第7講-疼痛持續(xù)化與慢化的解剖學(xué)基礎(chǔ)與分子機制ppt課件

1、病理性疼痛的解剖結(jié)構(gòu)和物質(zhì)基礎(chǔ)（或曰分子機制,張勵才 徐州醫(yī)學(xué)院 江蘇省麻醉學(xué)重點實驗室,一、關(guān)于疼痛機理的 認(rèn)識觀念,1.復(fù)雜而有序,2.遵循神經(jīng)調(diào)控的普遍規(guī)律,泛腦網(wǎng)絡(luò)學(xué)說 1.泛腦層次 神經(jīng)元 核團(tuán) 功能區(qū) 整腦 2.泛腦關(guān)系 膠質(zhì) 血液 腦脊液 神經(jīng)內(nèi)分泌,線性反射論-等級遞階學(xué)說-泛腦網(wǎng)絡(luò)學(xué)說,一石激起千層浪，一綱舉起萬目張,3.牽一發(fā)而動全身,攻其一點（波）及其余,4.著眼痛覺傳導(dǎo)和調(diào)制涉及的 基本路徑與結(jié)構(gòu),5.Hold住導(dǎo)致病理性疼痛的內(nèi)在因素,actual or potential tissue damage,Spontaneous Pain ,Hyperalgesia an

2、d Allodynia,Slowing down and Continue,外周敏化和中樞敏化,疼痛慢化與持續(xù)化,傷害性刺激,二、已知與痛傳導(dǎo)和調(diào)制相關(guān)的基本結(jié)構(gòu),可見，參與因素十分復(fù)雜，揭示機制非常困難,三、病理性疼痛的解剖結(jié)構(gòu)與物質(zhì)基礎(chǔ)（或曰分子機制,一）病理性疼痛的外周機制,1.損傷局部致痛物質(zhì)釋放增加,1）受損局部自身傷害性物質(zhì)釋放： 受損細(xì)胞：K+，H+， HA， ATP，5-HT 血管滲出：BK，PGs 感受器：SP 2）受損局部前炎癥及炎癥介質(zhì)： TNF，IL1/6/8 NGF，BDNF LTB3,COX1/2,PGs3,A.在損傷區(qū)可檢測到上述物質(zhì)的增多（xie,91;Kaja

3、nder,92.) B.局部應(yīng)用相應(yīng)物質(zhì)的拮抗劑，可減輕神經(jīng)原性疼痛（Devor,92;Chaplan,95;Strichartz,2002） C.及時處理損傷，可減痛或消痛（Raja，2001；Bevn，2001） D.創(chuàng)可貼藥用成分 （局部止血、止痛、修復(fù)與營養(yǎng),實驗與臨床證據(jù),如不及時清除，持續(xù)存在傷害性物質(zhì)便成為疼痛敏化、慢化與持續(xù)化的初始條件,2.傷害性感受器的持續(xù)激活,1）損傷組織的各種致痛因素 熱 冷 酸 傷害性物質(zhì)（包括炎性介質(zhì)-）等 （2）直接持續(xù)激活感受器的相應(yīng)膜受體、離子通道等 （4）膜去極化（或活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變）-化學(xué)能-電能-傳入沖動增加 （5）傷害性（痛）信息傳入頻

4、率增強,A.Cf末梢感受器特有的TTX非敏感Na1.8/1.9被監(jiān)測可持續(xù)開放，并產(chǎn)生持續(xù)自發(fā)性電沖動；（levine and Reichling,2001) B.損傷區(qū)外周傳入纖維末梢感受被監(jiān)測到有異位放電現(xiàn)象；Kajander,92;xie,91) 正常：神經(jīng)末梢的跨膜離子通道的組成、分布和功能特性穩(wěn)定， 不刺激，不放電。 損傷：離子通道的密度、開放特性- 傳入纖維興奮模式、傳導(dǎo) 特性發(fā)生改變。不刺激，也放電，且異位放電 C.局部應(yīng)用Ca2+通道和Na+通道阻斷劑能抑制異位電活動和自發(fā)性電活動，減輕神經(jīng)原性疼痛。（Devor,92;Chaplan,95;Strichartz,2002,實驗

5、與臨床證據(jù),傷害性感受器的持續(xù)激活是疼痛敏化 與持續(xù)化（慢化）的始動因素,背根節(jié)中中小神經(jīng)元與痛相關(guān),Rat: 大:35um （非痛） 中: 20-35um（快痛） 小: 6-20um （慢痛,3.背根節(jié)中小神經(jīng)元的持續(xù)與異位放電與痛物質(zhì)量變,正常情況下相互絕緣，非突觸交互誘發(fā)放電能力很小,1）損傷時背根中小神經(jīng)元的持續(xù)與異位放電,受損局部致痛物質(zhì)的持續(xù)刺激 感受器激活與傳入沖動的持續(xù)增加 自身損傷【脫鞘、神經(jīng)瘤等】絕緣作用減弱-交互誘發(fā)放電作用增強 鄰近靜息電位神經(jīng)元被誘發(fā)放電-形成反復(fù)發(fā)放的環(huán)路：Seltzer,79;Dever,90,2）背根神經(jīng)元可介導(dǎo)痛的物質(zhì)量變,1）遞質(zhì)（調(diào)質(zhì)、神經(jīng)

6、活性物質(zhì)） 2）受體： 絡(luò)氨酸-激酶受體（作用時間數(shù)小時到數(shù)日級）-TrkA G蛋白偶聯(lián)的受體（作用時間秒到分鐘級）： BK2，H1，a2,PGE2,NK1,GABA,5-HT1-2,SOM,阿片肽受體，腺苷，腎上腺素，NPY等 3）離子通道 配體門控離子通道（作用時間毫秒級）： Glutamate (KA),GABAa,5-HT3,ATP,H+,辣椒素等 電壓門控離子通道（作用時間更短,沖動與異位放電的加強，可介導(dǎo)痛的物質(zhì)量變 導(dǎo)致背根神經(jīng)元持續(xù)興奮，成為外周敏化與持續(xù)化的基礎(chǔ),4.傳入纖維的逆向軸索反射，惡化局部組織與感受器的傷害性作用,外周損傷-脊髓前結(jié)構(gòu)的持續(xù)進(jìn)行性自發(fā)放電增強-可致脊

7、髓背角中間GABA能神經(jīng)元介導(dǎo)初級傳入纖維去極化，引起背根神經(jīng)逆向軸索反應(yīng)，沖動會逆向傳至受損局部，產(chǎn)生兩種惡化局部組織與感受器的傷害性效應(yīng)： （1）促進(jìn)神經(jīng)源性炎性介質(zhì)釋放 （2）加劇感受器末梢敏化，沖動進(jìn)一步增強,5.交感神經(jīng)芽生與活性增強助推受損感覺神經(jīng)元的興奮作用,1）正常：交感纖維攀附血管，不穿入DRG神經(jīng)元簇集區(qū) （2）損傷：交感纖維長芽并穿入DRG神經(jīng)元簇集區(qū) 證據(jù)： A。電鏡：間接或直接對合，形似突觸ChungK,96。Why? B. 神經(jīng)生長因子（NGF）,白細(xì)胞抑制因子 （LIF）能誘發(fā)交感神經(jīng)長芽（Thompson,98) C. 損傷鄰近未損傷的神經(jīng)節(jié)也有長芽 Chung

8、K,96。Why? Not! D.全身或局部應(yīng)用酚妥拉明，能阻斷自發(fā)或去甲腎上腺 素誘發(fā)的放電，并可抑制痛覺過敏（Chen,1996,二）中樞敏化機制,沖動持續(xù)和異常放電增加，使得至脊髓背角的沖動持續(xù)增加,二）疼痛持續(xù)化與慢化的中樞解剖學(xué)基礎(chǔ)及其分子機制,1.脊髓背角神經(jīng)元的激活與敏化,1】傷害性刺激使背角神經(jīng)元廣泛興奮 傷害（特異感受型）神經(jīng)元（） 傷害與非傷害（廣動力域感受型（IV-） 非傷害性神經(jīng)元活化（） 持續(xù)去極化產(chǎn)生敏感化，長時程增強效應(yīng) 【2】AB纖維發(fā)芽并異位連接 終止于I，II層的AB纖維發(fā)芽而伸至IIIIV層且與非傷害性中間神經(jīng)元發(fā)生突觸聯(lián)系（Doubell,97,2.脊髓

9、背角抑制性中間神經(jīng)元活性減低,GABA或甘氨酸抑痛性中間神經(jīng)元活性減低-增強了介痛神經(jīng)元的作用 正常：抑制中樞端遞質(zhì)釋放-抑制傷害性信息內(nèi)傳 損傷：背角III層抑制性中間神經(jīng)元形態(tài)發(fā)生改變，出現(xiàn)跨突觸的興奮毒性改變-“黑色”神經(jīng)元-死亡（Sugimoto,90) 證據(jù)：抑制黑色神經(jīng)元的形成，可抑制痛覺過敏的形成（Mao,97,3.脊髓膠質(zhì)細(xì)胞活性增強進(jìn)一步惡化疼痛的持續(xù)化與慢化,用GFAP標(biāo)記星型膠質(zhì)細(xì)胞,用OX-42 標(biāo)記小膠質(zhì)細(xì)胞,在外周損傷,癌痛時脊髓背角此兩種膠質(zhì)細(xì)胞顯著增加 所以 認(rèn)為膠質(zhì)細(xì)胞的活化可能在發(fā)生與慢化過程中發(fā)揮重要作用,4.腦干下行痛抑制系統(tǒng)的削弱和下行易化系統(tǒng)的增強,

10、傷害與抗傷害“雙刃劍”作用,5.其他更高級腦區(qū)調(diào)制作用的異常,損傷引起脊髓上水平【丘腦邊緣系統(tǒng)皮層】突觸聯(lián)系、遞質(zhì)釋放發(fā)生改變： 證據(jù)： （1）結(jié)扎坐骨神經(jīng)：丘腦，軀體感區(qū)對機械、冷反應(yīng)增加，傳入纖維重新分布（Guiband,95) (2)利多卡因注射RVM和PAG能阻斷結(jié)扎L56所引起的痛覺過敏（Pertovara,96) (3)胸髓以上切斷阻斷 痛覺超敏和熱覺過敏（Bian,98） 確切機制尚待深入,綜上所述：疼痛持續(xù)化與慢化所及的解剖學(xué)基礎(chǔ)主要為神經(jīng)-神經(jīng)的對話關(guān)系,而神經(jīng)病理性疼痛的診療及藥物研發(fā)也主要基于神經(jīng)系統(tǒng)的外周與中樞敏化的分子機制,疼痛的慢化與持續(xù)化是否含有其它的途徑或解剖學(xué)

11、基礎(chǔ),但實際效果并不理想,三）疼痛持續(xù)化與慢化的腦-腦脊液環(huán)路的解剖學(xué)基礎(chǔ)及其分子機制,Brain and spinal cord,內(nèi)部的腦室系統(tǒng)充滿著腦脊液,外表浸泡在蛛網(wǎng)膜下隙的腦脊液,Cerebrospinal fluid,Tightness Bridge grain Gap,CBB電鏡結(jié)構(gòu),腦脊液與腦之間有腦脊液-腦屏障 （CSF-BRAIN BARRIER,CBB,室管膜 Ependyma 軟膜 Piamater 軟膜下膠質(zhì) Glia in subpiamate,CBB光鏡（L-M,1）某些小分子可以通過CBB,臺盼藍(lán)Trypan Blue,C34H24N6O14S4Na4 ： 分子

12、量: 960.82 熒光色素：分子量為389.4， 同位素(放射性自顯影物質(zhì)，如H3,C14，等)：分子量更小,2)4000道爾頓的物質(zhì)難于從腦脊液進(jìn)入腦組織,CBB能選擇性地阻止某些物質(zhì)進(jìn)入腦組織,Questions 2,腦脊液中的物質(zhì)從哪里來,為什么一些4000的藥物氨基酸肽類蛋白質(zhì),細(xì)胞或組織經(jīng)腦脊液途徑卻仍然能發(fā)揮全身性的作用,A Hypotheses,Brain,CSF,特殊的神經(jīng)結(jié)構(gòu),物質(zhì)運轉(zhuǎn),物質(zhì)運轉(zhuǎn),信息傳遞,信息傳遞,功能調(diào)控,功能調(diào)控,A Difficulty,how to identify it,豆腐”腦,The Key: Specificity Marker,label

13、 CSF-CNs only,Our Finding and Research,1.Got ideal marker,CB-HRP M.WtKD Hardly label CNS,能否用來腦內(nèi)的觸液神經(jīng)結(jié)構(gòu)？國內(nèi)外沒有先例,The results is CB-HRP from LV-3V-4V-CC-Pia When it was injected CSF in ventricular system of brain,It is a ideal marker,1.Neurons From The ventricular wall to parenchyma,1-1. from wall of L

14、V to parenchyma,1-2. from wall of 3V to parenchyma(1,1-2. from wall of 3V to a blood vessel of brain parenchyma(2,1-3. from wall of 4V to parenchyma,1-4. from wall of CC to parenchyma of spinal cord,There are CSF-CNs in both ventricle system from the wall to parenchy,Conclusion1,Mamal distribution,

15、the most is in 3V,2.CSF contacting nucleus (觸液核） was found in the parenchyma,2.The CSF contacting nucleus (觸液核） was found in the parenchymaWhen it was injected CSF in ventricular system of brain,2-1 Found it in a serial section with LM,2-2.Found it with Laser confocal scanning microscopy,2-3. The po

16、lytype synapsis between no csfcn and csfcn in parenchyma,2-4. Relationships to blood vessels of brain,LM,2-5. neurons in the CSF-CN has an architectural feature which are absorb or release subcetance to CSF,任何功能都有其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),2-6. The direct evidence: axon stick into CSF,2-7. The more direct evidence: betw

17、een parenchyma and CSF,大海撈針,It is existed a morphological basement Which is substance transfer, messagetransmit or functional control between brain and CSF,Conclusion2,3. Evidence: involvement slowing down and persistence of pain in CSF-CN,3-1.制作經(jīng)典模型,疼痛、應(yīng)激、戒斷與依賴等動物模型,機械痛敏測定儀(Electronic VonFrey; mechanical paw-withdrawal threshold , MWT,熱痛敏測定儀(thermal paw-withdrawal latency test, TWL,3-2.定量監(jiān)測動物行為,3-3：已確認(rèn)十余種物質(zhì)在觸液核的變化,任何功能都有其物質(zhì)基礎(chǔ),遞質(zhì)、受體、離子通道等,免疫熒光雙標(biāo)法,5-3.觀測觸液核物質(zhì)表達(dá)變化,神經(jīng)病理性疼痛MMP9高表達(dá),發(fā)現(xiàn)了觸液核物質(zhì)變化與生命活動的某些相關(guān)性,3-4.去核動物痛行為