李兆鑫 李倩倩 劉麗英 石廣霞 劉存志
·綜述·
針刺調節心率變異性作用機制的研究進展
李兆鑫 李倩倩 劉麗英 石廣霞 劉存志
心率變異性是反映自主神經系統活性和定量評估交感神經與迷走神經張力及其平衡性的客觀指標。目前國內外對針灸調節心率變異性進行了大量研究,其中多數研究認為針灸可以興奮迷走神經, 抑制交感神經, 從而增強自主神經的整合功能。在今后的研究中,應從病種選擇、對照設置、長時程評價等方面加以研究,以更加全面、客觀地評價針刺對心率變異性的調節作用。
心率變異性; 針灸; 自主神經; 研究進展
心率變異性(heart rate variability, HRV)是指心電圖中的RR間期變異性,由于它產生于自主神經系統對心臟竇房結的調節,因而它可以反映心臟自主神經系統的平衡,評估交感神經與迷走神經及其相互作用,成為臨床評價自主神經功能的一個最常用的指標[1-2]。近年來,大量的研究表明針刺對于自主神經系統具有一定的調節作用,針刺對心率變異性的影響逐漸成為國內外學者研究的焦點。在監測HRV過程中,通常以頻域指標和時域指標為主。頻域指征包括功率譜(total power, TP)、低頻功率(low frequency, LF)、高頻功率(high frequency, HF),低頻高頻之比(LF/ HF ratio),這些HRV參數能夠鑒別出交感神經和迷走神經分別對HRV的影響,代表機體總的交感神經和副交感神經的興奮水平[3]。時域指標中,NN間期標準差(SDNN)可以衡量HRV總體的大小,對自主神經系統對心率的調控作用進行整體評價;相鄰NN間期差的均方根(RMSSD)是反映迷走功能的指標;PNN50(NN50占總NN間期個數的百分比,其中NN50指全部NN間期中相鄰的NN間期之差>50 ms的心搏數)可以作為衡量迷走神經對心率調控作用大小的指標[4]。利用這些指標可為針刺與心率變異性相關研究提供可以量化的技術手段。
劉麗芝等[5]、甄爾傳等[6]通過觀察正常人神門穴針刺前10分鐘、留針10分鐘、起針后10分鐘的心率變異性變化,發現針刺神門穴可以明顯升高SDNN、RMSSD等時域指標,增加LF/HF等頻域指標,從而興奮迷走神經,抑制交感神經,良性調節自主神經的整合功能。羅麗平等[7]觀察了內關穴和間使穴聯合取穴對心率變異性的影響,留針與不留針均可以短暫地激發迷走神經,隨后針刺作用逐漸減弱直至消失,而心臟交感活動未見明顯變化,其中留針導致心率減慢的效應時間比不留針要長。研究表明,針刺印堂穴、內關穴、關元穴后,可以明顯降低正常人心率[8]。Kurono Y等[9]觀察14例正常人針刺膻中穴和中庭穴發現,針刺膻中穴可以增加心率變異性的迷走神經組分,提高高頻和低頻組分,增加心臟迷走神經活性,降低心率,而針刺中庭穴則作用不明顯。針刺合谷穴顯示心率變異性參數與腦電圖頻率之間存在線性相關,可以改善自主神經活性,進而調節大腦功能[10]。研究表明,針刺足三里穴對直腸擴張引起上下腹部癥狀的正常人可以升高HF,增加迷走神經的興奮性[11]。
針灸可以減弱夜班護士出現的交感神經和副交感神經活動之間的失衡[12]。Hübscher M等[13]的研究表明,激光針灸內關穴對健康非吸煙男性心率變異性未見明顯影響。研究表明,針刺對心率變異性的調節效應不僅取決于針刺或非針刺的刺激,還取決于健康受試者是否處于疲勞的狀態,發現疲勞狀態下針刺合谷穴和內關穴可以明顯降低HR,LF,LF/HF,升高HF,非疲勞狀態下各指標未見明顯變化[14]。高頻電針比低頻電針刺激對自主神經活動的調節作用更為明顯,但兩種不同電針頻率對交感迷走張力平衡的影響未見明顯差異[15]。
在針刺戒煙的研究中,治療組15例患者針刺神門穴,對照組14例患者采用park假針裝置針刺手三里穴,研究發現治療組LF/HF值的增高程度明顯低于對照組,且香煙戒斷范圍(the cigarette withdrawal scale, CWS)明顯減小,表明針刺以減弱自主神經反應的方式改善了患者的戒斷癥狀[16]。在一項38例原發性痛經的臨床試驗中,手針組進行雙側合谷穴和三陰交穴針刺,但對照組只針刺到皮下。手針組明顯降低LF/HF比率,升高HF值,而對照組只升高HF值,表明針刺可以改善原發性痛經中患者的心率變異性[17]。Wright CL等[18]觀察了11例更年期綜合征患者發現,針刺可以改善相關癥狀,但不支持針灸干預與HRV之間存在相關性。
有研究表明,手針和電針內關穴治療冠心病患者均可顯著下降LF,其中電針組低頻變化針后10分鐘降至最低,20~30分鐘后復原,且無反跳,其機制可能與中樞調節及遞質的釋放有關[19]。針刺治療71例支氣管哮喘患者并觀察針刺前后HRV頻域指標與肺功能的變化,在繼續應用抗哮喘藥物的前提下,治療組選取曲池穴、列缺穴、魚際穴、內關穴、足三里穴、三陰交穴、太溪穴,以平補平瀉法進行針刺,對照組不進行針刺。針刺可以改善肺功能指標,HF、LF、LF/HF比率均顯著增高,對HRV測定的植物神經系統功能的調節作用明顯優于對照組[20]。吳敬等[21]以內關穴、人中穴、三陰交穴為主,郄門穴、心俞穴、膻中穴、足三里穴為配穴治療腦卒中患者,觀察針刺前后HRV的變化,發現針刺后時域指標SDNN、RMSSD、PNN50均顯著升高(P<0.01),可以明顯提高已降低了的HRV水平。周軍等[22]觀察針刺內關穴對老年高血壓患者心率變異性的影響,針刺后LF、HF、LF/HF三項指標均下降,下降幅度分別為41.70%、10.79%、34.96%;其中LF、LF/HF的下降程度具有統計學意義,表明針灸能夠降低交感神經活性,增強HRV水平。
心率變異性主要是神經體液因素對心臟竇房結自律活動精細調節的結果,體現了自主神經調節變化的程度[23],是目前公認的判斷自主神經活動的常用定量指標[2]。健康人的心率是有波動的(即使是在安靜狀態下),這是一種正常的生理現象。相反,如果不論年齡、體位、活動、情緒和營養狀況如何,竇性心率搏動的周期都恒定不變或者變化很小,即HRV較低,則是一種不良的現象[24]。
近年研究發現,針刺可以興奮迷走神經,抑制交感神經,從而增強自主神經的整合功能,但在研究過程中還存在著一些問題。
(1)對心率變異性的檢測方法,目前多以觀察短時程的頻域指標為主,可能與研究者觀察目的、對針灸即時效應的關注有關。建議今后可進行24小時長時程檢測時域指標和頻域指標的變化,短時程與長時程差別的比較等方面的研究,以更為全面、客觀評價針灸對心率變異性的影響[25]。此外,可結合功能性核磁共振技術,為深入了解針灸調節自主神經與神經重塑的相關性提供新的方法[26]。
(2)既往針刺對心率變異性的研究,主要集中在正常人,對心腦血管疾病、痛經、更年期綜合癥、哮喘等不同條件也進行了一些研究。今后可針對痛證等針灸的優勢病種,開展更為廣泛的研究,分析方法上還應考慮心率變異性結合患者臨床癥狀進行相關性分析。
(3)在針刺對心率變異性影響的研究中,研究穴位較為單一,以神門穴、內關穴和合谷穴等某個穴位為主。今后可擴大選穴范圍及取穴形式,研究其所在經脈的其它穴位及相互之間的配伍,并針對不同穴位之間的效應進行比較。
(4)從對照設置來看,主要以假針刺或非穴針刺為對照,還應增加藥物及其它方式作為對照,以比較不同干預方式(藥物方法、非藥物方法)對心率變異性影響的規律和特點。
(5)已有研究表明,針刺對心率變異性是否有影響與受試者是否處于疲勞狀態有關,說明研究者開始關注人體自身狀況對疾病發展的影響,這是一種突破,今后應加強這方面的研究。
(6)有些研究認為針刺對心率變異性未見明顯影響,可能與樣本量偏少有關,有待進一步大樣本的研究,以客觀評價針刺的調節作用。
[1]洪必瑩,何森,陳曉平.心率變異性研究進展[J].華西醫學,2013,28(4):614-618.
[2]Bauer A, Malik M, Schmidt G, et al. Heart rate turbulence: standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use: International Society for Holter and Noninvasive Electrophysiology Consensus[J]. Am Coll Cardiol, 2008, 52(17):1353-1365.
[3]Guarini S, Altavilla D, Cainazzo MM, et al. Efferent vagal fibre stimulation blunts Nuelear Factor-κB Activation and Protects against Hypovolemic Hemorrhagic Shock[J]. Circulation, 2003, 107(8): 1189-1194.
[4]李若汝,郭小玉,翟軍鵬,等.心率變異性的影響因素[J].臨床心電學雜志,2010,19(4):272-273.
[5]劉麗芝,陳俊琦,吳秋萍,等.基于心率變異性分析針刺神門穴影響心率的機制[J].針灸臨床雜志,2010,26(06):45-46.
[6]甄爾傳,陳俊琦,王嬌,等.神門穴針刺前、中、后心率變異性變化的比較研究[J].江蘇中醫藥,2012,44(8):50-51.
[7]羅麗萍,沈仲元,余平.留針與否對心臟自主神經功能調節作用的影響[J].中國針灸,2011,31(11):993-997.
[8]Litscher G,Asian-Austrian High-tech Acupuncture Research Network. Transcontinental and translational high-tech acupuncture research using computer-based heart rate and “Fire of Life” heart rate variability analysis[J]. Acupunct Meridian Stud, 2010, 3(3): 156-164.
[9]Kurono Y, Minagawa M, Ishigami T, et al. Acupuncture to Danzhong but not to Zhongting increases the cardiac vagal component of heart rate variability[J]. Auton Neurosci, 2011, 161(1-2): 116-120.
[10]Streitberger K, Steppan J, Maier C, et al. Effects of verum acupuncture compared to placebo acupuncture on quantitative EEG and heart rate variability in healthy volunteers[J]. Altern Complement Med, 2008, 14(5): 505-513.
[11]Liu J, Huang H, Xu X, et al. Effects and possible mechanisms of acupuncture at ST36 on upper and lower abdominal symptoms induced by rectal distension in healthy volunteers[J]. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 2012, 303: 209-217.
[12]Hwang DS, Kim HK, Seo JC, et al. Sympathomodulatory effects of Saam acupuncture on heart rate variability in night-shift-working nurses[J]. Complement Ther Med, 2011, 19S: S33-40.
[13]Hübscher M, Vogt L, Banzer W. Laser needle acupuncture at Neiguan (PC6) does not mediate heart rate variability in young, healthy men[J]. Photomed Laser Surg, 2007, 25(1): 21-25.
[14]Li Z, Wang C, Mak AF, et al. Effects of acupuncture on heart rate variability in normal subjects under fatigue and non-fatigue state[J]. Eur J Appl Physiol, 2005, 94(5-6): 633-640.
[15]Lee JH, Kim KH, Hong JW, et al. Comparison of electroacupuncture frequency-related effects on heart rate variability in healthy volunteers: a randomized clinical trial[J]. Acupunct Meridian Stud, 2011, 4(2): 107-115.
[16]Chae Y, Park HJ, Kang OS, et al. Acupuncture attenuates autonomic responses to smoking-related visual cues[J]. Complement Ther Med, 2011, 19: S1-7.
[17]Kim E, Cho JH, Jung WS, et al. Effect of acupuncture on heart rate variability in primary dysmenorrheic women[J]. Am J Chin Med, 2011, 39(2): 243-249.
[18]Wright CL, Aickin M. Improvement of menopausal symptoms with acupuncture not reflected in changes to heart rate variability[J]. Acupunct Med, 2011, 29(1): 32-39.
[19]石硯,王卓平,劉克斯.針刺療法對冠心病患者心率變異性的影響[J].中國中西醫結合雜志,1995,15(9):536-538.
[20]張文彭.宣肺健脾益腎針刺法對支氣管哮喘患者心率變異性及肺功能的影響[J].中國中西醫結合雜志,2006,26(9):799-802.
[21]吳敬,徐豫玨,李萌,等.針刺對腦卒中急性期心率變異性的影響[J].中國中醫急癥,2002,11(1):11-12.
[22]周軍,陳燁.針灸對老年高血壓患者心率變異性影響[J].現代預防醫學,2008,35(20):4099-4102.
[23]El-Omar M, Kardos A, Casadei B. Mechanisms of respiratory sinus arrhythmia in patients with mild heart failure[J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2001, 280(1): H125-131.
[24]李文娟.8周太極拳鍛煉對健康女大學生心率變異性等指標的影響[D].北京:北京體育大學,2010.
[25]伍沃操,陳俊琦,王嬌,等.針灸影響心率變異性研究的計量學分析[J].長春中醫藥大學,2011,27(4):539-540.
[26]Napadow V, Dhond RP, Purdon P, et al. Correlating acupuncture FMRI in the human brainstem with heart rate variability[J]. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc, 2005, 5: 4496-4499.
(本文編輯:秦楠)
Rearchprogressonthemechanismofacupunctureforheartratevariability
LIZhao-xin,LIQian-qian,LIULi-ying,etal.
AcupunctureandMoxibustionDepartment,BeijingHospitalofTraditionalChineseMedicineaffiliatedtoCapitalMedicalUniversity,Beijing100010,China
LIUCun-zhi,E-mail:lcz623780@126.com
Heart rate variability is an objective indicator which reflects the autonomic nervous system activity and quantitative evaluation of sympathetic and vagal tone and its balance. Recently, a large number of HRV regulation of acupuncture conducted extensive researches are carried out at home and abroad, and most studies suggest that acupuncture could induce vagus nerve activation and sympathetic inhibition, thereby enhancing the integration of autonomic function. In future studies, the response to disease selection, control settings, and other aspects of long-duration evaluation should be improved with a more comprehensive and objective evaluation of acupuncture on the regulation of HRV.
Heart rate variability; Acupuncture; Autonomic nerve; Review
基金課題:國家自然科學基金優秀青年科學基金(81222050);北京市衛生系統高層次衛生技術人才培養計劃(2011-3-055)
100010首都醫科大學附屬北京中醫醫院針灸科[李兆鑫(碩士研究生)、李倩倩、劉麗英、石廣霞、劉存志];天津中醫藥大學研究生院[李兆鑫(碩士研究生)]
李兆鑫(1987-),2011級在讀碩士研究生。研究方向:針刺防治血管性癡呆的作用機制研究。E-mail:lovevicky1111@163.com
劉存志(1975-),博士,主任醫師,教授,博士生導師。研究方向:針灸防治疾病的臨床療效評價和作用機理研究。E-mail: lcz623780@126.com
R246.1
A
10.3969/j.issn.1674-1749.2014.02.021
2013-10-10)