炎症会改变大脑功能和疼痛的中枢处理

在过去的几年里,免疫系统出现了一些令人着迷的能力:免疫系统与神经系统紧密相连,可以直接影响大脑的功能,以及一个人的感觉和行为。免疫系统使用指定的生物途径向大脑发出有关身体健康状况的信号,并引发被称为“疾病反应”的行为变化。对我们大多数人来说,疾病反应的感觉是很容易识别的——你感到疲倦、疼痛、没有动力、情绪低落,你不想活动或与他人互动。这些行为不仅仅是疾病的不幸副作用;它们是免疫系统的“心理防御”,用于引导个体以有助于恢复的方式行事,即休息。疾病反应的核心机制之一是疼痛敏感性的增加,其潜在机制也可能与慢性疼痛有关。

A)与安慰剂相比,lps治疗的受试者的吻侧前扣带皮层(rACC)和腹侧前额叶皮层(vlPFC)的矢状面活性较低,这是疼痛调节的关键区域。B)左(疼痛刺激对侧)脑岛前部的矢状面和轴向图,与安慰剂相比,lps治疗的受试者有更高的活动。红色表示活动减少,绿色表示活动增加。

A)与安慰剂相比,lps治疗的受试者的吻侧前扣带皮层(rACC)和腹侧前额叶皮层(vlPFC)的矢状面活性较低,这是疼痛调节的关键区域。B)左(疼痛刺激对侧)脑岛前部的矢状面和轴向图,与安慰剂相比,lps治疗的受试者有更高的活动。红色表示活动减少,绿色表示活动增加。

作为大脑适应疾病的一部分,疼痛网络会被炎症信号调整。我们研究了一组处于实验性炎症(由内毒素注射引起)的健康个体和一组安慰剂组。研究对象在进行功能性磁共振成像(fMRI)时进行了疼痛测试,目的是研究免疫系统被激活时大脑的疼痛网络。

激活内部疼痛抑制通路调节疼痛感知,对于大脑来说,这是一种健康和正常的方式,可以确保无害的刺激不会被视为日常生活中的疼痛。当受试者在实验中经历疼痛时,其内部疼痛调节系统如预期的那样被激活,被视为吻侧前扣带皮层(rACC)和外侧前额叶皮层(lPFC)的激活。然而,与安慰剂相比,LPS组的这种激活较低,这表明炎症削弱了人体自身的疼痛控制系统。炎症对大脑的影响在男性和女性之间没有差异,但我们之前已经看到,女性对炎症引起的疼痛的评价高于男性。在这项研究中,我们可以看到,LPS组和安慰剂组的男性,rACC的激活程度明显高于女性。如果一个人一开始就有更强的疼痛调节能力,那么这个系统可能需要更大的炎症反应。我们认为,女性对炎症引起的疼痛可能比男性更敏感,因为女性的疼痛抑制系统一般较弱。

疼痛系统适应炎症的另一部分,是在疼痛刺激时,LPS组的岛叶皮层有更高的活动。这一发现表明,在疾病期间,身体内部信号的处理增加,以及/或对疼痛刺激的情绪负荷增加,这是大脑增加疼痛感知的另一种方式,当免疫系统被激活时,个体对疼痛更敏感。

从这些研究中得出临床人群的直接结论必须谨慎进行,但实验模型使得以受控的方式研究炎症对大脑活动的影响成为可能,而没有在临床疼痛人群中发现的许多个体差异。该研究表明,炎症成分直接改变了大脑的疼痛网络,作为免疫系统正常良性能力的一部分,使大脑为疾病做好准备并诱发疾病行为。然而,对于患者来说,炎症可能会使疼痛更容易变成慢性疼痛。

Bianka Karshikoff
瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡医学院临床神经科学系
斯德哥尔摩大学官方manbetx手机版应力研究所,瑞典斯德哥尔摩

出版

为什么生病会痛:外周炎症引起疼痛的核心机制。
Karshikoff B, Jensen KB, Kosek E, Kalpouzos G, Soop A, Ingvar M, Olgart Höglund C, Lekander M, Axelsson J
脑行为免疫。2016年10月

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