痛覺過敏的研究【關(guān)鍵詞】過敏;疼痛外周組織炎癥或神經(jīng)損傷常常引起持續(xù)性自發(fā)痛(spontaneouspain)、痛覺過敏(hyperalgesia)和痛覺超敏(allodynia)等病理性疼痛。持續(xù)性自發(fā)痛是指在不受任何外來刺激下持續(xù)發(fā)生的疼痛，痛覺超敏是指非傷害性刺激即可引起的疼痛，痛覺過敏指傷害性刺激下在受損部位及周圍組織或遠(yuǎn)處可產(chǎn)生各種敏感性增強(qiáng)的疼痛或痛覺過敏區(qū)域，引起的更加強(qiáng)烈的疼痛。這些病理性疼痛是外周和中樞敏感化的結(jié)果，其中脊髓敏感化起著十分重要的作用。痛覺過敏時(shí)機(jī)體對疼痛的感覺閾值降低，輕微刺激即可引起疼痛感覺的現(xiàn)象。興奮性氨基酸(excitatoryaminoacids，EAAs)的釋放及受體的激活所引起的細(xì)胞內(nèi)信使，特別是蛋白激酶C(proteinkinaseC，PKC)、一氧化氮(nitricoxide，NO)等生成是此種外周損傷或傷害性刺激所引發(fā)的痛覺過敏現(xiàn)象的原因。1痛覺過敏及疼痛模型1.1敏化和痛覺過敏組織損傷可以導(dǎo)致傷害感受系統(tǒng)出現(xiàn)兩種反應(yīng)，即外周敏化和中樞敏化。外周敏化是初級傳入纖維的變化引起的，表現(xiàn)為：對刺激反應(yīng)閾值的下降、對閾上刺激反應(yīng)增強(qiáng)、自主活動(dòng)增強(qiáng)、感受野(刺激可誘發(fā)傳入神經(jīng)纖維動(dòng)作電位的區(qū)域)的擴(kuò)大。傷害性刺激的輸入能提高中樞神經(jīng)系統(tǒng)疼痛傳遞神經(jīng)元的反應(yīng)，稱為中樞敏化。例如，損傷區(qū)域以外的刺激也可誘發(fā)脊髓背角疼痛反應(yīng)增加。外周敏化導(dǎo)致初級痛覺過敏，表現(xiàn)為對來自損傷區(qū)域的刺激產(chǎn)生夸大的疼痛反應(yīng)。中樞敏化導(dǎo)致次級痛覺過敏，表現(xiàn)為損傷區(qū)域外的刺激也能產(chǎn)生增加的疼痛反應(yīng)。許多研究表明：機(jī)械刺激(不是溫度刺激)產(chǎn)生的次級痛覺過敏(次級機(jī)械性痛覺過敏)發(fā)生在損傷后，它不是由未損傷區(qū)域的初級傳入纖維的敏化引起的。1.2痛覺過敏的類型皮膚或周圍組織損傷可引起各種感覺敏感性增強(qiáng)的疼痛稱痛覺過敏。初級痛覺過敏產(chǎn)生于受損部位，二級痛覺過敏產(chǎn)生于鄰近未受損部位的組織、皮膚或遠(yuǎn)距離及深部組織。通過進(jìn)一步研究痛覺過敏的產(chǎn)生機(jī)理表明，初級痛覺過敏主要是由于外周受損部位神經(jīng)末梢傷害性感受器不斷受到刺激產(chǎn)生的，而二級痛覺過敏為神經(jīng)中樞尤其脊髓神經(jīng)元興奮性發(fā)生改變所致。根據(jù)測試方法及組織對不同刺激的感受，痛覺過敏分為熱痛覺過敏和機(jī)械性痛覺過敏。前者指皮膚損傷后產(chǎn)生持續(xù)性疼痛和痛覺過敏，原發(fā)性痛覺過敏發(fā)生在組織損傷部位，表現(xiàn)為熱刺激的反應(yīng)增強(qiáng);后者指繼發(fā)性痛覺過敏發(fā)生在損傷周圍的正常組織，表現(xiàn)為對機(jī)械刺激的反應(yīng)增強(qiáng)，如輕觸刺激誘發(fā)疼痛。在實(shí)驗(yàn)室里對熱刺激痛覺過敏觀測，熱板法是研究動(dòng)物對傷害性刺激反應(yīng)的常用方法，但不太適用于神經(jīng)損傷后的動(dòng)物。目前較常用的是Hargreaves發(fā)明的熱輻射刺激的方法。采用一定功率之輻射熱，從下向上照射動(dòng)物之腳底，測試其回縮潛伏期(熱刺激回縮潛伏期)，或采用后腳浸泡方法測試一定溫度下后腳回縮潛伏期。也有采用不同溫度的熱探頭刺激以觀測后腳回縮閾值。對機(jī)械性痛覺過敏的觀測，一般可應(yīng)用軟毛刷或鉛筆頭輕觸動(dòng)物的皮毛以測試動(dòng)物對輕觸覺刺激的反應(yīng)。目前較常用的方法是應(yīng)用系列的VonFrey針絲壓迫皮膚以產(chǎn)生不同程度的壓力(幾毫克至幾百克)。1.3動(dòng)物疼痛模型包括機(jī)械刺激致痛模型(小腸擴(kuò)張模型，輸尿管結(jié)石痛模型)、溫度變化致痛模型(熱輻射刺激法，甩尾發(fā))、化學(xué)因素致痛模型(扭體實(shí)驗(yàn)，甲醛致痛模型，角叉菜膠炎癥模型，大鼠上切牙牙髓炎疼痛模型，大鼠輸尿管膀胱炎癥疼痛模型)、中樞病理性疼痛模型、周圍神經(jīng)損傷模型(慢性縮窄性損傷，坐骨神經(jīng)部分損傷，脊神經(jīng)選擇結(jié)扎，坐骨神經(jīng)分支選擇損傷)、癌痛模型(大鼠脛骨骨癌疼痛模型，小鼠骨癌疼痛模型)等。2興奮性氨基酸及其受體2.1興奮性氨基酸的種類興奮性氨基酸指L-谷氨酸(glutamicacid，GLu)、L-天冬氨酸(asparticacid，Asp)及其人工合成的類似物，如紅藻氨酸、N-甲基-D-天冬氨酸等，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)是興奮性神經(jīng)遞質(zhì)。谷氨酸和天冬氨酸是哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最重要的兩種內(nèi)源性EAAs，其中Glu含量最高，尤其在大腦皮層。脊髓中Glu含量雖明顯低于腦內(nèi)，但有特異性分布。免疫組織化學(xué)研究表明，接受傷害性信息傳入的的脊髓后角Ⅰ～Ⅲ板層內(nèi)有大量的EAAs存在，位于脊髓后根神節(jié)中的初級傳入纖維胞體內(nèi)均有EAAs的分布，背根內(nèi)的EAAs濃度為腹根的12～19倍。EAAs通過相應(yīng)的受體參與體內(nèi)各種信號傳遞和調(diào)節(jié)神經(jīng)元的興奮性，發(fā)揮多種作用，參與多種生理過程包括學(xué)習(xí)、記憶和傷害性感受等。谷氨酸不僅參與神經(jīng)元的正常信息傳遞，還具神經(jīng)毒性作用。EAA大量釋放致其受體的過度興奮會產(chǎn)生興奮性毒性而造成神經(jīng)元的損傷和死亡及諸多傷害性反應(yīng)。2.2興奮性氨基酸受體興奮性氨基酸受體可分為離子型受體(ionotropicglutamatereceptors，iGluRs)和代謝型受體(metabotropicglutamatereceptors，mGluRs)。前者包括N-甲基-D-天冬氨酸受體(N-Methyl-D-Aspartate，NMDA)、使君子酸(a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxa-zolep-propionate，AMPA)和紅藻氨酸(kainate，KA)型受體，AMPA受體和KA受體合稱為非NMDA受體。這三種受體都屬于配體或化學(xué)門控離子通道。2.2.1離子型受體：NMDA受體是離子型谷氨酸受體的一個(gè)亞型，分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，藥理學(xué)性質(zhì)獨(dú)特，不僅在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中發(fā)揮重要的生理作用，如調(diào)節(jié)神經(jīng)元的存活，調(diào)節(jié)神經(jīng)元的樹突、軸突結(jié)構(gòu)發(fā)育及參與突觸可塑性的形成等，而且對神經(jīng)元回路的形成亦起著關(guān)鍵的作用，是學(xué)習(xí)和記憶過程中一類至關(guān)重要的受體。NMDA受體是由NR1和NR2亞單元組成的離子通道蛋白，前者有8種剪接變異體，后者又有8個(gè)亞單位。是電依賴性離子通道，對Ca2+高度通透。NMDA受體激活的一個(gè)重要作用是鈣離子內(nèi)流進(jìn)入突觸后膜，進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞內(nèi)的一系列代謝變化而導(dǎo)致熱痛覺過敏。AMPA受體被激活后，可使鈉離子內(nèi)流和鉀離子外流，對鈣離子通透性影響不大，這一變化與許多興奮性突觸中的快速去極化作用有關(guān)。2.2.2代謝型受體：代謝型受體(mGluRs)則是與G-蛋白耦聯(lián)，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的第二信使，有8個(gè)亞型即mGluR1-8，根據(jù)其對激動(dòng)劑的敏感性差異分為3組：mGluRⅠ包括mGluR11GuanY，TerayamaR，DubnerR，etal.Plasticityinexcitatoryaminoacidreceptor-mediateddescendingpainmodulationafterinflammation.PharmacolExpTher,2002,300：513-520.2FujitaT，KamisakiY，YoneharaN.Nitricoxide-inducedincreaseofexcitatoryaminoacidlevelsinthetrigeminalnucleuscaudalisoftheratwithtactilehypersensitivityevokedbytheloose-ligationoftheinferioralveolarnerves.Neurochem,2004,91：558-567.3SchmidtAP，TortAB，SilveiraPP，etal.TheNMDAantagonistMK-801induceshyperalgesiaandincreasesCSFexcitatoryaminoacidsinrats：reversalbyguanosine.PharmacolBiochemBehav,2009,91：549-553.4YanLH，HouJF，LiuMG，etal.Imbalancebetweenexcitatoryandinhibitoryaminoacidsatspinallevelisassociatedwithmaintenanceofpersistentpain-relatedbehaviors.PharmacolRes,2009,59：290-299.5WongCS，WuGJ，ChenWF，etal.N-Methyl-D-aspartatereceptorantagonistd-AP5preventspertussistoxin-inducedalterationsinratspinalcordsbyinhibitingincreaseinconcentrationsofspinalCSFexcitatoryaminoacidsanddownregulationofglutamatetransporters.BrainResBull,2009,80：69-74.6WuGJ，WenZH，ChangYC，etal.ProteinkinaseCinhibitorchelerythrineattenuatesthemorphine-inducedexcitatoryaminoacidreleaseandreductionoftheantinociceptiveeffectofmorphineinratsinjectedintrathecallywithpertussistoxin.LifeSci,2006,78：1801-1807.7OeK，NaritaM，ImaiS，etal.Inhibitionofthemorphine-inducedrewardingeffectbydirectactivationofspinalproteinkinaseCinmice.Psychopharmacology(Berl),2004,177：55-60.8Sweitze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