SCT对伤害性机械和温度刺激发生反应

12、；PSDC对外周伤害性刺激可产生高频放电。,2.内侧传导系统 包括旧脊丘束（由脊髓投射到髓板内侧核）、SRT和脊髓固有束统称为旁中央上行系统。该系统传导束传至丘脑以前经短纤维多突触交换，在丘脑换元后，沿非特异性投射系统投射至边缘系统和大脑皮层广泛区域。该系统的共同特点是中间换元多，传导缓慢，定位不明确，对伤害性机械和温度刺激均起反应，并可伴随以痛反应。内、外侧传导系统之间有突触联系。因而二者之间存在相互作用。外侧传导系统对内侧传导系统有抑制作用；内侧传导系统对外侧传导系统有代偿作用。,三、痛觉信息在脊髓以上水平的整合（）脑干网状结构 脑干网状结构是伤害性感受系统的一个重要组成部分，它不仅控制着

13、感觉驱动，而且同躯体和内脏运动功能变化有密切关系。1低位脑干 延髓、脑桥网状结构具有特异性和非特异性伤害感受神经元。延髓网状结构巨细胞核神经元对皮肤和内脏传入的各种伤害性刺激均有反应。延髓网状结构向上联系觉醒系统，下连脊髓，故其功能可能与疼痛时的觉醒状态和防御反应有关。,2中脑网状结构 60神经元可被皮肤和内脏的伤害性刺激所激活,也可被电刺激时的A和C纤维传入所兴奋，具有感觉会聚的特征。总之，脑干网状结构既是痛觉信息传导的通路，又是中枢整合机构之一。其内侧部为整合与效应区，外侧部为感觉与联络部。痛觉信号在此受到调制（易化、抑制），并通过内脏中枢（呼吸和心血管中枢）引起内脏痛反应（如心跳与呼吸的

14、节律、频率和血压的改变等）。（二）丘脑 丘脑是最主要的伤害性信息整合部位。脊髓上行传导通路将伤害性传入冲动传入丘脑，在丘脑进行整合。,丘脑的不同核团均有对伤害性刺激产生反应的神经元，既有特异性也有非特异性伤害感受神经元。1.丘脑外侧核群 包括腹侧基底核群和后核群，主要接受来自脊髓I层和V层的特异性伤害感受神经元和广动力神经元的传入。特异性伤害感受神经元约占接受躯体感觉传入细胞数的60。在腹后复合体，多半是非特异性伤害感受神经元，具有躯体定位投射关系，神经元放电反应和刺激强度变化成正比，所以能定量反映外周伤害性刺激。2丘脑内侧核群 包括中央外侧核和髓板内核群，主要接受来自脊髓VI层的神经传入，以

15、束旁核（Pf）与痛觉形成关系最为密切。,束旁核可对伤害性刺激起反应，既有特异性也有非特异性的。束旁核中有两种与痛觉有关的神经元，一种可被伤害性刺激所兴奋，称为痛兴奋性神经元；另一种则被伤害性刺激所抑制称为痛抑制性神经元。痛觉可分为感觉分辨和情绪反应两部分。丘脑外侧核群的伤害性感受神经元可将外周刺激的部位、范围、强度和时间等属性编码，向大脑皮层（SI区和 S区）传递，司痛觉分辨功能；而丘脑髓板内侧核群的伤害性感受神经元，对外周刺激缺乏明确的躯体投射关系，其轴突广泛投射到大脑皮层，包括投射到与情绪有关的额叶皮层，并接受与边缘系统、下丘脑有密切联系的网状结构传入。,因此，髓板内侧核群主要司理痛觉情绪

16、反应功能。（三）下丘脑 下丘脑有些核团具有伤害性感受神经元，对伤害性刺激呈现兴奋和抑制反应，同时伴以情绪和内脏反应。慢性疼痛时还可影响其对内分泌的调节反应。（四）大脑皮层-边缘系统 边缘系统具有接受调控伤害性信息的功能。伤害性信息传入边缘系统，并由此传向大脑皮层，产生疼痛的感受和心理反应。痛觉冲动自边缘系统向下传导时，则可调控和影响情绪反应的程度。,大脑皮层对伤害性信号具有感觉认知分辨和发动反应的功能。感知觉是大脑皮层特有的功能，能接受伤害性信息传入的丘脑核团，定位或弥散地投射到大脑皮层不同区域，至今对此了解甚少。目前已有资料表明，在皮层SI区有少量皮肤和内脏传入会聚的伤害感受性神经元；S区后

17、部有非特异性伤害感受神经元，也有少量特异性伤害感受神经元。皮层S区对皮肤伤害性刺激有特异性反应。去除SI、S 区的去皮层术可缓解疼痛。综上所述，伤害性刺激激活了外周伤害性感受器。,伤害性信息经外周传入神经的 A 和 C 纤维传入脊髓背角I、V层，释放谷氨酸和P物质等，激活背角投射神经元，其轴突组成 STT、SRT、SCT 和PSDC等传导束，将伤害性冲动传向脑干网状结构，丘脑的 VPL（丘脑腹后外侧核）、VPM（丘脑腹后内侧核）、PO（丘脑腹后复合体）、CL（丘脑中央外侧核）和 Pf（丘脑束旁核）等核团。并在此换元后投射到大脑皮层SI区。S 区和眶额皮层，产生痛觉。,第二节 痛觉的内源性调制原

18、理 在神经系统中不但有复杂的伤害性信息的传递系统，而且在中枢神经系统有着完善的调制痛觉信息传递的神经网络。实际上疼痛的全过程始终处于机体自身的调控之中，自脊髓到大脑皮层的各级中枢均参与对痛觉的调制活动，神经中枢对痛觉的调制是机体对伤害性刺激的防御机制。一、脊髓对伤害性信息传递的节段性调制 伤害性信号在进入高位中枢以前已在脊髓受到调控，包括对伤害性信息的量、性质和时速等进行调节、转换和控制。,（）节段性调制的关键部位 脊髓层胶质区（SG）是脊髓神经结构和化学组成最复杂的区域，是脊髓各节段内调控痛觉效应的中心环节。伤害性信息传入终止在SG，它与SG中间神经元、投射神经元和脑干下行纤维形成局部神经元

19、网络。1965年Melzack和Walle提出闸门学说（gated theory）解释脊髓的节段性调制作用，SG神经元起着关键的闸门作用（图172）。该学说认为节段性调制的神经网络是由初级传入A和C纤维、背角投射神经元（T细胞）和胶质区抑制性中间神经元（SG细胞）组成。,A和C纤维传入均可激活T细胞的活动；而对SG细胞的作用正相反，初级传入A 纤维可兴奋SG细胞，C纤维传入可抑制SG细胞的活动。因此，外周伤害性刺激，兴奋无髓细纤维-C纤维，其传入紧张性活动使闸门开放，允许伤害性信息经T细胞向高位中枢传递，最终产生痛觉。当某些轻触、揉搓、按摩刺激，兴奋有髓粗纤维如A纤维传入时，促使SG细胞兴奋，

20、关闭闸门抑制T细胞活动，从而阻遏或减少伤害性信息向高位中枢传递，使疼痛缓解。此外，粗纤维传导之初，伤害性信号进入闸门以前，先经背索向高位中枢传递，中枢调控机制再通过下行的控制系统，,闸门学说发明者1983年又对原学说进行了修改和补充，主要是：强调SG细胞的多功能性,既有抑制性也有兴奋性作用，闸门对T细胞的抑制形式既有突触前抑制,也有突触后抑制。强调了脑干网状结构下行抑制系统的作用，而且这种抑制是单独向闸门输入的（图 173）。近年研究证明，SG神经元与C传入纤维、投射神经元和其他SG中间神经元形成突触联系.A 纤维传入激活SG细胞，可通过突触前抑制,前馈抑制，以及直接对投射神经元的突触后抑制产

21、生节段性调制。,（二）节段性调制中的主要神经递质 1GABA 免疫组化研究证明，在脊髓背角胶质区层的大多数岛细胞是GABA能的，其轴突和含囊泡的树突，与C纤维末梢复合体中的C纤维末梢形成轴-轴或树-轴型突触。这种突触前抑制的结构存在，表明GABA能神经元对伤害性信息传递的突触前调制。2阿片肽 脊髓背角层存在大量脑啡肽和强啡肽能中间神经元及阿片受体，并与伤害性传入 C纤维分布高峰相重叠。阿片肽对背角伤害性信息的调制，既有突触前抑制，也有突触后抑制。,（1）突触前抑制：C 传入纤维末梢阿片受体激活，可直接降低gCa2+，使进入 C 纤维末梢的Ca2+减少，阻止突触前膜P物质和谷氨酸的释放，从而抑制

22、背角伤害性神经元。（2）突触后抑制：脑啡肽可增加背角伤害性神经元的 gk+，促使突触后膜k+外流，使后膜超级化产生IPSP，以抑制背角伤害性神经元的活动。二、脑高级中枢对伤害性信息的调制 目前认为中枢神经系统可能存在着多条下行抑制通路，各条通路间相互制约、相互协调，共同构成内源性痛觉调制系统，发挥对痛觉传导的下行抑制作用。,（）内源性痛觉调制系统 在内源性痛觉调制系统中，以脑干中线结构为中心，由许多脑区共同组成的调制痛觉的神经网络系统，占据非常重要的位置。该系统由中脑中央灰质（PAG），延髓头端腹内侧部（中缝大核及邻近的网状结构）和一部分脑桥背外侧网状结构（蓝斑核和KF核）组成（图17-4）。

23、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，它既受高位中枢的镇痛机制的调控，也可选择性抑制痛觉冲动向上传导。其下行痛调制纤维，经脊髓背外侧束下行对脊髓背角痛觉信息的传递产生抑制性调节。,与此同时，也抑制三叉神经脊束核痛敏神经元的活动。1PAG PAG与大脑皮层、间脑、脑干和脊髓均有广泛的直接纤维联系,其中PAG与蓝斑、中缝背核与黑质之间存在着双向的纤维联系，并有纤维直接终止于丘脑束旁核、中央中核和脊髓后角。因此,PAG处于痛觉调制系统中心位置,来自高位中枢的影响像漏斗一样汇集到PAG。PAG的传出主要终止在延髓头端腹内侧区（RVM）和外侧网状核（LRN），少数直接到达背

24、角。故PAG主要是通过两条通路对脊髓背角神经元产生下行调制：,PAG-RVM-背角通路，这个通路是以PAG为起源，以RVM为接替站，通过脊髓背外侧束下行至脊髓背角，对背角水平的痛初级传入活动进行抑制。PAG-LRN-脊髓背角系统，延髓尾部的LRN也接受PAG的传入,其传入纤维终止于脊髓背角，抑制背角神经元的伤害性反应。来自脊髓背角的伤害性传入，激活PAG中的抑制性神经元,通过下行通路发挥抑制脊髓背角痛觉信息的传递。大多数高位中枢激活所产生的镇痛和痛逃避反应作用，也都要通过 PAG介导。,PAG的腹外侧区是“纯粹”的镇痛区，对痛觉有高度的选择性抑制，不伴随运动和自主反应；而PAG背部区除有镇痛作

25、用外，更主要是在情绪和逃避反应中起作用。现已明确PAG存在着5HT、神经降压素、P物质、血管活性肠肽、脑啡肽、强啡肽、GABA等神经元，其中除5HT神经元和神经降压素神经元向延髓投射外，其余多数为中间神经元。2.RVM 包括中缝大核（NRM）、网状巨细胞核（RPg）、外侧网状巨细胞旁核（Rpgl）和网状巨细胞核部（Bgc）等4个核团。,目前已知 NRM、Rpgl和 Rgc等核的细胞内含脑啡肽、P物质、生长抑素、促甲状腺激素释放素（TRH）等。而且在此区域内发现 5HT和P物质、5HT和脑啡肽，甚至5HT、P物质和TRH等多种递质共存细胞。最近研究证明 Rpgl的下行纤维可能是NA能的，而NPM

26、下行系统则为5HT能的。RVM主要接受来自前额皮层、杏仁核、下丘脑、纹状体和PAG的传入。RVM传出纤维经背外侧束终止在脊髓背角。3蓝斑核（LC）在痛觉调制系统中，LC占有重要位置。LC激活可抑制脊髓背角神经元的伤害性反应,并产生痛行为反应减弱。LC下行抑制通过两方面发挥作用：,通过LC轴突与脊髓背角神经元联系,在脊髓水平释放NA，通过NA受体直接抑制其伤害性反应。通过终止在PAG的纤维，激活调制神经元，间接抑制脊髓背角伤害性信息的传递。（二）内源性痛觉调制系统的相关递质 内源性痛觉调制有关的递质很多，概括起来基本有两类：1阿片肽系统 中枢神经系统内阿片肽是调控痛觉的主要递质，脑啡肽和-内啡肽

27、在脑内和脊髓均有镇痛作用，其中-内啡肽脑内含量远大于脊髓，因此以脑内（特别是PAG）作用为主；强啡肽在脊髓发挥镇痛作用，而在脑内反而有对抗吗啡镇痛作用。,机体受到伤害性刺激（特别是快痛）时，强啡肽含量升高，在脊髓背角以突触前抑制方式抑制P物质释放，从而抑制伤害性信息向高位中枢的传导，发挥内源性镇痛作用。在中枢阿片肽分布的部位均有相应的受体。阿片受体已发现四种，包括受体：主要分别于下丘脑、纹状体、蓝斑和孤束核，对-内啡肽和脑啡肽亲和力较高，也可被外源性吗啡所激活，在吗啡镇痛中起主要作用。受体：主要分布于大脑皮层、纹状体和外侧网状结构，对脑啡肽和-内啡肽均有亲和力，但以前者为主。在边缘系统和脑干的

28、分布密度是受体的2倍，受体与痛行为反应有关。,受体，主要分布于下丘脑、伏核、黑质和孤束核，为强啡肽受体，脑内分布高于脊髓，但脊髓中受体与镇痛作用的关系较为明确。孤儿阿片受体：广泛分布于中枢神经系统，如大脑新皮层、海马、杏仁核、纹状体、小脑、下丘脑、PAG、中缝背核、蓝斑核，以及脊髓背角。表明孤儿阿片受体参与痛的感觉和调制功能。以上四种受体的选择性作用，仅限于低浓度下的阿片肽；在阿片肽浓度较高时，则无明显选择性。2.单胺类（1）5HT：5HT广泛分布于脑区，尤以中缝核含量最高，而血液中5HT不能通过血一脑屏障。,RVM的5HT神经元既可与脊丘束神经元发生单突触联系，也有通过脊髓背角脑啡肽中间神经

29、元介导的、与脊丘束神经元的多突触联系。因此，5HT可直接作用于脊髓抑制STT神经元的活动，产生镇痛效应。也可通过5HT促进脊髓阿片肽神经元释放内阿片肽，内阿片肽与脊髓投射神经元的阿片受体结合，进而以突触前抑制的方式，抑制P物质释放，阻抑伤害性信息向高位中枢的传递。此外，刺激RVM可在STT神经元上诱发单突触的IPSP，说明突触后抑制也参与对脊髓背角神经元的调制。,（2）NA：延髓外侧网状核和脑桥背外侧核群的下行NA神经末梢到达脊髓背角I、V层，NA直接作用于脊髓，通过受体选择性抑制脊髓背角伤害性神经元，产生镇痛作用。此外，PAG和RVM接受NA能神经元支配，NA和5HT对脊髓伤害性信息传递的抑

30、制作用是互相依赖的，5HT介导的抑制伤害性信息传递有赖于NA系统的完整性。最近的研究显示，提高中枢内的NO水平具有明显的痛敏效应，而降低中枢神经系统的NO水平表现显著镇痛作用。,第三节 针刺镇痛的原理 我国科技工作者在针刺镇痛原理的研究中，采用神经生理学、神经化学、分子生物学等多学科研究方法，取得了令人瞩目的成果，居世界领先水平。1978年我国著名生理学家张香桐教授首先提出：“针刺镇痛（acupuncture analgesia）是来自针刺穴位和痛源部分的神经冲动，在中枢神经系统内相互作用、加工和整合的结果”的假说。1984年韩济生教授提出：“针刺镇痛的机理在于针刺激活了机体原有的痛觉调制系统

31、，在中枢各级水平控制伤害信息的感受和传递”，并设计了与针刺镇痛有关的神经通路和神经介质图，揭示出针刺镇痛机制的基本轮廓（图17-5）。,新近的研究结果证实并充实了针刺镇痛原理的假说，认为针刺调动了机体的内源性镇痛机制，产生了从外周到中枢神经系统各级水平的针刺信息对抗伤害性信息感受和传递的一个复杂整合调控过程。（）针感感受器的兴奋“针感”是针刺穴位所产生的局部组织酸、麻、胀、重等复合的不愉快感觉，中医称之为“得气”。针刺穴位产生“得气”感是取得针效的前提。实验结果表明，针刺截瘫病人小腿足三里穴或偏瘫病人患侧合谷穴，均无“得气”感，也不产生镇痛作用。此现象也说明针刺的信号需要到达中枢才能引起镇痛作

32、用。,“得气”可从两方面理解：施针者的“手下感”。受针者的“针感”。“手下感”是措施针者觉得针被轻轻吸住，此感觉实际是针刺穴位区肌肉微弱收缩造成的。肌电是肌肉兴奋的标志，通过兴奋收缩偶联引起肌肉收缩。研究表明施针者有“手下感”时，受针者也有“针感”，与此同时肌电发放冲动，而且三者呈平行关系。针刺产生“得气”时，针刺处肌电活动幅度和频率比肌肉主动收缩时小得多。针刺穴位处肌电频谱集中在低频段（55165Hz），肌电幅度通常在80300mV之间，少数在400mV以上。由此可见，施针者的“手下感”主要是穴位区肌肉的紧张性收缩所致。,此外,对穴位针感点研究及测量表明,针感点基本上分布在深部组织（如足三里

33、穴针感点为0.7cm3.5cm）。组织学研究结果表明，产生“针感”的神经结构基础包括小神经束、游离神经末梢、神经干支、血管壁上的传入神经和某些包囊感受器，其中小神经束和游离神经末梢在多种组织的针感点中普遍存在,其出现率明显高于其他结构,故小神经束和游离神经末梢是多数穴位的主要针感感受装置。实验证明,若在穴位处肌肉注射1普鲁卡因局部麻醉药以封闭支配穴位的肌神经后，继以针刺并提插捻转，此时皮肤表面触觉尚存，但“得气”感和镇痛效应完全消失；,若仅封闭皮肤的感觉神经分支或阻断针刺一侧肢体的血液循环，则对针刺镇痛效应无明显影响。这些均表明“针感”和针刺镇痛效应的产生是穴位深部感受装置针震感受器兴奋的结果

34、。电生理学研究表明,针刺穴位时,针感感受器兴奋，通过换能作用，将针刺刺激信号转换成相应的神经冲动针刺信息。针刺信息沿着一定的外周和中枢通路传导到脑的高级中枢，最后导致针感的形成。,“针感”作为一种深部感觉，有的定位明确，有的定位不明确，并且性质多样，临床可见单独一种，也可见几种感觉混合出现。“针感”不同的原因可能是由于不同穴位内的组织结构不同，刺激的方式和强度不同，使被兴奋的神经纤维数目与种类有所不同。这些数目不同、粗细不等的神经纤维的兴奋，以不同形式的编码传导到高级中枢，产生酸、麻、胀、重等不同的“针感”。（二）传递针刺信号的传入通路 刺激穴位针感感受器,针刺信息的传入主要是由 类（A）和类

35、（A）传入纤维传导，经脊髓外侧束进入脊髓背角神经元。,用局麻药封闭支配穴位的神经，或切断神经等方法，随着针感的消失，针刺镇痛效应也消失。通过分析支配“足三里”穴的神经单纤维活动表明,针刺信息的传入是由大、中等的有髓纤维传导。早期的研究认为，用强度为仅能兴奋最粗纤维（I类纤维）的弱电流刺激,并不能影响脊髓背角和丘脑内侧核群的伤害感受性神经元的放电。当刺激强度增加到中等粗细纤维阈值以上时，才出现痛放电抑制现象。因此认为针刺镇痛时，传递针刺信息的外周传入纤维主要是中等粗细的纤维、类（A）纤维（特别是类纤维）。近年来通过对不同强度，特别是高强度电针镇痛效应的研究提出了新观点。,采用低强度（2V，低于C

36、纤维阈值）刺激与病源接近的穴位（与病源同节段），对脊髓背角神经元的伤害性反应有明显抑制作用，而对远隔穴位（远节段）则无镇痛效应。当采用超过C类纤维阈值的高强度（18V）刺激时，也有明显的镇痛效应。提示低强度电针穴位的镇痛作用表现出局限性，即特异性，而高强度电针穴位的镇痛作用无特异性，但表现为广泛性远隔作用，并证明了两者的外周传入纤维和中枢镇痛机制均有所不同，即低强度电针的镇痛作用主要兴奋类纤维和部分类（A）纤维传入，主要通过脊髓节段痛整合作用实现镇痛，但也有脊髓以上机制参与；而高强度电针的镇痛作用主要是通过兴奋A 特别是C 类（IV类）纤维传入，,通过激活脑内中缝大核痛负反馈调节机制，产生范围

37、广、后效应长的镇痛作用。故认为C 类纤维传入在针刺镇痛中起重要作用。二、针刺镇痛的中枢机制 针刺信息经类（A）和类（A）纤维传入中枢，伤害性信息经类（A）纤维和C类（IV）纤维传入中枢。大量的电生理学研究证明，针刺信息和伤害性信息进入中枢后，从脊髓到大脑皮层多个水平发生相互作用，产生镇痛效应。其中以初级传入脊髓背角、脑干网状结构和高级感觉整合中枢丘脑在相互作用过程中起主要作用。这两种信息的相互作用至少包括三个网络：,发生在同一水平甚至同一核团的相互作用，如脊髓背角。抑制性调制通过局部回路间接作用于伤害性感受神经元。针刺激活下行抑制系统,抑制脊髓背角伤害性感受神经元的传递。（）针刺信息与伤害性信

38、息在中枢神经系统的相互作用 1针刺信息与伤害性信息在脊髓水平的相互作用 伤害性刺激通过 A 纤维和C类纤维将信息传入脊髓背角，激活背角痛敏神经元，从而向脑部高级中枢传递伤害信息；而针刺刺激兴奋（A）和（A）类纤维，抑制C类纤维对脊髓背角痛敏神经元的兴奋作用，从而启动脊髓的闸门控制机制。,实验表明，电针穴位可使脊髓背角V层神经元的痛放电减少一半以上。单个电脉冲刺激穴位，通过突触后抑制来抑制伤害性刺激引起的痛放电。在三叉神经脊束核有会聚神经元，针刺信息传入可通过突触前抑制来抑制痛放电。这些实验结果表明针刺信息与伤害性信息在脊髓水平发生相互作用，针刺信息在脊髓水平对伤害性信息就已起到抑制作用。P物质

39、（SP）是伤害性初级传入纤维末梢释放的递质，是脊髓SP的主要来源（约占34）放免测定结果表明,针刺镇痛效应是通过刺激阿片肽的释放，进而抑制了针刺的相应脊髓节段SP的释放。,并且，电针镇痛中,5HT下行抑制途径在抑制伤害性初级传入末梢释放SP起重要作用。针刺镇痛的脊髓节段性抑制研究表明，脊髓水平的GABA、阿片肽和P物质均不同程度地参与了突触前抑制和突触后抑制，从而产生镇痛作用。在脊髓水平，针刺信息抑制伤害性信息的作用有两个显著特点：节段性：针刺部位与痛源部位属相同节段时，针刺镇痛作用强；反之，镇痛作用则弱。这种节段性特性可能是临床“以痛为腧”、局部取穴、邻近取穴或采用背腧穴治疗脏腑痛的作用基础

40、。迅速而短暂：电针刺激后，几乎立即使痛放电减弱，甚至消失。刺激停止后，痛放电迅即重新出现。,这表明潜伏期短、抑制效应短暂的针刺镇痛作用，其产生机制在脊髓；但在临床上，针刺镇痛的特点是起效慢、持续久，可见脊髓在针刺镇痛机制中可能不起主要作用，而那些需要一定诱导时间、抑制效应长久的针刺镇痛作用，其机制可能主要产生于脊髓以上的结构。2针刺信息与伤害性信息在脑干网状结构中的相互作用 脑干网状结构汇集了不同来源、不同性质的各种感觉和运动信息，各种不同的纤维可以终止在同一个网状结构细胞上。针刺信息和伤害性信息在脊髓发生相互作用后，二者均经前联合交叉至对侧，然后沿脊髓上行传导束到达丘脑。,其中旧脊丘束的脑干

41、部分、脊网束和脊髓顶盖束的大部分纤维终止于脑干网状结构和中脑顶盖。在脑干网状结构中有中缝核群,集中着5HT能神经元。位于中脑的中缝背核发出上行纤维到达丘脑、下丘脑和边缘系统，抑制伤害性信息向大脑皮层传递；而位于延脑的中缝大核发出下行纤维到达脊髓，抑制脊髓的伤害性信息的传递。业已证明，肌神经的、类纤维的传入冲动可进入脑干网状结构。各种不同性质的信号在这里发生相互作用。因此，脑干网状结构在针刺镇痛中具有重要的作用。延髓巨细胞核不仅接受皮肤、肌肉和内脏的伤害性信息，也接受针刺信息，并使伤害性信息受到抑制。,针刺引起的延髓网状巨细胞核神经元的活动还可向上、向下传递。向下传至脊髓前角，抑制痛反射；向上经

42、中央被盖束，进入丘脑中央中核，激发中央中核抑制伤害性信息。3针刺信息与伤害性信息在丘脑水平的相互作用 丘脑是伤害性信息传入大脑皮层引起痛觉和痛反应的重要换元站，其包括特异性和非特异性伤害感受神经元。针刺信息与伤害性信息在丘脑水平的相互作用，可能是针刺远隔穴位发挥镇痛作用的最重要机制。,神经电生理学研究证明，电针穴位可对丘脑内侧核群（束旁核、中央外侧核）、腹侧基底核群（腹后内侧核、腹后外侧核）伤害性感受神经产生抑制作用。束旁核是一个接受痛觉冲动的结构，任何伤害性刺激，不论是自然的痛刺激，还是用强电流直接刺激感觉神经，都可引起束旁核发生痛放电反应。中央中核可接受来自多个神经元的传入冲动，是一个痛觉

43、调节中枢。实验证明，针刺穴位、电刺激感觉神经均可兴奋中央中核，继而抑制束旁核痛放电。可见针刺信息在丘脑水平与伤害性信息发生相互作用，阻止伤害性信息上传至大脑，从而产生镇痛效应。,（二）针刺信息激活内源性痛觉调制系统 高位中枢下行控制脊髓的作用有抑制性和易化性两种，当两种同时发挥作用时,前者的作用往往大于后者,因而在总体上表现为抑制作用。在脑干,针刺镇痛的一个重要机制是针刺信息激活了中枢神经系统内源性痛觉调制系统-脑干网状结构下行抑制系统。针刺信息传入脊髓经腹外侧索上传入脑后，激发脑干下行抑制系统，其下行冲动经脊髓背外侧索投射至脊髓后角，以调制伤害性信息传入。1中脑中央灰质（PAG）PAG与针刺

44、镇痛有密切关系。电针刺激穴位或直接电刺激 PAG 均可使痛阈显著提高；,同时给予电针刺激穴位和电刺激 PAG 可呈现协同作用,其导致的痛阈增值大于单独刺激时痛阈增值之和；与此相反，损毁PAG使针刺镇痛效应明显减弱。PAG既可接受来自外周的包括针刺在内的信息，也接受来自高位中枢的控制；既可激活5HT上行通路，又可激活5HT下行通路。在针刺镇痛有关的神经结构中,PAG处于承上启下的关键位置。前已述及,PAG是内源性痛觉调制系统的重要结构，而且 PAG 是针刺信息和伤害性传入信息发生会聚的场所之一。针刺信息激活 PAG，然后通过 PAGRVM 脊髓背角细胞和PAGLRN 脊髓背角细胞两条途径，对脊髓

45、伤害性感受神经元产生下行抑制性调制作用，从而引起镇痛效应。,2.延髓头端腹内侧区（RVM）实验结果表明，在延髓中段横切脑干，针刺效应几乎完全消失；损毁延髓内侧部（包括中缝后部核群在内）可显著削弱针效。这说明延髓中央内侧部（主要是中缝核群），与针刺抑制伤害性内脏和躯体反射有关。中缝核群是5HT神经元汇集之处，由此发出5HT纤维上行到前脑，下行到脊髓。其中，上行5HT纤维主要发源于中缝背核。针刺信息可激活中缝背核神经元，一方面通过上行冲动抑制丘脑束旁核伤害性感受神经元；另一方面可作用于脑内与痛觉调制有关的结构,如 PAG、僵核、杏仁核、隔区、伏核等。,下行5HT纤维主要发源于中缝大核，针刺信息激活

46、中缝大核，其下行冲动沿脊髓背外侧索下行脊髓背角释放5HT，一方面引起C类传入纤维末梢发生去极化，以突触前抑制方式抑制脊髓伤害性信息的传递；另一方面作用于脊髓背角细胞，发挥突触后抑制，从而抑制脊髓水平的伤害性反射，也抑制由背角细胞上行的痛觉传递路径。3.去甲肾上腺素（NA）能神经核团 脑内NA能神经元胞体集中于延髓和脑桥A12、A47，核群，由此发出上行和下行纤维。下行NA能纤维经背外侧索到达脊髓释放NA，NA作用于受体可加强针刺镇痛效应；上行NA能纤维和一部分来自蓝斑的NA能纤维，分布于中脑和前脑广泛区域,（如PAG、中缝背核、下丘脑视前区、海马、僵核、杏仁核和大脑皮层等）。实验结果证明，PA

47、G、僵核和视前区释放的NA有对抗针刺镇痛作用。（三）针刺镇痛相关的中枢神经递质 目前已发现很多与针刺镇痛有关的中枢神经递质，归纳起来主要有以下四类。阿片肽。单胺类。ACh。GABA。1阿片肽 内源性阿片肽三个家族中的内啡肽、脑啡肽和强啡肽均参与介导了针刺镇痛效应。其中内啡肽（-内啡肽）镇痛作用部位主要在脊髓以上水平；,脑啡肽镇痛作用部位在脊髓和脊髓以上水平；强啡肽镇痛部位主要在脊髓。阿片肽通过以下途径发挥作用：针刺信息的传入直接激活脊髓背角的脑啡肽和强啡肽能神经元的活动，抑制伤害性感受神经元的活动。针刺信息的传入激活下丘脑弓状核的-内啡肽能神经元，通过PAG 下行冲动抑制脊髓背角痛觉信息的传递

48、。在与痛觉调制有关的核团内，阿片肽与其他中枢神经递质相互作用，参与针刺镇痛的过程。2.单胺类（1）5HT：针刺产生镇痛效应时，脑内的 5HT含量增高；,针刺无效时，脑内5HT水平变化不大。进一步研究针刺过程中5HT代谢表明，针刺一方面可促进5HT合成，一方面可加速5HT的释放和利用。（2）NA：中枢NA能神经元胞体主要集中在延髓和脑桥，由此发出纤维，构成上行和下行两个系统。上行系统投射至中脑、间脑和端脑的边缘系统。针刺激活NA上行系统，NA可在PAG、僵核和视前区多个部位，通过1受体对抗针刺镇痛作用；下行系统经背侧束到达脊髓背角，激活NA下行系统，在脊髓背角释放NA，通过1受体加强针刺镇痛作用

49、。可见，NA能神经元系统在针刺镇痛中具有双向作用。,（3）多巴胺（DA）：同NA一样，在脑内对抗针刺镇痛，而在脊髓可加强针刺镇痛作用。3Ach 针刺镇痛时中枢神经系统内的ACh代谢更新加快，功能活动加强，使针刺镇痛作用加强。注射阿托品阻断脑内胆碱能M受体，则针刺镇痛作用显著减弱。针刺可使大脑皮层、尾核、丘脑中ACh含量增加，并与针刺镇痛呈平行关系。可见，ACh是参与刺镇痛作用机制的神经递质之一。4GABA 神经生理学和神经药理学方面的研究表明，提高（或降低）中枢GABA能系统的功能，可相应地削弱（或增强）电针镇痛效应。,GABA和GABA受体激动剂能降低中缝核群5HT能神经元功能；GABA在脑

50、啡肽释放中发挥抑制性调节作用。因而中枢GABA能系统对电针镇痛的对抗作用，可能是通过GABA与5HT以及阿片肽的相互作用来实现的。总之，在针刺镇痛过程中，针刺信息可以到达许多脑区，激发中枢神经递质的释放，进而与相应受体特异性结合，产生镇痛效应。其中，5HT、阿片肽、ACh有助于针刺镇痛，而GABA则对抗针刺镇痛作用。脑内NA和DA可对抗针刺镇痛，而脊髓中NA和DA可加强针刺镇痛作用。实验还证明，5HT和阿片肽之间在针刺镇痛中存在相互代偿的关系。,阿片肽释放后可通过抑制 NA 神经元活动产生镇痛效应。因此，在针刺过程中，中枢神经递质之间的相互作用非常复杂，并且同一神经结构中往往含有多种递质或调质