二、可塑性
可塑性是神经系统依照不同条件修复其功能的特性,是炎性痛的基础。
1 .外周敏化
组织损伤使受伤细胞释放炎性介质,如H+、K+、缓激肽、组胺、ATP、5-HT和NO,并激活花生四烯酸,产生Prostanoid和白三烯。同时,损伤组织中的免疫细胞产生并释放细胞因子和生长因子。外周神经特别是无髓鞘的神经末梢暴露于炎性介质中,使其对其它刺激的反应性和兴奋性不断增强,敏化了兴奋阈高的伤害性感受器,导致痛阈下降和痛敏。部分皮肤、肌肉及内脏中原先对高强度刺激无反应的静息伤害性感受器,受以上介质的影响可自发性激活,并引起反应,使不痛的低强度刺激引起疼痛,即外周敏化。
2. 缓激肽(BK)
损伤组织释放缓激肽,产生炎性痛和痛敏。缓激肽降解产生的脱精氨酸缓激肽(des-Arg9-缓激肽)刺激初级传入神经元,并致痛敏。缓激肽受体有两种亚型:BK1和BK2。在动物试验中,选择性高亲和力的BK2受体拮抗剂Bradyzide能阻断炎性痛敏,而BK1受体激动剂仅在炎性状态产生疼痛。因此,BK2受体介导着缓激肽的致痛作用,BK1受体在炎症组织中表达增加,参与痛敏形成。
2.1 细胞因子
细胞因子在炎症形成过程中发挥重要作用:促进炎性细胞的渗出和趋化,激活炎性细胞及引起发热反应,参与炎症损伤。与其它炎性介质相似,细胞因子有时直接刺激伤害性感受器去极化,导致PEG2等因子释放。在炎症急性期,细胞因子通过受体相关激酶及离子通道的磷酸化作用,引起致敏作用。而在慢性炎症中,受体的转录增量调节起主导作用。与炎性痛相关的细胞因子有TNFα、IL-1、IL-6及趋化因子IL-8,皮内注射这些因子产生机械性或热性痛敏。在动物炎性模型中,TNFα抗体能减少痛敏的发生。最新的抗TNF疗法能明显减轻类风湿性关节炎的疼痛程度。IL-1拮抗剂可有效抑制强啡肽诱发的痛敏。小鼠敲除IL-6基因可减轻炎性刺激或慢性神经受压导致的机械性或热性痛敏的发生。
2.2 前列腺素(PG)
PG是一种重要的炎性热和炎性痛介质,由环氧化酶1(COX-1)及其同工酶COX-2合成。PG可直接作用于伤害性感受器产生疼痛,并使组织对产生炎症和疼痛的其它介质更为敏感。COX-1及COX-2在人类及小鼠大脑、脊髓中广泛存在。在实验中,COX-1缺陷的小鼠对伤害性刺激的反应较轻,COX-2缺陷的小鼠则无此现象。在慢性、迁延性、弥漫性疼痛模型中,雌性COX-2缺陷小鼠的伤害感受减轻,而雄性小鼠并不减轻。此外,COX-2缺陷小鼠的脊髓中出现COX-1的增量调节,反之则无。
2.3 生长因子
神经生长因子(NGF)是第一个被发现的神经营养因子,是外周感觉神经元生长发育所必需的。近年研究发现,其作用于伤害性神经元,并参与炎性痛的发生。此因子的mRNA和/或蛋白质广泛存在于各类细胞中,如纤维母细胞、角质细胞、Schwann细胞及免疫细胞。炎性介质如IL-1β、TNFα可使NGF生成增加。在动物炎症模型及人类关节炎、膀胱炎及哮喘病人体内NGF含量增多。人体实验中,NGF产生注射部位的皮肤痛敏,广泛的、持续数日的深不组织痛。此种敏感效应主要是同NGF直接作用于伤害性感受器所致。同时,NGF刺激炎性细胞释放炎性介质也增强了痛敏效应。在炎症急性期,NGF通过激活神经元酪氨酸激酶TrKA受体,使其释放炎性因子产生痛敏。炎性痛持续一段时间后,NGF的mRNA过度表达,使神经肽、P物质和降钙素基因相关肽(CGRP)生成增加,从而产生广泛而持久的深部痛。脑源性神经营养因子(BDNF)由脊髓背根神经节细胞合成,与炎性痛的中枢敏化相关。外源性NGF与炎症使BDNF合成增加,NGF抗体能抑制与炎症相关的BDNF的增量。抗NGF的抗血清和TrKA-IgG融合蛋白可减轻炎性疼痛。由于酪氨酸激酶抑制剂能阻断NGF激活TrKA的效应,提示其可能发展成为新的镇痛药。