D-半乳糖AD模型與中醫腦衰老證候病機關系的探討及在針灸防治腦衰老中的應用

黃新格 零佩東 趙利華

(1 廣西中醫藥大學研究生學院,南寧,530001; 2 廣西中醫藥大學研究生學院,南寧,530001; 3 廣西中醫藥大學第一附屬醫院針灸科,南寧,530023)

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D-半乳糖AD模型與中醫腦衰老證候病機關系的探討及在針灸防治腦衰老中的應用

黃新格1零佩東2趙利華3

(1 廣西中醫藥大學研究生學院,南寧,530001; 2 廣西中醫藥大學研究生學院,南寧,530001; 3 廣西中醫藥大學第一附屬醫院針灸科,南寧,530023)

D-半乳糖衰老動物模型已成為國內外較公認的衰老動物模型,歷代醫家已經認識到了腎虛腦髓失養,痰濁瘀血是癡呆的主要病機。基于對老年癡呆主要包括阿爾茨海默病(Alzheimer's Disease,AD)的認識,認為D-半乳糖所誘導的AD模型與中醫腦衰老中的腎虛腦髓失養,痰瘀內阻證型在一定程度上相符合。本文擬從行為學、形態學及病理結構等方面進行闡述。

D-半乳糖;阿爾茨海默病;中醫腦衰老;針灸機制

阿爾茨海默病(Alzheimer's Disease,AD),是一種中樞神經系統性病變,是老年性癡呆最常見的一種類型,主要臨床表現為記憶、認知、語言思維上進行性的功能減退,常伴人格改變等[1]。據報道[2],65歲以上人群年齡每增加5歲,AD患病率將增加2倍,故年齡是AD的主要危險因素。隨著我國人口老齡化進程逐步加快,AD患病人數將更加龐大。因此,腦老化過程正日趨成為當今的熱點研究領域。中醫學認為,腎虛腦髓失養,以及痰濁瘀血在腦衰老的發病中起著重要作用。D-半乳糖衰老動物模型造模簡便，價格低廉，效果穩定，因而廣泛應用于藥物篩選和抗衰老的研究之中[3]。隨著神經分子生物學的進步,對AD的動物研究逐步加深,對D-半乳糖AD模型與中醫腦衰老證候病機關系有了更深層次的理解,現將兩者關系具體闡述如下。

1 中醫腦衰老證候體征與D-gal AD模型的行為學變化

中醫學認為腦衰老病位在腦,《醫林改錯》中論述:“靈機記性在腦,…精汁之清者,化而為髓,…又名腦髓。”“高年無記性者,腦髓漸空也”,說明腦為元神之府,主統帥全身精神和功能活動。腦衰老與髓海失養有關,腦髓是腦發揮功能作用的物質基礎。《靈樞·海論》中記載:“腦為髓之海,……髓海不足,則腦轉耳鳴,脛酸眩冒,目無所見,懈怠安臥。”指出腦髓不足會導致諸多腦功能不足的衰老臨床癥狀,如耳鳴、健忘、眩暈等。文獻報道[3]也提示D-半乳糖誘導衰老小鼠模型具有以下衰老體態特征:在給小鼠頸背部皮下連續注射D-半乳糖6周后,小鼠毛發出現漸日枯槁無光澤且易脫落,皮膚彈性差,精神萎靡,倦怠嗜睡,群體喜扎堆,進食明顯減少,體質量增加緩慢。

程鐘齡《醫學心悟》云:“腎主智,腎虛則智不足。”陳修園《醫學從眾錄》亦指出:“腎主藏精,精虛則腦海空虛而頭重。”認為人體的智力發育由腎之精氣決定,腦衰老與腎氣的盛衰關系密切,腎虛腦髓空虛而致腦衰老。《素問·上古天真論》中已經認識增齡是導致腎精不足的最主要誘因:女子七七,天癸竭;男子八八,天癸竭,腎臟衰,五藏皆衰等。現代諸多研究證實,腦衰老的重要標志之一為學習記憶障礙。不少文獻對D-gal腦衰老動物模型的學習記憶力進行了行為學考察。Morris水迷宮實驗是測定實驗動物學習記憶能力的重要方法之一,長期以來研究者[4-5]通過Morris水迷宮對D-gal衰老模型動物的學習、認知能力進行檢測,發現D-gal衰老模型動物水迷宮實驗各項指標明顯變差,模型組潛伏期較其他各組延長,模型組“原象比”和“跨臺次數”較其他各組縮短、降低。還有學者發現[6]D-gal處理的動物與16月齡的自然衰老小鼠在水迷宮指標上有相同的改變。由此可見,D-gal衰老動物模型出現腦功能減退,發生老化傾向,與中醫認識的增齡導致的腎精虧虛,五臟皆衰引起的髓海失養,痰瘀閉阻病機而產生的腦衰老癥狀相吻合。

2 中醫腦衰老髓海失養、痰瘀閉阻病機與D-gal AD模型的形態學、病理變化、衰老基因的關系

《醫學正傳》曰:“腎氣盛則壽延，腎氣衰則壽夭。”腎藏先天之精,腎精虧虛致臟腑虛損,氣血虧虛，無法化生腦髓,可見健忘癡呆,舉止怪異,神明失用,所以腎精不足是老年癡呆發病的根本因素。首都醫科大學宣武醫院的李林認為[7]:“髓海不足”的現代病理學基礎是腦內神經營養因子減少、神經元大量萎縮和丟失,從而可引起認知功能下降,進而導致癡呆。

腎精不足,五臟衰竭,氣血水谷運化失常而致痰濁血瘀,如《景岳全書·雜證謨》論述:“五臟之病,雖俱能生痰,然無不由乎脾腎”。因痰致瘀或因瘀致痰,兩者相互膠結,阻塞腦竅,蒙蔽心神。所以,痰濁、血瘀是癡呆直接的重要致病因素[8]。清代陳士鐸云:“痰積于胸中,盤鋸于心外,使神明不清而成呆病矣。”《血證論》中有：“血在上,則濁蔽而不明矣。”《醫林改錯》中亦云“凡有瘀血也令人善忘”,可見痰濁、瘀血可致“呆病”“健忘”。故本病的發生是由腎虛、痰濁、瘀血等因素共同作用的。現代研究提示,D-gal誘導的腦衰老模型所出現的一系列形態學、病理變化,可以認為是痰濁和瘀血產生與聚集的具體表現,如脂褐素、老年斑等,這些形態學、病理變化可直接導致神經細胞死亡。實驗研究表明,D-gal誘導的AD動物模型中出現一系列類似自然衰老表現,如大腦神經元變性壞死、老年斑、超微結構異常、生化指標改變等,具體如下。

2.1 形態學變化

2.1.1 神經病理學變化 AD是中樞神經系統退行性疾病，其顯著的神經病理學特征之一是腦內大量神經元凋亡,尤以海馬及基底前腦部位明顯[9]。王珊等[10]通過皮下注射D-gal小鼠8周造成腦老化模型,發現模型小鼠海馬內有明顯的神經細胞凋亡,有效驗證了D-gal是良好的神經凋亡誘導劑,推斷其中機制可能與D-gal加劇了腦內氧化應激反應有關。另有文獻報道[11],D-半乳糖小鼠海馬神經元細胞核固縮,凋亡較正常小鼠增加，齒狀回的新生神經元數目減少,顆粒細胞層新生神經元死亡數目增多。劉濤[12]等通過TUNEL染色檢測D-半乳糖模型大鼠海馬CA3區凋亡神經元數目,發現與正常組相比,衰老模型組海馬凋亡細胞數顯著增多(P<0.01)。

2.1.2 超微結構 D-gal小鼠腦功能下降的形態學基礎之一由D-gal誘導的海馬超微結構改變。孫異臨等[13]電鏡觀察發現,D-gal模型小鼠神經組織的超微結構發生明顯改變,可見腫脹的線粒體,擴張的內質網及溶解的微管,同時核糖體數量減少和突觸結構破壞。另有神經形態學研究表明,D-gal可導致大鼠海馬CA1區突觸間隙明顯增寬、突觸后致密物厚度變薄、突觸活性區長度縮短變化[14]。

2.1.3 膠質細胞 膠質細胞能夠維持神經元的生存和遷移及其內外環境的平衡,調節免疫和信號轉導等[15]。文獻報道[16],一系列衰老相關的神經退行性疾病的病理過程的發生與膠質細胞的功能受損密切相關。雷鳴等[17]觀察到D-gal衰老模型海馬星形膠質細胞和小膠質細胞較生理鹽水組陽性表達增多,其著色深、胞體大、突起多。

2.2 神經營養因子的減少 神經生長因子(Nerve Growth Factor,NGF)與成熟神經元的存活及其功能的正常發揮有密切關系。研究者發現[18],D-半乳糖老化小鼠組海馬內NGF陽性染色神經元數目明顯減少,與對照組比較差異有統計學意義(P<0.01),且染色淺。此外,腦源性神經營養因子(Brain-derived Neurotrophic Factor，BDNF)亦是與學習記憶密切相關的基因,因其在記憶形成過程中起關鍵作用而備受關注[19]。有文獻報道[20],D-半乳糖AD大鼠模型組海馬組織BDNF表達較青年組明顯減少(P<0.01)。

2.3 D-半乳糖所致病理代謝產物沉積

2.3.1 老年斑 老年斑中β淀粉樣蛋白(Amyloid β-protein，Aβ)的沉積及由過磷酸化Tau蛋白組成的神經元纖維纏結是AD最典型的病理改變之一[21]。朱曉冬等[22]報道D-gal復制AD模型大鼠腦組織中β-AP含量明顯增高,模型組Tau蛋白含量明顯增多。此外,D-gal模型鼠海馬中微管相關蛋白磷酸化增加[23]。

2.3.2 脂褐素 有學者[24]提出,脂褐素積聚是細胞衰老的基本特征。研究[25]發現D-gal處理導致大鼠松果體中脂褐素水平顯著增加。

2.4 中樞神經遞質相關改變 在D-gal誘導衰老模型中,氧化應激的發生導致了小鼠中樞神經遞質相關改變。張瑩瑩等[26]研究發現,連續頸背部皮下注射D-半乳糖42 d后,衰老組小鼠血清、肝、腎、大腦組織中的超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)值、GSH-Px水平低于正常組;血清、肝、腎組織中的丙二醛(Methane Dicarboxylic Aldehyde,MDA)含量高于正常組(P<0.05或P<0.01)。同時,D-gal小鼠老化后大腦中各種酶活性顯著變化,如實驗觀察[27]到D-gal衰老模型小鼠腦組織中Ca2+增加,Ca2+-ATP酶、Na+-ATP酶活性大幅度下降,與衰老及老年性疾病變化相似。

2.5 相關基因表達 原癌基因Bcl-2是目前研究較熱門的衰老相關基因,其表達產物可抑制細胞凋亡并延長細胞壽命,因而又稱為凋亡抑制基因[24]。張帆等[28]研究發現D-gal衰老模型組腦組織中的Bcl-2基因表達下調。另外,即刻早期基因c-fos是與學習記憶相關的基因,P16和Rb蛋白的相互作用對細胞衰老有重要作用,研究發現D-gal模型組小鼠大腦皮質P16蛋白表達的神經元密度增高,大腦皮質pRb蛋白和c-fos蛋白表達的神經元密度降低[29]。可見,D-gal衰老模型所發生的病理改變與中醫腎虛髓海不足所致的痰濁、瘀血的聚集有密切關系。

3 D-gal AD動物模型在針灸防治腦衰老中的應用

實驗研究證實,針灸能夠調節AD動物模型中樞神經遞質、抗自由基氧化損傷、腦能量代謝、抑制細胞凋亡、減少神經元的丟失等[30]。在抗氧化應激損傷方面,文獻報道[31]艾炷灸可以通過提高D-gal衰老小鼠腦組織總SOD、CuZnSOD的活力,保護腦細胞免受NO自由基損害,提高學習記憶,延緩腦組織老化。此外,實驗研究證實[32]針刺能夠延緩D-gal衰老大鼠腦組織SOD活力下降及MDA含量升高的作用,“百會”“大椎”兩穴對延緩腦衰老具有相對的特異性。高希言等[33]通過針刺D-半乳糖誘導的亞急性衰老小鼠的督脈經穴百會、大椎、命門穴發現,針刺對D-半乳糖衰老小鼠腦組織中一氧化氮與MDA含量的升高和SOD活性的下降有抑制作用,具有抗腦老化的效應。此外,在抑制衰老基因方面,杜艷等[34]報道,艾炷灸D-半乳糖衰老小鼠足三里、懸鐘,關元、百會穴位可改善其學習記憶能力,其中機制可能與艾炷灸上述穴位能提高腦組織大腦皮層、海馬CA3區c-fos蛋白的表達有關。另實驗研究[35]指出,艾灸神闕穴可有效延緩D-半乳糖衰老大鼠衰老,其機制可能是通過促進衰老大鼠海馬神經元Bcl-2的表達，降低Bax的表達，從而抑制神經細胞凋亡而實現的。

在總結文獻基礎上,我們發現目前針灸治療AD動物模型主要以補腎益髓活血為主,選用頻率較高的穴位有:百會、關元、大椎、腎俞、足三里、懸鐘等穴。其中,百會是髓海的輸注穴位,《素問·脈要精微論》云:“腦為髓之海,其輸上在于蓋”,即髓海之氣血可向上輸布至百會,故具有醒神開竅,補腦益智之功。關元系任脈穴位,足三陰與任脈之會。《扁鵲心書》曰:“每夏秋之交,即灼灸關元千炷,久久不畏寒暑,……六十,可一年一灸臍下三百壯,令人長生不老”。百會、關元二穴配合可調和陰陽,通達任督,補腎生髓。“大椎”屬督脈經穴,可促使陰陽平衡,增強臟腑經絡的功效,同時督脈使陽氣通達,“清陽升,則濁陰降”可促進消除瘀血痰濁等。腎俞穴為足太陽膀胱經經穴,又為腎之背俞穴,是腎精之氣轉輸、匯集于背腰部之處,且足太陽經經氣與督脈互通,共主一身之陽氣,故能補腎填精,強腰健腦。此外,腦為奇恒之府,諸髓所聚,腎生髓上通于腦,故腎俞不僅補益腎氣腎精,而且注于腦,髓海充足,則元神恢復。足三里是既足陽明胃經的合穴,又是胃腑之下合穴。脾胃為后天之本,氣血生化之源,既可補益氣血,填精益髓,又可調理脾胃,助脾胃運化水濕,蠲化痰濁。懸鐘為膽經穴位,八會穴之髓會,《靈樞·經脈》經脈病候中:“膽主骨所生病”,故懸鐘可治髓所生病,且臟腑學說指出乙癸(肝腎)同源,精血相生,而肝膽兩臟互為表里,膽屬陽,陰陽相長,故可助精填髓。可見,以補腎益髓活血法治療D-gal AD模型正切中其病機關鍵。這從另一側面說明D-gal所誘導的腦衰老模型與中醫腦衰老腎虛腦髓失養,痰瘀內阻證型相符。

綜上所述,D-半乳糖所誘導的腦衰老模型與中醫腦衰老中的腎虛腦髓失養,痰瘀內阻證型在一定程度上相符合,如行為學、形態學及病理結構等方面。這一結論為今后應用D-半乳糖所誘導的腦衰老進一步探討中醫療法治療腦衰老、AD的機制具有重要指導意義。

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(2015-01-22收稿 責任編輯：王明)

Discussion on Correlation Between D-galactose Induced Alzheimer's Disease Model and the Traditional Chinese Medicine(TCM)Syndrome Pathogenesis of Brain Aging and the Application of Acupuncture Prevention in Brain Aging

Huang Xinge1, Ling Peidong2, Zhao Lihua3

(1PostgraduateCollege,GuangxiUniversityofChineseMedicine,Nanning530001，China；2PostgraduateCollege,GuangxiUniversityofChineseMedicine,Nanning530001，China；3DepartmentofAcupunctureandMoxibustion,theFirstAffiliatedHospitalofGuangxiUniversityofChineseMedicine,Nanning530023，China)

D-galactose induced Alzheimer's disease(AD)model has been widely acknowledged as the aging model both at home and abroad. Previous doctors have recognized that the deficiency of brain marrow caused by kidney deficiency as well as phlegm turbidity and blood stasis are the main pathogenesis of dementia. Based on the study of dementia in old age including AD, it is recognized that D-galactose induced Alzheimer's disease model is somewhat coincided with the type of deficiency of brain marrow due to kidney deficiency, which was further discussed in this paper under the perspective of behavior, morphology and histopathology etc.

D-galactose; Alzheimer's disease；Brain aging in TCM; Acupuncture mechanism

國家自然科學基金項目(編號:81360561)

黃新格(1988—),女,2012級研究生，研究方向:針灸延緩衰老的機制研究,E-mail:511937296@qq.com

趙利華(1967—),女,教授,博士,研究方向:針灸防治老年病、針灸體質調養、針刺手法研究,E-mail:zhaolh67@163.com

R277.7;R249

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2015.12.041