作者：李静 李丽 赵磊 马克涛 司军强
【关键词】 N-甲酰-D-天门冬氨酸 受体 疼痛
NMDA(N-甲酰-D-天门冬氨酸)受体是一种离子型谷氨酸受体。NMDA受体参与了体内许多复杂的生理和病理过程，如wind-up现象、中枢敏化、长时程增强、外周敏化和内脏疼痛、细胞坏死和凋亡等[1]。越来越多的证据表明中枢与外周的NMDA受体在伤害性信息传递过程中发挥着重要的作用。
1 NMDA受体的组成及生物学特性
NMDA受体是由不同亚基构成的异四聚体，其组成亚基有3种，即NR1、NR2和NR3。NR1有8种不同的亚单位(NR1-1a/b-4a/b)，它们来源于同一基因，由于剪切部位的不同而生成;NR2有4种不同的亚单位(NR2A-2D);NR3有两种亚单位，NR3A和NR3B;NR2和NR3分别由6种不同的基因所编码[2]。在各亚基中NR1是必需的组分，NR2、NR3则修饰了整个受体的功能特性。一般认为，NMDA受体是由NR1与不同的NR2亚基组成的异聚体。不同组成的NMDA受体有着不同的电生理学和药理学特性[3]，在伤害性信息传递过程中所发挥的作用也有所不同[4]。NR2B亚型主要存在于与痛觉信息传导有关的C纤维和Aδ纤维(脑内和脊髓其他部位也存在)。NR1/NR2B异聚体在伤害性信息传递中发挥着重要的作用。NR1/NR2D对于离子的通透性极低，故功能较弱。因此可以认为，其在伤害性信息传递和痛觉过敏的产生中不发挥主要作用[5]。目前还没有研究表明NR3受体亚型与疼痛机制有关。含有NR2B亚基的受体具有如下功能特点:(1)受体离子通道具有高Ca2 +的选择通透性和温度敏感性;(2)受体介导一种缓慢兴奋效应，能够执行长时程突触可塑性、长时程增强和长时程抑制等复杂的生理机制;(3)细胞外液中的Mg2 +电压依赖性地阻断受体离子通道的开放;(4)与其它亚型相比，NR1/NR2B组成的异聚体对谷氨酸也有着较高的亲和力，仅在谷氨酸和辅助激动剂甘氨酸共存在时才能有效激活。药理学证明NR2B亚基选择性拮抗剂的镇痛作用有高效性、不良反应小等特点。因此，NR2B的选择性阻滞可能会成为疼痛治疗的一个有效位点[5-6]。
2 NMDA受体在神经系统中的分布及作用
NR1亚基广泛分布于中枢神经系统(CNS)，而NR2分布相对较局限。NMDA受体的表达与发育相关，NR2B和NR2D亚基在初生鼠脑高表达，发育过程中逐渐被NR2A和NR2C取代[7]。
2.1 脊髓NMDA受体
2.1.1 脊髓NMDA受体的分布 在脊髓水平，NMDA受体主要存在于背角。应用放射自显影技术研究发现，大鼠和人脊髓后角NMDA受体的密度较高[8]，特别是脊髓背角浅层(Ⅰ、Ⅱ板层)伤害性信息传递通路中的数量最为丰富。不同NMDA受体亚型在脊髓的分布也不同。应用高敏感度的冰冻断裂复型技术标记Ⅰ、Ⅱ板层发现96 %突触后膜可表达的NR1亚型[9]，NR2各亚型在脊髓上的分布具有明显的区域特征，NR2B表达的密度最高，主要分布在脊髓后角;NR2A和NR2D中等强度的分布于髓全层，NR2C在脊髓上表达较少。正因为NMDA在这种伤害性传导通路中的特异性分布，目前认为这是其参与伤害性信息传递的物质基础[10]。
2.1.2 脊髓NMDA受体的分类 分布于脊髓背角神经元上的NMDA受体可看做第一级感觉突触的突触后受体，分布于传入神经末梢及背根神经节神经元上的NMDA受体可被看做是突触前受体。还有一些受体分布于第一级感觉突触之外的细胞膜上，称之为突触外NMDA受体。(1)突触后NMDA受体：突触后NMDA受体与PSD-95/SAP90的相互作用和脊髓伤害感受信息的传递有关[11]。NMDA受体通过NR2亚基的胞浆C-末端和PSD-95/SAP90的PDZ区域相互作用锚定于突触后。PSD-95/SAP90能集合NMDA受体周围的特殊系列信号蛋白(nNOS、SynGAP和SPAR)，这些信号蛋白可能位于NMDA受体信号转导的下游[12]，使脊髓背角神经细胞内发生蛋白质翻译后加工修饰和核内基因转录水平的变化，形成痛觉过敏和异常痛觉。(2)突触前NMDA受体：原位杂交和免疫组化实验提示NMDA受体也存在背根神经节上。应用全细胞膜片钳技术在成年大鼠新鲜分离的DRG细胞证实了NMDA受体的存在。再以免疫细胞化学方法显示其胞浆中的Glu样免疫反应性，从而确证了大鼠神经元NMDA自身受体的存在。NMDA受体作为DRG的自身受体，在外周末梢促进伤害信息的传递，在中枢端增加神经递质从传入末梢的释放而易化突触传递，起到突触前调制的作用。大鼠DRG神经元有NR2B、NR2C亚基，而NR2B亚基主要存在于小直径的初级传入纤维[13]。(3)突触外NMDA受体：分布于突触外的NMDA受体主要是NR2B和NR2D亚型。在成年鼠脊髓第Ⅱ板层用膜片钳记录技术发现[10]，NR2B亚基主要存在于突触外而不参与突触传递，而在疼痛状态下，突触外谷氨酸的增加能激活突触外的NMDA受体，由此表明突触外NR2B亚基在痛觉传递中的可能作用。
2.1.3 脊髓NMDA 受体的作用 NMDA受体可提高脊髓背角神经元的兴奋性，参与脊髓水平伤害性信息传递，在伤害性感受及痛觉过敏形成中起着重要的作用。NMDA受体在中枢敏感化中的重要作用体现在两个方面：一是NMDA受体的激活常发生于反复刺激C纤维所致的wind-up现象;二是鞘内应用竞争性或非竞争性NMDA受体拮抗剂可抑制中枢敏感化[5]。累积的生物学、电生理学及行为学资料指出NMDA受体可介导持续数小时到数天的长时程突触可塑性变化[14]，证明NMDA受体在中枢敏化及慢性痛的形成中扮演重要角色。当持续性伤害性刺激通过外周神经纤维传递至脊髓后角时，可引起兴奋性氨基酸(主要为谷氨酸和天冬氨酸)释放，激活NMDA受体，引起Ca2 + 内流，进而激活PKC[15]。同时促进NO产生增多，再通过PKC使包括NMDA受体在内的多种受体蛋白和离子通道磷酸化，同时通过NO的复杂作用改变神经元的兴奋性，并以这种正反馈放大效应将伤害性信息进一步向中枢传递[16]，引起痛觉过敏。
2.2 脊髓以上NMDA 受体 在脊髓以上水平，NMDA受体分布具有明显的组织区域特异性，海马及前脑皮层密度最高，其次为纹状体、小脑颗粒细胞层和丘脑，在其他脑区及脑干则相对分布较少[17]。末梢注射福尔马林显示鼠前脑内NR2B亚单位mRNA强烈地表达反应，且以前扣带回皮质神经元的表达尤为显著。研究表明，损毁延髓腹内侧嘴侧区(RVM)或横段脊髓可阻断炎性痛引发的继发痛敏，而在RVM区局部应用NMDA受体拮抗剂或其下游产物NOS拮抗剂也可有效的减轻痛敏。以上提示在痛敏的形成过程中，NMDA受体的激活构成了由脊髓至脑干再到脊髓的易化环路。
2.3 外周NMDA 受体 形态学研究证实，在外周躯体组织的无髓鞘和有髓鞘纤维都存在NMDA受体，主要为NR2B亚型[18]。其它外周组织如肌腱、坐骨神经及背根神经节上都发现有NMDA受体存在。有资料显示外周NMDA受体的活化或表达的改变与疼痛发生发展密切相关，外周局部使用NMDA受体拮抗剂可有效缓解或预防疼痛[19]。炎症过程中末鞘神经纤维上NMDA受体数量增多，可能有助于末鞘致敏[20]。然而，Wang等[21]发现足掌注射福氏佐剂致炎大鼠L5神经节NR1表达呈现明显下调趋势，且以中、小型细胞的减少为主。功能上相伴随的将是外周伤害性感受器产生传入冲动的能力下降，可能是机体对伤害性刺激的保护性反应之一。外周局部使用NMDA受体拮抗剂可有效缓解或预防疼痛，并能增加阿片类药物的镇痛效果，此种用药方式可减少药物作用于中枢神经系统所导致的不良反应，是今后疼痛治疗研究的重要方向。
3 结语
在疼痛的形成过程中，NMDA受体的激活发生于痛觉传导轴的各个层面，在这些层面应用药物干预可能成为镇痛较好的途径。虽然NMDA受体拮抗剂有阻断痛觉信息传递的作用，但它们表现出明显的与剂量相关的不良反应很大程度上限制了在临床上的使用。因此，通过对NMDA受体作用机制、生物学及药理学特性的研究，如果能开发出低不良反应、高功效的选择性拮抗剂，再配合合适的用药方式或途径(如局部用药、联合用药、超前镇痛)，将会使临床镇痛手段更加完善。
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