针刺干预脑缺血的电生理研究进展*
2012-01-24马津全
王 永,马津全,韩 林,沈 燕,3,王 舒,3△
(1.天津中医药大学,天津300193;2.天津中医药大学第一附属医院,天津300193; 3.天津中医药大学第一附属医院针灸研究所天津市针灸学重点实验室,国家中医药管理局脑病针刺疗法重点研究室,天津300193)
综述
针刺干预脑缺血的电生理研究进展*
王 永1,马津全2,韩 林2,沈 燕2,3,王 舒2,3△
(1.天津中医药大学,天津300193;2.天津中医药大学第一附属医院,天津300193; 3.天津中医药大学第一附属医院针灸研究所天津市针灸学重点实验室,国家中医药管理局脑病针刺疗法重点研究室,天津300193)
卒中已成为国内居民首位死亡原因,也是成年人致残的首要原因,而缺血性脑卒中占所有脑卒中类型的80%。针灸在治疗缺血性脑血管病已通过大量的临床与实验研究,并被证实是行之有效的治疗方法,但针刺治疗脑卒中的作用机制尚不完全清楚。而对于针刺治疗脑缺血的电生理机制越来越受到重视。笔者就近20年来针刺干预脑缺血的电生理研究作以综述。
针刺;脑缺血;电生理;综述
脑卒中是导致全球人口死亡最常见的原因之一,也是导致成年人残疾的主要原因,其中缺血性脑卒中占所有脑卒中类型的80%[1],且大多数患者中遗留有瘫痪、失语等严重后遗症,给患者带来极大的痛苦,同时也给社会和家庭带来沉重的负担。随着世界人口老龄化进程的加快,预计脑血管病的发病率在今后的一段时间内还会继续升高。虽然针刺治疗脑卒中已有两千多年的历史,且已得到了公认的临床疗效[2],但针刺治疗脑卒中的作用机制尚不完全清楚。神经系统是复杂的动力学系统,通过神经电活动调控着机体的各项生理机能,而针刺作为神经系统的一种外部刺激,能够诱发神经系统产生相应的神经电信息,因此神经电活动中必然蕴含着针刺作用电信息。现笔者就近20年来针刺干预脑缺血的电生理研究作以综述。
1 实验研究
1.1 脑电图
脑电图一般可作为反映脑功能的灵敏指标,常用于诊断脑功能异常状态,也用于判别针刺、药物等治疗某些疾病的疗效、演变及转归的指标。许能贵等[3~4]应用电针针刺督脉“大椎”、“百会”穴,观察大脑中动脉阻塞模型(MCAO)大鼠不同时点的脑电图变化,结果显示缺血加电针组中,给予电针治疗10 min后,对阻断后10、60、120、240 min时程的缺血性脑电幅值、频率均有明显增加,棘慢波减少,调幅改善,波幅变化在统计学有非常明显差异,部分大鼠24、48 h脑电变化由Ⅲ级抑制变为Ⅱ级抑制,由Ⅱ级抑制接近为正常,证实电针“大椎”、“百会”穴对缺血神经元损伤有保护作用,为临床针刺治疗缺血性脑损伤提供了理论依据。其他学者[5]的研究进一步证实电针刺可显著激增缺血脑组织的功能,使其电兴奋性提高,且电针刺双侧经穴的激增效应明显优于单侧电针刺法,但同时电针刺对缺血脑组织功能的激增效应随时间延迟出现衰减现象。
1.2 诱发电位
1.2.1 体感诱发电位 皮层体感诱发电位(SEP)是反映刺激点到皮层上行传导道路及感觉运动皮质的电生理活动状态,其波幅变化与脑缺血程度密切相关,且定位定性较好,有助于临床对缺血性脑血管疾病的早期诊断和缺血功能障碍程度的客观评定[6~8]。Meldrum[9]首先将其作为脑缺血的研究指标,而这项指标也是近年来观察针刺治疗脑缺血疗效应用最多的电生理指标。罗勇等[10]最早采用SEP作为观察实验脑缺血模型的指标,其发现电针“合谷”穴对夹闭大鼠双侧颈总动脉所致脑缺血后10 min、15 min、20 min和25 min的 SEP的 P1波幅增加了 14.02%、15.47%、17.06%和15.31%,而相对应时相点SEP的N1波幅增加了16.46%、14.63%、13.85%和13.02%,潜伏期在脑缺血后损伤的基础上也有一定改善,提示电针“合谷”穴可起到明显改善脑缺血的作用。同时还注意到SEP在不完全性脑缺血(夹闭双侧颈总动脉)30 s即可发生明显改变,早于酶学指标和超微结构的变化,故提示SEP是能及时反映脑缺血后脑功能状态的一种较为灵敏的指标,有助于临床对于缺血性脑血管病的早期诊断。而陈志强等[11]则观察到电针“环跳”穴对脑缺血再灌注大鼠的SEP各异常成份均有较好的恢复,并保持到再灌注2 h,与正常大鼠的检测结果相近,提示针刺对脑组织的缺血性损伤具有明显的治疗作用,并对再灌注的损伤具有预置性保护作用。还有学者[12]发现电针“风府”和“人中”穴对脑缺血后期(85天)的SEP也有一定的改善作用。另外有学者[13]还发现电针督脉穴位(“人中”、“上星”)在促进脑缺血后神经功能恢复上比非督脉穴位(“承扶”、“殷门”)具有相对较强的作用。许能贵等[14]也观察到电针“大椎”和“心俞”穴对缺血后皮层及皮层下神经损伤有明显保护治疗作用。其他学者[15]的研究显示在缺血即刻后进行电针双侧风池穴对SEP的P1-N1、N1-P2波幅和P1潜伏期的改善最有意义,说明针刺在治疗缺血性脑卒中时应该及早介入。
1.2.2 运动诱发电位 经颅刺激运动诱发电位(MEP)的异常程度和神经损伤及临床体征严重程度呈正相关性,且可预测治疗结果和预后,其作为运动功能恢复的早期预测指标已得到公认[16~18]。韩林和姚文平等[19~21]观察了电针水沟穴对永久MCAO模型大鼠MEP潜伏期和波幅的影响,在一定的电流强度和频率下,电针水沟穴能使患侧MEP受抑制程度小于模型组和非穴组,说明针刺水沟穴对大鼠患侧MEP起到促进的调节作用,实验中还发现健侧MEP也受到一定程度的抑制。他们还采用两因素(电流强度,刺激频率)三水平(1 mA、3 mA、5 mA,2 Hz、50 Hz、100 Hz)的正交设计对最佳电针刺激参数进行筛选,发现低频率和低强度(1 ma,2 hz)对模型大鼠神经功能恢复最有效果,刺激频率起主导作用。
1.3 突触可塑性
突触可塑性是脑损伤后脑可塑性的主要表现。LTP和LTD被描述成神经损伤后调节功能恢复的与突触相关的机制。徐振华,许能贵等[22~23]在其前期对电针“百会”和“大椎”穴的研究基础上,观察缺血2周后缺血同侧海马齿状回兴奋性突触后电位(EPSP)、群峰电位(PS)、长时程增强(LTP)和长时程抑制(LTD),结果显示针刺对缺血引起的海马DG区EPSP和PS的I/O曲线的幅度变化起保护作用,同时能修复缺血造成海马DG区PS的LTP诱导的损害,且对PS的LTD诱导也有一定的提高作用,但对缺血后海马 DG区EPSP的LTD的诱导无明显影响。说明针刺能明显改善由永久性大脑中动脉闭塞造成的缺血同侧海马突触传导效率的损害,从而消除距梗死灶遥远的区域变化对脑缺血后功能的影响。而不同针刺量对改变脑缺血后海马的LTP诱导方面的作用无显著性差异。而另有学者[24]的研究却发现EA和MCAO的I/O曲线的EPSP没有明显变化,说明EA和MCAO不影响CA1区神经元突触基础的传递功能。但电针“百会”穴可以修复大脑中动脉缺血导致的大鼠海马脑片CA1区LTP的抑制,而且能抑制NR1受体和TRPV1受体的表达,说明针刺百会对突触LTP的修复可能与NR1受体和TRPV1受体的表达有关。而景向红等[25~26]研究发现针刺“百会”、“脾俞”、“肾俞”、“三阴交”、“足三里”穴可以使糖尿病合并脑缺血模型大鼠海马脑片CA1区的PS波幅和斜率基本表现为上升趋势,且能改善PS诱发长时程增强(LTP)效应的下降,提示针刺对糖尿病合并脑缺血导致的学习记忆障碍的改善作用可能是通过改善LTP效应,增强突触的可塑性来实现的,进一步说明针刺对学习记忆障碍的改善作用是通过提高突触传递的效率而实现的。其他学者[27]还观察了预先针刺“百会”穴对FVB-Tg小鼠皮层脑片GABA能神经元在体外缺血的影响,并且采用了全细胞记录方式。与缺血组比较,针刺组能提高受损的峰值编码水平和兴奋性突触传导,同时也降低了动作电位阈值和绝对不应期的时间。实验还提示缺血和针刺是通过神经元的电压依赖性钙通道,控制动作电位阈值和绝对不应期,从而影响峰值编码。说明针刺“百会”穴可能通过调节皮层GABA能神经元的兴奋性和抑制性,以减轻神经元的缺血缺氧性损伤。
2 临床研究
朱永志等[28]观察了电针神经干腧穴疗法治疗脑梗死患者的脑电图变化,发现患者脑电异常得到明显改善,明显减少病变半球的θ波或δ波,使α波和兴奋性的β波增加,有效地提高大脑皮层细胞的兴奋性,使偏瘫肢体的神经功能缺损得到恢复,且电针神经干腧穴疗法治疗脑梗死偏瘫疗效优于常规电针组。另外有学者[29]观察了“醒脑开窍针刺法”对急性脑梗死患者体感诱发电位和运动诱发电位的影响,结果发现针刺治疗后其CMCT、N13-N20 IPL明显缩短,提示“醒脑开窍针刺法”能改善急性脑梗死患者的神经功能缺损。同时也提示单脉冲磁刺激在急性脑梗死患者中的应用是安全的。李安国等[30]也采用体感诱发电位作为指标,观察巨刺法对急性脑梗死患者的疗效,结果显示患者SEP的N9、N20均有不同程度的变化,延长的潜伏期缩短、降低的波幅明显增高、缺失的波幅重现、波形分化及重复性均有不同程度的改善,且针刺双侧肢体治疗急性脑梗死患者的效果优于针刺患侧肢体。但郑正涛等[31]的研究却显示N9潜伏期及波幅均没有明显的变化,提示脑梗死早期不会引起N9潜伏期的明显延长及波幅明显减低,针刺治疗后也不会使N9的潜伏期及波幅产生明显变化。而罗文舒[32~34]的研究也进一步从电生理角度证实了针刺能改善脑梗死患者的神经功能缺损。
3 小结
综上所述,针刺治疗缺血性脑卒中动物模型的电生理研究主要集中在脑电图、诱发电位和突触可塑性的长时程增强上,而遗憾的是目前尚无应用膜片钳技术观察针刺对缺血性脑神经元各离子通道动力学影响的研究报道。虽然上述研究在某一电生理指标取得了疗效,但取穴及手法各异,电针参数不统一,效应评价指标不一,使各个研究的疗效不具可比性。
近年研究表明,神经元内Ca2+超载是缺血再灌注脑损伤的关键因素,脑损伤后,立即出现细胞内Ca2+浓度急剧升高。主要是通过电压依赖型的L型Ca2+通道和受体依赖型Ca2+通道进入细胞内。脑缺血时电压门控Ca2+通道和配体门控通道过度开放,同时Na+-Ca2+交换体反向逆转、胞内钙库释放,最终引起Ca2+浓度异常增加,触发Ca2+依赖的级联反应,最终导致神经细胞的损伤和死亡。所以在以后的研究方向应侧重于微观的电生理检测手段,如膜片钳技术。以期对针刺治疗缺血性脑卒中时神经元细胞膜和线粒体膜上钙、钾、钠等离子通道的影响作进一步的研究。
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Advances in Electrophysiology of Acupuncture intervening Cerebral Ischemia
WANG Yong1,MA Jin-quan2,HAN Lin2,SHEN Yan2,3,WANG Shu2,3△
(1.Tianjin University of Traditional Chinese Medicine,Tianjin300193,China; 2.The First Hospital Affiliated to Tianjin University of TCM,Tianjin300193,China; 3.The Institute of Acupuncture and Moxibustion in the First Hospital Affiliated to Tianjin University of TCM,Tianjin Key Laboratory of Acupuncture and Moxibustion;The State Administration of TCM Key Laboratory of Encephalopathy Acupuncture,Tianjin300193,China)
Strock has become the first cause of death,which is also the leading cause of adult disability,then ischemic stroke accounts for 80%of all stroke types.Acupuncture in the treatment of ischemic cerebrovascular disease has been through a lot of clinical and experimental study,and has been proven to be an effective treatment.However,the mechanism of acupuncture treatment for stroke is not entirely clear while the mechanism of electrophysiology on acupuncture treatment for cerebral ischemia was paid more and more attention.So the author has a review about the advances in electrophysiology on acupuncture intervention of cerebral ischemia during recent 20 years.
Acupuncture;Cerebral ischemia;Electrophysiology;Review
R246.1
A
1005-0779(2012)006-0081-03
国家自然科学基金项目,编号:30873304,81173339;天津市应用基础及前沿技术研究计划重点项目,编号:11JCZDJC19800。
王永(1984-),男,2009级针灸推拿专业硕士研究生,主要从事针刺治疗脑血管病的研究。
△通讯作者:王舒(1965-),男,教授,主任医师,博士研究生导师,主要从事针灸治疗脑血管病、痛症、高血压等的研究。
2011-12-15