疼痛能夠被感知是特定神經(jīng)通路活化的結(jié)果。
通過三系統(tǒng)的交互作用來產(chǎn)生和控制疼痛:
1.感覺系統(tǒng)(識別)處理疼痛的力量、性質(zhì)、強(qiáng)度、部位相關(guān)的信息。
2.情緒系統(tǒng)(情感)決定了個體對疼痛的條件反射，以便個體對每種類型的疼痛都有情緒反應(yīng)。
3.認(rèn)知系統(tǒng)（評估）決定個體對疼痛做出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
個體對疼痛的表達(dá)有很強(qiáng)的主觀性，同時也受到多種因素的影響，例如先前對疼痛的體驗、刺激物的性質(zhì)、有害刺激產(chǎn)生的環(huán)境、文化背景和性別。個體對疼痛的感覺也受情緒狀態(tài)的影響。每個人對疼痛的反應(yīng)各不相同。
痛閾是能夠使個體感覺到疼痛的最低的有害刺激強(qiáng)度。用熱輻射、電擊和機(jī)械壓迫等作為疼痛刺激物的實驗研究表明：不同個體的疼痛閾值相當(dāng)恒定。同一個個體的痛閾可以在一段時間內(nèi)保持不變。疼痛耐受力則是指個體對有害刺激能夠忍受而不做出任何反應(yīng)的最大刺激強(qiáng)度。疼痛耐受力在個體間以及同一個體的不同時期有較大的變化，一些因素例如壓力、憤怒、勞累、反復(fù)的疼痛以及失眠能夠降低個體對疼痛的耐受力。
產(chǎn)生和感知疼痛的神經(jīng)系統(tǒng)由3個部分構(gòu)成，包括傳入通路(輸入機(jī)制)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)(中樞機(jī)制)和傳出通路(輸出機(jī)制)。
疼痛傳入通路
神經(jīng)纖維分三類A,B和C類。神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)速度與神經(jīng)纖維的直徑有直接的關(guān)系：神經(jīng)纖維越粗,沖動傳導(dǎo)的速度越快。A類神經(jīng)纖維有髓鞘，根據(jù)纖維直徑和傳導(dǎo)速度的遞減可分為四個亞類(α、β、γ、δ)。B類纖維是無髓鞘的節(jié)后自主神經(jīng)纖維。C類纖維包括無髓鞘的傳出性自主纖維以及軀體和內(nèi)臟的傳入神經(jīng)纖維。
與疼痛感覺有關(guān)的纖維包括Aδ類、C類和Aβ類纖維。
Aβ類傷害感受器
Aβ類纖維疼痛感受器是無髓鞘的神經(jīng)元，主要分布于皮膚，小部分位于關(guān)節(jié)和肌肉。它們感受高強(qiáng)度機(jī)械刺激和有害的溫度刺激。該類神經(jīng)元沖動傳導(dǎo)的平均速度為15m/s，能夠產(chǎn)生尖銳局限的刺痛。
C類纖維復(fù)合感受器
C類纖維復(fù)合感受器也是無髓鞘的,可見于皮膚的深層和身體的大多數(shù)組織中。它們主要保持靜息狀態(tài)，直到被有害刺激所激發(fā)，直到被有害刺激所激發(fā)，能夠感知機(jī)械性、溫度和化學(xué)性刺激。它們對不同形式的能量刺激不敏感，但能夠感知已被損傷的創(chuàng)傷組織。沖動沿著感受器以1m/s的速度傳導(dǎo)并產(chǎn)生彌散性鈍痛。
有害的刺激之后，例如掐擰，通常能感知到兩種類型的疼痛。最初的銳痛是由于刺激了快傳導(dǎo)的Aβ類纖維，而數(shù)秒后所產(chǎn)生的疼痛則是由慢傳導(dǎo)的C纖維所傳輸。
Aβ和C纖維的傷害感受器的細(xì)胞體位于三叉神經(jīng)節(jié)的神經(jīng)根部。Aδ纖維軸突近端和70%的C纖維軸突能通過后根傳入中樞神經(jīng)系統(tǒng)。剩余30%的C纖維軸突折回加入到混合神經(jīng)，經(jīng)前根進(jìn)入脊髓。神經(jīng)的這種分布部分解釋了為什么切除神經(jīng)背根并不能完全解除疼痛。
Aδ和C纖維易化了疼痛傳遞在膠狀質(zhì)的輸入。
Aβ神經(jīng)元
Aβ神經(jīng)元纖維較粗，是低閾值的皮膚機(jī)械性刺激感受器。它傳遞沖動的速度為30m/s，對有害刺激和電刺激的閱值較低，而對化學(xué)刺激的闕值較高。它抑制神經(jīng)膠質(zhì)的傳入沖動。
外周敏化
科學(xué)家提出了疼痛的門控理論，并得到了廣泛的研究。眾所周知，疼痛的產(chǎn)生不僅僅是源于組織的損傷，同時也受到心理和環(huán)境因素的影響。組織損傷激發(fā)外周痛覺感受器，從而引起神經(jīng)系統(tǒng)復(fù)雜的神經(jīng)交互作用。各種環(huán)境和心理因素激活上行中樞路徑和下行疼痛抑制系統(tǒng)對沖動進(jìn)行調(diào)節(jié)。
許多組織中含有大量的傷害感受器，這些感受器在通常情況下處于靜息狀態(tài)。在皮膚、關(guān)節(jié)和肌肉組織中可以發(fā)現(xiàn)傷害性感受器，但是肌肉組織中傷害性感受器的存在尚未得到證實。創(chuàng)傷可激活傷害性感受器，所產(chǎn)生的組織損傷導(dǎo)致化學(xué)介質(zhì)的釋放，從而引起組織缺氧。傷害性感受器由許多炎癥相關(guān)的化學(xué)介質(zhì)所激發(fā)。這些介質(zhì)包括鉀離子(來自損傷的細(xì)胞)、5-羥色胺(來自血小板)、組胺(來自肥大細(xì)胞)和緩激肽(由血漿中的前體激活而成)。
傷害性感受器的激活增加了它們的敏感性，因此，它們自發(fā)放電的頻率增加，降低放電的閾值，增加放電頻率以對刺激做出反應(yīng)。一些化學(xué)介質(zhì)也能夠增加傷害性感受器的敏感性。這些介質(zhì)包括前列腺素、白三烯[由損傷的組織釋放和(或)由緩激肽激發(fā)產(chǎn)生]和P物質(zhì)(由激活的傷害性感受器末端釋放)。
傷害性感受器的敏感性也受周圍組織中pH的影響。炎癥情況下，局部氫離子濃度的增加導(dǎo)致pH下降，增加了多覺性傷害性感受器的敏感性。pH變化和化學(xué)介質(zhì)相結(jié)合對傷害性感受器敏感化的作用要比單純的化學(xué)介質(zhì)的作用強(qiáng)。
傷害性感受器被炎癥相關(guān)的化學(xué)介質(zhì)所激活后變得敏感，因此，一些動作，例如輕微的運(yùn)動、輕輕的按壓或者保持一般情況下不引起不適的姿勢，也能夠激活系統(tǒng)而引發(fā)痛覺。痛覺過敏是指對傷害性刺激所做出的過大、過多的反應(yīng)。異常性疼痛用于描述通常情況下引起疼痛的刺激引發(fā)疼痛的現(xiàn)象。
中樞敏化
創(chuàng)傷引起外周傷害性感受器激活，無髓鞘的感覺傳入神經(jīng)纖維放電增加，脊髓后角輸入信號增多。在脊髓后角，傷害性感受器傳入纖維的突觸前端釋放一些化學(xué)因子(興奮性氨基酸、神經(jīng)肽、神經(jīng)激肽A)，這些化學(xué)因子誘發(fā)突觸后神經(jīng)元的級聯(lián)反應(yīng)?；瘜W(xué)因子的釋放導(dǎo)致復(fù)雜的分子改變，增加突觸的效能和脊髓后角細(xì)胞的興奮性。
脊髓后角細(xì)胞致敏后能夠產(chǎn)生許多效應(yīng)。通常情況下，只對傷害感受器傳入信號起反應(yīng)的脊髓后角神經(jīng)元開始對其他類型的纖維傳入信號起反應(yīng)。結(jié)果，像輕觸這樣引起Aβ類纖維電活動的非創(chuàng)傷性刺激也有可能激發(fā)脊髓后角致敏的神經(jīng)元而傳入大腦產(chǎn)生痛覺。Aβ類纖維傳入的信號可來源于非創(chuàng)傷的組織，因此，即使很輕微的運(yùn)動或者輕微的觸摸也產(chǎn)生痛覺。這種現(xiàn)象被稱為次級痛覺過敏，它可導(dǎo)致臨床疼痛激發(fā)實驗或鑒別試驗中假陽性結(jié)果的產(chǎn)生。
脊髓前角細(xì)胞致敏以后，可激發(fā)更多沖動的產(chǎn)生，并且在外周刺激停止后，繼續(xù)釋放沖動。如果外周刺激重復(fù)的存在，致敏的細(xì)胞釋放的沖動會逐次增加。這種效應(yīng)被稱為興奮性升級現(xiàn)象。脊髓前角細(xì)胞與數(shù)千個神經(jīng)元相關(guān)聯(lián)，但大多數(shù)關(guān)聯(lián)在通常情況下不活動。脊髓前角細(xì)胞的敏感性增加可擴(kuò)大細(xì)胞的接受范圍，因此，許多閾值以下的神經(jīng)元關(guān)聯(lián)被激活。
發(fā)生變化的神經(jīng)元活性可能影響其他神經(jīng)元池的活性。而這些神經(jīng)元池與中樞的疼痛神經(jīng)元之間有突觸聯(lián)系。因此，運(yùn)動神經(jīng)和自主神經(jīng)系統(tǒng)的功能改變通常件隨著骨骼肌肉的疼痛。
痛覺記憶
一般認(rèn)為慢性疼痛形成過程中的一個重要因素是反復(fù)或持續(xù)的疼痛信號傳入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，而這可能會形成軀體感覺記憶或印跡。這不意味著慢性疼痛無器質(zhì)性基礎(chǔ)，而是說中樞神經(jīng)系統(tǒng)本身存在著永久性疼痛的生理學(xué)機(jī)制。
運(yùn)動功能障礙
當(dāng)脊髓神經(jīng)元變得功能亢進(jìn)時，感覺功能也發(fā)生變化。中樞敏化與屆肌收縮反射的易化有關(guān)。疼痛還影響γ運(yùn)動神經(jīng)元的興奮性進(jìn)而使肌張力和肌痙攣增加。
科學(xué)家指出當(dāng)疼痛影響γ運(yùn)動神經(jīng)元興奮性時，便產(chǎn)生了疼痛和肌痙攣的惡性循環(huán)。從肌肉激發(fā)動態(tài)和靜態(tài)肌梭運(yùn)動神經(jīng)元傳入的疼痛刺激可增加初級或次級肌梭傳入的敏感性。肌梭傳入活性的增加可增加肌肉僵硬度。肌肉僵硬度的增加導(dǎo)致代謝產(chǎn)物增加從而進(jìn)一步增加肌肉僵硬度。另外，次級肌梭傳入活動的增加可興奮γ系統(tǒng)，這樣肌肉僵硬進(jìn)一步增加。
備注：（以上圖片來源網(wǎng)絡(luò)）
