引起疼痛有哪些脊髓机制？

体表信息的感觉神经处理的第一级突触位于脊髓后角或脊髓脑干结合部的背柱核。面部的躯体感觉的初级整合则位于三叉神经脊束核（痛觉或温度觉）或桥脑三叉神经感觉主核。伤害性感受和非伤害性感受纤维将感觉信息传递至它们的初级目标，但正常情况下，背柱核和三叉神经感觉主核仅选择性地接受与轻触觉有关的粗的有髓Aβ纤维来源的传入信息，而脊髓后角和三叉神经脊束核则接受Aδ和C痛觉纤维的传入信息。这种躯体感觉处理模式的差别是通过对患者的神经系统检查进行神经病变定位诊断的基础。

伤害性初级传入纤维以一种高度有序的方式止于同侧的脊髓后角。Rexed首次发现猫的脊髓后角在解剖上有一系列的分层（图1.2）。无髓鞘C纤维止于外层（板层I和II的外侧），而细的有髓Aδ纤维止于板层I和板层III至V。粗的有髓纤维Aβ止于脊髓后角的板层III至V。板层Ⅰ也被称为边缘核，板层II被称为Rolando胶状质。

脊髓和脊髓三叉神经核的伤害性感受二级投射神经元分为两种主要类型：广动力（widedynamicrange, WDR）神经元和伤害特异性（nociceptive-specific, NS）神经元。WDR神经元特异性地集中于脊髓后角的深层（III至V层）。它们接受低阈值Aβ纤维和痛觉Aδ和C纤维的信息传入，因此可以同时被非伤害性和伤害性刺激所激活。但是WDR细胞对刺激的反应是分级的，伤害性刺激比非伤害性刺激可以诱发更为剧烈的反应。脊髓WDR投射神经元（即轴突终止于脊髓上靶区域的的神经元）可以自发除极（在猴子中频率大约为11Hz），其活动因非伤害性（毛刷刷皮肤后平均频率大约为25Hz）和伤害性机械刺激（小动脉夹夹皮肤后频率大约为50Hz）（图1.3）增强。

与WDR神经元相比，NS投射神经元在生理条件下只对伤害性刺激有反应。大多数NS神经元位于脊髓后角的外层（I层及外侧的II层）。这些细胞与WDR细胞相比，自发活性更低，平均约为3Hz至5Hz。NS细胞对于伤害性刺激的除极频率和WDR细胞相当，平均约为50Hz（图1.4）。

WDR和NS二级神经元细胞的轴突在胞体所在水平附近越过中线在对侧脊髓的前外侧索集合上行，到达脑干和间脑（图1.5）。WDR细胞的传导速度通常比NS细胞快（大约为30m/s和12m/s）。另外，NS细胞的轴突大多起源于脊髓后角的I层，WDR细胞大多起源于III至V层，它们在前外侧索走行的位置也稍有不同。在脊髓的前外侧索，NS细胞轴突位于背侧内侧区，而WDR细胞轴突更集中于腹外侧区。

图1.2脊髓后角的组织学的切面和示意图：（A）人类腰髓标记显示主要脊髓躯体感觉结构之间的关系。（B）大鼠脊髓。外侧的粗线显示脊髓灰质的边界，内部粗线显示Rexed的板层边界。这些边界由每个区域的组织学特征界定，由后角边缘的数字识别。（C）非人类的灵长类脊髓后角的初级传入形式。粗的有髓Aβ纤维自背根的背部分出，穿过后角中部并终止于终止于III至 V板层。传递伤害性信息的细的有髓Aδ纤维和C纤维自背根的腹侧分出，穿过后角侧方，大部分终止于后角表层（Ⅰ和Ⅱ）。

图1.3速率直方图显示低阈值（low threshold, LT）、广动力（widedynamicrange, WDR）和伤害性特异（nociceptive-specific, NS）的初级脊髓丘脑束神经元的反应。这些细胞的反应由一系列不同等级强度的机械刺激在每个细胞的感受野的多个位点诱发。每种刺激实施的时间和位置由直方图顶部的线和标签标示。毛刷刺激使用软骆驼毛刷（图中BR），大动脉夹用来制造无害压力（图中PR），用小动脉夹产生伤害性夹痛（图中PI）。中图显示WDR细胞对刺激的反应可由刺激强度来分级。右图N显示S神经元除最强烈的刺激外，对其他刺激无显著反应。左图显示LT神经元仅对非伤害的毛刷刺激有反应（对动脉夹夹上和取下的过程有短暂的反应，由于在这个过程中有触觉刺激）。后肢图显示每个神经元的感受野位置（阴影部）及每个机械刺激实施的皮肤位点（检测点）。

图1.4速率直方图显示广动力脊髓丘脑束神经元背景的活动和对皮内注射辣椒素产生敏化前后对后肢机械性刺激的反应。左图显示对机械刺激反应的基线，右图显示注射辣椒素后对机械刺激的反应。腿部图的圆点显示机械刺激作用的位点，X点显示辣椒素注射的位点。蓝色区域代表基线记录的反应区域，紫色区域代表辣椒素注射后扩大的反应区域。BR（brush stimulus），毛刷刺激；PI(pinch),夹痛；PR(pressure)，压力； RF(receptive field)，反应区。

图1.5概述中枢伤害性通路的示意图。每个框代表伤害性刺激处理和/或应答的独立的解剖位置。线表示每个解剖位置之间的相互联系。