体位相关的疼痛感知差异及其心血管因素的中介作用

《Psychophysiology》：Body Posture-Related Differences in Pain Perception and Their Mediation by Cardiovascular Factors

　　

心血管系统引起的疼痛调制已被反复描述。它由压力感受器系统介导，其中压力感受器传入神经的活动抑制伤害性感受。身体姿势改变引起血容量重新分布，可能调节压力感受器活动和抗伤害性效应。本研究探讨了疼痛感知中与姿势相关的差异及其心血管因素的成因。研究人员在83名健康个体（61名女性和22名男性）坐位、卧位和站立时获取了压力性疼痛阈值、耐受性和疼痛强度评级。在每种姿势下记录了心电图、阻抗心动图和连续血压。卧位时的疼痛阈值高于站立时，卧位时的疼痛耐受性高于站立和坐位时。阈上刺激（4 kg/cm²）的疼痛强度评级在站立时高于坐位和卧位。血压、每搏输出量、心输出量、总外周阻力和压力感受性反射敏感性在站立时降低，在卧位时升高。血压与男性（而非女性）的疼痛阈值呈正相关。在总样本中，总外周阻力与疼痛阈值和耐受性呈正相关，而血压与疼痛强度评级呈负相关。卧位与静脉回流增加、中心血容量增加和压力感受器负荷增高相关，这可能导致更强的抗伤害性效应。站立时则发生相反的变化，伴随压力感受器去负荷。采取仰卧位是人体缓解急性疼痛的功能性反应。然而，就负性强化而言，卧位时的疼痛减轻可能有助于慢性疼痛中的被动应对行为。

# 体位相关疼痛感知差异及其心血管中介机制的研究解读

## 研究背景与目的

心血管系统对疼痛加工具有重要的调节作用，血压（blood pressure, BP）与疼痛感知之间呈负相关已被反复证实。高血压患者通常表现出较低的疼痛敏感性，而慢性低血压则与疼痛敏感性增高相关。压力感受器系统被认为是这一效应的核心机制：动脉压力感受器传入活动可抑制伤害性感受，从而产生抗伤害性效应。身体姿势改变会引起血容量重新分布，站立时血液在下肢淤积，中心血容量和静脉回流减少，导致每搏输出量（stroke volume, SV）和心输出量（cardiac output, CO）下降；卧位则相反，中心血容量增加，SV和CO升高。这些心血管变化可能改变压力感受器负荷，进而调节疼痛感知。然而，体位通过心血管因素影响疼痛感知的系统性证据仍然有限。此外，慢性疼痛患者常表现为久坐和低体力活动，卧床休息被认为不利于康复，因此理解姿势-疼痛关系有助于揭示被动应对行为背后的生理机制。基于此，研究人员开展了本研究，旨在探究坐位、卧位和站立三种姿势下疼痛感知的差异，并分析血压、SV、CO、总外周阻力（total peripheral resistance, TPR）和压力感受性反射敏感性（baroreflex sensitivity, BRS）等心血管变量在其中的中介作用，同时考察性别差异。

该研究由Gustavo A. Reyes del Paso、Dolores Santiago、Belén Moreno、Casandra I. Montoro、Stefan Duschek和Dmitry M. Davydov等人完成，论文发表于《Psychophysiology》。研究纳入83名健康大学生（61名女性，22名男性；平均年龄20.32±4.57岁，平均身体质量指数23.90±4.29 kg/m²），排除患有躯体或精神疾病、服用影响中枢神经系统或心血管系统药物者，以及使用口服避孕药的女性。研究采用改良的慢性疼痛自主神经应激测试，在坐位、第一次站立、卧位和第二次站立四种姿势下进行心血管记录，并在坐位、卧位和第二次站立时实施压力痛测试。结果发现，卧位时压力痛阈和痛耐受性均显著高于站立时，站立时对较强压力的疼痛评级更高；BP、SV、TPR和BRS均随姿势发生变化，站立时降低，卧位时升高。BP与男性疼痛阈值正相关，TPR与疼痛阈值和耐受性正相关，BP与疼痛强度评级负相关。这些结果提示，体位通过改变中心血容量和压力感受器负荷调节疼痛感知，仰卧位可能是一种自然的急性疼痛缓解机制，但在慢性疼痛背景下，这种疼痛减轻可能通过负性强化促进被动应对行为。

## 关键技术方法

研究人员使用Tracker Freedom压力痛觉计（刺激面积1 cm²）诱发压力性疼痛，以10 cm视觉模拟量表（visual analog scale, VAS）评估疼痛强度。心血管记录采用Task Force Monitor，同步采集心电图（electrocardiography, ECG）、阻抗心动图（impedance cardiography, ICG）和连续手指血压，并据此计算收缩压（systolic blood pressure, SBP）、舒张压（diastolic blood pressure, DBP）、平均动脉压（mean arterial pressure, MAP）、逐搏间期（interbeat interval, IBI）、SV、CO、TPR和BP脉压幅度。BRS采用自发序列法量化。实验采用改良的慢性疼痛自主神经应激测试，包括坐位基线、第一次站立、卧位和第二次站立四个固定顺序的阶段，每种姿势下先记录心血管变量，再进行疼痛测试。样本为83名健康大学生，来自西班牙哈恩大学（该研究获该校伦理委员会批准）。统计方法采用混合方差分析（ANOVA）和多元回归分析，回归分析以心血管变量、性别及其交互项作为预测变量。

## 研究结果

### 3.1 疼痛测量

研究在三种姿势下测量了压力痛阈和痛耐受性，并在每种姿势下对六种压力强度（1.5、2、2.5、3、3.5和4 kg/cm²）进行VAS疼痛强度评级。结果显示，姿势对痛阈有显著主效应（F(2,80)=3.61, p=0.032），卧位时的痛阈显著高于站立时（t(82)=-2.35, p=0.021），但坐位与卧位、坐位与站立之间的差异不显著。姿势对痛耐受性也有显著主效应（F(2,80)=10.96, p<0.0001），卧位时的痛耐受性显著高于坐位和站立（t(82)=-3.20, p=0.002；t(82)=4.62, p<0.0001），而坐位与站立无显著差异。性别主效应显著，男性的痛阈和痛耐受性均高于女性（痛阈：4.15±1.99 vs. 3.26±1.36 kg/cm²；痛耐受：7.56±2.51 vs. 6.23±1.45 kg/cm²），但姿势与性别的交互作用不显著。VAS评级随压力强度增加而升高（F(5,77)=19.85, p<0.0001），且压力强度与姿势存在交互作用（F(10,72)=2.10, p=0.036）。对于最强压力4 kg/cm²，站立时的VAS评级显著高于坐位和卧位；对于3和3.5 kg/cm²，站立时高于坐位。在较低压力（1.5-2.5 kg/cm²）下，卧位VAS高于坐位，这可能是因为这些压力低于多数参与者的痛阈，VAS主要反映非痛性触觉感知。

### 3.2 心血管变量

研究人员在四种姿势（坐位、第一次站立、卧位、第二次站立）下记录了心血管变量。ANOVA显示姿势对SBP、DBP、MAP、BP脉压幅度、IBI、SV、TPR和BRS均有显著主效应，而对CO无显著主效应。SBP、DBP和MAP从坐位到第一次站立时下降，从站立到卧位时上升；但第二次站立时BP未再次下降，这可能与从卧位到站立的强重力应激触发了更强的代偿反应有关。IBI、SV和BRS均呈现站立时下降、卧位时升高的模式。BP脉压幅度在卧位时高于坐位和站立。TPR从坐位到第一次站立时下降，其他姿势间无显著差异。性别方面，男性的SBP、DBP、MAP、BP脉压幅度和TPR均高于女性；CO和TPR存在显著的姿势×性别交互作用：女性CO在卧位时升高，TPR在卧位时降低，而男性这些变量的姿势变化不显著。

### 3.3 心血管与疼痛变量的关联

在坐位状态下，通过回归分析考察心血管变量与疼痛变量的关联。对于痛阈，MAP及其与性别的交互作用显著（β=0.349, p=0.003；β=-0.227, p=0.038），BP变量与男性痛阈呈正相关（SBP：r=0.431；DBP：r=0.447；MAP：r=0.466），但在女性中不相关。TPR与痛阈和痛耐受性均呈正相关，且独立于性别（阈值β=0.272, p=0.017；耐受β=0.249, p=0.023）。在疼痛强度评级方面，MAP与2.5、3.5和4 kg/cm²压力下的VAS呈负相关（β分别为-0.277、-0.285、-0.241），而在随机顺序刺激的熟悉化阶段，MAP与所有压力强度的VAS均呈负相关。BP脉压幅度、SV、CO、IBI和BRS与任何疼痛变量均无显著关联。

## 讨论与结论

讨论部分指出，卧位相关的抗伤害效应可能由动脉压力感受器和低压力容量感受器共同介导。卧位增加静脉回流和中心血容量，提高压力感受器负荷，从而增强抗伤害性输入；站立则产生相反效应。BP与痛阈的关系存在性别差异，可能与性激素和自主神经调节差异有关；TPR对疼痛的预测作用提示血管舒缩张力在心血管-疼痛关联中发挥重要作用，且血管因素可能比心脏因素更重要。BRS与疼痛无关联可能与本研究参与者平均BP较低有关，因为既往研究仅在较高正常血压范围内发现BRS与疼痛的负相关。研究人员也讨论了局限性，包括性别样本不均衡、参与者年轻且健康、姿势顺序未平衡、低压力刺激未达痛阈、观察到的抗伤害效应量相对较小等。研究结论认为，本研究证实了体位相关的疼痛感知差异：仰卧位较直立位疼痛敏感性更低，这可能是由于血容量分布改变导致的压力感受器活动变化所致。虽然采取仰卧位是缓解急性疼痛的功能性反应，但在慢性疼痛背景下，卧床休息带来的疼痛减轻可能通过负性强化机制强化逃避行为，促进被动应对，从而不利于康复。因此，维持体力活动在慢性疼痛康复中具有重要意义。