针刺镇痛的神经机制及规律

针刺镇痛的神经机制及规律

针灸和艾灸的愈合效果是正确的。自半个多世纪以来，许多中国科学家在针灸和艾灸法及其功能机制的研究方面取得了巨大成功。几种实用的（实验）方法证实，针灸可以提高皮肤痛阈，遏制疼痛反应。韩济生院士研究小组早在上世纪60年代研究针刺镇痛的现象及规律时就观察到:若针刺合谷穴,观察皮肤上的8个测痛点(头、颈、胸、腹、四肢),皮肤痛阈普遍升高。而近年来国际上发表的一些针刺与安慰针刺方法作对照的关于偏头痛、腰痛、膝关节痛的临床研究认为,针刺治疗能使患者受益,但同时认为针刺治疗与针刺安慰对照疗效差异无统计学意义,即针刺疗效等同于安慰剂效应。该结论与传统针灸理论及国内临床实践结论相违背。因此,本文从针刺镇痛的神经机制角度来剖析当前对于疼痛类疾病安慰针刺设置存在的问题,认为针刺镇痛疗效不能得到验证的原因与针刺安慰对照设置的不合理有关。1不同针灸和电针的不同兴奋强度的引入纤维1.1各类传导神经纤维的刺激阈值针灸刺激通过兴奋躯体传入神经纤维而对机体功能产生多方面的影响,包括对疼痛的抑制、对自主神经功能及激素水平的影响等。躯体传入纤维分为4类:Ⅰ(Aα)为肌梭和腱器官的传入纤维,Ⅱ(Aβ)为皮肤的机械感受器(触、压、震动)传入纤维,Ⅲ(Aδ)为皮肤痛、温觉和肌肉深部压觉的传入纤维,Ⅳ(C)为无髓痛觉纤维以及温度、机械感受器传入纤维。由于各类传入神经纤维具有不同的兴奋阈值,Ⅰ和Ⅱ类传入纤维刺激阈值低,可被触摸和震动等非伤害性刺激所兴奋。而传导痛刺激的Ⅲ类纤维,特别是Ⅳ类传入纤维的兴奋阈值高,损伤性刺激方能使其兴奋。1.2类纤维饱和髓内痛误关于针刺镇痛信息传入神经纤维类别的问题存在三种观点:以最粗的Ⅰ类纤维为主,以细的Ⅲ、Ⅳ类纤维为主,以中等粗细的Ⅱ、Ⅲ类纤维为主,迄今仍有争议。吕国蔚等在猫、兔“足三里”穴的研究表明,仅兴奋Ⅰ类纤维大多无镇痛效应。用仅能兴奋Ⅰ类纤维的弱电针刺激,不能影响脊髓背角或丘脑内侧核群的痛敏细胞放电。Ⅰ类纤维兴奋阈最低,又起源于多种深部感受器,所以,在通常针刺条件下,不可避免地会使其兴奋。Ⅰ类传入信号虽不进入意识领域参与针感形成,但不能排除其在脊髓节段环路中调制痛信号传递的可能性。另外,Ⅰ类传入可引起脊髓背根负电位即发生初级传入末稍去极化,呈现突触前抑制。这是针刺镇痛脊髓机制之一。在4类纤维参与镇痛效应方面,陈隆顺等以兔张颌反射为痛指标,采用分级刺激神经法证明兴奋Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类纤维的镇痛优良率为63%,若再兴奋Ⅳ类纤维,优良率可达86%,差异显著,证明了各类纤维的镇痛效果是Ⅳ>Ⅲ>Ⅰ+Ⅱ。刘乡等应用外周神经冲动碰撞的实验证明,3V以上电刺激“足三里”,即可兴奋传导痛信息的C纤维,与腓总神经逆行C波发生碰撞而使之减小,表明3V以上的电针,其性质即为引起疼痛的损伤性刺激。2不同的纤维引入刺激着不同的疼痛觉觉准备系统2.1细胞激活、同质反应的原理20世纪60年代发现刺激粗的有髓初级传入纤维,可减弱背角神经元的伤害性反应。这种粗纤维对背角伤害性传递的抑制主要发生在背角胶质区(SG)。Melzack等提出闸门学说,解释了这种抑制的作用机制,粗的有髓初级传入纤维(Aα、β)与细的有髓或无髓初级传入纤维(Aδ与C)、背角投射神经元(T)和胶状质区抑制性中间神经元组成了脊髓节段性调制的神经网络,SG细胞起关键的闸门作用,它可改变传入神经纤维的膜电位,对感觉性输入具有突触前抑制效应。闸门的开闭,取决于粗细纤维传入输入之间相互作用的结果。Aα、β传入兴奋SG细胞,Aδ与C传入抑制SG细胞。当伤害性刺激使Aδ与C纤维紧张性活动增强时,去除了SG细胞的突触前抑制作用,T细胞抑制被解除,闸门打开,痛信息得以向上级中枢传递;当Aα、β传入时,SG细胞兴奋,激活了对初级传入的突触前抑制效应,使闸门关闭,减少或阻遏了伤害性信息向高位中枢的传递。此闸门机制还接受来自脊髓以上脑结构的下行调控。进一步的研究还证实,模拟非痛刺激的2V弱电针其镇痛效应局限于穴区附近,表现为2V电针“足三里”仅对脊髓背角会聚神经元的伤害性反应有抑制作用,而对远隔的三叉脊束尾侧核则无镇痛效果;同样,2V弱电针“下关”仅对其邻近的三叉脊束尾侧核的伤害性反应有抑制作用,而对远隔的脊髓背角无镇痛效果;当用相当于痛刺激强度的18V电针“足三里”时,对邻近的脊髓背角和远隔的三叉脊束核会聚神经元的伤害性反应均有明显的抑制作用;强电针“下关”对邻近的三叉脊束核和远隔的脊髓背角的伤害性反应也均有明显抑制作用。由此可见,穴位镇痛的特异性(局限性)或广泛性不仅取决于所选针刺部位,尚取决于刺激强度。2.2损伤性刺激nrm神经元/传导束以脑干中线结构为中心,许多脑区参与组成内源性痛觉调制系统。中脑导水管中央灰质(PAG)和间脑室周灰质的神经元兴奋后,发生下行冲动至延脑头端腹内侧核群[中缝大核(NRM)]以及邻近网状结构,和部分脑桥背外侧网状结构[蓝斑核(LC)],这里去甲肾上腺素能神经元发出纤维,经脊髓背外侧束至后角胶状质,激活了胶状质内的脑啡肽中间神经元,后者可对含有致痛物质(P物质)的初级传入细纤维起突触前抑制作用。此外,被初级传入细纤维激活的背角Ⅰ、Ⅱ层脊丘束伤害感受性神经元,在发出纤维向脊髓上结构投射过程中,还通过网状巨细胞核间接地与PAG和NRM组成的下行性内源性痛觉调制系统发生联系,通过负反馈环路对伤害性传入信息进行调制。脊髓上以脑干NRM为主的痛负反馈机制(以及高位脑镇痛结构),只有当外周刺激达到一定强度才能被激活。刘乡等人研究证明,1V外周电刺激对NRM无激活效应;当刺激强度为2V时,NRM神经元放电略有增加,可能是由于少量Ⅲ(Aδ)类传入纤维兴奋所引起的;当刺激强度为3V达到C纤维阈值时,部分C纤维兴奋可明显激活NRM神经元;当刺激达到能引起最大C波的强度(6V)时,C纤维几乎全部被兴奋,NRM神经元出现最大激活效应,这表明NRM的镇痛机制主要由Ⅲ(Aδ)类,特别是Ⅳ(C)类纤维传递的损伤性刺激信息所激活;当用高强度18V(超过C纤维阈值,相当于强的伤害性刺激)电针“下关”或“足三里”穴时,三叉脊束尾侧核和背角会聚神经元的伤害性反应均可被抑制,表明高强度(18V)电针镇痛的范围扩大,也能在远离穴位的痛区产生镇痛作用,表现出高强度电针镇痛作用的广泛性而无特异性;损毁NRM之后,高强度电针的广泛性镇痛作用明显减弱,但电针(无论2V和18V)对穴位邻近痛区的镇痛作用仍然存在。2.3针刺后抑制效应在中枢神经系统中,某些神经元对伤害性刺激的反应可以被另外的伤害性刺激所抑制,这种现象被称为DNIC。即背角内侧部分接受Aα和C纤维输入的汇聚神经元,能被远离于该神经元所属节段的兴奋性感受野的伤害刺激强力抑制。用微电极记录大鼠三叉神经尾侧核汇聚神经元活动,电刺激感受野中心可以诱发A和C类纤维的传入反应,用48℃热水浸烫大鼠后肢可明显抑制会聚神经元C类纤维的传入反应,并有明显的后抑制效应,这种效应已被命名为DNIC。手针“足三里”和非穴位也能明显抑制汇聚神经元C类纤维的传入反应,后抑制效应更明显而持久,提示针刺镇痛涉及DNIC。这些效应均可部分被纳洛酮拮抗。基础实验也证实,针刺在任何部位,不管是否传统穴位的位置,都会产生生理效应,通过DNIC而起反应。综上所述,我们对兴奋的外周传入纤维,以及脑和脊髓内痛调制机制等问题进行归纳和总结,不难得出:针刺可兴奋各类传入纤维,各类纤维兴奋都有程度不同的镇痛效应,较多动物实验和临床资料支持主要由Ⅱ、Ⅲ类纤维传入的观点。弱电针主要是以其非伤害性刺激成分兴奋Ⅰ类(Aα)、Ⅱ类(Aβ)传入纤维,主要通过脊髓痛整合机制发挥镇痛作用,镇痛效应相对局限于穴区附近或同一神经节段所支配的范围内,并表现出穴位相对的特异性(即不同穴位或非穴位点之间镇痛程度的差异性);而强电针主要以其伤害性刺激成分除兴奋Ⅰ类和Ⅱ类纤维外,主要兴奋Ⅲ类(Aδ),特别是Ⅳ类(C)传入纤维,激活脑干NRM为主的痛负反馈调节机制,复经下行抑制途径而发挥全身镇痛作用,表现出镇痛作用的广泛性。通过上述针刺镇痛神经机制的总结,可以进一步得到针刺镇痛的规律:针刺镇痛的特异性与广泛性取决于刺激强度与刺激部位,当刺激部位与痛源处于同一神经节段时,不论弱刺激或强刺激均可产生镇痛效应;当刺激部位与痛源处于非同一神经节段的远端时,强刺激才能产生镇痛效应。3针刺治疗纤维肌痛的随机对照试验当前安慰针刺设计的变化主要集中在以下3点:一是针刺部位,二是针刺深度,三是是否需要辅助工具。针刺部位可分为特异治疗穴位点、非特异穴位点和非穴位点3种。特异治疗穴位点是根据中医学理论针对病情所选取的治疗穴位;非特异穴位点则是根据中医学理论认为与疾病治疗无关或关系较小的穴位;而非穴位点是在特异穴位附近,并尽可能避开经脉和所有已知穴位点所选取的针刺部位。针刺深度主要有皮表、浅刺(即皮下1~4mm)和深刺(即皮下10~20mm)之分。按是否需要辅助工具,可分为普通治疗针、套迭式钝头针、模拟皮表电刺激仪及其它非针刺式的安慰针。2005年《AnnInternMed》中刊登的比较针刺与3种假针刺方法治疗纤维肌痛的随机对照试验,96名患者被随机分为治疗穴位针刺组、非治疗穴位针刺组、非经非穴针刺组、治疗穴位非刺入性假针刺组,所有针刺组的针刺深度、刺激方法为常规针刺手法,12周治疗结束后治疗穴位针刺组与3种假针刺组均能缓解疼痛,但是治疗穴位针刺组与3种假针刺组之间没有统计学差异。2006年《ArchInternMed》中刊登的一项关于针刺治疗慢性腰背痛的随机对照试验,301例患者被随机分为治疗针刺组、浅刺组和等待治疗组,浅刺组选取非疼痛区域内的非穴点,不施手法,不求得气,52周后评估疗效显示治疗针刺组与浅刺组疗效无统计学差异,均优于等待治疗组。同年《AnnInternMed》中刊登的一项针刺治疗膝骨关节炎的随机对照试验,涉及1039名患者,随机分为药物保守治疗组、常规针刺组、假针刺组,假针刺组为10个非经非穴点,分别为双侧的足阳明胃经与足少阳胆经之间、外踝尖上2寸的1个点、内踝上2寸和6寸胫骨表面区域的2个点、髌骨上缘中点与髂前上棘连线的中点、肱二头肌紧张时的最高点,浅刺5mm,不施手法,不求得气,在治疗结束后26周评价疗效,常规针刺组有效率为53.1%,假针刺组有效率为51.0%,药物保守治疗组有效率为29.1%,两个针刺组之间疗效没有统计学差异,但优于药物保守治疗组。2007年《ArchInternMed》中刊登的一项研究报告,涉及1162例慢性腰痛患者,被随机分为针刺组、假针刺组和基于治疗指南的常规疗法组,假针刺组设置为腰背部和下肢部14~20个非经非穴点,浅刺1~3mm,不行任何手法刺激,疗效评价是在治疗6个月后,3组的治疗反应率(有效率)分别是针刺组47.6%,假针刺组44.2%,常规疗法组27.4%,两个针刺组与常规疗法组的比较都具有统计学差异,而两个针刺组之间没有统计学差异。其结论认为,无论是中医理论指导下的针刺,还是假针刺,其疗效都是常规疗法的两倍。4是否符合针刺治疗的原则针灸临床试验中理想的安慰针必须具备两个首要条件:(1)没有或仅有极小的特异治疗作用,从而不影响对针灸治疗作用的准确评估;(2)除此之外,其它各个方面都与治疗措施没有区别或尽可能相似,能成功实现对研究的盲法。从针刺镇痛的神经机制来看,针刺镇痛的效应主要是取决于刺激强度、刺激部位是否与痛源处于同一神经节段内,因此,针对疼痛类疾病设置安慰针刺对照时需要充分考虑到上述两个方面,才能确保针刺镇痛的效应最小。当前安慰针刺设置一般只考虑到针刺部位与深度,如非穴位对照指在治疗穴位旁开半寸以上,不在经脉线上的位置针刺,操作手法和针刺深度(约10~20mm)与治疗针基本保持一致。根据针刺镇痛的神经机制,这种安慰针刺设置因其刺激强度与治疗针刺相似,若刺激达到一定强度,有可能通过激活脊髓上痛负反馈机制或通过DNIC产生强烈而广泛的镇痛作用,进而不能体现治疗针刺的作用。当前在国际上影响因子比较高的期刊上发表的针刺治疗痛证以安慰针刺作为对照的临床试验,一般都通过非经非穴浅刺,针刺深度在1~4mm左右,不进行手法刺激,不求得气,以达到最小量刺激,但是这种设置方法均未明确提及所选取的非经非穴点与痛源的位置关系。根据针刺镇痛的神经机制,当刺激部位与痛源处于同一神经节段时,弱刺激亦有可能通过脊髓痛觉调制系统而产生镇痛效应,从而不