俞婷,劉逸凡,杜茜琳,張曉晨,孫玉芳
(蘇州大學(xué)醫(yī)學(xué)部,江蘇蘇州 215123)
國際疼痛學(xué)會(International Association for the Study of Pain,IASP)對疼痛的定義是:實際或潛在的組織損傷引起的不愉快的感覺和情緒情感體驗,或與此相似的經(jīng)歷。疼痛是機體重要的保護機制,而慢性疼痛則對人們的身心健康造成了巨大影響,其發(fā)病率已超過20%[1]。
生物胺是機體內(nèi)有活性的含氮有機化合物的總稱,可以分為兒茶酚胺類(多巴胺、去甲腎上腺素和腎上腺素)、5-羥色胺類和組胺類等。近年來,相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)生物胺與疼痛密切相關(guān)。
在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中,多巴胺(Dopamine,DA)是占比最高的兒茶酚胺類神經(jīng)遞質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn),DA下傳的4條通路——中腦皮質(zhì)通路、中腦邊緣通路、黑質(zhì)紋狀體通路和結(jié)節(jié)漏斗通路均參與到疼痛中,其中中腦邊緣通路的腹側(cè)被蓋區(qū)(Ventral Tegmental Area,VTA)的DA能神經(jīng)元投射至伏隔核(Nucleus Accumbens,NAc),構(gòu)成了獎賞系統(tǒng)的核心環(huán)路。這些通路發(fā)生病變時會產(chǎn)生疼痛,而下游的DA則可通過獎賞環(huán)路參與到阿片類藥物的鎮(zhèn)痛過程中[2]。
多巴胺D2受體在整個外周神經(jīng)系統(tǒng)中均有表達,參與熱痛、機械痛與自發(fā)痛[3]。慢性疼痛時,從VTA至NAc的DA減少,D2受體下調(diào),提示該路徑下傳的DA可能通過D2受體發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用[4]。NAc是與情感、動機等密切相關(guān)的核團,因此該鎮(zhèn)痛作用還可影響與疼痛相關(guān)的情感和動機行為。短期疼痛使VTA的簇狀放電強度增加,而疼痛轉(zhuǎn)為慢性后還出現(xiàn)了放電頻率的增加和抑郁的表現(xiàn)[4],這進一步佐證了DA與疼痛引發(fā)的抑郁癥密切相關(guān)。
VTA的DA能抑制神經(jīng)元后產(chǎn)生疼痛,激活后則可緩解疼痛,但由于VTA的不同亞區(qū)與下游的神經(jīng)核團之間存在著復(fù)雜的投射機制,其對疼痛的作用并不是絕對的。一般而言,VTA前側(cè)的DA激活神經(jīng)元后以鎮(zhèn)痛作用居多,VTA后側(cè)則與之相反[6]。
在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中,腎上腺素(Epinephrine)與去甲腎上腺素(Norepinephrine,NE)主要來源于藍斑核。NE從藍斑核下行到達脊髓背角,主要是通過激動α受體特別是α2受體抑制痛覺的上傳,從而減少脊髓背角神經(jīng)元的過度興奮和疼痛[7]。在正常生理情況下,其對痛覺的抑制作用微乎其微;但在病理情況下,下行到達脊髓背角的NE增加,對痛覺起到明顯的抑制作用[8]。但隨著刺激時間的延長,該鎮(zhèn)痛作用會逐漸減弱[9]。NE再攝取抑制劑可以增加脊髓中的NE從而抑制疼痛,這是一些抗抑郁藥常用于治療慢性疼痛的原因。
根據(jù)最新的報道,α受體的鎮(zhèn)痛作用機制主要是以下3個方面:第一,抑制參與去極化和神經(jīng)遞質(zhì)釋放的電壓門控Ca2+通道,降低致痛因子如谷氨酸和P物質(zhì)的釋放;第二,通過Gi蛋白抑制細胞內(nèi)cAMP酶活性從而抑制PKA信號通路的激活,逆轉(zhuǎn)外周炎癥誘導(dǎo)的ERK1/2的超敏反應(yīng);第三,促使參與超極化的K+通道盡早開放,使細胞興奮性降低[10]。
組胺(Histamine,His)屬于咪唑胺,為常見的一種炎癥介質(zhì),可以參與到藍斑核-脊髓背角-去甲腎上腺素能通路并對該通路起到激活作用,從而下行傳導(dǎo)抑制疼痛[11]。
目前已發(fā)現(xiàn)的組胺有H1、H2、H3、H4四種受體,這些受體除了可以調(diào)節(jié)組胺的合成、釋放、代謝外,還可調(diào)節(jié)去甲腎上腺素的釋放從而參與鎮(zhèn)痛和抗痛覺過敏。在疼痛模型中給予H1受體拮抗劑異丙嗪和H2受體拮抗劑雷尼替丁,結(jié)果顯示兩者都可明顯減少機械和熱痛覺過敏,且雷尼替丁的鎮(zhèn)痛作用弱于異丙嗪,這表明在疼痛中H1受體比H2受體起著更重要的作用[12]。
5-羥色胺(5-Hydroxytyptamine,5-HT)又稱血清素,是作用廣泛的生物胺之一,其功能受分布部位的影響。當(dāng)外周組織損傷或炎癥時能激活血小板和肥大細胞釋放5-HT,活化初級傳入感受器,引起傷害性反應(yīng)和痛覺過敏。在中樞,5-HT能神經(jīng)元主要分布于中縫核群,下行的5-羥色胺能神經(jīng)元能夠激活抑制性中間神經(jīng)元而發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用,且鎮(zhèn)痛作用的強弱與5-HT受體類型和分布密度有關(guān)[13]。
5-HT的減少還是抑郁的病因之一,因此5-HT能系統(tǒng)的改變被認為是疼痛和抑郁共病的根源[14]。
P物質(zhì)(Substance P,SP)主要由神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞產(chǎn)生后存在于A-δ和C類纖維中,而痛覺主要通過這兩種纖維傳導(dǎo),因此SP與痛覺密切相關(guān)。SP既可通過感覺神經(jīng)纖維向上傳遞至脊髓中樞,激活星形膠質(zhì)細胞,促進痛覺傳遞從而致痛;其數(shù)量又可在外周感受器受到刺激時大大上升,刺激肥大細胞和血小板等釋放組胺、5-羥色胺等鎮(zhèn)痛物質(zhì)。除此之外,腦干下行纖維也可釋放SP,使其參與到疼痛的下行性調(diào)制中。因此,SP對于疼痛的產(chǎn)生具有雙重作用[15]。
生物胺與疼痛密不可分,因此近年來生物胺與疼痛的關(guān)系一直是研究焦點。本文綜述了目前對于常見的生物胺與疼痛關(guān)系的認識,重點探討了生物胺參與疼痛的發(fā)生與調(diào)節(jié)機制。許多生物胺對于疼痛都是雙重調(diào)控,深入研究疼痛與生物胺的關(guān)系,有助于開發(fā)出高選擇性的藥物,并在應(yīng)用中發(fā)揮更好的鎮(zhèn)痛效果,同時有望解決一些由于生物胺異常所致的疾病而伴發(fā)的疼痛,如帕金森病引發(fā)的疼痛等。