常見的疼痛研究模型及方法（一）

疼痛是機制非常復雜的神經活動。疼痛研究已經成為當前神經科學研究的重要課題之一。由于疼痛機制的復雜性，使得在患者身上研究與疼痛有關的神經機制成為不可能的事。因而，我們的研究需要相應的動物模型。本章介紹了在現代神經科學研究中常用的疼痛動物模型。在概要介紹了疼痛研究的意義及其現狀之后，重點介紹了在生理痛研究和急性、慢性病理痛研究中所應用的動物模型。生理痛的模型即常用的動物傷害性感受閾測定法；急性病理痛的模型則主要是各種急性炎癥模型模型；慢性病理痛的模型則包括慢性炎癥模型和慢性神經損傷模型。 

前言 

疼痛(pain)是人們一生中經常遇到的不愉快的感覺。它提供軀體受到威脅的警報信號，是生命不可缺少的一種特殊保護功能。另一方面，它又是各種疾病最常見的癥狀，也是當今困擾人類健康最嚴重的問題之一。近年來，僅在美國就有三至四千萬人患有慢性痛。據估計，美國每年用于治療慢性痛的費用約為400~600億美元；澳大利亞每年用于治療疼痛的費用占全部醫療費用的40%。隨著醫學的進步和人類生活水平的提高，烈性傳染病逐漸得到控制，疼痛在人的身心痛苦和醫療費用消耗上的相對地位將越來越重要。 

由于難以在人體對疼痛進行深入的機制研究，有必要建立疼痛的動物模型。但疼痛是是包括性質、強度和程度各不相同的多種感覺的復合，并往往與自主神經系統、運動反應、心理和情緒反應交織在一起，它既不是簡單地與軀體某一部分的變化有關，也不是由神經系統某個單一的傳導束、神經核和神經遞質進行傳遞的，所以很難將某種客觀指標與疼痛直接聯系起來。因而，我們只能根據模型動物對傷害性刺激的保護反應和保護性行為來推測它們的疼痛程度。 

傷害性感受(nociception)和痛覺是兩個有密切關系但又不相同的概念。前者是指中樞神經系統對由于傷害性感受器的激活而引起的傳入信息的加工和反應，以提供組織損傷的信息；痛覺則是指上升到感覺水平的疼痛感覺。兩者之間有時并沒有嚴格的相關性。 

生理痛模型與常用的痛閾測定法 

概述 

為了能夠對痛覺現象及其機制作深入細致的觀察，特別是在中樞神經系統的形態學、細胞生物學和分子生物學水平研究痛覺機制，必須建立動物的痛覺模型。又由于痛覺是意識水平的感覺，我們無法確定動物是否具有痛覺，只能觀察其對傷害性刺激的行為反應。因而在下文的描述中有時用傷害性感受閾(nociceptive threshold)取代痛閾(pain threshold)。 

正常情況下，疼痛是機體對外界傷害性刺激的感受，它是一種報警系統，提示實存的或潛在的組織損傷的可能性。如果這種傷害性刺激是可以回避的，那么痛覺就是一種具有完全的積極意義的感覺形式，稱為生理痛。這種意義上的疼痛模型實際上就是對傷害性感受閾的測量。它是通過觀察動物對傷害性溫度和機械刺激的逃避反應實現的。 

如果動物遇到無法逃避的傷害性刺激，就會引起它的情緒反應，發出嘶叫聲。這是需要高級神經中樞配合的反應，并且不受局部運動功能的影響。因而，在傷害性刺激下引起的嘶叫反應也可以作為傷害性感受閾的測量指標。 

熱輻射-逃避法 

這是最常見的傷害性感受閾測量方式。最常用的有熱輻射-甩尾法、熱輻射-甩頭法和熱輻射-抬足法。 

熱輻射-甩尾法 

以大鼠為例。先將大鼠固定在特制的塑料筒中，令其尾部暴露在外并自然下垂，待動物安靜20分鐘后再予測定。輻射熱源可采用8.75毫米放映燈泡(電壓為18.5伏，可調節)，經透鏡聚焦后發射出直徑約4毫米的光束，照射相當于尾部中、下三分之一交界處的皮膚(光源與尾部皮膚必須緊密相貼)；采用與光源并聯的電子計時器同步記錄照射持續時間，即當照射開始同時啟動秒表，當動物尾部出現明顯逃避應時，關閉光源并同時停止計時。所測得的時間間隔即為甩尾反應潛伏期(Tail-Flick Latency, TFL)。 

一般在正式測量之前先調節電壓，使TFL值保持在4~6秒左右，然后每5分鐘測定一次，取三次測定的平均值作為基礎傷害性感受閾。若動物在鎮痛作用下TFL延長至超過15秒，則停止照射并以15秒作為甩尾潛伏期的上限，以免照射過久灼傷皮膚。 

用類似的方法也可以在小鼠測定其熱輻射-甩尾反應潛伏期。