针刺镇痛作用及对脑功能的影响

针刺镇痛作用及对脑功能的影响

1常生理功能的调节和对一些病理状态的改善针灸和艾灸的功能和应用非常广泛，包括调节和改善不同正常的生理功能以及一些病理状态。目前,国内对穴位研究最多的是足三里穴,而对其功能的研究以两方面为主:镇痛功能、胃肠调节功能。1.1参与针灸和疼痛的中枢神经系统传递的研究1.1.1内源性施工系统该组物质在针刺镇痛的机制中起主要的作用,其中以脑啡肽和β-内啡肽为主。上述两种物质主要存在于脊髓背角的罗氏胶质区及脑干的中线结构,其中中脑导水管周围灰质(PAG)和中缝大核是痛觉调制中非常重要的结构。电针家兔尾核产生镇痛作用的同时,可观察到PAG灌流液中的OLS含量明显增多,PAG内微量注射纳洛酮可翻转这一作用。穴位刺激可激活中缝大核的神经元放电,并抑制伤害性信息向高级中枢传递,毁损尾核或直接向尾核内注射纳洛酮,这种抑制作用明显减弱,说明中缝大核和尾核是镇痛的局部回路,并依赖于内源性OLS作用。近年来的研究证明,针刺可兴奋大脑皮层感觉运动Ⅰ区,抑制束旁核(Pf)对伤害性刺激的反应,而尾核毁损或核团内直接微量注射阿片肽μ受体拮抗剂,皮层的兴奋作用与Pf的抑制作用均消失,阿片肽的δ及κ受体拮抗剂则不能引起这种反应。该研究提示,尾核中的阿片肽μ受体参与Pf的针刺镇痛作用。国外对丘脑中央下核(Sm)在针刺对内脏感觉反射的影响的研究中发现,中线核群参与伤害性信息向皮层的传递,且该种传递系统不是由阿片肽介导的。1.1.2-ht释放剂电针与杵针刺激大鼠“足三里”穴均可见间脑和端脑的5-羟色胺(5-HT)与5-羟吲哚乙酸(5-HIAA)的含量明显提高,同时也可使间脑的去甲肾上腺素(NE)含量明显下降。应用5-HT释放剂酚氟拉明研究证明,电针能促进大鼠脑内PAG腹侧部单胺类递质多巴胺(DA)和5-HT的释放,酚氟拉明能加强这一作用,提高针刺镇痛的效应。现代应用DA受体拮抗剂氟哌利多研究结果表明,电针后5-HT及其代谢产物5-HIAA明显增加,氟哌利多与电针合用后使5-HT及5-HIAA含量明显增加,NE在电针组和氟哌利多合用组均明显减少,说明氟哌利多加强电针的作用不仅是通过拮抗DA,而且协调脑内其他单胺类递质的活动。1.1.3不同核团间的生长抑素含量及镇痛机制针刺能使兴奋性氨基酸在中枢的含量下降,使抑制性氨基酸的中枢含量上升。应用放射免疫测定法观察电针“足三里”穴30min脑内不同核团内的生长抑素(SS)含量的变化,提示在SS分布广泛的脑内核团中,只有少数核团参与镇痛的机制。何润昌等发现,电刺激“足三里”30min的大鼠脑切片视上核、室旁核催产素免疫反应阳性物质明显增加,提示催产素参与了针刺镇痛的中枢调节,PAG内注射抗催产素血清对针刺镇痛作用的翻转证明了以上结论的可靠性。1.2针灸与胃肠功能调节的研究1.2.1电针保护大鼠胃运动中的单胺类神经递质Kidokoro等发现大鼠在应激反应中,中枢的儿茶酚胺含量明显下降,如在应激反应前应用单胺氧化酶抑制剂增加脑内儿茶酚胺的含量,则应激后的溃疡形成明显被抑制,阻断脑内NA合成或耗竭NA能神经囊泡内储存,使脑内NA含量下降,则应激性溃疡的形成较对照组增加一倍多。脑内5-HT神经元主要集中在中线核群,且与NA、P物质(SP)、γ-氨基丁酸(GABA)、脑啡肽(Enk)能等多种神经元形成突触联系或递质共存。从中缝核群的B1～B3发出的部分纤维,直接投射到交感神经元集中的胸腰脊髓侧角中间外侧柱,兴奋交感神经节前神经元,从而对内脏的活动产生影响,包括对胃部的影响。由此可见,5-HT对胃部的影响有中枢和外周的双重因素参与。国内的研究证明了大鼠在应激性溃疡的形成中,脑内的5-HT代谢加快,间脑的5-HT和其他代谢产物5-HIAA含量与溃疡形成的产生程度在早期呈负相关,而在晚期呈正相关。5-HT可以继发引起下丘脑、垂体功能的改变,而电针可使中枢和外周的5-HT的合成、分解受到抑制,中枢各脑区及血液中的NA水平升高,而胃组织中的NA下降,DA在胃及血液中的水平也有升高,说明中枢及外周的单胺类神经递质参与了电针保护大鼠应激性溃疡的过程。进一步的研究证实,5-HT对胃部的影响主要是通过5-HT2受体发挥作用的。有人应用霍尔效应记录胃电的方法观察到侧脑室微量注射阿托品后,艾灸“足三里”增强胃运动的效应消失,而侧脑室注入酚妥拉明、心得安、纳洛酮后,艾灸增强效应继续出现,提示了艾灸增强胃运动的中枢机制可能与中枢的胆碱能神经M-受体有关。免疫组化法也证明了电针“足三里”可使下丘脑内的乙酰胆碱(Ach)含量明显增加,进而影响到胃酸的分泌。1.2.2不同穴位对脑肠肽的影响近年来,越来越多的报道提示脑肠肽参与针刺对胃功能的影响,主要包括:胃泌素(GAS)、胃动素(MTL)、P物质、血管活性肠肽、脑肠肽、生长抑素等。雷亚宁报道电针大鼠双侧“足三里”穴50min后,小肠壁神经结构内,Enk免疫反应性明显降低,而SP免疫反应性明显升高,提示电针对胃肠功能的影响可能有Enk及SP的参与。单纯电针“足三里”穴和单纯侧脑室注入SP均可产生胃运动幅度下降和胃电慢波频率下降,侧脑室注入SP拮抗剂DADTL后,对观察指标无影响;再予以电针刺激,则电针抑制效应大为减弱,提示中枢内的SP参与电针的抑制效应。采用放免分析的方法观察到针刺“足三里”对胃窦部SP、MTL影响最显著;对延髓的影响以MTL为主。而“四白”穴主要影响胃窦部MTL含量,“天枢”穴主要影响胃窦部SP及延髓GAS含量,以上资料提示,不同穴位刺激对脑肠肽的调节并不一致。应用抗胃动素血清、Proglumide、阿托品及六羟季铵可阻断电针对胃肠消化间期移行复合运动(MMC),提示胆碱能神经和交感神经参与了电针对脑肠肽的释放和胃肠MMC的调节。综上结果可见,针刺对胃肠系统的调节涉及到了多种脑肠肽,其在中枢和外周对电针的反应并不一致,而且不同的穴位引起脑肠肽的变化也不尽一致。脑肠肽的释放在一定程度上受到经典神经递质的调节,脑肠肽还可能通过神经-内分泌-免疫调节网络发挥作用而对免疫机制产生影响。2在不同途径诱导中激活c-fos基因,促进不同药物治疗的表达分子生物学突飞猛进的发展,给生命科学领域带来的革命是前所未有的。我国的学者们也在近十年中尝试应用这一先进的科研方法来探讨针灸的中枢机制,为针灸机理的研究与发展提供了一条新的途径。原癌基因c-fos被认为是一种快速反应基因,它耦联细胞外信息与细胞内靶基因的转录,起着第三信使的作用。在正常及病理情况下,可以应用免疫组化法确定其存在。1993年周敬修等人应用Fos-ABC-DABni和5-HT-PAP-DBA方法观察到电针“颧”穴组和痛刺激组大鼠在中脑中缝大核、延髓头端腹侧区和巨细胞旁网状外侧核有c-fos和5-HT神经元共存现象,且针刺组较痛刺激组更明显。1994年,高明等提出了针刺能明显提高μ阿片受体分布区的受体密度,说明针刺镇痛的机制可能是通过对μ阿片受体的上行性调节实现的。1995年其后的系列研究结果又报道,应用福尔马林致痛与电针均能诱导大鼠PAG中脑啡肽能神经元内c-fos的表达,以PAG的腹侧腹外侧部为多,提示伤害性刺激与电针均可激活PAG的腹侧腹外侧部,这一部位参与了脑内感受伤害性刺激并激活镇痛系统的功能活动。但是,福尔马林诱发的c-fos表达加强可以被吗啡抑制,而针刺组诱导的c-fos表达增强不能被吗啡抑制,又进一步说明了针刺镇痛与伤害性刺激激活c-fos表达是不同途径介导的,针刺镇痛并不等同于伤害性刺激。阮怀珍等进一步证明了双侧脊髓背角在SP致痛后c-fos表达明显增加,而针刺后可见该种伤害诱导的c-fos表达明显减少,该抑制作用可部分被纳洛酮所翻转。针刺能加速大鼠中枢神经系统Enk的合成,不同刺激频率可引起不同的Enk释放,与镇痛功能密切相关。针刺镇痛后,可引起EnkmRNA在许多脑区的表达增多,其中以孤束核、网状外侧核、三叉神经脊束核、巨细胞网状核和延髓头端腹内侧区明显,而伤害性刺激的EnkmRNA表达以PAG背外侧部明显。通过原位杂交的方法,证明了针刺不但可以提高大鼠的痛阈,还可以提高大鼠淋巴细胞及肾上腺髓质细胞PPenk和c-fos基因的表达,并与镇痛效应呈显著的正相关。进一步对Enk的表达影响因素的研究发现,痛刺激后15～60min,弓状核-PAG-延髓头端腹内侧区一氧化氮合酶的含量增加,刺激1hr后,弓状核处fos表达增加,6hr后前阿黑皮素原基因的表达增多,推测NO可能参与痛觉的传导和诱导c-fos基因,而后出现Enk的表达,与既往的报道基本一致。针刺后巨噬细胞中c-fosmRNA、iNOSmRNA的表达及iNOS的活性与痛阈的提高有关,c-fosmRNA与PPenkmRNA之间的变动亦呈正相关。还有研究发现,电针后肠间神经丛中Enk神经元的PPenkmRNA的表达明显高于对照组,说明在胃肠神经系统中的Enk参与了针刺镇痛机制。通过免疫组化法和电生理学方法研究发现,针刺“足三里”可导致c-fos在中枢延髓孤束核及迷走神经背核中的表达。在对电针镇痛的研究同时,对电针的耐受也进行了系列的研究,发现电针1hr后,大鼠脑脊液中八肽胆囊收缩素(CCK-8)样免疫活性物质含量升高,2hr后PAG的含量明显升高,8hr后脑内CCK-8mRNA含量增加,表明长时间电针加速脑内CCK-8的生成和释放,最终加速了CCK-8基因的表达,与电针耐受有关。与之不同的研究认为,CCK-8mRNA的表达从针刺即刻开始,3hr达高峰,6hr回落,24hr几近平复,且反复针刺并无累积叠加和持续促进的结果。另有报道长时间电针还可能与血管紧张素原的基因表达过度有关。另外,对生长抑素的一些相关研究表明,在正常情况下,PAG内有一定的生长抑素表达,而伤害性刺激和电针可使其表达增强,推测生长抑素在痛觉调制过程及针刺镇痛过程中起作用。与免疫组化及原位杂交组织化学方法研究其在中缝大核内的表达情况结果相符。此外,还有一些关于神经内分泌的研究报道:针刺可提高去卵巢大鼠体内雌激素水平,使脑内雌激素受体蛋白的表达受到抑制,为临床治疗月经紊乱、更年期综合征等提供了理论根据。另有报道,针刺可抑制IL-1与IL-6mRNA在老年大鼠皮质、小脑、垂体的表达,为老年性痴呆的研究奠定了基础。3针刺联合难以治疗的机理功能神经影像技术是近代神经科学领域的一大革命。无创伤性的单光子放射计算机断层显像术(Singlephotonemissioncomputerizedtomography,SPECT)、正电子发射断层摄影术(Positronemissiontomography,PET)及功能磁共振成像(Founctionalmagneticresonanceimaging,fMRI)已经使脑的可视性结构和可视性功能成为现实。fMRI检查可显示脑内特定的功能区域的变化与躯体局部的运动与感觉的关系,为针刺的研究提供了可靠的方法。而放射性核素SPECT.rCBF(regionalcerebralbloodflow,局部脑血流量)的应用使针刺对中枢神经系统血流量的影响更加直观。刘美娟等应用rCBF观察了针刺对缺血性脑血管病的局部脑血流的影响发现,缺血性脑血管病患者普遍存在rCBF低灌注状态,针刺后可得到明显改善。进一步的研究发现,针刺合谷穴与曲池、足三里与上巨虚、头部运动区和风池穴位后,可见两侧额叶、顶叶、感觉皮层、丘脑、眶回、对侧小脑、海马、对侧前颞叶葡萄糖代谢和脑功能活动增高,说明针刺具有整体性的特点在中枢神经系统中得到了重复。研究者发现中枢神经系统的信号改变落后于躯体变化5sec,分析可能与局部脑脊液和血液、毛细血管小静脉中的氧含量改变较电信号传导慢有关,同时发现较快频率的运动比较慢频率的运动激发的脑内兴奋区域大。应用fMRI研究针刺足部VA1穴的中枢变化,发现针刺该穴位后可以引起枕叶视皮层的兴奋,与给与8Hz的闪光刺激产生同样的兴奋区,刺激穴位旁2～5cm处,枕叶视皮层无变化,使传统的治疗方法找到了科学的依据。影像学的研究优点是确定针刺反应的特定脑功能区,量化反应区的功能改变。对健康受试者针刺任意一只手的合谷穴,可见在伏核、小脑扁桃体、海马旁回、下丘脑、腹侧被盖区、尾核、壳核、颞极、岛叶和扣带回前部产生显著的fMRI信号减低,与此相反,在体感区皮质的信号明显增高。对照组单纯给予疼痛刺激而不进行针刺,可见扣带回前部、尾核、壳核、丘脑前部、岛叶后部的信号明显增强。穴位区的表面触觉刺激诱导皮层的体感区信号明显增强,但皮质下结构无信号减低。这一结果提示针刺的机制可能是通过皮层下的结构与边缘系统共同实现的,皮质下结构可能是针刺发生多系统作用的重要机制。针刺家兔“足三里”穴与“阳陵泉”穴,应用fMRI扫描可见,刺激“足三里”5min导致海马区的兴奋,而刺激“阳陵泉”穴,可使下丘脑、岛叶和运动区皮质兴奋。针刺镇痛是针刺机制研究最深入的方面之一。认为针刺的镇痛作用主要是