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编号:10398344
偏头痛的病理生理及其进展
http://www.100md.com 《中华现代临床医学杂志》 2003年第9期
     【文献标识码】 A 【文章编号】 1726-7587(2003)10-0893-03

    偏头痛是神经系统的常见病、多发病,对患者本人及家属构成了严重的威胁,明显降低了生活质量。20世纪80年代,由于非侵入性脑影像学的出现,偏头痛的研究有了重大进步,基本否认了统治医学界近50年的血管源假说,普遍认为偏头痛的发病是各种诱发因素作用于遗传易感者,促发了原发性中枢神经系统功能紊乱伴血管功能失调所致 [1] 。为增进对偏头痛发病机制的了解,现将其发病机制及其主要研究进展综述如下。

    1 血管源学说

    早在20世纪30年代,Wolff提出血管源性假说 [2] ,该学说认为偏头痛是由颅内、外血管功能异常所致,由脑血管管径的急速变化造成偏头痛。先兆症状是因为颅内外血管收缩所致短暂脑缺血的结果。头痛是因为颅内外血管反跳性扩张,刺激血管壁内的伤害觉神经纤维所致。近年来,TCD研究发现普通型偏头痛病人在发作前,大脑前、中、后动脉血流速度与对照组没有显著差异,患侧与无症状侧比较无显著差异,提示普通型偏头痛发病机制与血管关系不大 [3] 。血管源学说忽视了神经源性改变,不能解释典型偏头痛与普通型偏头痛的现象。
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    2 扩散性抑制学说

    Leao [4] 在动物实验中首先观察到皮质受到有害刺激后出现脑电活动低落,并以大约3mm/min的速度向前扩散,这种现象称之为扩散性抑制(cortical spreading depression

    CSD)。偏头痛患者中先兆的进展方式与CSD极其相似,故许多学者认为先兆的发生与CSD之间有密切联系。CSD早期大脑皮质突然兴奋引起闪光幻觉等刺激症状及局部脑血流(rCBF)增加,此后短暂的神经抑制产生暗点、偏盲等抑制症状及rCBF降低,并随CSD而出现先兆的扩展及扩展性局部低血流。偏头痛患者先兆发生时先有rCBF及氧供增加,随后rCBF轻至中度降低,并可持续至头痛缓解期或头痛消失后48h,只在小范围皮质区发生缺血,说明其神经症状与rCBF降低所致缺血无关,极有可能是大脑神经功能障碍或CSD所致 [5]

    3 神经介质体液学说
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    3.1 5-羟色胺(5-HT) 5-HT既是一种神经递质,又是一种体液介质,对神经和血管均有影响,在偏头痛的发病中具有重要的作用。在偏头痛发作前,血小板的5-HT含量增加,释放入血引起脑血管收缩,出现先兆;随着释放的5-HT被代谢,发作期血小板5-HT含量和血中浓度反而急剧下降,尿中5-HT排泄量增加。研究表明,5-HT在偏头痛发生过程中是一种诱导剂和激活剂,通过诱导或激活血管内皮细胞及各种酶类,加速NO、ET合成或释放的同时,自身亦降解,此时血浆NO、ET含量均升高 [6] 。由于NO、ET生物活性持续时间不同,在两者均升高的情况下,可能NO的生物活性、作用强度占主导而致血管扩张。研究发现,中枢神经系统中有许多5-HT受体,其中5-HT 1B 、5-HT 1D 与偏头痛有密切关系,在中枢三叉神经细胞、三叉神经血管系统的突触前神经纤维上及突触后血管壁上均有5-HT 1 受体 [7] 。临床用于抗偏头痛的药物(如Sumtriptan)与5-HT 1B 、5-HT 1D 受体亲和力高,5-HT 1D 受体激动剂可迅速抑制血管活性物质及致痛物质的释放 [8]
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    3.2 内皮素(ET) ET是一种由21个氨基酸组成的血管活性多肽,不仅是一种强烈的缩血管物质,而且是一种新的神经递质。ET受体有2种亚型,即ET A 和ET B ,与不同的受体结合产生不同的血液动力学效应。ET A 与血管收缩有关,ET与血管内皮细胞结合后,通过一系列反应导致细胞内Ca 2+ 增高,引起脑血管收缩,是引起脑缺血的主要因素。ET B 则与血管舒张有关,ET与脑血管内皮细胞上的ET B 受体结合后,通过激活鸟苷酸环化酶引起环磷酸鸟苷(cGMP)升高,刺激一些血管舒张物质如一氧化氮、前列环素的释放,一方面这些物质相互作用,共同影响偏头痛的发病与发展;另一方面通过调节血管通透性,增加血浆蛋白外渗,介导神经源性炎症,参与疼痛的机制 [9]

    3.3 一氧化氮(NO) NO是一种新型的信使气体物质,是内皮依赖性舒张因子(EDRF)的重要成分,它是一种非肾上腺素能、非胆碱能的神经递质,在自主神经系统内具有神经递质的信息传递功能。近来研究发现脑血管周围的神经末梢存在NO合成酶(NOS),该酶可催化左旋精氨酸产生NO。NO形成后,通过激活鸟苷酸环化酶,使细胞内产生大量的cGMP,从而激活cGMP依赖的蛋白酶,后者使肌球蛋白轻链去磷酸化,并降低细胞内钙水平,使收缩蛋白与Ca2+ 结合减少导致血管舒张。此外,还可介导降钙素基因相关肽(CGRP)等血管活性物质的合成与释放,触发神经源性炎症,直接或间接引起神经源性血管扩张,参与偏头痛发作 [10] 。此外,NO还存在于在中枢神经系统内,可增强有害冲动自外周向丘脑和大脑皮层传递,故认为NO是偏头痛产生机制中的一个十分关键的环节 [11]
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    3.4 Gi蛋白 G蛋白为一种信号膜蛋白,分为激活性G蛋白(Gs)和抑制性G蛋白(Gi)。其中Gi蛋白在痛觉调制中的作用已被广泛证明。近来有关学者研究发现在无先兆偏头痛、先兆型偏头痛、丛集性头痛患者的淋巴细胞中Gi蛋白缺乏或功能低下,同时有cAMP的水平较正常对照者增高约4倍,表明Gi蛋白功能低下可能为偏头痛和丛集性头痛的发病机制之一 [12,13]

    4 三叉神经血管学说

    该学说认为偏头痛是原发性神经血管头痛之一。偏头痛是由于三叉神经血管系统(由5-羟色胺1B/1D受体调节)和中枢神经系统内源性镇痛系统功能缺陷(与遗传有关)及过多的内外刺激引起。由三叉神经来的无髓C纤维分布于硬脑膜血管,三叉神经受到电、化学刺激后,P物质等神经肽释放,在硬脑膜血管产生神经源性炎症,促使血浆成分的血管外渗出,肥大细胞脱颗粒。进而三叉神经的刺激顺行、逆行地兴奋传导。逆行传导使神经源性炎症进一步增强;而顺行传导在脑干进入三叉神经核尾部,冲动达到延髓化学感受器,引起恶心呕吐,经丘脑传至大脑皮层,表现出头痛 [14] 。在此过程中,神经递质、血管活性肽在发病中起重要作用。这种三叉神经血管学说将神经、血管与神经介质三者结合起来,并统一于三叉神经血管系统中,能比较合理地解释偏头痛的临床表现,是目前有关偏头痛发病机制中最受重视的学说。
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    5 遗传学说

    该学说认为基因异常引起人体抵御诱发因素的能力下降,导致皮质神经元兴奋性增加,有利于CSD形成和三叉神经的激活而触发偏头痛的发作。遗传流行病学和分离研究证实,偏头痛存在显著的遗传危险性。目前认为,偏头痛是多种环境因素和遗传因素相互作用的多基因多因素疾病。

    5.1 家族性偏瘫性偏头痛研究 研究证明,家族性偏瘫性偏头痛(FHM)是一种常染色体显性遗传疾病,其基因缺陷约50%与染色体19p短臂上的神经元P/Q型钙通道a1亚单位基因CACNAIA突变有关。其它型突变则引起发作性共济失调2型(EA2),CAG在3’末端重复扩展导致脊髓共济失调6型(SCA6) [15] 。而一些FHM与染色体1p长臂上基因异常有关,其基因缺陷有待进一步研究;另外一些与染色体1p或19p均无关。最近,Knight等研究指出P/Q型通道基因与中脑导水管周围灰质(PAG)有密切联系。PAG是脑干的感觉伤害缓冲区域,在疼痛缓冲系统中发挥作用,P/Q型钙通道基因的突变能增强脑干感觉神经纤维活性,使脑干对来自硬脑膜的各种伤害性刺激敏感性增强 [16]
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    5.2 典型偏头痛和普通型偏头痛遗传因素的研究 对一典型偏头痛家系的研究也发现此病与FHM19基因区位有连锁,并强调偏头痛与周期性麻痹和发作性共济失调一样,是一种通道病[17] 。这就表明,偏头痛是一种阈值受到激发而使神经元异常兴奋的疾病,且存在相应的临床和电生理基础。关于普通型偏头痛的遗传方式,国外的研究无明确结论。上海市边建超等运用零截尾Poisson分布模型,对27例普通型偏头痛患者家系的病例进行家庭聚集性分析,发现普通偏头痛患者的一级和二级亲属的患病率分别是9.63%和0.96%,两者的差异有统计学意义(P<0.01),且均高于一般人群(0.331%),符合一级亲属患病率>二级亲属患病率>一般人群患病率的多基因遗传规律。运用Perˉose’s法和PPAP软件估算该病的遗传方式及遗传度,结果发现一级亲属的遗传度为0.935,二级亲属的遗传度为0.493,遗传度加权平均值为0.824,接近多因素遗传的理论值。支持普通型偏头痛是一种多因素遗传 [18]

    5.3 内皮系统基因多态性研究 为了探讨偏头痛与内皮系统基因多态性之间的联系,Tzourio等分析了西德1188名年长者,结果在90%以上被检人群中发现ET A 和ET B 受体基因多态性,偏头痛的诊断率占被检人群的11.9%。而仅仅发现ETA(-231A/G)基因多态性与偏头痛密切相关,偏头痛患者G突变遗传因子呈明显下降趋势,AA遗传型占偏头痛患者的15.7%,AG遗传型占9.7%,GG遗传型占2.9%(P<0.001),这种差异在有家族史患者中更为突出。由此得出,ET A 受体基因多态性与偏头痛发作的危险性密切相关 [19]
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    总之,偏头痛的发病机制众说纷纭,各种学说均不能单独完美地解释偏头痛的发病机制。根据目前的研究结果可以认为它是一种对于体内或体外环境的突然变化发生的神经血管反应,通过三叉神经血管反射而传导的一种疼痛性疾病。但这种神经血管反应究竟在哪个环节起源以及三叉神经血管系统激活后各种生物活性物质之间的关系如何?至今尚无定论,有待于进一步研究。

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    作者单位:410079湖南大学北校区医院

    (收稿日期:2003-09-08)

    (编辑 刘娜), 百拇医药(杨腊梅)