疼痛的科学解读

2015-12-05 05:33汇编青色

科学之友 2015年20期

关键词：伤口神经纤维

汇编｜青色

疼痛的科学解读

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刀割似的锐痛、针扎似的刺痛、重压般的痛虽然都称为疼痛，但疼痛的种类各式各样。这些疼痛有什么区别？人为什么会感到疼痛？我们必须时时为疼痛烦恼吗？

看完这篇文章，你也许会庆幸自己能感到疼痛。

疼痛，保护我们更好地生活

小腿被激烈碰撞或者患感冒头痛的时候，我们常会想：赶快把这疼痛去掉吧，要是没有疼痛多好啊！但是，如果真的一点疼痛都感觉不到，那是什么情况呢？

在跑步时扭了脚会觉得疼，感到疼痛后，就不能正常行走。如果一点疼痛都感觉不到，照常行走或跑步的话，就会造成关节或韧带损伤。在做手工的时候，手不小心被划破了，我们感到疼痛，就会尽快停止手上的工作，抓紧清洗、消毒、止血，如果没有疼痛，伤口有可能还在继续流血，严重的甚至会感染、发炎。

实际上，确实有一种人完全感觉不到疼痛，他们患有先天性无痛无汗症。这些人因为传递痛感和热感的神经不发达，痛和热的感觉无法向大脑传达，就是骨折、食物中毒也毫无感觉。这样往往耽误治疗，最坏的情况会导致死亡。

研究疼痛的专家指出，疼痛是人体重要的警戒、保护机制。人类在幼年时打闹、摔倒的时候感到疼痛，就学习到避开危险的经验，先天性无痛无汗症患者就无法得到这种经验。

感觉不到疼痛的加比

之前有新闻报道过，美国有个活泼可爱的小女生加比·金格拉斯，不幸就患有先天性无痛症。加比外表看起来和普通孩子没什么两样，然而罕见的基因变异却让她感觉不到任何疼痛。

当护士帮出生才一天的加比扎针采血时，加比不但没有嚎啕大哭，反而是安睡如常；到了长牙时期，加比总是平静地把自己的手指咬得鲜血淋淋；而牙齿不小心被自己磕掉时，加比也没有掉过一滴眼泪；她还经常自己抓自己的眼睛，导致左眼角膜严重受损，因治疗引发的白内障，又让加比的左眼几近失明；另外，小加比还经常像嚼泡泡糖一样大嚼自己的舌头。

看过这则新闻，相信你一定能体会到：人不能没有疼痛！同时也会很庆幸自己拥有痛觉吧。

为什么疼痛让人庆幸

疼痛是一个非常复杂和多层面的过程，大自然经过精心设计，让动物们在应该感到疼痛的时候感到和伤害相应程度的疼痛——对于动物的自保，防止灭亡来说，这应该是进化中最完美的一步了。

简单地说，疼痛是在进化中逐渐形成的一种自我防御机制，它会给生物以受伤的警告，让它们保护自己的身体，防止自己受到更多的伤害。这同样也是让生物对威胁迅速做出回应的、最有效的方法（虽然有些残忍）——而这种“疼痛反射”应该就是疼痛存在的一大原因。

确实，每一个不小心让手碰到炒锅、烤箱的人都很熟悉这种疼痛反射：在这种情况下，将手拿开这种本能反应是势不可挡的，甚至不容你思考。疼痛反射是能够救命的一种机制，而基于这一点，疼痛作为一种强大的遗传特性，被一代又一代地遗传下来。

一些生物学家一直很想知道，为什么动物会进化出疼痛这种应激模式，而不是其他的反应，比如体内的“危险信号”——它的作用是同样的。由疼痛所造成的心理上的强迫，比如说逃跑和抵抗，看起来好像是进化过度的表现，难道大自然就不能想出别的温柔点的、不那么折磨人的方法吗？

进化生物学家的答案是：不能。因为疼痛是进化中，让身体迅速了解最危险处境并且做出相应反应的最有效方法。如大家平常都能感受到的那样，疼痛越剧烈，来自身体的信息也越强烈。

之前所说的体内的“危险信号”、“红灯”或者随便什么名字，它们都不能起到相同的作用，动物是很容易低估所面临的情况的，就算是它处境已经很危险。就这一点而言，最“成功”的生物就是那些在面临危险时能够产生必要疼痛的生物——而这种疼痛的程度是不能被忽视的。

最重要的是，所有这些动物身上的应激反应，在人类身上也有一样的体现。有研究显示，天生对疼痛感觉迟钝的人，平均寿命更短。所以不管我们喜不喜欢，我们都需要疼痛。

加比·金格拉斯

疼痛只在大脑中

说了这么多疼痛的重要性，那疼痛的本质是什么呢？

我们身体受伤时会觉得痛，而且，一般来说，伤得越重疼痛也越厉害。但是，脸部被打和屁股被打，即使疼痛强度一样，感觉也是不同的。所以，我们不能仅用痛的强度来解释疼痛。

疼痛的一大特点是情感性。一般来说，疼痛必定伴随着不愉快的感觉。也就是说，在什么地方、什么情况下受到什么程度的痛感，以及感受疼痛时难受、不高兴的情感，这二者是疼痛感的要素。

痛感和情感传达到大脑的路径是不同的。我们身体表面布满了接受外部刺激的各种神经，有传递触碰的触觉神经，有传递冷热的感觉神经等，其中有一种就是传递疼痛信号的痛觉神经。

手被割伤的疼痛信号先通过手掌上的痛觉神经传递到脊髓。从脊髓开始，痛感和情感的传递路径就不同了。传递痛感的神经通过大脑视丘部位传到大脑皮层，我们就能感觉到疼痛发生的部位和受伤的程度。传递疼痛情感的神经通过视丘中不同部位到达大脑皮层的边缘部位，和以往疼痛的记忆整合，不愉快、苦恼便涌上心头。

所以，疼痛是我们大脑混合的一种感觉，对于别人的痛苦感觉我们只能推测想象而已。

人对疼痛的感觉也会发生变化，往往有这样的情况：拳击比赛时，由于极度兴奋，拳击手即使被屡次击打也不觉得痛，等比赛结束后拳击手才感到剧烈的疼痛。在专心致志做自己喜爱的事情的时候，有人也会忘记疼痛。

锐痛和钝痛

我们感觉到的疼痛并非只有一种，皮肤割破时是锐痛，坐久腿发麻的那种痛是钝痛。是什么造成不同感觉的痛呢？

关于不同类型的疼痛，科学家是这样说明的：痛觉神经有两种：Adelta纤维和C纤维。Adelta纤维传递锐痛，C纤维传递钝痛。Adelta纤维的传递速度是每小时100千米左右，C纤维传递速度只有Adelta纤维的1/10。在被打击的一瞬间，锐痛经Adelta纤维立即传递至大脑皮层，C纤维传递的钝痛信号要迟些到达，所以人先感觉到打击的锐痛，然后才感觉到发麻发胀的钝痛。

Adelta纤维和C纤维在皮肤表面分布很密集，在内脏里有不少地方没有痛觉神经，这就是肚子痛难以定位的原因。

什么是痛感蛋白质

伤口是疼痛的发源地，那么伤口里究竟发生了什么呢？

在痛觉神经的顶端有一种被称为机械感受通道的蛋白质，当皮肤受到割刺或强力撞击时，这种蛋白质就会把机械压力转变成电信号，经脊髓传递到大脑皮层，我们就觉得疼痛了。

Adelta纤维只有机械感受通道的蛋白质，C纤维不仅有机械感受通道，还有各种接受发痛物质的蛋白质（受体）。当皮肤下血管破裂，血管里发痛物质就漏出，这些发痛物质与C纤维的受体蛋白质接触，C纤维就向大脑发送疼痛信号。伤口的破损细胞会分泌出前列腺素，促使受体蛋白质感知发痛物质，还会和其他炎症物质一起使伤口的血管扩张、血流量增加，伤口会发热红肿。这种情况称为发炎。这也是我们日常的头痛、肌肉痛的原因之一。

为什么碰到没伤的部位也会觉得疼痛

皮肤割伤的地方当然会疼，但是伤口边上也会一直感到火辣辣的，即使轻轻碰一下也感到痛得厉害。这种在伤口附近的疼痛称为过敏性疼痛，是由于伤口产生的物质和脊髓、大脑的痛感传递异常引起的。

伤口产生的前列腺素等物质分布较广，使周围C纤维的受体蛋白质感知发痛物质的灵敏度大大提高，即使很轻的触碰也会传递痛感。我们常常看到运动员受伤后用冷冻喷雾或冰袋冷却伤口，就是为了使痛觉神经的灵敏度降低，减少痛苦。

正常情况下，痛觉由Ad e lta纤维和C纤维传导，触觉由Abeta纤维传导。当受伤时，C纤维损坏缺失，脊髓中Abeta纤维伸展，代替C纤维，所以轻轻的触觉也传出疼痛信号。这是脊髓、大脑的痛感传递异常引起过敏性疼痛的原因之一。

病好了仍会存在的慢性疼痛

前面所介绍的疼痛可称为急性疼痛，伤口治好也就不痛了。

但有些慢性头痛、慢性腰痛，即使治愈了相关疾病，疼痛还往往长期存在，这就是慢性疼痛。癌症、风湿性关节炎导致的长期疼痛，是由于患病部位的长期炎症引起的，称为持续性急性疼痛，不属于慢性疼痛。

慢性疼痛的原因非常复杂，至今还有许多不明了的地方。慢性疼痛患者长期精神紧张，始终在痛苦包围中，疼痛更加重，治疗非常困难。

慢性疼痛的原因之一是大脑快感部位功能低下。身体安健的人们会有愉快的心情，而慢性疼痛患者的大脑感受快乐的部位很弱，所以有人认为恢复大脑快感部位功能可以治疗慢性疼痛。

止痛药为何能止痛

在药店里，止痛药多得数不过来。这是从公元前到现在人们减少疼痛的强烈愿望促成的发明。现在世界上使用最多的头痛药和感冒药是阿司匹林和布洛芬。这些药是如何缓解疼痛的呢？

前面介绍过，前列腺素会引起炎症和过敏性疼痛，阿司匹林和布洛芬能阻止其合成。前列腺素的减少就降低了向大脑传递疼痛的信号强度，显示出消炎镇痛的药效。我们日常感到的头痛、肌肉疼痛几乎都是由于前列腺素导致的炎症引起的，所以阿司匹林会广泛有效。

不是前列腺素引起的非炎性肚子痛、腰疼，阿司匹林是无效的。慢性疼痛因为没有释放发痛物质的患部，阿司匹林也是无效的。

至今为止，还没有什么疼痛都能够治的万能药。

在我们身上经历过的疼痛

大脑感觉不到疼痛

大脑内没有疼痛感受器，这也就是为什么外科医生能够在患者仍保持清醒的时候进行脑外科手术。这种无法感知疼痛允许精细的外科手术顺利进行，同时不破坏任何视觉和运动控制功能。我们之所以能够感到疼痛是因为疼痛感受器，这种感觉接收器将信号传给脊髓和大脑，大脑随之发出危险警告。

肌腱疼痛、肩痛

如果激烈运动损伤了肌腱，身体在修复肌腱时会发生炎症，引起疼痛。肩膀痛一般是斜方肌过度疲劳造成的，斜方肌就是将头部和肩部向后拉的背部肌肉。

腰疼

由于长期伏案久坐，腰背肌肉疲劳引起腰疼。如果长期拖延会发展成慢性疼痛，这是必须引起重视的。

关节痛

膝关节里有一种滑液，在关节运动时起润滑作用。当关节中软骨有些脆裂，在运动时会少许剥离下来，落到滑液里，进入关节细胞。这时，关节细胞就会产生一种发疼物质，人就感受到关节疼痛。

头痛

紧张型头痛是由于颈后支撑头部的肌肉疲劳，引起脑部血流不足造成的。偏头痛被认为是脑部血管过分扩张引起的，其中不明了的地方还很多。

牙疼

牙齿的牙髓里有痛觉神经，因为牙齿表面覆盖着坚硬的珐琅质，所以平时不会觉得疼痛。但当珐琅质被蛀牙菌侵蚀后，牙髓就会发炎，引起剧烈疼痛。

肚子痛

由于内脏里痛感神经比较少，所以很难明确知道具体什么部位在痛。食物中毒是肚子痛最常见的原因，细菌放出的毒素会在消化器官里引起发炎，人就觉得肚子痛。

疼痛的江湖传说

医学上把人类能感受到的疼痛感分为12个级别，级别越高，感受到的疼痛感就越大。

第1级：蚊子叮咬。

第2级：打过麻药后动手术。

第3级：情人间友好的打情骂俏。

第4级：父母恨铁不成钢的打骂。

第5级：用巴掌抽打，留下红色掌印。

第6级：不注意饮食引起的肠胃炎，肚子痛。

第7级：用棍棒打，留下黑紫色印记。

第8级：各种方式引起的大面积流血性外伤。

第9级：皮肉之苦，老虎凳、扎竹签、红烙铁等满清十大酷刑。

第10级：造成肢体残疾，如打仗中受伤被炸掉手指。

第11级：内脏痛，据说苏联特工发明了一种逼供法，把毛巾拧成螺旋状，让人吞下去，毛巾到胃部与胃壁绞在一起。

第12级：母亲分娩时的感觉。