痛み

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 痛みは、悪循環する:痛み→筋肉や血管の緊張→血行の悪化→発痛物質の蓄積→痛の悪化という、痛みの悪循環がある。
 ケガなどの障害(侵害刺激)で、侵害受容器が刺激され(器質的痛み)、生じたインパルスが、脊髄後角に伝導されると、交感神経節を介して、筋肉や血管が収縮し、血行が悪化(局所乏血)し、生成された発痛物質が蓄積する。発痛物質は、侵害受容器を再び刺激して、痛みが、悪循環する(機能的痛み)。

 慢性的な痛みの悪循環を断つためには、以下の方法が、有効と考えられる。
 1.侵害刺激や炎症の原因を、除去する
 2.消炎鎮痛剤(NSAIDsなど)で、PGE2合成を阻害し、炎症(疼痛腫脹を抑制する
 3.筋弛緩薬で、交感神経節を介する筋肉攣縮や血管収縮を解除して、血行を改善し、発痛物質を除去して、痛みを軽減させる
 4.抗うつ剤、抗不安薬で、脳内のセロトニンなどの分泌を増加させ、痛みの閾値を低くし、痛みを軽減させ、心理的な不安を和らげる

 ケガなどの障害(侵害刺激)による痛みは、一時的(一次的)で、引き続いて起こる炎症によって産生されるPGE2などの発痛物質が、痛みを持続させる。

 消炎鎮痛剤(NSAIDsなど)は、PGE2合成を阻害し、痛み(疼痛腫脹を抑制する。抗うつ剤(抗鬱剤)は、脳から、痛みを抑制するセロトニンの分泌を増加させ、痛みを軽減させる。筋弛緩剤は、筋肉攣縮を解除して、血行を良くし、発痛物質の産生を減らし、痛みを軽減させる。

 痛みは、検査で異常が発見されなくても、患者が痛いと感じたら、痛いのである

 脳は、体の局所からの痛覚刺激を、局所に対応する皮質の部位で、知覚している。
 幻肢痛のように、痛覚刺激を伝える局所(例えば、手)が存在しなくなると、局所(例えば、手)からの痛覚刺激を伝達されていた脳皮質が、他の局所(例えば、顔)からの痛覚刺激を伝達する神経と、シナプス(注1)を形成する。そうすると、他の局所(例えば、顔)に痛覚刺激を与えると、脳は、局所(例えば、手)が痛いと知覚する。このように、脳は、脳皮質の部位によって、知覚している体の局所が異なる。そして、例えば、手の痛みを知覚する脳皮質が、顔からの痛覚刺激で刺激されると、手が痛いと、錯覚して、知覚してしまう。

 食用油(リノール酸を含む)や砂糖の摂り過ぎは、それぞれ、発痛物質である、PGE2や乳酸の生成を促進させ、痛みを増強させると考えられる。

 セロトニンは、痛みを抑制する

 炎症時に産生されるPGE2は、ポリモーダル受容器を刺激し、発生されるインパルスは、C線維により伝導され、痛みとして知覚される。
 鎮痛剤や鎮静剤は、難治性疼痛には有効だが、慢性痛には無効ないし、有害。

 Painは、刑罰penaltyの意味。
 侵害受容器に侵害刺激が加わると、細胞膜のイオン透過性が変化して、活動電位が生じる。

 痛みは、脳が認識する。
 炎症などで侵害刺激がある局所に近い部位を、圧迫すると、同じ感覚線維に圧迫刺激が伝導されて、炎症などの侵害刺激による痛みが、軽減される。

 軸索反射により、血管拡張(皮膚発赤)平滑筋収縮(筋緊張、気道収縮)血管透過性亢進(血漿蛋白漏出)粘液分泌亢進が、起こる。

 1.痛みの悪循環
 痛みの侵害刺激が、侵害受容器を刺激し、細胞膜のNa+透過性が上昇し、脱分極により、起動電位が発生する。起動電位が。閾膜電位以上になると、インパルス(活動電位)が発生する。そのインパルスが、脊髄後角に伝導されると、交感神経節を介して、筋肉や血管が収縮して、局所が乏血状態になり、組織の酸素が欠乏して、発痛物質が産生される。この発痛物質が、侵害受容器を刺激するので、痛みの悪循環が起こる。
 内因性発痛物質としては、乳酸、カリウムイオン(K+)、水素イオン(H+)、プロスタグランジンE2PGE2)、プロスタグランジンI2((PGI2)、ヒスタミン、セロトニン、ブラジキニン補体、ATPなどが知られている(注2)。
 なお、ストレスは、脳からインパルスを脊髄後角に伝導し、交感神経節を介して(緊張させて)、筋肉や血管を収縮させ、局所を乏血状態にし、組織の酸素を欠乏させ、発痛物質を産生させ、侵害受容器(知覚神経)を刺激し、痛みの情報を、脊髄を介して脳に伝導させ、痛みとして知覚される。この痛みが、ストレスとなって、脊髄から伝導され、痛みの悪循環が起こる。
 慢性痛では、冷えると、発痛物質が蓄積して、傷みが増悪する。軽い運動をして、血行を良くすると、発痛物質が除去されて減少し、痛みが軽減する。しかし、急性痛では、運動をすると、組織の酸素需要量が増加し、組織傷害が増悪し、発痛物質が増加し、痛みが増強するおそれがある。
 2.痛みに対する正しい捉え方
 ・痛みは、感じ方に個人差がある:痛みの程度と、傷害の程度は、相関しない。痛みが慢性化すると、痛覚過敏になったり、強い強度の痛みとして、知覚される。痛みを、1日中、「気」にするようになる。心理的にも、不安になる。痛みを受容して、「気にしなく」なれるまでは、痛みに対しては、敏感になり、他の体の部位の痛みにも、過敏になる。痛みの消失は、必ずしも、傷害の治癒を意味しない。痛覚がない組織(肝臓など)は、病変が存在しても、痛みを感じない。帯状疱疹後神経痛は、帯状疱疹が治った後も、持続してしまう。
 ・痛みは状況に応じて感じ方が変化する:詐病でない限り、検査で異常が発見されなくても、患者が痛いと感じたら、痛いのである。痛みは、どのような痛みなのか、どの程度の痛みなのかは、本人以外に、他人にはわからない。1日の内でも、知覚される痛みの強度は、変化する。また、どの程度の痛みと感じるかは、本人の精神状態や天候などで、変化し得る。逆に、痛みは、精神状態を不安定にさせる(痛みの悪循環)。

 3.抗うつ剤の鎮痛作用
 痛みが続くと、脳血管は収縮して、うつ(鬱)状態になり、体を安静にしようとする(心理的な痛み)。
 うつ状態では、痛みを抑制する、セロトニンやノルアドレナリンの分泌が減少(枯渇)するので、痛みを強く感じるようになる(痛みに過敏になる)。そして、痛みは、悪循環で、うつ状態を、悪化させる(うつ病になる)。
 抗うつ剤は、脳からの下行性抑制系を促進し、痛みを解除する。
 うつ状態であっても、体を動かして、脳の血行を良くした方が、元気が出る。
 抗うつ剤、抗不安薬は、セロトニンやノルアドレナリンの分泌を増加させ、痛みの閾値を低くし、痛みを軽減させ、心理的な不安を和らげる。筋弛緩薬は、交感神経節を介する筋肉攣縮や血管収縮を解除して、血行を改善して、発痛物質の生成を抑制して、痛みを軽減させる。

 4.湿布の効果
 温湿布と冷湿布も、貼付した筋肉の硬さを改善しない。
 冷湿布は、気化熱を奪い、湿布を貼付した皮膚の温度を、冷やす(2℃低下させる)。そして、温湿布も、気化熱を奪い、皮膚温を低下させる。温湿布を貼付すると、温かく感じるのは、温湿布に含まれるカプサイシン(トウガラシの辛味成分)が、温度を感じる神経受容器を刺激するためで、実際は、温湿布により、皮膚温は低下する。ただし、カプサイシンは、浸透した皮膚表面の毛細血管を拡張し、血流を増加させるので、皮膚温は、貼付して90分後頃から、2℃程度、上昇する。
 湿布を貼付すると、皮膚温が低下して、皮膚表面の知覚神経を鈍磨させ、深部の知覚神経からの痛みなどが、紛れる。また、湿布に含まれる消炎鎮痛剤(NSAIDs)が、PGE2合成を阻害し、疼痛腫脹抑制する。
 皮膚には、痛点の方が、圧点より多く存在する。

 5.アイシング
 2時間置きに15分間アイシングをすると、筋肉痛や打撲後の痛みが、早く軽減する。
 打撲や捻挫の際には、組織の直接的な損傷に加え、血管の損傷により、細胞に酸素が供給されないため、組織の損傷が増悪する。アイシングで、局所を冷却すると、細胞の代謝が抑制され、酸素需要量が軽減し、組織の損傷が、予防される。
 氷でアイシングする際は、皮膚温を零下にして凍傷を招かないために、氷をタオルなどに包むと良い。
 氷でアイシング出来ない時は、損傷直後に、一度、流水で冷却すると良い。

 6.痛覚の変化
 C線維を伝導された痛覚刺激は、脊髄後角の灰白質の第II層のニューロンを興奮させ、大脳に痛覚を伝導する
 Aβ線維を伝導された触覚刺激は、脊髄後角の灰白質の第III層で終わっている。
 末梢神経を部分切断すると、Aβ線維は、第II層に侵入し、触覚刺激が、痛覚刺激として、大脳に伝導されるため、触っただけで痛く感じるようになる。
 慢性痛では、痛覚神経と交感神経とに、可塑的な連結が生じ、精神的に興奮すると、奇妙な痛みが生じる(交感神経依存性疼痛)。
 慢性痛では、神経の可塑性変化が起きて、オピオイド鎮痛剤は無効な場合が多く、抗うつ剤が、有効。

 7.痛覚受容器
 a).一次疼痛(速い痛み)
 損傷時に、最初に感じる、鋭い痛み。痛みを感じた部位や時間を識別出来る。大脳皮質に伝導される。
 一次疼痛は、特異的侵害受容器である、高閾値機械受容器(主に機械的侵害受容器)が、感知する。
 二次疼痛は、有髄線維のAδ線維が、伝導する:皮膚を圧迫し、有髄線維を圧迫すると、一次疼痛は、消失する。

 b).二次疼痛(じんわりくる遅い痛み)
 損傷時に、少し遅れて感じる、鈍痛。痛みを感じた部位を識別しにくい。大脳皮質だけでなく、視床下部や辺縁系にも伝導される。
 二次疼痛は、非特異的侵害受容器である、ポリモーダル受容器と、特異的侵害受容器である、高閾値機械受容器(熱侵害受容器、冷侵害受容器も含む)が感知する。
 二次疼痛は、無髄線維のC線維が、脊髄後角の第II層に、伝導する:低濃度の局所麻酔で、無髄線維を遮断すると、二次疼痛は消失する。
 
 8.ポリモーダル受容器(polymodal receptor)

 ・ポリモーダル受容器は、原始的な感覚受容器であり、PGE2などの発痛物質で刺激され、興奮する。
 ・刺激され、興奮したポリモーダル受容器は、P物質サブスタンスP)、CGRP(calcitonin gene-related peptide:calcitonin 遺伝子関連ペプチド)などの神経ペプチド(ニューロペプチド)を遊離する:神経ペプチドは、後根神経節細胞(dorsal root ganglion:DRG)内で合成され、神経ペプチドの大部分は、分枝したC線維内を、逆行性に、末梢のポリモーダル受容器へ輸送され、ポリモーダル受容器から、組織に遊離され、血管拡張などを起こす。神経ペプチドの一部は、脊髄を介して大脳に痛覚刺激を伝導する。
 ・多様式な刺激(機械的、化学的、熱刺激)に応答する。
 ・全身組織(皮膚、筋・関節、内臓)に分布する。
 ・ポリモーダル受容器には、プロスタグランジン受容体、ヒスタミン受容体、ブラジキニン受容体、ATP受容体、バニロイド受容体1(VR1)が存在すると言う:炎症に際して産生される発痛物質(PGE2ヒスタミンブラジキニンなど)は、ポリモーダル受容器の興奮性を、著しく、高める為、炎症が続くと、痛覚や痒みに過敏になる。
 ・ポリモーダル受容器からのインパルスは、C線維が脊髄後角の第II層に伝導する。

 9.軸索反射(axon reflex)

 侵害局所のポリモーダル受容器が刺激されると、発生したインパルスが、脊髄後角に伝導される。後角で、インパルスは、C線維の別の分枝に伝導され、逆行性に末梢に伝導され、侵害局所の周囲のポリモーダル受容器(C線維末端)から、神経ペプチドが遊離され、血管拡張(皮膚発赤)平滑筋収縮(筋緊張、気道収縮)が起こる。また、肥満細胞からヒスタミンが、放出され、血管透過性亢進(血漿蛋白漏出)により、浮腫が起こり、皮膚に膨疹が生じたり、粘液分泌亢進が、起こる。
 また、神経ペプチドのサブスタンスP(SP)は、真皮表層の肥満細胞やケラチノサイトに作用して、ヒスタミン、LTB4などのメディエーターを遊離させ、血管透過性亢進、マクロファージの貪食、好中球の遊走などの炎症を来たす。
 トリガーポイント(ツボ)には、神経と血管が、密に存在している。トリガーポイントを押すと、軸索反射により、サブスタンスP、CGRPなどの神経ペプチドが遊離され、ツボの近辺の血管が拡張して、血行が良くなり、発痛物質が除去され、痛みが軽減する(注3)。

 10.オピオイド受容体と作用物質

 受容体  内因性オピオイド  前駆体
 μ(ミュー)  β-エンドルフィン  プロオピオメラノコルチン
 δ(デルタ)  エンケファリン  プロエンケファリン
 κ(カッパ)  ダイノルフィン  プロダイノルフィン

 11.モルヒネの痛覚抑制作用
 モルヒネの痛覚抑制作用は、下記のような機序によるとされる。
 1).シナプス前抑制:1次求心性ニューロンからの神経伝達物質の放出の阻害する。
 2).シナプス後抑制:脊髄後角ニューロン(2次侵害受容ニューロン)の活性化の阻害する。
 3).下行性抑制系の賦活:脊髄後角ニューロン(2次侵害受容ニューロン)を抑制する。


 12.局所麻酔薬の作用機序
 局所麻酔薬は、ナトリムチャネルを遮断して、神経膜を安定化させ、疼痛を抑制する。

 13.片頭痛とトリプタン
 片頭痛(注4)の発症機序は、完全には解明されていないが、片頭痛の際には、脳内の太い血管に炎症が起こり、まず、血小板から放出されるセロトニンにより、脳内の血管が収縮する。次に、炎症性に、血管透過性が亢進し、脳内の血管が拡張し、発痛物質が放出され、三叉神経が刺激され、痛みが伝導される。
 トリプタン(イミグラン錠)は、脳の三叉神経の
セロトニン受容体(5-HT1B/1D受容体)に選択的に作用して、セロトニン作用を示し、脳血管の拡張を抑制したり、痛みの伝達を抑制して、片頭痛を改善すると考えられている。
 コーヒーは、片頭痛の予防に良いと言う。

 14.咳嗽の発症機序
 有髄線維のAδ線維と、無髄線維のC線維は、咳嗽(がいそう)の発現に関与している。
 Aδ線維の末端のRADs(rapidly adapting receptors)は、機械的な刺激、化学物質(アンモニア、ヒスタミン:注5、プロスタグランジンなど)の刺激、煙草の煙などの刺激を受けると、咳嗽を誘発する。
 C線維は、知覚神経で、副交感神経求心路として機能する。タキキニン(P物質、ニューロキニンA、CGRP)は、迷走神経頚部神経節にて合成され、無髄神経のC線維の軸索内を、末梢側のC線維末端へ下降的に、輸送される。C線維は、カプサイシン、ヒスタミン、ブラジキニン、煙草の煙、などの刺激を受けると、C線維末端より、タキキニンを放出する。
 C線維より放出されるP物質(サブスタンスP)は、肥満細胞を活性化させ、脱顆粒を起こさせる(ヒスタミンが放出される)。反対に、肥満細胞から放出されるロイコトリエンC4LTC4)は、C線維を刺激し、C線維末端から、タキキニンを放出させる。このように、C線維と肥満細胞のどちらか一方が、活性化ないし、刺激されると、相互に活性化・刺激し有って、咳嗽を悪化・慢性化(慢性咳嗽)させるおそれがある。
 タキキニンには、粘液糖蛋白分泌を促進させる作用がある。
 気道炎症で産生・放出される、ヒスタミン、ブラジキニン、ロイコトリエン、プロスタグランジン、アセチルコリン、エピネフリン、神経ペプチド(P物質、ニューロキニンAなど)は、気道上皮細胞のイオン輸送を活性化する。

 15.おまけ
 眼の網膜で感知された視覚情報は、視床で中継され、後頭葉の「第一次視覚野」に、伝わる。「第一次視覚野」では、基本的な視覚情報が検出される。
 その後、視覚情報は、さらに、「背側視覚路」により、その物体が、どこにあるのか(動きや空間の情報処理を行う)、また、 「腹側視覚路」により、その物体が、何であるのか(形や色の情報処理を行う)が、認識される。
 このように、視覚情報は、「どこにあるのか(Where)」と、「何であるのか(What)」が、別々の脳中枢で分析される
 その為、例えば、脳梗塞などで、「何であるのか(What)」を認識する「腹側視覚路」だけが、障害されると、見させられた図形を、スケッチ出来ても、その図形が、何であるか、解らなくなる。

 また、最近の研究では、脳には、神経細胞を含む「コラム」が、多数、存在し、1つの「コラム」は、特定の図形のパターン(図形特徴)に反応すると考えられる。
 脳は、視覚情報を、特定の図形のパターンに、分析して、反応する「コラム」の情報を統合して、実際の物体の、複雑な形状を、認識しているだ。

 注1ヒト大脳皮質のニューロン数(密度)は、生下時が1番多く、生直後から急激に減少し、一部の例外(海馬など)を除いて、その後、新たにニューロンが産生されることはない。大量にニューロンを持って誕生した後、盆栽を刈り込むように、必要とされないニューロンは、淘汰されて行く。死んで行く細胞(ニューロン)は、生き残る細胞に、情報を伝える。
 生直後から、ニューロンは、減少するが、生き残ったニューロンが、樹状突起を伸ばし、シナプスが、豊富かつ急速に形成される。豊かな環境は、ニューロンの樹状突起を発達させる。そして、ヒト大脳皮質のシナプス数(密度)は、5歳頃がピークとなり、15歳頃までに、成人レベルに減少する。しかし、ニューロン数とことなり、シナプス数は、20歳以降、ほとんど減少しないが、65歳以降は、減少する。
 最終的に残されるニューロンやシナプスの量は、遺伝的に定められているが、どのニューロンやシナプスが、残されたり、淘汰されるかは、環境因子によって、支配されているという。
 他人に対する共感性が乏しい家庭環境に育った子供は、被害者の痛みや恐怖に、無関心で、暴行を加えるという。

 注2乳酸は、嫌気的解糖時に生成される。PGE2は、炎症時に、マクロファージから産生されるIL-1βが、線維芽細胞や滑膜細胞などに働いて、産生される。ヒスタミンは、炎症時に、白血球(肥満細胞、好酸球など)から遊離される。セロトニンは、血小板や肥満細胞から放出される。
 
ビタミンB1不足は、乳酸が蓄積しやすくなり、神経痛を悪化させると考えられる糖分(グルコースを含む砂糖)、肉(アラキドン酸)、油脂(リノール酸)が多い食餌は、PGE2の産生を増加させて、神経痛などを悪化させると考えられる。 

 注3:トリガーポイント(ツボ)を押すと、近辺の、痛みを感じている部位の血管が拡張して、発痛物質が除去され、痛みが軽減する。
 トリガーポイント(ツボ)は、徐々に痛みを感じない程度に、皮膚に垂直に、指圧すると、最も効果的。
 ツボの存在部位は、電気が通り易いことが知られている。ツボは、神経細胞が集中していて、気功などで発せられる「気」のパワーを吸収し易い部位と、思われる(神経細胞の方が、「気」を、吸収、伝導し易い?)。「気」が流れる「経絡」は、肉体に存在するが、神経組織ではない。ただ、ツボを刺激すると、神経組織を介して、脊髄から脳に刺激が伝導され、脳から自律神経を介して、臓器に情報が伝導されて、体調が変化するものと思われる。

 注4:偏頭痛とも書く。
 頭痛は、痛みの性質から、大きく、3種類に、区別される。
 @拍動性にズキズキ痛む(片頭痛、群発頭痛、感冒時の頭痛)
 A持続性に絞めつけられるように痛む(筋緊張性頭痛)
 Bナイフで突き刺されるように痛む(三叉神経痛、舌咽神経痛)
 片頭痛の発作は、月に1〜2回(多い人で週に2〜3回)起こり、1回の発作は、数時間〜3日間続く。片頭痛は、女性に多い。
 群発頭痛の発作は、毎日、1〜2時間続く激しい頭痛が、1〜2カ月間、群発地震のように続き、数か月毎に、再発する。群発頭痛は、片側の眼の奥にも激しい痛みが起こり、飲酒で血管が拡張すると、増悪する。群発頭痛は、男性に多い。
 筋緊張性頭痛は、鉢巻で絞めつけられるような圧迫性の痛み、ジワーとした痛み、重い痛みなどが、毎日、持続する(多くは、両側性)。頭痛の痛みは、夕方や、週末に、ひどくなる傾向がある。こめかみや、眼の奥が痛む場合もある。めまいや、倦怠感を伴うこともある。同じ姿勢を続けたり(うつむいた姿勢で仕事を続ける)、精神的に緊張し、頚部や頭の筋肉が収縮し、発痛物質が蓄積することが、原因らしい。肩こり、首の筋のこりを伴うことが多い。頚椎に変形のある人は、筋緊張性頭痛が、起こりやすい(後頭神経痛)。筋緊張性頭痛は、中高年の男女に多い。
 三叉神経痛の発作は、誘発部位が刺激されると、数秒間の鋭い痛みが起こる。

 注5:抗ヒスタミン剤は、鎮咳作用がある。
 酢酸クエン酸、蒸留水(の吸入)は、咳嗽を誘発させる。 

 参考文献
 ・村上隆志:子どもの症状をどう考えるか−少年犯罪について考える−.日児誌 108巻4号 593〜601(2004年).

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