综述:损伤与疼痛背景下杏仁核神经元的神经元生理学

【字体: 时间:2025年09月19日 来源:Neurobiology of Pain 3.2

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  本综述系统探讨了杏仁核在疼痛处理中的核心作用,重点阐述了其不同核团(包括基底外侧杏仁核BLA和中央杏仁核CeA)在急慢性疼痛中的神经元可塑性变化。文章详细分析了伤害性信息通过脊髓-臂旁核-杏仁核通路(spino-parabrachial-amygdala pathway)和丘脑-皮质通路的传递机制,并强调了中枢敏化(central sensitization)、阿片受体(MOR/DOR/KOR)调控以及CGRP、CRF等神经肽的关键作用。作者指出通过电生理学方法解析细胞特异性机制(如PKCδ+、SST+神经元)对开发疼痛情感障碍的靶向干预具有重要意义。

  

杏仁核的解剖与功能框架

杏仁核作为边缘系统的关键节点,整合多模态感觉信息(包括伤害性刺激),参与疼痛的感觉辨别和情感调控。其核团可分为基底外侧复合体(BLA和LA)与中央核(CeA,包括CeC、CeL和CeM)。BLA以谷氨酸能兴奋性神经元为主(80-85%),而CeA主要为GABA能抑制性神经元,负责输出行为与自主神经响应。

伤害性信息的输入通路

伤害性信号通过两条主要通路抵达杏仁核:一是高度处理的丘脑-皮质通路(投射至BLA/LA),二是直接快速的脊髓-臂旁核-杏仁核通路(直接投射至CeA)。臂旁核的CGRP+神经元尤其重要,它们向CeC提供单突触输入,介导急性伤害响应。

BLA神经元的生理特性与疼痛可塑性

在正常状态下,BLA神经元对无害和有害刺激均响应,且多为多感受性神经元。疼痛模型(如神经损伤或炎症)中,BLA的CaMKII+谷氨酸能神经元表现出兴奋性升高:静息膜电位去极化、放电阈值降低、动作电位频率增加。其突触传输也增强,表现为mEPSC频率和振幅上升,且该效应依赖AMPA和NMDA受体激活。

BLA内抑制性中间神经元(如PV+、SST+、CCK+细胞)构成微环路,通过GABAA受体调控主神经元活动,但它们在疼痛中的特异性作用尚不明确。

CeA的细胞类型与疼痛调控

CeA是“伤害性杏仁核”,其细分区域(CeC、CeL、CeM)接收来自臂旁核和BLA的输入。CeC直接整合伤害性信息,CeL和CeM则参与输出调控。

  • PKCδ+神经元:在神经病理性疼痛中兴奋性升高,促进痛觉超敏。

  • SST+神经元:通常具有抑制性作用,疼痛中其自发放电比例减少,但部分亚群(如规则放电型)在慢性期可能转为兴奋性。

  • CRF+神经元:在急性疼痛期兴奋性和突触传输增强,激活后引发焦虑和逃避行为。

阿片受体的调控作用

杏仁核高表达μ、δ、κ阿片受体(MOR/DOR/KOR)。MOR激动剂(如DAMGO)通过GIRK通道引发外向钾电流,抑制神经元活动;KOR激动剂(如U69593)减少GABA释放,导致去抑制;DOR调控则具有阶段特异性,炎症早期抑制BLA-CeA输入,后期抑制PBN-CeA输入。阿片调控的复杂性提示其细胞特异性机制有待深入解析。

疼痛模型中的可塑性变化

  • 关节炎模型:CeC神经元背景放电和诱发响应增强,依赖NMDA受体和mGluR1激活。

  • 神经损伤模型:BLA-CeA突触出现LTP(长时程增强)或LTD(长时程抑制),取决于应激状态;CeA内PKCδ+细胞兴奋性升高,SST+细胞抑制性减弱。

  • 炎症模型:CeM-PAG投射神经元兴奋性增加,介导下行调控。

半球不对称性

右半球CeA在疼痛处理中占主导:右CeA的CGRP-NMDA机制介导突触增强,而左CeA可能参与镇痛。光遗传学激活右CeA加剧疼痛行为,而激活左CeA产生抑制效应。

总结与展望

杏仁核通过细胞类型特异性的可塑性(如PKCδ+/SST+/CRF+神经元)和神经肽调控(CGRP、CRF)参与疼痛的情感维度。未来需结合遗传学工具(如Cre-lox系统)和电生理技术,解析特定细胞群的输入-输出关系及转录组特征,为开发非成瘾性镇痛策略提供靶点。计算建模(如三维神经元网络模拟)有望整合多尺度数据,深化对疼痛环路的理解。

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