第七节　三叉神经的生理

一、神经纤维的分类及特点

神经元的轴突及包绕在轴突外面的神经膜细胞或少突胶质细胞共同组成了神经纤维。神经纤维可分为有髓神经纤维和无髓神经纤维两种类型。

有髓神经纤维的轴突外面包被一层髓鞘，髓鞘外面还有一层有细胞质和细胞核的神经膜。无髓神经纤维较细，轴突外面缺乏髓鞘，完全裸露或仅包绕一层施旺细胞。有髓神经纤维的神经冲动呈跳跃式传导，传导速度快；而无髓神经纤维的神经冲动呈连续性传导，传导速度慢。

常用的神经纤维分类方式有两种：根据电生理特征分类和根据组织学特点分类。Gassor和Erlanger根据神经纤维的电生理特征将神经纤维分为A、B、C三类，并证明神经纤维的传导速度与其直径有相关关系。A类神经纤维为有髓鞘的躯体感觉纤维（传入神经）和运动纤维（传出神经），直径1～21μm，动作电位持续时间短，传导速度快，为5～120m/s。根据其平均速度又可将A类神经纤维分为α、β、γ和δ四个亚型。其中，Aα为肌梭传入纤维，支配梭外肌的传出纤维；Aβ为皮肤触压觉的传入纤维；Aγ为支配梭内肌的传入纤维；Aδ为皮肤痛温觉的传入纤维。B类神经纤维为有髓鞘的植物性神经的节前纤维，直径1～3μm，传导速度3～15m/s。C类神经纤维为无髓鞘的痛觉传入纤维（sC）和植物性神经的节后纤维（drC），直径0.2～1.0μm，传导速度0.5～2m/s。

根据神经纤维的组织学特点将神经纤维分类4类。Ⅰ类和Ⅱ类为较粗含髓鞘的神经纤维，Ⅲ类为细的含髓鞘的神经纤维，Ⅳ类为不含髓鞘的神经纤维。这四类神经纤维分别相当于Aα、Aβ、Aδ和C类纤维。这种分类方法最初仅限于肌肉的传入纤维，但如今人们为了防止在实际应用中与前一种分类方法相混淆，故常对传入神经纤维采用这种分类方法。

二、神经纤维的兴奋性传导特点

神经传导的本质是神经纤维动作电位的传导。痛觉感受器的细胞膜受到刺激，神经末梢对Na+通透性增加，内流使膜电位去极化产生感受器电位。随着刺激强度的增强，感受器电位达到一定幅度，即转变为动作电位，引起神经冲动。神经元具有感应性和传导性双重特点。神经元的树突具有感应性，可以接受刺激，传向胞体；轴突可以将汇集和调整后的信息传向邻近或后继的神经元。所以，神经纤维解剖结构和生理功能的完整性是兴奋冲动传导的基础。一般而言，神经纤维的兴奋性传导具有下列特点。

（一）神经纤维兴奋性传导的绝缘性

当一个神经纤维受到刺激产生兴奋时，该神经纤维传导的冲动仅在其自身内传导，而不会波及同一神经干内相邻的神经纤维；多个神经纤维同时传导时，神经纤维之间也不会产生干扰。这说明神经纤维在生理功能上是相对独立的，即神经纤维具有绝缘的特性。这种特性与神经纤维髓鞘上含有的高阻抗脂类物质有关。神经纤维兴奋性传导的绝缘性保证了神经传导的准确性和严密性。

（二）神经纤维兴奋性传导的双相性

神经纤维的某一点受到刺激，产生兴奋，神经冲动沿此点向神经纤维两端传导，也可向分支传导，直至神经纤维的终点或受阻部分。在体内特定环境下，神经纤维兴奋性可沿单一方向传导，即感觉神经纤维将神经冲动由外周传至中枢，运动神经纤维将神经冲动由中枢传至外周，在传导过程中不会发生混乱。

（三）神经纤维兴奋性传导的不衰减性

神经纤维受到刺激产生动作电位后神经冲动随即向其他部位传播。兴奋性信号各自分开，不会相互影响，其强度、频率不会因刺激的强度和传播的距离而变化。神经纤维兴奋性传导的不衰减性说明动作电位传播所需的能量来自神经本身，保证了神经调节可以有效进行。

（四）神经纤维兴奋性传导的相对不疲劳性

研究证实，以每秒50～100次的电流连续刺激神经9～12小时，神经纤维仍可保持传导能力，说明神经纤维具有兴奋性传导的相对不疲劳性。这种特性与动作电位发生中Na+、K+的扩散是与浓度梯度相关的被动扩散而不直接耗能有关。

（五）神经纤维兴奋性传导的高速性

神经纤维兴奋性传导的速度与神经纤维的直径、髓鞘的有无、神经纤维的绝对不应期以及种属之间的差异有关。尽管神经纤维的传导速度差距可达1～120m/s，但整体来说，兴奋性冲动在神经纤维上的传播还是相当快的。

三、神经冲动传导的方式及影响因素

（一）神经冲动传导的方式

动作电位在神经纤维上传导方式的不同是神经冲动传导速度的决定因素。神经冲动在有髓神经纤维的传导呈跳跃式，而在无髓神经纤维上的传导方式呈电紧张扩布式。

1.神经冲动在有髓神经纤维上的跳跃式传导

（1）有髓神经纤维的组织结构特点：有髓神经纤维的外面包绕着施旺细胞，在轴突与施旺细胞之间存在一层厚的磷脂-蛋白混合包膜，即髓磷脂，形成神经纤维的髓鞘。髓鞘并非将轴突全部包裹，而是在神经纤维上呈节段性分布，每隔1.5～3mm出现一次中断，称为“郎飞结”。这是神经冲动在有髓神经纤维上跳跃式传导的解剖学基础。

（2）神经冲动的传导：由于神经纤维的髓鞘由高电阻物质构成，离子不能有效通过髓鞘；而郎飞结处缺乏髓鞘，离子容易穿透（该处膜的通透能力要比某些无髓鞘神经纤维大500倍）。所以，有髓鞘神经纤维的神经冲动传导是从一个郎飞结到另一个郎飞结，呈跳跃式传导，而且神经冲动在郎飞结上几乎不耗用传导时间。因此，神经冲动在有髓鞘神经纤维上的传导速度要大大高于在无髓鞘神经纤维上的传导速度。

2.神经冲动在无髓神经纤维上的电紧张扩布式传导

（1）无髓神经纤维的组织结构特点：无髓神经纤维轴突的外面同样包绕着施旺细胞，但是神经纤维外面缺乏髓磷脂包裹，这是神经冲动在无髓神经纤维上呈“电紧张性扩布”传播的基础。

（2）神经冲动的传导：神经冲动在无髓鞘神经纤维上的传导呈“电紧张性扩布”式，即神经纤维膜的某一部位达到阈值，其邻近部位产生兴奋，并由此不断扩展，其结局是在神经纤维膜上产生电紧张性扩布。这种神经冲动传导方式的传导速度要远远慢于跳跃式传导。

（二）影响神经纤维传导的因素

目前应用于治疗三叉神经痛的各种方法，许多是通过影响神经纤维的传导来实现的。如三叉神经后根切断、封闭、射频、球囊压迫等，使神经冲动三叉神经上的传导受损来治疗三叉神经痛。

1.神经纤维的完整性　神经冲动在神经纤维上的传导，首先取决于神经纤维在解剖结构和生理功能上的完整性。如三叉神经后根切断术，从解剖上破坏了神经纤维的完整性，使神经冲动不能传导，疼痛消失。用物理、化学方法破坏三叉神经，虽然三叉神经仍保留解剖上的完整性，但生理功能上的完整性受到破坏，也可以对神经冲动的传导产生影响。

2.麻醉对神经纤维传导的影响　普鲁卡因、利多卡因等麻醉药物作用于神经纤维细胞时，虽然细胞的静息电位变化不大，但是，兴奋时对Na+的通透性减少，刺激阈值升高，动作电位变小甚至停止传导，细纤维首先被阻断。

3.机械压迫对神经纤维传导的影响　机械性压迫也可以影响神经传导在神经纤维的传导。这是球囊压迫术治疗三叉神经痛的理论基础。

4.温度对神经纤维传导的影响　随着温度的降低，神经传导在神经纤维上的传导速度下降，当温度降低至6～7℃时，神经纤维停止传导。在一定温度范围内，温度越高，神经纤维的传导速度越快，但当温度达40℃以上时，因神经冲动的兴奋性下降传导速度变慢，细的神经纤维首先被阻断。三叉神经射频热凝治疗术治疗三叉神经痛的原理为三叉神经中传导痛觉的无髓细纤维（Aδ纤维和C纤维）在加热后首先发生变性，而传导触觉的有髓粗纤维（Aα纤维和Aβ纤维）能耐受较高温度，通过温控加热的方法，可以选择性地破坏痛觉纤维，而保留触觉纤维，达到阻滞疼痛传导的目的。

四、疼痛类别及疼痛产生的原理

（一）疼痛的分类

1.根据疼痛的性质分类　根据痛觉生理学的研究结果，痛觉是由神经纤维传导的。传导痛觉冲动的神经纤维是有髓鞘的Aδ纤维和无髓鞘的C纤维。传导其他感觉冲动的是直径较大的Aα、Aβ纤维。根据疼痛性质，可以分为刺痛、灼痛和酸痛。刺痛是由外周神经的Aδ纤维传入中枢的，定位明确，性质尖锐，范围局限，痛觉形成迅速，常被描述为清楚的、表浅的疼痛，传导速度快，持续时间短，去除刺激后疼痛立即消失，又称“第一痛”或“快痛”。灼痛是由外周神经的C纤维传导的疼痛，常为内脏的钝性疼痛，其部位深，定位不明确，形成缓慢，常在受到刺激0.5～1.0s后才出现疼痛，传导速度慢，持续时间长，在去除刺激后疼痛往往要持续数秒才能消失，称为“第二痛”或“慢痛”。酸痛又称为“第三痛”，由外周神经的Aδ和C类纤维传入，痛觉定位差，常伴有内脏和躯体反应。

业已证明，脊髓后束和脊髓前外侧束与刺痛的传导有关。切断脊髓后束，刺痛的阈值下降，定位能力也降低；切断脊髓前外侧束，刺痛消失。刺痛经脊髓传导至丘脑腹后核的基底部，在此换元后传导至大脑皮层体感区。灼痛由脊髓前外侧束传导，小部分在同侧，大部分在对侧，传导至皮质下痛觉系统（中脑中央灰质、丘脑的非特异性投射系统和下丘脑）。

2.根据疼痛的部位分类　根据疼痛的部位，可以分为局部痛、放射痛和牵涉痛。局部痛即病变所在部位的局限性疼痛。可以为快痛（如皮肤受到刺激），也可以为慢痛（如内脏痛）。放射痛是指痛觉传导通路上的病变引起病变神经纤维支配区的疼痛，如脊神经根因肿瘤压迫导致相应皮节出现疼痛。牵涉痛是指内脏病变引起的相邻脊髓阶段的躯体神经支配区的疼痛，如心肌梗死时疼痛可沿左上肢放射；胆囊病变时出现右侧肩胛部疼痛等。

3.根据疼痛时神经系统功能状态分类　根据神经系统功能状态，将疼痛分为生理性疼痛和病理性疼痛。前者的神经系统功能正常，后者是指神经系统本身发生病变所引起的疼痛。

（二）疼痛产生的原理

人们对疼痛产生的原理进行了大量研究，但是还没有一种学说能够圆满地解释。以下四种是人们常提到的关于疼痛发生的学说。

1.闸门控制学说　闸门控制学说于1965年由Melzaek和Wall提出，并于1968年和1983年分别得到修正。该学说认为，痛觉的传导与进入脊髓的粗、细纤维之间的平衡有关。粗纤维兴奋使“闸门”关闭，疼痛性冲动受阻，而来自细纤维的刺激可以使“闸门”开放，使疼痛性神经冲动通过。胶质细胞包括兴奋性和抑制性两种。脑的下行控制机制受通过“闸门”的感觉输入的影响，又返回脊髓调节胶质细胞和脊髓背角第一级中枢传递细胞的传递。

2.特异性学说　早在19世纪就有学者提出疼痛的特异性学说。该学说认为某一种感受器仅对特定的一种刺激产生反应，即每种感觉都有自己特异的感受器。痛觉感受器是一种游离的神经末梢，其发放的冲动经外周神经的Aδ纤维和C类纤维以及脊髓内的脊髓丘脑束传导至丘脑的感受中枢，再投射至大脑皮层的特定部位，引起疼痛。

3.构型学说　构型学说认为任何刺激只要达到足够强度就可产生疼痛。神经冲动在空间和时间序列上的构型如同复杂的电码一样，刺激引起的神经冲动被神经系统感觉以后，可以产生不同的感觉。

4.疼痛第四学说　疼痛第四学说是疼痛特异性学说与精神因素的融合。该学说认为机体存在感觉系统和反应系统，疼痛的感知系统仅是对痛觉的识别，借助于神经感受器和神经冲动的传导机制完成。而疼痛的反应系统受个人体验、文化及各种心理状态的影响，是一种复杂的生理心理活动过程。

五、痛觉传导通路及痛觉中枢

（一）痛觉的神经纤维传导

痛觉是一种不快的感觉和情感体验，是一种复杂的感觉。痛觉也是许多疾病的一种症状，在临床上具有重要意义。任何刺激只要达到一定程度就可以成为伤害性刺激，伤害性刺激作用于神经末梢的感受器产生疼痛。各种伤害性刺激如机械、温度、化学、电以及各种致痛物质（如组胺、5-羟色胺、缓激肽、前列腺素等）均可引起疼痛。根据感受性质的不同，人体的感受器可以分为三种：①机械性痛觉感受器，接受伤害性、机械性刺激，引起疼痛；②温度性痛觉感受器，接受45℃以上温度刺激，引起疼痛；③化学性痛觉感受器，接受一定的化学物质的刺激，引起疼痛。

研究证明神经纤维受到药物或其他因素阻滞后，细纤维首先丧失活力而粗纤维最后才出现功能障碍。一般而言，首先是传导痛觉的纤维，其次是传导温度觉的纤维，最后才是传导触觉的纤维功能丧失。1931年Kirschner首先介绍了一种用于三叉神经痛治疗的半月神经节电凝术。1968年Letcher等利用射频电流和热刺激作用于猫的隐神经，观察神经对刺激后的复合动作电位，发现传导痛觉的Aδ和C类纤维对射频电流形成的热刺激敏感，最先受到毁损，而传导触觉的Aα和Aβ纤维受到较少影响。因此，适当控温可以选择性破坏传导痛觉的纤维而保留传导触觉的纤维，使痛觉消失而部分或全部保留触觉。后来，Sweet和Wepsic在Letcher实验理论的基础上，对Kirschner的电凝术进行了改进，通过可控式逐渐加热的方法，利用经皮射频热凝术治疗三叉神经痛。一般热凝温度从55～60℃开始，逐渐加热，直至使传导痛觉的神经纤维受到热凝损伤。至于在何种温度下能够使痛觉消失而触觉保留，由于个体差异很大，临床上没有固定的数值。Fraioli认为，合适的温度是60～87℃。在射频热凝术中，常可见三叉神经支配的面颊部出现红斑，多数认为，红斑在早于产生热凝损伤温度时即已出现。

（二）三叉神经的痛觉传导通路

三叉神经传导头面部的痛、温、触觉及面部肌肉的本体感觉，由三级神经元组成。三叉神经感觉传导通路的第一级神经元胞体位于三叉神经节内，其周围突形成三叉神经的三个感觉支，即经眶上裂入眶的眼神经、经圆孔进入翼腭窝的上颌神经和经卵圆孔出颅入颞下窝的下颌神经，分布于头面部皮肤和黏膜的浅感受器。其中枢突形成三叉神经的感觉根，在小脑中脚始端平面进入脑桥。在脑桥被盖外侧区，分为短的升支和长的降支，分别至三叉神经脑桥核和三叉神经脊束核。另一部分纤维不分支，直接下行入脊束。升支多为Aα和Aβ纤维，传导触觉；降支多为Aδ和C类纤维，传导痛温觉。三叉神经的感觉性核群作为第二级神经元，可发出传出纤维。三叉神经脑桥核和脊束核发出的越至对侧的二级纤维，形成三叉神经前束；不交叉的纤维组成三叉神经后束，这两束合称为三叉丘系。三叉丘系沿内侧丘系的背侧上行至丘脑，止于丘脑腹后内侧核。丘脑腹后内侧核作为第三级神经元，发出第三级纤维组成丘脑皮质束，经内囊枕部投射至中央后回的下1/3。

在外周，三叉神经分为一、二、三支，在进入脑干以后，三大分支有明确的定位。眼支纤维在最前方，下降的阶段最远，有些纤维下降到第二或第三颈节止于三叉神经脊束核的下部；第二支的纤维在脊束中央，下降至延髓的下部；第三支的纤维在背侧，下降至迷走神经核的上端，止于三叉神经脊束核的上部。因此，损伤在高颈髓或延髓下部，来自三叉神经第一支的纤维受损害，感觉障碍表现在颜面部，触觉保留而痛温觉丧失；脑桥内的髓性损害，来自三叉神经第三支的纤维受损害，感觉障碍表现在颜面的下部。在脊束核内的分布与上述两种不同，三叉神经脊束核头端接受来自口周围的感觉，由上到下以口周为中心，呈同心圆样由内向外发展，至核的尾端接收颜面部周边的感觉。

全身体表的感觉投射区在中央后回，在皮层的定位如同一个倒立的人体投影，但是，头面部的代表区是正立的投影。头面部的代表区位于中央后回下部，呈双侧性，其代表区的大小与神经支配的密度及感觉精细程度一致。

根据三叉神经感觉传导通路的特点，可以通过物理、化学或手术的方法来切断或阻滞感觉传导通路的冲动传导来治疗三叉神经痛。人们已经找到药物、封闭、射频热凝、手术切断、微血管减压等方法。

（三）痛觉中枢传导的特点

1.痛觉中枢传导的会聚现象及多突触传递　在痛觉传导通路的不同水平上，往往可以见到来源于不同部位的传入冲动汇聚于同一个神经元，也可见来源于不同性质的感觉冲动汇聚于同一个神经元，称为异位汇聚或者异觉汇聚，这种现象主要发生在痛觉的非特异性传导通路上。经由这些细胞的传入冲动可能缺乏精确的定位信息，也可能在会聚处发生综合而相互影响。痛觉非特异性传导通路大部分是由多突触传递系统构成，在每个脊髓阶段都有新的传入纤维加入。在这种多突触传导系统内，传入冲动的局部定位性可不清晰，不同来源的冲动可以相互影响。

2.脊髓、脑干和丘脑　脊髓是痛觉信号处理的初级中枢。来源于伤害性刺激的神经冲动由细纤维传入脊髓后角，一部分作用于脊髓前角运动细胞，引起机体的防御性反射，另一部分继续向上传递。多种感觉传入冲动汇聚于脑干网状结构，并能相互影响。在中脑中央灰质及其邻近的网状结构可以记录到伤害性刺激引起的特异性电反应。丘脑接受来自脊髓和脑干的纤维投射，也是除嗅觉之外的各种感觉信息的重要整合中枢，各种感觉在此整合然后投射到大脑皮层。丘脑的腹后内侧核和腹后外侧核分别接受来源于脊髓丘脑束和三叉丘系的投射纤维，传导躯干、四肢和头面部的痛觉纤维。丘脑髓板内核群是丘脑接受信息的主要结构，包括中央中核、中央外侧核及束旁核，接受来源于脑干丘外系的投射纤维。有学者认为丘脑中央外侧核和束旁核是痛觉的接受中枢，中央中核是痛觉的调节中枢。

3.边缘系统、基底神经节和大脑皮质　在边缘系统的扣带回、海马、下丘脑可以记录到痛敏细胞。一般认为，边缘系统与疼痛时机体伴发的情绪变化有关。刺激视前区、隔区可以提高动物的痛觉阈值。刺激尾状核也有镇痛作用。在人体，刺激尾状核可以缓解癌症患者的疼痛。大脑皮质接受来自丘脑腹后核的投射纤维，感受身体的痛温觉。中央后回的3、1、2区与痛觉分辨有关。直接刺激大脑皮层并不唤起痛觉，刺激丘外系的纤维和核团可以引起疼痛。因此，大脑皮层与痛觉的分辨不与痛觉的感受相关。

4.痛觉传导通路的中枢下行性控制　痛觉中枢对痛觉传导具有下行控制作用。刺激猫的第一皮层感觉区可以在脊髓引出背根电位，传入纤维末梢去极化而发生突触前抑制。刺激猫的锥体束，可抑制脊髓后角中间神经元的自发放电和诱发放电。痛觉中枢对痛觉传导通路的下行性控制，对冲动的传入有筛选、过滤和调节作用。人们在激怒、兴奋和极度欢乐情况下，伤害性刺激可以不引起痛觉；在恐惧、忧郁、疲劳情况下，对疼痛刺激的敏感性可以增强。这些表现与痛觉中枢对痛觉传导下行性控制系统的状态有关。

六、三叉神经痛对人体的影响

痛觉是一种复杂的精神状态，也是一种复杂的生理心理反应。三叉神经痛也是如此，它对人体的精神活动、心理、生理及行为反应均产生一定影响。

（一）三叉神经痛对精神和心理状态的影响

由于三叉神经痛是一种反复发作的阵发性剧痛，性质犹如刀割、针刺、电击或烧灼样，发作频率及疼痛程度随病程延长而增加，自然间歇期逐渐缩短以至终日发作，甚至轻微刺激即可引起疼痛发作。因此患者不敢洗脸，畏惧进食、漱口和刷牙，营养不良，面容污秽，对患者的精神和心理状态产生巨大影响。患者心情焦虑，烦躁易怒，许多人的精神活动处于抑制状态，情绪低落，悲观失望，不能忍受其痛苦，甚至产生轻生的念头。长时间的抑郁使患者表情淡漠，对外界变化反应迟钝。

（二）三叉神经痛对生理活动的影响

急性或长时间的疼痛引起机体神经内分泌、循环系统、呼吸系统及消化系统等一系列生理活动的变化。三叉神经痛不断发作性的疼痛刺激使中枢神经系统处于兴奋状态，交感神经兴奋性增加，表现为儿茶酚胺分泌增加，糖原分解作用加强，加之许多三叉神经痛患者不敢进食，机体呈现负氮平衡状态。三叉神经痛引起交感神经系统活动性增强，使外周血管收缩，血压升高，心率加快。冠心病患者甚至可以出现T波改变。受刺激部位可以有大量化学物质释放。在进行射频治疗后，疼痛部位可以出现血管扩张，皮肤潮红。