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針刺通過催產素和精氨酸加壓素治療焦慮障礙的作用機制分析

2016-02-01 23:11:50魏京金蔡定均周奇志余曙光趙紀嵐魏大能楊名己謝光春
中國全科醫學 2016年16期
關鍵詞:針刺

魏京金,蔡定均,周奇志,余曙光,趙紀嵐,肖 夏,魏大能,姚 弘,楊名己,謝光春

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針刺通過催產素和精氨酸加壓素治療焦慮障礙的作用機制分析

魏京金,蔡定均,周奇志,余曙光,趙紀嵐,肖 夏,魏大能,姚 弘,楊名己,謝光春

610075 四川省成都市,成都中醫藥大學針灸推拿學院

【摘要】焦慮障礙嚴重危害人類的健康,其發病機制及干預措施已經成為針灸等醫學領域的研究熱點。催產素(oxytocin,OT)具有抗焦慮的效應;與之相反,精氨酸加壓素(arginine vasopressin,AVP)具有致焦慮的作用。針刺的抗焦慮效應早已被證實,但針刺的作用機制尚未完全明了,針刺通過OT及AVP治療焦慮障礙的相關機制研究也罕見報道。本文從OT與焦慮障礙的關系、AVP與焦慮障礙的關系、OT-AVP與焦慮障礙的關系、OT-AVP在針刺抗焦慮中的新機制4個方面,探討針刺通過OT-AVP治療焦慮障礙的作用機制,為針刺抗焦慮的機制研究拓展新方向。

【關鍵詞】針刺;焦慮障礙;催產素;精氨酸加壓素

魏京金,蔡定均,周奇志,等.針刺通過催產素和精氨酸加壓素治療焦慮障礙的作用機制分析[J].中國全科醫學,2016,19(16):1981-1985.[www.chinagp.net]

Wei JJ,Cai DJ,Zhou QZ,et al.Mechanism of the treatment of anxiety disorders by acupuncture through oxytocin and arginine vasopressin[J].Chinese General Practice,2016,19(16):1981-1985.

焦慮障礙(anxiety disorder,AD)主要表現為難以忍受的、無意識的恐懼不安情緒,患者常采用逃避、認知錯誤及情感壓抑等不恰當的方式來隱藏和保護這些情緒,結果反而導致自我傷害[1]。焦慮障礙已經成為世界上較常見和較能致殘的精神障礙[2],包括社交焦慮障礙、廣泛性焦慮障礙(generalized anxiety disorder,GAD)及創傷后應激障礙(initial posttraumatic stress disorder,PTSD)等情緒障礙[2]。近期流行病學調查顯示,焦慮障礙在青少年中的患病率高達15%~20%;在老年人中不僅發病率高,而且增加了老年人的致殘率和病死率[3-4]。研究顯示,精氨酸加壓素(arginine vasopressin,AVP)與應激、焦慮相關,有致焦慮的作用[5]。本課題組前期進行了針刺對焦慮障礙的中樞AVP及其受體的作用研究,已初步發現了針刺對AVP的良性調節作用[6]。然而與AVP作用相反、具有抗應激和抗焦慮的“姐妹神經肽”催產素(oxytocin,OT)[7]是否也共同參與針刺抗焦慮作用,目前少見報道。本文在OT、AVP與焦慮障礙相關的基礎上[8-9],探討針刺通過OT-AVP治療焦慮障礙的作用機制,為進一步完善針刺治療焦慮障礙的作用機制研究提供新思路。

1OT與焦慮障礙的關系

OT是主要由下丘腦室旁核、視上核的大細胞神經元合成的神經九肽[9-10]。OT有兩種作用途徑:一是通過神經垂體釋放到血液循環中,作用于外周系統;二是通過OT能神經元分布釋放于大腦中,作用于中樞神經系統[11]。外周OT的生理功能主要為刺激子宮收縮進而促進分娩和刺激乳腺肌上皮細胞收縮進而刺激泌乳[10,12]。有研究發現,外周OT還可改善焦慮、應激反應和社會行為等[13],且中樞釋放的OT具有抗焦慮和抗應激作用[14-16]。可見OT對哺乳動物的社會行為、焦慮和應激等生理活動方面起著重要的調節作用[15-16]。

1.1外周OT水平的相關研究通過對成年男性志愿者的問卷評估發現,早年應激的高水平(early life stress,ELS)與成年期血漿OT的低水平相關[17],成年期男性的情感壓抑既與ELS成正相關,又與血漿OT水平成負相關[18]。選擇健康志愿受試者,在接受鼻內OT制劑后進行模擬公眾演講測試,觀察試驗前后6個階段的OT變化,發現OT可以降低受試者的期待性焦慮,表明OT具有抗焦慮作用[19]。經鼻內給予24 U的OT制劑可降低右側杏仁核對不同面部表情的正性和負性刺激的情緒反應,表明OT對杏仁核具有調控作用[20]。運用囚徒困境游戲(prisoner′s dilemma game)結合功能性磁共振成像(fMRI)檢測發現,經鼻內給予OT可降低受試者杏仁核和前腦島對負性社會交互作用的反應,該結果支持OT作為治療焦慮障礙的有效藥物[21]。外源性給予OT后發現OT對青春期大鼠的焦慮行為、社交能力、飲酒動機均有敏感且持久的抑制效應[22]。廣泛性社交焦慮障礙(generalized social anxiety disorder,GSAD)患者嚴重的社會焦慮癥狀卻與血漿OT高水平有關[23],對GSAD患者進行“信任游戲”測試,可使患者血漿OT水平降低、改善焦慮情緒[24]。

1.2中樞OT水平的相關研究于大鼠雙側前額葉皮質的前緣注射OT可以減少大鼠的焦慮樣行為[25]。于田鼠下丘腦室旁核注射OT后發現OT可緩解動物的焦慮樣行為和降低血漿皮質醇(CORT)水平,注射OT受體拮抗劑,則可阻斷OT改善社會行為的效應,結果表明下丘腦室旁核OT對應激反應可起到緩沖作用,并可將其作為治療如焦慮障礙等應激相關疾病的研究靶標[26]。于性腺切除的大鼠腦室內注射OT拮抗劑既能夠阻斷雌激素受體的抗焦慮作用,也能夠降低CORT,研究結果提示OT具有調節過度亢進的下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA軸)活性和抗焦慮的作用[27]。相關研究指出,OT的這些效應可能反映出中樞OT系統的固有神經可塑性和外源性OT能上調內源性OT系統的前饋(feed-forward)作用[22]。

因此,多項研究表明外周和中樞的內、外源性OT均與焦慮障礙密切相關,同時OT在一定程度上具有抗焦慮作用。

2AVP與焦慮障礙的關系

AVP是一種主要由下丘腦室旁核和視上核的大細胞神經元分泌的環狀九肽,通過V1a、V1b和V2三種受體發揮作用。根據生理作用和釋放位點的不同,分為外周AVP能系統和中樞AVP能系統兩種功能不同的AVP系統[28-30]。外周AVP能系統圍繞其作用位點發揮作用,即AVP可從神經垂體的神經末梢釋放到外周循環,行使收縮血管、糖原代謝、抗利尿等傳統的神經內分泌激素功能[28,31]。AVP作為神經調質或神經遞質具有調節許多由中樞神經系統所介導的諸如學習記憶、社會行為和神經內分泌反應等的功能[28,31]。作為OT的姐妹肽,AVP與動物攻擊、焦慮行為有關[32]。大量病理生理學研究結果提示,焦慮、抑郁等精神障礙患者的AVP存在功能紊亂[28]。AVP作為一種促泌素具有啟動內分泌應激反應的作用,同時AVP在應激和內分泌功能調節上具有潛在的信號功能[33]。

2.1外周AVP水平的相關研究通過對比29例PTSD患者與健康者體內的血漿AVP水平,發現PTSD患者體內的血漿AVP水平更高,提示AVP作為致焦慮因子在焦慮障礙中發揮重要作用[34]。

2.2中樞AVP水平的相關研究對于人類與嚙齒類動物,中樞AVP的連續釋放有利于個體在應激環境下調節其生理機能和行為,AVP過度表達和過度釋放則會導致高焦慮和抑郁行為[31]。進一步研究發現,于小鼠腦室微量注射AVP V1a受體(V1a receptor,V1aR)拮抗劑后表現出顯著的抗焦慮效應,導致小鼠產生焦慮樣行為的主要原因考慮是體內AVP和V1aR等的協調障礙引起V1aR高表達所致[35]。運用母嬰分離模型(maternal separation,MS)測試雄性大鼠出生后中樞AVP陽性細胞Fos和AVP mRNA表達情況,結果發現出生10 d的MS模型大鼠AVP陽性細胞Fos表達在室旁核增加4倍、視上核增加6~12倍;出生21 d和63 d的模型動物的AVP mRNA在整個下丘腦室旁核和視上核均過表達,增幅在122%和147%之間;同時在飲水沖突實驗中MS模型呈現出高水平的條件性焦慮狀態,表明MS雄性大鼠增強的AVP神經元活性和有潛能的AVP系統與高水平的條件性焦慮直接相關[36]。另外,AVP在病理或慢性應激的條件下可以刺激促腎上腺皮質激素(ACTH)的釋放,提示AVP可引起HPA軸的活性增強[37]。

由此可見,AVP與焦慮障礙的關系密切且在影響情緒方面主要起到致焦慮的作用。

3OT-AVP與焦慮障礙的關系

OT和AVP關系密切:(1)結構方面,OT和AVP的氨基酸序列只有兩個不同,其余均相同。(2)合成與分泌方面,兩者均在下丘腦視上核和室旁核合成,投射至神經垂體,與垂體釋放激素一起進入血液循環[9-11,28],在中樞都可通過神經通路釋放入大腦不同區域,參與社會行為、焦慮情緒和應激反應[14,28]。(3)與焦慮障礙的關系方面,兩者雖然是姐妹神經肽,但在焦慮、應激等方面的作用卻相反[14-16,31];兩者的受體還存在交互作用以及共同的作用途徑。如OT和AVP受體對SD大鼠十字迷宮焦慮行為的研究顯示,中樞給予OT受體激動劑可表現出明顯的抗焦慮作用,靜脈途徑系統給予AVP受體激動劑卻產生焦慮樣行為,而系統給予OT/AVP V1aR拮抗劑又顯現抗焦慮行為,再給予AVP激動劑則可阻斷OT/AVP V1aR拮抗劑的抗焦慮效應,結果提示按照系統途徑給藥,在這些神經肽抗焦慮和致焦慮的作用中存在一個V1aR機制[38]。(4)V1aR作用途徑方面,研究OT所介導的受體時發現,于腦室內注射V1aR拮抗劑可明顯抑制OT誘導的動物領地標記(flank marking)能力;通過腦室內注射促黑素細胞激素刺激OT的釋放,能顯著增加氣味所致的動物社會交流行為,但這一效應可被V1aR拮抗劑阻斷,說明OT誘導動物社會交流行為是通過激活V1a受體而非OT受體,提示V1aR可被看做OT受體和AVP受體的共同作用點[39]。對比OT和多選擇性OT受體激動劑(OTR agonist-[Thr4,Gly7]-oxytocin,TGOT)對雄性大鼠從幼年到成年的社會行為與焦慮相關行為的影響,發現了預處理OT而非TGOT對動物的社會活動行為方面有持久增加的作用,提示OT可能也通過V1aR發揮作用[40]。類似研究進一步證明,OT可作用于V1aR提高應對應激的能力,而AVP可通過作用于V1bR增加廣泛性焦慮反應[41]。(5)HPA軸的作用方面,兩者呈現相反作用。HPA軸是一個通過大腦調節腎上腺的糖皮質激素分泌的神經內分泌系統[42]。AVP與下丘腦促腎上腺皮質激素釋放激素(CRH)具有協調作用;AVP可刺激ACTH的分泌、促進CORT的釋放、激活HPA軸產生焦慮;于人類、嚙齒類動物AVP還可抑制OT活性。通過生理或藥理手段引起內源性OT能系統激活,可以抑制應激引起的AVP-ACTH-CORT激活。故此,OT和AVP在社會行為、焦慮情緒和認知功能等方面有相對立的作用,這兩種姐妹肽也被稱作“激動-拮抗”或“陰-陽”神經肽[43]。

OT與AVP兩者相似主要體現在:(1)結構方面;(2)合成與分泌方面;(3)V1aR作用途徑方面。兩者作用相反主要體現在:(1)與焦慮障礙的關系方面;(2)HPA軸的作用方面。以上研究無疑為焦慮障礙干預機制的研究開拓了新途徑。

4OT-AVP在針刺抗焦慮中的新機制

大量臨床研究已經證實針刺治療焦慮障礙有確切療效。用電針治療32例女性GAD患者,研究表明電針療法對GAD患者的個性特征與行為模式有明顯的治療作用[44]。對55例PTSD焦慮患者進行單獨安撫和安撫加針刺治療,發現安撫加針刺治療組PTSD患者焦慮程度降低,其伴隨的抑郁、疼痛等癥狀也得到明顯緩解[45]。另外,以百會、神庭穴為主穴,并輔以四神聰、風池穴進行電針治療,可使PTSD患者的PTSD診斷量表(clinician administered PTSD scale,CAPS)和焦慮自評量表(self-rating anxiety scale,SAS)評分明顯降低,電針改善PTSD癥狀療效確切[46]。采用頭皮針分別高頻持續電針刺激迎香、上星、神庭穴之間以及太陽、天沖、率谷穴之間的區域,發現在4周治療和隨訪期間GAD患者的焦慮癥狀和夜間驚恐發作均未出現,PTSD患者經多個療程治療后焦慮和睡眠噩夢的發生也消失,說明頭皮針電刺激對GAD焦慮障礙的效果優于對照藥物,具有療效獨特、經濟、長期應用安全和無明顯毒副作用的優勢[47-48]。

基礎研究表明,針刺可能通過調節中樞5-羥色胺能、去甲腎上腺素能、多巴胺能神經系統或者HPA軸相關激素等信號物質來發揮抗焦慮作用[49]。電針治療后可使PTSD模型大鼠海馬CA1區和海馬CA3區的神經元型一氧化氮合酶(nNOS)mRNA和蛋白表達明顯降低,說明電針治療PTSD可能通過下調海馬nNOS表達起作用[50]。針刺神門穴可以減少母嬰分離模型動物體內血漿CORT和ACTH水平以及下丘腦室旁核AVP的免疫反應,表明針刺既可以降低焦慮相關行為又具有調節HPA軸系統的作用[51]。本課題組也從部分中樞神經遞質和神經肽等方面對針刺抗焦慮的機制進行了探討[6,52-53],盡管以上研究已取得一定的研究成果,但針刺治療焦慮障礙的機制研究尚不完善。

目前雖然已有針刺對焦慮模型動物下丘腦AVP的影響研究[6,49],但針刺是否可以調節OT水平以及影響OT-AVP系統尚不明確。其他針刺研究顯示:(1)針刺對OT的調節:注射OT加2~100 Hz電針雙側合谷穴可加強子宮收縮、減短宮縮乏力孕婦的產程,提示針刺和OT具有協同效應[54]。腦室內注射OT可以加強針刺對大鼠的鎮痛效果,而注射抗OT血清可以減弱針刺的鎮痛效果[55];同樣腦室或鞘內給予OT可以增強電針足三里的鎮痛效果,而給予抗OT血清會減弱電針鎮痛效果,也提示針刺與OT有協同作用[54]。(2)針刺對OT-AVP的影響:運用經皮電針刺激孤獨癥兒童同側的合谷、神門穴及對側的三陰交、足三里穴,能增加血漿AVP的水平且同時降低OT的減少值,治療恐懼、焦慮等情感應激反應[56]。研究發現單個序列電針(single session of EA,sEA)刺激可上調下丘腦OT-AVP的mRNA水平,而重復序列電針(repeated sessions of EA,rEA)刺激可上調視上核OT和AVP mRNA水平以及促進蛋白表達,同時伴隨血清AVP的顯著增加、親社會性提高[57]。

根據國內外研究成果和本課題組前期研究成果,針刺有良好的抗焦慮作用,并且可以調節OT-AVP系統。大量研究表明OT有抗焦慮作用,AVP有致焦慮作用,故針刺發揮抗焦慮作用可能通過調節外周和中樞OT-AVP系統來實現。針刺在治療焦慮障礙的作用機制,具體有兩方面設想:(1)針刺發揮抗焦慮作用可能主要是增加外周OT水平和中樞下丘腦OT的表達、加強OT抗焦慮作用,同時阻斷AVP對OT的影響和抑制AVP的致焦慮作用;(2)由于V1aR為OT-AVP系統的共同作用靶點,針刺抗焦慮效應可能通過上調V1aR表達,激活OT結合受體的效能,進而降低AVP的致焦慮作用。如果以上假設成立,則可運用V1aR拮抗劑阻斷中樞下丘腦V1aR表達,進一步反證OT與AVP的共同作用受體為針刺抗焦慮作用機制的重要環節。

5小結

針刺治療焦慮障礙的臨床研究較多,但關于針刺抗焦慮作用機制的研究相對較少,同時抗焦慮作用機制尚不完全明了。針對上述問題,本文以OT與焦慮障礙的關系、AVP與焦慮障礙的關系、OT-AVP與焦慮障礙的關系為切入點進行分析,探討了針刺通過OT和AVP治療焦慮障礙的作用機制,為針刺抗焦慮的機制研究提供了新思路。然而針刺對OT、AVP共同作用點V1aR下游信號分子以及傳導通路的影響如何,尚需進一步探究。

作者貢獻:魏京金、周奇志負責文章撰寫;蔡定均、余曙光、趙紀嵐負責文章指導;肖夏、魏大能進行文獻查閱;姚弘、楊名己、謝光春進行文獻整理。

本文無利益沖突。

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(本文編輯:李杉)

Mechanism of the Treatment of Anxiety Disorders by Acupuncture Through Oxytocin and Arginine Vasopressin

WEIJing-jin,CAIDing-jun,ZHOUQi-zhi,etal.

AcupunctureandMoxibustionCollegeoftheChengduUniversityofTCM,Chengdu610075,China

【Abstract】Anxiety disorder brings severe harm to human health,thus its pathogenesis and intervention measures have become hot spots of study in many fields such as acupuncture and moxibustion.Oxytocin (OT) has anti-anxiety effect,whereas arginine vasopressin (AVP) causes anxiety.The antianxiety effect of acupuncture has long been confirmed,but its mechanism has not been completely known,and there are rare reports about the relevant mechanism of the treatment of anxiety disorder by acupuncture through OT and AVP.The paper explain in four aspects which are the relation between OT and anxiety disorder,the relation between AVP and anxiety disorder,the relation between OT-AVP and anxiety disorder,and the mechanism of OT-AVP in the treatment of anxiety by acupuncture.We investigated the mechanism of the treatment of anxiety disorder by acupuncture through OT-AVP,in order to provide new directions for relevant research.

【Key words】Acupuncture;Anxiety disorders;Oxytocin;Arginine vasopressin

基金項目:國家自然科學基金資助項目(81173322)

通信作者:周奇志,610075 四川省成都市,成都中醫藥大學針灸推拿學院;E-mail:zqzj2000@sohu.com

【中圖分類號】R 749.72 R 245.31

【文獻標識碼】A

doi:10.3969/j.issn.1007-9572.2016.16.029

(收稿日期:2016-02-03;修回日期:2016-04-18)

·中醫·中西醫結合研究·

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