疼痛的细胞及分子机制

神经系统可以感知很多温度和机械刺激以及外源或内源性化学刺激。如果刺激强度过大就产生急性疼痛。在持续出现的损伤过程中，疼痛传递通路的外周和中枢神经系统都表现出来了极大的可塑性，扩大了疼痛的信号并且产生痛觉过敏。这种可塑性可以促进防御反射的形成，从这点来说是有益的，但是如果这种变化持续下去就导致慢性疼痛。遗传学、电生理学和药理学的研究都在试图解释产生疼痛的伤害性刺激被感受、编码及调节的分子机制。

初级传入神经感受到环境中的刺激（温度、机械或化学）后把它转换成神经系统的信号，即感受器电流，后者激活电压门控离子通道，在传递伤害感受器的信号到背侧角突触的动作电位过程中，钾通道和钠通道非常关键。中枢或外周的伤害感受器终端释放神经递质，分别产生痛觉和神经源性炎症，在此过程中，电压门控钙通道起了关键的作用。

在疼痛的传导通路上，有证据支持存在专用路线。比如：热觉和冷觉大多是被一定亚型的初级传入纤维所感知。另外，伤害感受器的某些亚型的缺失也能导致机体无法对相应的损伤做出行为反应。比如与热感觉相关的特异感觉通道(TRPV1)表达的伤害感受器损伤后，就会产生一个严重的热觉痛的缺失（包括热觉过敏），但是对机械刺激和冷觉刺激的痛觉感受的灵敏性不受影响。反之，伤害感受器中的Mrg⁃prD亚型的缺失可产生对机械刺激的高选择性的缺失，而热觉感受器的灵敏性不受影响。对2种阿片受体亚型的分析进一步支持了存在不同功能的伤害感受器。在肽能伤害感受器中MOR(mu opioid receptor)占优势，在非肽能伤害感受器中DOR（delta opioid receptor）表达较多。MOR的选择性激动剂可以阻断热痛觉，DOR的选择性激动剂可以阻断机械痛，研究结果在分子水平上说明了不同亚型的伤害感受器存在功能上的分离。

虽然这些观察支持存在特定功能的伤害感受器，但是至少有2个理由证明这种解释可能过于简单化。第一，许多伤害感受器都是多功能的，可以感知温度、机械以及化学刺激，但是不清楚一组伤害感受器缺失只引起特定痛觉缺失的原因，这说明脊髓环路可能也参与这个过程。因为不同的疼痛信号在脊髓环路中按不同的模式编码。第二，疼痛系统表现出极大的可塑性，尤其在损伤的情况下。探讨这种可塑性的机制需要综合解剖学、神经电生理学以及行为学的方法，来构建伤害感受和疼痛产生的生理和功能上的电流环图。对标记不同类型神经细胞的分子和基因的不断识别，给笔者的研究提供了必要的工具，运用这些工具笔者可以对这些神经元进行遗传学或药理学的处理，来研究在正常和病态的情况下，疼痛产生时不同的成分是如何起作用的。这些研究能让研究者更好地理解急性痛是如何转变成慢性痛的，以及这种转变能否避免或逆转。