針刀治療第三腰椎橫突綜合征的動物實驗研究現狀及展望?

曾 林 唐宏圖

(1.湖北中醫藥大學針灸骨傷學院,武漢 430061)(2.針灸治未病湖北省協同創新中心,武漢 430061)

第三腰椎橫突綜合征目前是臨床上一種較為常見的疾病,其發病原因多為慢性勞損,如長期從事彎腰工作和勞動,急性腰扭傷未得到有效治療等,腰部出現慢性、間歇性酸脹、疼痛乏力感,腰部有強直表現,不能夠久坐久立[1]。本病常見于青壯年體力勞動者[2],但伴隨社會及工作環境變化,發病率逐年上升[3],特別是重體力勞動者、久坐久站工作人群多見[4]。

中醫學認為本病屬“痹證”或“腰痛”的范疇,多由腎氣虧虛、氣滯血瘀或寒濕外侵等多種病因所致。針刀醫學認為該病病理機制很簡單,就是由于腰背筋膜、骶棘肌和第三腰椎橫突尖部,慢性磨擦損傷、出血、機化而發生粘連所引起[5]。有學者對針刀治療的優勢病種做了相關統計,文獻量最多的疾病即為第三腰椎橫突綜合征[6-7],但一直對該疾病相關機制缺乏系統的實驗研究和歸納[8]。本文通過文獻回顧,從鎮痛效應、炎性細胞因子、促進局部組織的修復3個方面對針刀治療第三腰椎橫突綜合征動物實驗研究的概況進行歸納總結,從而肯定針刀對于第三腰椎橫突綜合征的治療作用,以期為臨床治療及實驗研究提供理論依據及參考。

1 第三腰椎橫突綜合征實驗模型的建立

王健瑞等、喬晉琳等[9-10]采用在腰三橫突后半段深筋膜中層下埋置明膠海綿的方式建立了SD大鼠和日本大耳白兔兩種第三腰椎橫突綜合征的實驗動物模型。并同時對兩種動物模型進行了全血前列腺環素、內皮素、5-羥色胺觀察以及組織病理學觀察、機械性壓迫痛閾實驗,結果顯示兩種動物模型均可以在第三腰椎橫突周圍岀現明顯無菌性炎癥,后期有瘢痕形成,并出現了較明顯的機械壓迫過敏,炎性介質也明顯增高,表明該造模方法可以對第三腰椎橫突周圍無菌性炎癥作出真實反映。故國內有關第三腰椎橫突綜合征的動物實驗均采用此造模方法。

2 針刀治療第三腰椎橫突綜合征的效應機制

2.1 鎮痛效應

在臨床上,大多患者以腰部中段單側或雙側疼痛為主訴就診。因此,在第三腰椎橫突綜合征的治療中,緩解疼痛是首要目標。5-羥色胺(5-HT)在周圍組織受損時從解體的血小板中釋放,在周圍組織中起到致痛的作用[11],同時也可參與腦干下行抑制系統,以介質形式抑制疼痛[12]。P物質(SP)也可在損傷組織局部釋放,參與痛覺的信息傳遞[13],但其在脊髓中,與5-HT的作用相反,為致痛物質[14]。與SP類似,氣體信號分子一氧化氮(NO)也可在外周及中樞不同水平發揮痛覺調制作用[15-16],NO的生物合成主要受一氧化氮合酶(NOS)的調節,故可通過檢測NOS來反映 NO的合成部位和含量[17]。β-內啡肽(β-EP)和脊髓腦啡肽(ENK)作為內源性阿片肽(EOP)中重要的神經肽[18],都具有很強的鎮痛作用[19-20],與EOP相反,八肽膽囊收縮素(CCK-8)是中樞抗阿片鎮痛的物質之一[21]。除去神經肽,單胺類神經遞質也是很重要的一類參與痛覺調節作用的活性物質,其中包括5-HT、多巴胺(DA)等[22]。5-HT在中樞起到鎮痛作用,DA在中樞中主要為抗鎮痛作用[12,23]。 5-羥吲哚乙酸(5-HIAA)、3,4-二羥基苯乙酸(DOPAC)分別作為5-HT、DA在中樞釋放后的代謝終產物,反映了5-HT、DA在中樞的釋放利用水平[22]。現代實驗研究發現,針刀治療可明顯降低血漿和第三腰椎橫突局部肌肉組織中5-HT、β-EP和局部肌肉組織中的NOS含量[24-26],在外周發揮了鎮痛作用。在中樞鎮痛方面,有許多學者發現模型大鼠(家兔)經針刀治療之后,可良性調節中樞神經系統中 ENK、β-EP、CCK-8以及 SP、NOS的表達[24-25,27-30],也可明顯對中樞內5-HIAA和 DOPAC產生良性調節[22],表明針刀治療可明顯調節與中樞鎮痛相關的遞質的合成與分泌,以此降低中樞痛覺傳遞和痛覺過敏,有效發揮了中樞鎮痛作用。在鎮痛機制方面,有實驗表明[31],針刀可通過抑制p38MAPK/CREB信號通路中相關物質的表達,從而良性調節了血液中的 SP、5-HT、β-EP的含量,起到了鎮痛的作用。

也有實驗證明,針刀治療后可使中樞內ENK、β-EP含量降低,雖與相關報道不一致,但針刀治療后明顯改善模型大鼠的痛閾[32]。這可能是因為針刀松解后,局部炎癥改善,周圍致痛物質分泌減少,進而減少向中樞內的痛信號的輸入,使中樞內的EOP的水平降低,也可能是針刀直接促進了EOP與其受體的結合,出現了EOP在中樞內減少的現象。

2.2 炎性細胞因子

在軟組織中起作用的主要細胞因子有:IL-1β,IL-6,TNF-α,INF-α 等[33]。 TNF-α 是一種主要的前炎性因子,控制 IL-6、IL-1β的產生[34],而后進一步活化NF-κB信號通路[35],導致炎癥形成。IL-8可使局部血管通透性增加,從而使炎癥相關細胞能更為迅速地聚集到炎癥部位,參與炎癥反應[36]。與上述細胞因子相反,TGF-β和 IL-10同屬抗炎性細胞因子[37-39]。現代動物研究發現,針刀干預后,可對模型大鼠(家兔)的血清和局部軟組織中的促炎性細胞因子(IL-1β,IL-6,IL-8,TNF-α)和抗炎性細胞因子(IL-10、TGF-β)均有強力的良性調節作用[40-43]。

2.3 促進局部組織的修復

通過上述兩個方面的綜述,我們發現針刀治療可對第三腰椎橫突綜合征的模型大鼠(家兔)產生明顯的鎮痛和抗炎兩方面的良性調節作用,接下來本文將從局部組織形態學改變、改善局部循環障礙、抗氧化和清除自由基、穩定細胞外基質、氣體信使分子、細胞因子六個方面展開對針刀治療第三腰椎橫突綜合征模型大鼠(家兔)局部受損組織的修復的綜述。

2.3.1 局部組織形態學改變

局部組織形態學觀察可以直觀地看到針刀治療第三腰椎橫突綜合征模型大鼠(家兔)后對第三腰椎橫突周圍局部組織的影響。

喬晉琳等[44-45]研究發現,針刀治療后可觀察到成纖維細胞排列成行,毛細血管擴張,原始疤痕組織形成,明顯增強組織修復能力。通過進一步研究發現針刀干預對第三腰椎橫突綜合征模型大鼠的組織修復可能是通過抑制成纖維細胞的增殖水平,進而影響了組織瘢痕攣縮的形成。劉乃剛[25]研究發現,在光鏡和電鏡下可觀察到針刀能減輕第三腰椎橫突局部組織內的炎癥反應,減少炎細胞浸潤,減少局部的膠原纖維異常增生,促進組織的修復。

2.3.2 改善局部循環障礙

局部組織微循環得到改善對組織修復也起著很重要的作用,微循環改善后,組織供氧增多,能促進炎癥吸收,增強組織再生能力[46]。血栓素 A2(TXA2)及前列環素(PGI2)是血管壁中花生四烯酸代謝的主要產物[47],PGI2抑制血小板聚集,TXA2促進血小板聚集,故PGI2水平升高或TXA2水平降低有利于抑制血小板聚集[48]。由于 TXA2、PGI2半衰期極短,很快代謝為血栓素 B2(TXB2)和6-酮-前列腺素(PGF1α),故通常測定 TXB2和 PGF1α來了解前兩種活性物質水平[49]。內皮素(ET)是目前已知的作用最強的縮血管因子,降鈣素基因相關肽(CGRP)是目前已知最強的舒血管物質[50-52]。現代實驗研究發現,針刀干預后,可明顯改善模型大鼠(家兔)血漿中PGF1α、 TXB2/PGF1α、TXA2、 ET、CGRP的含量[44,53],也有研究表明,針刀干預對模型動物血漿中的 PGF1α、TXA2、ET、CGRP 也有很好的遠期穩定療效[54]。

損傷局部肯定會出現微小血管的損傷,會導致損傷局部供血不足,延緩損傷修復的進程,細胞表面的唾液黏蛋白(CD34)抗原在新生血管內皮中表達遠大于非新生血管內皮[55],堿性成纖維細胞生長因子(b-FGF)具有促進血管生成和細胞增殖遷移等作用[56]。現代動物實驗研究發現,針刀干預后,可對模型家兔局部肌肉組織中b-FGF、CD34起到良性調節作用,促進局部血管再生,改善局部的循環障礙,以促進局部炎癥的消散和吸收[57]。

2.3.3 抗氧化和清除自由基

超氧化物歧化酶(SOD)在保護細胞免受氧自由基的毒害中發揮著重要作用[58]。丙二醛(MDA)是脂質過氧化代表產物之一,可反映氧化應激的嚴重程度,其高低間接反應機體細胞受自由基攻擊的嚴重程度[59]。總抗氧化能力(T-AOC)反映機體酶及非酶促體系總的抗氧化水平高低[60]。現代動物研究發現[61-62],針刀干預模型家兔后,一方面可提高模型家兔血清中 SOD和T-AOC活性,另一方面可降低血清中的MDA含量,表明這些干預措施可有效地清除體內過多的自由基,減輕細胞膜脂質過氧化的程度,從而防止第三腰椎橫突尖部周圍組織的進一步損傷,加快局部損傷組織的修復。

2.3.4 穩定細胞外基質

膠原是細胞外基質(ECM)中的框架結構,是細胞外基質的最重要成分,其中,Ⅰ型膠原(Col-Ⅰ)是其中最主要的膠原成分,其過度產生和沉積會造成增生性瘢痕的產生[63]。基質金屬蛋白酶(MMPs)是一組ECM中的重要降解酶,組織金屬蛋白酶抑制物(TIMPs)是MMPs的重要抑制因子[64]。MMPs和TIMPs之間的動態平衡對ECM的代謝起到不可或缺的作用[65]。現代動物實驗研究發現,針刀干預模型家兔后,可明顯改善第三腰椎橫突局部肌肉組織勻漿中 Col-Ⅰ、MMPs和 TIMPs的合成和代謝,對ECM的動態平衡起到良性的調節作用[66-67]。

2.3.5 氣體信號分子

有研究表明,一氧化氮及一氧化氮合酶在急性軟組織損傷及修復過程中起重要作用[68],但其在慢性軟組織損傷及修復過程中的作用尚不明確[69],故李金牛等[70]進行相關研究發現,針刀干預后可明顯抑制NO的生成,減輕損傷軟組織炎癥反應和損傷程度,改善微循環,防止病理性瘢痕組織的形成,對病損部位有明顯的促修復作用。

2.3.6 細胞因子

有研究表明,TNF-α對成纖維細胞具有雙向作用,低濃度有刺激成纖維細胞增生作用,高濃度反之[71]。TGF-β也在組織修復的促纖維化中起重要作用[72]。胡波等[40]研究發現,針刀干預后可減輕模型大鼠局部組織內炎性細胞因子的產生,也可對與組織修復密切相關的 TNF-α、TGF-β有明顯良性調節作用。

3 分析與展望

針刀醫學為一門屬于我國醫學的新興醫學學科,針刀是將中醫的毫針與西醫的手術刀相結合的一種新型微創療法,具有針和刀的雙重作用。通過前文對針刀治療第三腰椎橫突綜合征模型動物的綜述,可以歸納出對應的針刀治療思路,針刀松解第三腰椎橫突綜合征局部軟組織,可以使軟組織局部血液循環加快,促使局部微血管增長,以此促進局部炎癥因子的吸收,并刺激局部鎮痛物質的釋放、致痛物質的吸收和中樞鎮痛機制共同發揮鎮痛作用,從而緩解疼痛,起到對第三腰椎橫突綜合征的治療效果。關于療效,上述實驗也通過對比實驗,在一定程度上肯定了針刀對第三腰椎橫突綜合征的治療作用,也為臨床研究及應用提供了參考和依據。

但從目前針刀實驗研究進展來看,雖然取得了一定的研究成果,但其仍處于起始階段,實驗研究仍存在很多問題。首先,造模使用了兩種動物模型,但是并沒有對這兩種動物模型進行比較,哪一種動物更適用于做哪一方面的研究。其次,對于第三腰椎橫突綜合征研究比較單一,大部分都集中于近期療效研究,基本無遠期療效及機制研究,針刀醫學想要取得更大的進步與發展,實驗研究必不可少,只有加強基礎實驗研究,才能為針刀臨床提供更強有力的支撐,這是針刀醫學發展的方向,也應該是研究者們繼續努力的方向。