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疼痛的科學

2015-05-04 11:44:49
科學大眾·小諾貝爾 2015年5期
關(guān)鍵詞:傷口部位大腦

刀割似的銳痛、針扎似的刺痛、重壓般的痛……雖然都稱為疼痛,但疼痛的種類各式各樣。這些疼痛有什么區(qū)別?人為什么會感到疼痛?我們必須時時為疼痛煩惱嗎?

看完這篇文章,你也許會慶幸自己能感到疼痛。

疼痛,保護我們更好地生活

小腿被激烈碰撞或者患感冒頭痛的時候,我們常會想:“趕快把這疼痛去掉吧,要是沒有疼痛多好?。 钡?,如果真的一點疼痛都感覺不到,那是什么情況呢?

在跑步時扭了腳會覺得疼,感到疼痛后,就不能正常行走。如果一點疼痛都感覺不到,照常行走或跑步的話,就會造成關(guān)節(jié)或韌帶損傷。在做手工的時候,手不小心被劃破了,我們感到疼痛,就會盡快停止手上的工作,抓緊清洗、消毒、止血,如果沒有疼痛,傷口有可能還在繼續(xù)流血,嚴重的甚至會感染、發(fā)炎。

實際上,確實有一種人完全感覺不到疼痛,他們患有“先天性無痛無汗癥”。這些人因為傳遞痛感和熱感的神經(jīng)不發(fā)達,痛和熱的感覺無法向大腦傳達,患者就是骨折、食物中毒也毫無感覺。這樣往往耽誤治療,最壞的情況會導致死亡。

研究疼痛的專家指出,疼痛是人體重要的警戒、保護機制。人類在幼年時打鬧、摔倒的時候感到疼痛,就學習到避開危險的經(jīng)驗,“先天性無痛無汗癥”患者就無法得到這種經(jīng)驗。

感覺不到疼痛的加比

之前有新聞報道過,美國有位活潑可愛的小女生加比·金格拉斯不幸就患有“先天性無痛癥”。加比外表看起來和普通孩子沒什么兩樣,然而罕見的基因變異卻讓她感覺不到任何疼痛。

當護士幫出生才1天的加比扎針采血時,加比不但沒有嚎啕大哭,反而是安睡如常;到了長牙時期,加比總是“平靜”地把自己的手指咬得鮮血淋淋;而牙齒不小心被自己磕掉時,加比也沒有掉過一滴眼淚;她還經(jīng)常自己抓自己的眼睛,導致左眼角膜嚴重受損,因治療引發(fā)的白內(nèi)障,又讓加比的左眼幾近失明;另外,小加比還經(jīng)常像嚼泡泡糖一樣大嚼自己的舌頭……

看過這則新聞,相信你一定能體會到:“人不能沒有疼痛!”同時也會很慶幸自己擁有痛覺吧。

疼痛只在大腦中

說了這么多疼痛的重要性,那疼痛的本質(zhì)是什么呢?

我們身體受傷時會覺得痛,而且,一般來說,傷得越重疼痛也越厲害。但是,臉部被打和屁股被打,即使疼痛強度一樣,感覺也是不同的。所以,我們不能僅用痛的強度來解釋疼痛。

疼痛的一大特點是情感性。一般來說,疼痛必定伴隨著不愉快的感覺。也就是說,在什么地方、什么情況下受到什么程度的痛感,以及感受疼痛時“難受、不高興”的情感,這二者是疼痛感的要素。

痛感和情感傳達到大腦的路徑是不同的。我們身體表面布滿了接受外部刺激的各種神經(jīng),有傳遞觸碰的“觸覺神經(jīng)”,有傳遞冷熱的“感覺神經(jīng)”等,其中有一種就是傳遞疼痛信號的“痛覺神經(jīng)”。

如右圖所示,手被割傷的疼痛信號先通過手掌上的痛覺神經(jīng)傳遞到脊髓。從脊髓開始,痛感和情感的傳遞路徑就不同了。傳遞痛感的神經(jīng)通過大腦“視丘”部位傳到大腦皮層,我們就能感覺到疼痛發(fā)生的部位和受傷的程度。傳遞“疼痛情感”的神經(jīng)通過“視丘”中不同部位到達大腦皮層的邊緣部位,和以往疼痛的記憶整合,不愉快、苦惱便涌上心頭。

所以,疼痛是我們大腦混合的一種感覺,對于別人的痛苦感覺我們只能推測想象而已。

人對疼痛的感覺也會發(fā)生變化,往往有這樣的“情況”:拳擊比賽時,由于極度興奮,拳擊手即使被屢次擊打也不覺得痛,等比賽結(jié)束后拳擊手才感到劇烈的疼痛。在專心致志做自己喜愛的事情的時候,有人也會忘記疼痛。

銳痛和鈍痛

我們感覺到的疼痛并非只有一種,皮膚割破時是“銳痛”,坐久腿發(fā)麻的那種痛是“鈍痛”。是什么造成不同感覺的痛呢?

關(guān)于不同類型的疼痛,科學家是這樣說明的:痛覺神經(jīng)有兩種:Aδ纖維和C纖維。Aδ纖維傳遞銳痛,C纖維傳遞鈍痛。Aδ纖維的傳遞速度是每小時100千米左右,C纖維傳遞速度只有Aδ纖維的1/10。在被打擊的一瞬間,銳痛經(jīng)Aδ纖維立即傳遞至大腦皮層,C纖維傳遞的鈍痛信號要遲些到達,所以人先感覺到打擊的銳痛,然后才感覺到發(fā)麻發(fā)脹的鈍痛。

Aδ纖維和C纖維在皮膚表面分布很密集,在內(nèi)臟里有不少地方?jīng)]有痛覺神經(jīng),這就是肚子痛難以定位的原因。

什么是“痛感蛋白質(zhì)”?

傷口是疼痛的發(fā)源地,那么傷口里究竟發(fā)生了什么呢?

在痛覺神經(jīng)的頂端有一種被稱為“機械感受通道”的蛋白質(zhì),當皮膚受到割刺或強力撞擊時,這種蛋白質(zhì)就會把機械壓力轉(zhuǎn)變成電信號,經(jīng)脊髓傳遞到大腦皮層,我們就覺得疼痛了。

Aδ纖維只有“機械感受通道”的蛋白質(zhì),C纖維不僅有“機械感受通道”,還有各種接受“發(fā)痛物質(zhì)”的蛋白質(zhì)(受體)。當皮膚下血管破裂,血管里“發(fā)痛物質(zhì)”就漏出,這些“發(fā)痛物質(zhì)”與C纖維的受體蛋白質(zhì)接觸,C纖維就向大腦發(fā)送疼痛信號。傷口的破損細胞會分泌出“前列腺素”,促使受體蛋白質(zhì)感知“發(fā)痛物質(zhì)”,還會和其他炎癥物質(zhì)一起使傷口的血管擴張、血流量增加,傷口會發(fā)熱紅腫。這種情況稱為“發(fā)炎”。這也是我們?nèi)粘5念^痛、肌肉痛的原因之一。

為什么碰到?jīng)]傷的部位也會覺得疼痛?

皮膚割傷的地方當然會疼,但是傷口邊上也會一直感到火辣辣的,即使輕輕碰一下也感到痛得厲害。這種在傷口附近的疼痛稱為“過敏性疼痛”,是由于傷口產(chǎn)生的物質(zhì)和脊髓、大腦的痛感傳遞異常引起的。

傷口產(chǎn)生的前列腺素等物質(zhì)分布較廣,使周圍C纖維的受體蛋白質(zhì)感知“發(fā)痛物質(zhì)”的靈敏度大大提高,即使很輕的觸碰也會傳遞痛感。我們常常看到運動員受傷后用冷凍噴霧或冰袋冷卻傷口,就是為了使痛覺神經(jīng)的靈敏度降低,減少痛苦。

過敏性疼痛的機理如左圖所示:

正常情況下,痛覺由Aδ纖維和C纖維傳導,觸覺由Aβ纖維傳導。當受傷時,C纖維損壞缺失,脊髓中Aβ纖維伸展,代替C纖維,所以輕輕的觸覺也傳出疼痛信號。這是脊髓、大腦的痛感傳遞異常引起過敏性疼痛的原因之一。

病好了仍會存在的疼痛——慢性疼痛

前面所介紹的疼痛可稱為“急性疼痛”,傷口治好也就不痛了。

但有些慢性頭痛、慢性腰痛,即使治愈了相關(guān)疾病,疼痛還往往長期存在,這就是“慢性疼痛”。癌癥、風濕性關(guān)節(jié)炎導致的長期疼痛,是由于患病部位的長期炎癥引起的,稱為“持續(xù)性急性疼痛”,不屬于慢性疼痛。

“慢性疼痛”的原因非常復雜,至今還有許多不明了的地方?!奥蕴弁础被颊唛L期精神緊張,始終在痛苦包圍中,疼痛更加重,治療非常困難。

“慢性疼痛”的原因之一是大腦快感部位功能低下。身體安健的人們會有愉快的心情,而“慢性疼痛”患者的大腦感受快樂的部位很弱,所以有人認為恢復大腦快感部位功能可以治療“慢性疼痛”。

止痛藥為何能止痛?

在藥店里,止痛藥多得數(shù)不過來。這是從公元前到現(xiàn)在人們減少疼痛的強烈愿望促成的發(fā)明。現(xiàn)在世界上使用得最多的頭痛藥和感冒藥是阿司匹林和布洛芬。這些藥是如何緩解疼痛的呢?

前面介紹過,前列腺素會引起炎癥和過敏性疼痛,阿司匹林和布洛芬能阻止其合成。前列腺素的減少就降低了向大腦傳遞疼痛信號強度,顯示出消炎鎮(zhèn)痛的藥效。我們?nèi)粘8械降念^痛、肌肉疼痛幾乎都是由于前列腺素導致的炎癥引起的,所以阿司匹林會廣泛有效。

不是前列腺素引起的非炎性肚子痛、腰疼,阿司匹林是無效的。“慢性疼痛”因為沒有釋放“發(fā)痛物質(zhì)”的患部,阿司匹林也是無效的。

至今為止,還沒有什么疼痛都能夠治的萬能藥。

關(guān)于疼痛的問答

問:有疼痛應該忍著嗎?

答:疼痛的作用非常重要,是我們身體有危險迫近的信號。我們感到疼痛時千萬不要置之不理,而應該及早采取相應處理措施。如果拖延不進行治療,任由病情發(fā)展,就會有變?yōu)槁蕴弁吹奈kU,到時就難治了。

問:按摩或泡溫泉對止痛有效嗎?

答:按摩或泡溫泉可以改善血液循環(huán),消解肌肉緊張,有止痛的效果。但是,這些方法只對某些癥狀有效,如果經(jīng)常疼痛還是請醫(yī)生診斷并治療為好。

問:疼痛時應該冷敷還是熱敷?

答:急性疼痛時用冷敷,可使傷口附近痛覺神經(jīng)的靈敏度降低,從而減輕疼痛感。對于慢性疼痛應該用溫敷,改善體內(nèi)循環(huán),有利于患部發(fā)痛物質(zhì)的去除。

問:有“病由心起”的說法,那疼痛和心理有什么關(guān)系呢?

答:疼痛發(fā)生時,對其感覺是有很大差別的。如果被周圍社會上的、心理上的壓力左右,簡單的疼痛也許會劇烈化、長期化;相反,如果以積極樂觀方式進行,疼痛就能早日治好。

問:連續(xù)服用止痛藥會不會沒有效用?

答:如果是按照正確的用藥用量,失效的可能性幾乎不存在。止痛藥無效的原因可能是疼痛種類和該止痛藥不相配,此類情況應該去咨詢醫(yī)生或藥劑師。

在我們身上經(jīng)歷過的疼痛

大腦感覺不到疼痛

大腦內(nèi)沒有疼痛感受器,這也就是為什么外科醫(yī)生能夠在患者仍保持清醒的時候進行腦外科手術(shù)。這種無法感知疼痛允許精細的外科手術(shù)順利進行,同時不破壞任何視覺和運動控制功能。我們之所以能夠感到疼痛是因為疼痛感受器,這種感覺接收器將信號傳給脊髓和大腦,大腦隨之發(fā)出危險警告。

肌腱疼痛、肩痛

如果激烈運動損傷了肌腱,身體在修復肌腱時會發(fā)生炎癥,引起疼痛。肩膀痛一般是斜方肌過度疲勞造成的,斜方肌就是將頭部和肩部向后拉的背部肌肉。

腰疼

由于長期伏案久坐,腰背肌肉疲勞引起腰疼。如果長期拖延會發(fā)展成慢性疼痛,這是必須引起重視的。

關(guān)節(jié)痛

膝關(guān)節(jié)里有一種“滑液”,在關(guān)節(jié)運動時起潤滑作用。當關(guān)節(jié)中軟骨有些脆裂,在運動時會少許剝離下來,落到滑液里,進入關(guān)節(jié)細胞。這時,關(guān)節(jié)細胞就會產(chǎn)生一種“發(fā)疼物質(zhì)”,人就感受到關(guān)節(jié)疼痛。

頭痛

“緊張型頭痛”是由于頸后支撐頭部的肌肉疲勞,引起腦部血流不足造成的。“偏頭痛”被認為是腦部血管過分擴張引起的,其中不明了的地方還很多。

牙疼

牙齒的牙髓里有痛覺神經(jīng),因為牙齒表面覆蓋著堅硬的琺瑯質(zhì),平時不會覺得疼痛。當琺瑯質(zhì)被蛀牙菌侵蝕,牙髓就會發(fā)炎,引起劇烈疼痛。

肚子痛

由于內(nèi)臟里痛感神經(jīng)比較少,所以很難明確知道具體什么部位在痛。食物中毒是肚子痛最常見的原因,細菌放出的毒素會在消化器官里引起發(fā)炎,人就覺得肚子痛。

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