胆碱能抗炎通路疼痛调节作用的研究进展＊

王康乐 综述，简道林审校

（三峡大学仁和医院，湖北宜昌443001）

疼痛是目前临床中一个普遍存在的症状或疾病，它的发生机制尚不完全清楚，一般认为神经末梢（伤害性感受器）受到了各种伤害性刺激（物理或者化学）后，通过传导系统（脊髓）传至大脑中枢而引起疼痛感觉。同时，中枢神经系统对疼痛的发生、发展具有调控作用。胆碱能抗炎通路（cholinergic anti-inflammatory pathways，CAP）是新发现的一条存在于中枢神经系统与免疫系统之间，由迷走神经介导的拮抗炎性反应下行的调节通路，它通过迷走神经及其递质乙酰胆碱（acetylcholine，ACh）与免疫系统相互作用，机体在受到强烈应急刺激时通过神经及其递质的作用，抑制其炎性反应［1］。ACh介导通过烟碱型受体（N受体）和毒蕈碱型受体（M受体）在各种生理过程中扮演了关键角色，通过乙酰胆碱酯酶的降解来控制受体的活动。胆碱能受体激动剂和胆碱脂酶抑制剂统称为拟胆碱药，具有抗伤害作用和镇痛效果。本文拟结合近年来的研究文献来探讨胆碱能抗炎通路调节疼痛方面的研究进展。

1 烟碱型乙酰胆碱受体

烟碱型乙酰胆碱受体（α7nicotinic acetylcholine receptor，nAChR）是一种配体门控的离子通道蛋白，主要功能是介导突触间信号快速传递。中枢型的nAChR主要包括脑nAChR和神经元nAChR两类；外周型的nAChR主要包括成熟型εnAChR和胚胎型r-nAChR两类。其中α7nACh是N受体中最特殊的亚型受体，主要分布在中枢神经系统内，能够调节钙离子的活化及ACh递质的释放。

1.1 烟碱型受体在调节急性疼痛中的作用 脊髓神经元N受体参与痛觉调制并起到重要作用，其激活后可产生抗伤害效应。脊髓nAChR是一种配体-门控型离子通道受体，存在多种亚型，目前有研究认为与镇痛效应密切相关的是α4、β2亚型受体。Epibatidine（EP）是Daly等从南美厄瓜多尔的三色毒蛙皮肤中分离到的一种结构全新生物碱，是目前被认可为最有效的nAChR激动剂，其镇痛活性是吗啡的200～500倍，尼古丁的200倍，且不具有成瘾性［2-3］。EP主要通过特异性地结合于脊髓nAChR亚单位α4发挥镇痛作用，其强大的镇痛作用可以被非竞争性尼古丁乙酰胆碱受体（nAChRs）拮抗剂美加明（Mecalyamine）所阻断，而不能被阿片受体拮抗剂纳洛酮（Naloxone）所阻断，表明EP是一种非阿片类高效镇痛剂，它主要通过N型受体起作用［4］。电生理实验也表明蛙皮素具有明显的镇痛作用。敲除小鼠的α4基因或阻断其表达均可明显削弱nAChR的镇痛效应，而蛙皮素也主要是通过这一亚型而产生药理作用。之后Abbott实验室发现了类似于Ep的类似物ABT-594，它是尼古丁的氮杂环丁烷生物电子等排体，在啮齿类动物的急性、持续性或者神经病理性等多种疼痛模型上都表现出强大的镇痛作用，镇痛活性不仅与Ep相当，且毒副作用低［5-6］。但是，ABT-594并不影响非致痛性刺激所引起的神经元反应，这充分说明ABT-594是有选择地降低神经元的反应性。通过化疗诱导性神经痛的模型实验结果更进一步说明了烟碱激动剂ABT-594的镇痛作用［7］。Irusta等［8］在鼠疼痛模型中发现，ACh受体和N受体激动剂在镇痛机制中起到主要作用；Hama等［9］在行甲醛诱导的鼠疼痛模型中发现，无论对急性或慢性组织损伤的疼痛，N受体激动剂均有镇痛作用，但对慢性疼痛的镇痛效应相对更强。

1.2 烟碱型受体在调节神经病理性疼痛中的作用 通过基因表达的研究得知，烟碱型受体在神经性疼痛方面也有着重要作用：如在神经性疼痛的脊神经结扎模型中，激动RJR-2403能减少约50%的诱发疼痛，EisenACh在1999年提出这一类化合物在神经性疼痛方面的广泛作用。

1.3 其他疼痛 神经元尼古丁（NNR）受体激动剂具有广泛的治疗潜力，通过对不同刺激模式和疼痛模型的表现效果已得到证明。更重要的是，NNR激动剂在对持续性炎性疼痛和持续性内脏刺激也有显著的效果［10］。在关节炎的模型中，鞘内注射蛙皮素也能减轻疼痛。

1.4 不良反应 通过对亚型选择性N受体靶向药物的深入研究，发现烟碱本身激活多个受体亚型与潜在的不良反应相关。烟碱在周边的不良反应包括心血管、呼吸及胃肠道的反应，可能是通过激活α1和α3受体介导的；烟碱在中枢的不良反应包括成瘾性、恶心呕吐、抽搐等，也可能与α1和α3受体有关。最主要的是α4／β2和α7受体选择性激动剂最近的研究显示，它所引起的老年痴呆症和精神分裂症等相关认知障碍超过其镇痛作用。

2 毒蕈碱样胆碱能受体

毒蕈碱样胆碱能受体（muscarinic cholinergic receptor mAChRs）通过分子生物学的分类方法分为M1～ M5种亚型，他们在神经调节镇痛方面起到重要作用。其中M1、M3和M5是通过Gq蛋白作用于磷脂酸肌酶C而生成IP3和DAG，但也可以通过GS蛋白激活腺苷酸环化酶cAMP从而引起生物效应。M2和M4是通过G蛋白抑制腺苷酸环化酶促使cAMP减少。

2.1 毒蕈碱样受体在调节急性疼痛中的作用 Rellandra在20世纪30年代曾首次使用胆碱酯酶抑制剂新斯的明在人体证明能提高痛阈，随后，很多的相关文献对胆碱酯酶抑制剂、M受体激动剂的镇痛作用进行了阐述，特别是在M受体分型之后，更促进了M受体在镇痛作用中的研究及发展。Bartolini等［11］通过扭体试验、热板试验及压爪试验3种不同的刺激来测定小鼠痛阈，在给予M1受体激动剂McN-A-343和AF-102B的情况下，小鼠在扭体试验和压爪试验中明显提高了痛阈，这种镇痛作用可以被M1受体拮抗剂哌仑西平、双环维林和阿托品所阻断，但不能被M2受体拮抗剂AF-DX116和HC-3（抑制ACh的合成）所阻断。此时 M2受体激动剂槟榔碱（Arecaidine）并没有镇痛作用，但在热板试验和压爪试验中可降低痛阈，这说明了在脊髓上水平突触后的M1受体和镇痛有关，而突触前的M2受体所调制痛觉的作用是通过调节内源性ACh的释放而实现的［12］。除了受中枢胆碱能系统的影响，越来越多的研究证实了mAChRs在外周性疼痛中同样具有抗疼痛作用［13］。

2.2 毒蕈碱样受体在调节神经病理性疼痛中的作用 毒蕈碱样对神经性疼痛方面的治疗只具有部分疗效，在所有的患者中只有50%可以真正得到缓解。但胆碱能系统可能提供另一种神经源性疼痛的治疗方法。在神经性疼痛的脊神经结扎模型（SNL）的实验中有人证明了毒蕈碱激动剂可完全扭转疼痛的特点，这是根据胆碱酯酶在SNL模型中的镇痛作用原理［14］。而后通过观察胆碱酯酶在治疗糖尿病神经病变中mAChRs密度的影响，通过测量大鼠脊髓背侧M2受体选择性拮抗剂AFDX384的含量提示，在链脲霉素诱导糖尿病大鼠中mAChRs浓度约增加50%。电生理学研究表明侧脑室注射（icv）氯化乙酞胆碱可明显抑制中脑网状结构和丘脑束旁核痛敏神经元的放电，阿托品可阻断这种效应。以上实验说明体内或外源性ACh均参与镇痛作用，而且是通过M受体实现的。为了进一步证实M受体在镇痛中的作用，有人选用10、28d和3个月的大鼠进行实验，发现M受体激动剂氧化震颤素对10d和28d大鼠无镇痛作用，而对3个月的大鼠可产生剂量依赖性镇痛效应，其原因主要是因为中枢M受体只有到28d时才成熟或接近成熟。研究人员证明，ACh在动物面部神经疼痛模型中，从右脸颊注射甲醛后，M2mRNA在三叉神经和这些受体激活的感觉神经中存在，这意味着M受体激动剂有治疗三叉神经痛的作用。

2.3 其他方面疼痛 许多研究已经证明M受体激动剂对急性疼痛的作用，通过这些可以推测M受体激动剂对神经性和炎性疼痛都有效，如骨关节炎这种既有神经性疼痛又有炎性疼痛的疾病。

2.4 不良反应 M受体激动剂与其相关的不良反应已经被证实，一般是由M2和M3的选择性低而造成。这些受体的激活会导致心率、胃肠道不良反应、流涎减少等。

3 乙酰胆碱酯酶

乙酰胆碱酯酶（AChE）是生物神经传导中的一种关键酶，在神经传导中有重要的功能。这种酶可以水解ACh，对限制N受体、M受体的激活起到关键作用。这些受体的活化对大多数人生理上会产生不良的影响，严重者可能导致呼吸衰竭和死亡。

3.1 AChE在调节急性疼痛中的作用 有实验表明，给健康志愿者鞘内注射新斯的明，对冷刺激性的疼痛具有相应的镇痛作用［15］，并且它在脚上的效果比用在手上的效果好很多。此外，相关数据表明它主要通过抑制剂增强作用促进脊柱释放ACh。许多研究发现，在脊髓遇到伤害性刺激后或手术时期，即在痛苦的状态时，ACh释放才会增加［16-17］。

3.2 AChE在调节神经病理性疼痛中的作用 动物的实验结果表明，调节胆碱能系统也是治疗神经痛的一种方法。动物研究提示，鞘内注射新斯的明对大鼠糖尿病神经痛具有明显的镇痛作用［18］。在一个神经性疼痛的模型中，鞘内注射新斯的明后也完全减少了机械性刺激引起的L5和L6脊神经的疼痛［19-20］。值得注意的是鞘内注射新斯的明后，雌性大鼠比雄性效果要更好［21-22］。有报道称，注射ChE抑制剂新斯的明可加强外源性给予ACh的镇疼效应，而M受体拮抗剂阿托品可翻转此效应。在急性疼痛的模型中，通过观察大鼠移动后趾离开辐射热源的反应时间，发现由新斯的明引起反应时间增加的雄性大鼠完全被阿托品所逆转，而这种逆转作用在雌性大鼠中并不明显。从目前已公布的数据还可以得出女性较男性更容易患某种疼痛，而新斯的明在女性身上的效果也要比男性好。

3.3 不良反应 近年来，有报道称胆碱酯酶抑制剂或反义寡核苷酸对AChE在炎性疼痛的抗炎中起到作用［23］。虽然已有许多对胆碱酯酶抑制剂功效的报道，但在临床使用中仍因其产生的不良反应受到限制。而后有研究显示，低剂量的新斯的明和阿片类药物合用可以增强药效，且不会增加其不良反应。

4 结 语

综上所述，胆碱能系统在痛觉调制和镇痛过程中具有一定的作用，乙酰胆碱在这个通路中是不可或缺的递质或调质。已有大量相关文献表明胆碱能系统参与临床相关的疼痛，包括炎症、疼痛、神经病理性痛、内脏痛和关节炎疼痛等疼痛的调节。相信在不久的将来，胆碱能系统参与疼痛的调节作用会得到进一步的阐明。

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