電針促進缺血性中風神經功能修復機制的研究進展

曹冰倩，譚 峰

電針可通過多靶點、多環節干預缺血性中風(intracerebral stroke， ICS)的病理損傷，如減輕炎癥反應、鈣超載、興奮性氨基酸的毒性、抑制氧化應激、促進腦側支循環建立、改善能量代謝等作用[1-8]。新近發現，減輕遠隔損害也是電針促進ICS后神經功能修復的重要機制之一[9-16]。

1 中風的病因病機

中醫學認為，中風的病因主要為風、瘀、火、痰、氣、虛六端。中風的致病之本為陰陽失調、氣血逆亂，因氣血不足或肝腎陰虛，六端病因在人體內相互影響、相互促進，從而人體內部陰陽失調、臟腑失常、經絡失職、氣血失和、津液失宜、升降失司、氣血逆亂等，引起腦脈痹阻，導致經氣不通，氣不能行血，血不濡筋，發為中風，表現為突然昏仆，不省人事，言語不利，半身不遂，口舌斜。《素問·風論》曰：“風中五臟六腑之俞，亦為臟腑之風，各入其門戶，所中則為偏風”，揭示了中風與風邪密切相關。《素問·生氣通天論》：“陽氣者，大怒則形氣絕，而血菀于上，使人薄厥”。指出了中風與瘀血的關系。《素問·通評虛實論》云：“仆擊、偏枯……肥貴人則膏粱之疾也”，指出過食膏粱厚膩之味，易生痰濁，致中風。《醫學發明·中風有三》道：“人之氣，以天地之疾風名之，故中風者，非外來風邪，乃本氣病也，凡人年逾四旬，氣衰者多有此痰，壯歲之際，無有也”。李東垣認為中風多與“元氣虛衰”“內傷不足”有關。劉完素在《河間六書·素問玄機原病式》論“熱氣怫郁，心神昏冒，筋骨不用，而猝倒無所知”。可見火熱病邪為中風昏憒的重要病機，治療需根據中風的病因病機審證求因、辨證論治。

2 電針治療ICS的機制研究

針灸治療中風已有數千年歷史，且取得顯著的療效。針灸治療中風有中臟腑和中經絡之分，中臟腑采用醒腦開竅、啟閉固脫之法，中經絡則以調神導氣、疏通經絡為法。《靈樞·刺節真邪》載：“大風在身宜用針”。《針灸甲乙經》倡導針灸應極早介入中風治療，隋代醫家巢元方從背俞穴論治五臟中風，金元醫家李東垣用針灸分穴治療不同證型中風，皆奏效。《醫學發明·中風有三》言：“中風分各經針刺，無不愈也”。其主要通過刺激腧穴，以疏通經脈，調和氣血陰陽，調整臟腑功能，而激發機體自身抵御疾病的能力，使機體從病理狀態向生理狀態轉歸，具有雙向、良性、整體調節的特點。電針是應用電針儀輸出脈沖電流，通過毫針針刺得氣之后作用于人體的一定部位，以治療疾病的一種方法[17]。電針不僅具有傳統針刺簡、便、效、廉的優勢，同時具有參數客觀量化，可調節性、重復性較強等特點。

近年研究顯示，電針可以通過抑制炎性反應、腦水腫形成，減輕氧化應激損傷、細胞凋亡，促進神經與血管再生等多種途徑治療ICS腦缺血再灌注損傷[1-8]。

2.1 炎癥反應 ICS局部血流障礙引起局部缺血缺氧，能量消耗誘發大量氧自由基形成，可導致炎癥反應激活，激活的炎性因子不僅直接參與炎癥性損傷，還能夠在局部招募多種炎癥細胞，引發瀑布樣炎癥反應。腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor， TNF-α)是炎癥反應中重要的促炎因子，可刺激內皮細胞釋放其他炎癥介質，是誘發炎癥的始動因子之一，與神經功能損害程度直接相關[18]。電針可明顯減輕TNF-α含量及其介導的炎癥免疫反應，以促進神經功能的康復[19]。白細胞介素-1β(interleukin-1β， IL-1β)是單核細胞和內皮細胞產生的炎性因子，增強內皮細胞表達黏附分子，與腦卒中的嚴重程度以及運動障礙密切相關。電針干預能減少大鼠海馬中IL-1β的含量，減輕炎癥反應[20]，適當強刺激的電針參數更能降低IL-1β的表達[21]。白細胞介素-10(interleukin-10， IL-10)是典型的抑炎因子，具有多重腦保護作用。有研究發現，人血漿中IL-10的濃度與白細胞數量及其他炎性因子TNF-α、白介素(IL-6)等呈負相關[22-23]，IL-10基因缺乏的大鼠在永久性腦缺血后死亡率明顯增加，腦組織局部炎癥反應加重[24]，說明IL-10在一定程度上可以反饋性地抑制炎癥反應。電針預處理能下調血清中IL-10表達[25]。在ICS過程中，抗炎因子和致炎因子相互作用、相互制約，電針通過雙向的動態調節，使二者趨于相對動態平衡[22-25]。

2.2 鈣超載 鈣超載是腦缺血再灌注損傷后細胞凋亡、壞死的重要病理機制。Ca2+作為細胞內的第二信使，在機體正常活動時細胞膜內外維持著平衡的鈣穩態。正常生理情況下，神經細胞外Ca2+濃度是細胞內的幾萬倍，其濃度差的維持主要依靠細胞膜對Ca2+的低通透性、細胞膜上Ca2+-Mg2+-ATP酶和Na+-Ca2+的逆濃度梯度轉運、細胞器(如肌漿網和線粒體膜)上的鈣泵及Na+-Ca2+將細胞質中的Ca2+轉至體內。腦缺血再灌注損傷時細胞膜結構破壞，通透性升高，三磷酸腺苷(ATP)耗竭，細胞器損傷，應激狀態下蛋白激酶(protein kinase C， PKC)激活促進Na+-Ca2+交換和L型鈣通道的開放等等，都導致細胞外及細胞器內的游離鈣進入細胞內，導致鈣超載，進一步加重細胞結構損傷和功能代謝障礙[26]，最后導致細胞凋亡、壞死，是細胞死亡過程中的共同途徑。有研究表明，電針干預可明顯下調腦缺血再灌注大鼠海馬區鈣調蛋白(CaM)表達水平，進而調控細胞中鈣穩態，抑制鈣超載，減輕腦缺血后神經細胞的損傷[27]。楊沙等[28]采用激光掃描共聚焦顯微技術檢測腦缺血后大鼠海馬區的神經元內的Ca2+，發現隨著缺血時間的延長，缺血區神經細胞的鈣離子超載負荷逐漸增加，而采用電針治療可明顯降低細胞內的鈣離子含量。張金鈴等[29]通過原代細胞培養的方式發現電針大鼠后制備的血清能降低神經細胞內鈣離子的含量，其機制可能與電針后血清中產生了某種抑制鈣超載的物質有關。

2.3 興奮性氨基酸 興奮性氨基酸主要包括甘氨酸(glutamate， Glu)和門冬氨酸(aspartate， Asp)，是中樞神經系統(central nervous system， CNS)腦和脊髓釋放的興奮性神經遞質。CNS中正常的興奮性氨基酸濃度可以維持細胞的生理活動，一旦缺血再灌注損傷發生，就會導致興奮性突觸前釋放Glu和Asp增加，再攝取能力降低。薛玉仙等[30]發現突觸間隙存在大量的興奮性氨基酸過度刺激其受體，發揮其神經毒性作用，導致細胞膜內外離子紊亂，細胞急性腫脹等。何甜等[31]發現針刺可降低大腦中動脈阻塞模型(MCAO)大鼠腦組織中興奮性氨基酸Glu、Asp的含量，緩解腦卒中后肢體痙攣。甘平等[32]采用與人類身體結構和經絡相似度高的獼猴為實驗對象，發現電針可明顯降低獼猴腦組織中興奮氨基酸的濃度，從而發揮腦缺血再灌注損傷(I/R)后神經保護作用。Glu有多種受體，與腦I/R最密切相關的是NMDA(N-methyl-D-aspartate)受體，其中研究最多的兩個亞基為NR2A和NR2B，前者可促進神經再生修復，后者則介導興奮性氨基酸毒性作用。有研究發現，電針可明顯升高NR2A亞基的表達，降低NR2B亞基數目，通過雙向調節NMDA受體的整體活性，從而發揮腦組織神經保護作用，降低興奮性氨基酸毒性作用。電針不僅通過降低腦組織興奮性氨基酸的濃度和調節其受體的活性來降低I/R后的腦損傷，還可以針對其腦梗死后痙攣狀態發揮一定的神經修復作用。

2.4 側支循環 腦組織儲備能量的能力差，對血液氧供的依賴性非常明顯。當從心臟供血減少或停止后，腦組織中的神經元會在數分鐘內發生不可逆性的損傷。無論是缺血中心的腦組織壞死，或是缺血半暗帶的暫時性損傷向永久性損傷的轉化，都屬于神經細胞在缺血缺氧刺激下的病理變化。腦側支循環可分為三級，一級是Willis環，二級是軟腦膜及眼動脈吻合支，三級則是新生的代償血管，前二級為先天決定并形成，第三級則為后天在腦組織供血不足的情況下生成[33]。側支循環主要包括原有血管的開放和后天血管的新生，而在腦缺血后形成的側支循環并非單一，應是多種側支循環的共同作用。有研究發現，腦缺血后1 h、3 h、6 h側支循環的數量逐漸下降，而電針干預的側支循環數量比模型組明顯升高，說明電針可促進缺血半暗帶區的側支循環建立，增加半暗帶的血液供應[34]。其分子機制可能是通過調節血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor， VEGF)及其受體(vascular endothelial growth factor receptor-1，FLT-1)、血管緊張素(angiopoietin， Ang)及其受體Tie-2的表達來促進三級側支循環的形成，減輕腦梗死后缺血半暗帶的損傷，對腦梗死后的神經功能修復具有顯著意義[35]。電針能明顯降低腦梗死病人血清可溶性血管內皮生長因子受體-1( soluble fms - like tyrosine kinase-1， sFLT-1)的含量，其基于DSA檢測的ASITN/SIR血流分級評分升高幅度顯著高于對照組，推測電針可能通過降低sFLT-1的表達，促進側支循環，改善梗死灶的血流灌注能力[36]。

2.5 能量代謝 CNS對缺氧缺血反應極為敏感，腦組織一旦缺血超過6～8 min，就會出現能量代謝紊亂，糖酵解的產物乳酸急劇增加，ATP)、Na+-K+-ATP酶、葡萄糖、糖原在短時間內減少，繼而出現膜破壞、細胞內外離子紊亂、細胞腫脹、鈣超載等一系列病理變化，所以能量代謝障礙可以被認為是腦缺血后神經細胞損傷的始動因素[37]。急性腦缺血大鼠腦組織中ATP、二磷酸腺苷(ADP)、Na+-K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶含量較正常大鼠明顯降低，電針可明顯減少其降低的幅度[38-39]，且針刺的干預時間越早越能促進腦組織Na+-K+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性的恢復，提示針刺能改善腦缺血后能量代謝，發揮神經保護作用[40]。有研究者通過測定腦組織的葡萄糖轉運體蛋白(glucose transporters， GLUT)，發現電針能上調海馬CA1及皮質的GLUT1、GLUT3的表達，從而改善腦組織的代謝，減輕腦組織損害，促進神經功能恢復[41-42]。

2.6 氧化應激反應 腦缺血再灌注損傷后，會產生大量的氧自由基，機制主要包括以下幾方面：①黃嘌呤氧化酶在感受缺氧再灌注刺激后形成增多，催化同樣因缺血而大量堆積的次黃嘌呤轉化為尿酸的過程中產生大量的非脂性自由基和活性氧；②激活的中性粒細胞呼吸爆發，產生大量氧自由基；③線粒體功能損傷，電子傳遞鏈受損，大量的氧自由基生成；④應激狀態下的兒茶酚胺自氧化產生大量具有細胞毒性的氧自由基；⑤自由基作用于細胞結構，進一步加重細胞損傷，促進上述機制發展，產生更多的自由基，惡性循環形成爆發性增長。自由基會破壞細胞膜結構、抑制蛋白質功能、破壞核酸和染色體的結構等。針刺可增加ICS病人血清中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase， SOD)的含量，提示針刺可干預氧自由基的清除，保護腦組織免受氧自由基的損害[43]。樊凌等[44]發現電針通過降低急性腦缺血大鼠血清中NO濃度發揮腦保護作用。電針神庭和百會穴能降低丙二醛(malondialdehyde，MDA)、提高谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase， GSH-Px)活性，降低皮質Caspase-3的表達，說明電針能通過改善損傷組織氧化應激反應，抑制細胞凋亡，減輕缺血后腦組織損傷[45]。電針預處理MCAO大鼠可明顯下調神經元型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase， nNOS)、誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase， iNOS)，上調膠質纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein， GFAP)的表達，推測電針可減輕腦缺血區氧化應激損傷，促進GFAP的活化，改善腦組織對缺血刺激的耐受[46]。

2.7 遠隔損害 新近研究發現，ICS局部梗死繼發海馬、丘腦、紋狀體、延髓、脊髓等遠隔部位的損傷會增加致死率、致殘率，阻礙神經功能康復[9-16]，機制可能與神經軸突變性、神經遞質調節失衡、炎癥反應、神經毒性物質產生、神經營養障礙以及自噬激活等有關[15-16]。通過磁共振彌散張量成像 (diffusion tensor imanging， DTI)觀察皮層下梗死病人在恢復期及后遺癥期時梗死灶同側的內囊上、下方及海馬區域的部分彌散各向異性(FA)值，發現ICS后會繼發腦組織遠隔區域的神經纖維損害，可能與壞死神經元的順行性或逆行性損害有關[12-13]。電針在遠隔損害方面的腦組織保護作用研究較少。前期研究發現，Nogo-A與NgR結合傳導抑制信號RohA，參與ICS丘腦、黑質、紋狀體、海馬、腦干、頸髓等遠隔損害，電針長時程治療(long-term therapy)可阻遏RhoA信號通路，減輕丘腦、黑質、紋狀體、海馬繼發損害，促進內源性神經干細胞 (endogenous neural stem cells， eNSCs)增殖[9-11]。

3 小 結

電針促進ICS神經修復的作用機制是多靶點、多環節、多途徑的立體維式，但這些機制之間的交互作用、交互關聯、交互影響如何，還有待深入研究。相信隨著研究的進一步開展，電針治療ICS的機制會逐漸揭曉。