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针刺对颅脑损伤后相关因素影响的动物实验研究进展*

2017-01-15李佳诺孙忠人尹洪娜曾祥新

针灸临床杂志 2017年6期
关键词:脑损伤电针脑组织

李佳诺,孙忠人△,尹洪娜,曾祥新

(1.黑龙江中医药大学,黑龙江 哈尔滨 150040;2.黑龙江大学附属第二医院,黑龙江 哈尔滨 150001)

针刺对颅脑损伤后相关因素影响的动物实验研究进展*

李佳诺1,孙忠人1△,尹洪娜2,曾祥新1

(1.黑龙江中医药大学,黑龙江 哈尔滨 150040;2.黑龙江大学附属第二医院,黑龙江 哈尔滨 150001)

通过查阅颅脑损伤方面的相关动物实验研究,发现颅脑损伤后继发性损伤是影响患者愈后的重要因素,继发性损伤机制包括兴奋性氨基酸及自由基的生成、脂质过氧化、炎症介质的释放和细胞凋亡等方面,目前大量实验研究选用针刺治疗并达到显著疗效,实验证明,针刺可清除自由基并降低兴奋性氨基酸的含量,也可以抑制细胞凋亡,增加有利神经递质如降钙素基因相关肽的增加并减少有害神经递质如神经肽Y的释放等,从而保护脑组织。本研究从针刺对钙离子方面、神经递质方面、氧自由基方面、炎症方面、其他方面共5个方面进行总结。

颅脑损伤;针刺;实验方法;综述

创伤性脑损伤(TBI)已成为危及人类生命的常见病,发病率也在逐年增高,其中以青壮年为主[1],颅脑损伤可严重影响家庭和生活质量,给人们带来巨大痛苦。颅脑损伤主要分为原发性损伤和继发性损伤,其中继发性损伤是患者预后情况的主要环节,也成为近年来主要的研究热点与难点。目前,针刺对导致继发性损伤各项机制的影响有显著意义。

1 针刺对钙代谢异常影响

颅脑损伤后,细胞内的Ca2+浓度增高使得细胞内磷脂酶被激活,并引起游离脂肪酸浓度增高,导致细胞膜稳定性降低,流动性增加,从而引起大量Ca2+内流[2]。Ca2+可与线粒体结合阻断ATP酶的生成,导致游离氨基酸在脑细胞内大量聚积,促进前列腺素代谢并产生大量血管活性物质,形成血栓并引起脑血管循环障碍,加重组织缺血缺氧[3],也可使神经结构受损,导致脑水肿甚至死亡。

赵永烈等[4]选取56只大鼠随机分为假手术组、模型组、针刺治疗组和药物组,旨在研究针刺对大鼠脑组织Na+-K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶和Mg2+-ATP酶活性的影响,针刺选取人中、内关、合谷、天门,并按照《实验针灸学》穴位定位操作,结果显示3组酶活性在损伤后24 h均降低,且针刺对Ca2+-ATP酶活性的增高较其他两组有明显差异(P<0.05),以上结果表明针刺可以减少Ca2+细胞内流,减轻组织损害。

黄长军等[5]观察针刺对颅脑损伤大鼠血清孕育的SY5Y细胞内Ca2+浓度的变化,将实验分为空白组,以6 h、12 h、24 h、48 h、6天时间分类的模型组和针刺组各5组,针灸选穴为印堂、百会,实验结果显示除6 h组外,其余各时间段针刺组SY5Y细胞血清内Ca2+的荧光强度均弱于模型组(P<0.05)。针刺涌泉、厉兑穴,配合电针治疗,可使电针组家兔体内三磷酸腺苷酶(ATPase)中Ca2+-Mg2+ATPase活性高于损伤组,差异具有显著意义(P<0.01)[6]。

2 针刺对神经递质及其受体系统影响

人体大脑内神经递质主要可分为3类,生物原胺类、氨基酸类和肽类[7]。生物原胺类可分为儿茶酚胺类与吲哚胺类[8],儿茶酚胺类包含多巴胺(DA)、去甲肾上腺素(NE)、肾上腺素(A);吲哚胺类包含5-羟色胺(5-HT); 氨基酸类分为r-氨基丁酸、组胺、乙酰胆碱(Ach)等;肽类为内源性阿片肽、P物质、神经肽Y、降钙素基因相关肽(CGRP)[7]。

5-羟色胺(5-HT)是神经系统主要的神经递质,可引起神经元兴奋从而ATP消耗增多,酶活性降低,导致细胞内离子紊乱[9]。另外实验[10]表明该递质也可促使细胞凋亡。选取督脉大椎与百会穴,观察电针对大鼠脑组织受损引起缺血后体内单胺类神经递质5-HT、NE及DA含量的影响,将实验分为假手术组、缺血组、缺血电针组,实验结果为缺血组三者含量均下降,电针组较缺血组各项递质含量均明显升高(P<0.05),与假手术组比较差异无统计学意义(P>0.05)[11]。李勇[12]应用督脉电针治疗急性颅脑损伤探讨其保护机制,观察损伤后5-羟色胺和多巴胺(DA)的含量变化,结果为损伤后不同时间段督脉电针组较其他组内5-羟色胺含量比较均减少,差异具有显著统计学意义(P<0.01)。尹成文[13]将实验分为模型组、空白组、假手术组和针刺组各10只大鼠,造模成功后针刺组选取百会、足三里电针治疗,实验结果:造模后模型组内5-HT的含量明显高于空白组,差异具有显著的统计学意义(P<0.01),可以证明在急性颅脑损伤后,脑组织中5-HT的含量急剧上升对脑组织造成损害,针刺组大鼠5-HT的含量较模型组、假手术组减少,差异具有统计学意义(P<0.05),因此可以表明电针对急性脑损伤大鼠脑组织中5-HT的含量有很好的控制作用。冀雨芳等[14]将大鼠随机分为空白组、针刺组、模型组和药物组各10只,选取针刺百会、水沟、天门、合谷、内关,观察体内NE和NO的含量变化,结果针刺组较其他各组,体内两者含量均显著下降,差异具有统计学意义(P<0.01),从而证实针刺对颅脑损伤大鼠具有促醒作用。

有研究表明降钙素基因相关肽(CGRP)可引起血管扩张,在急性颅脑损伤过程中可增加脑血流量,减轻损伤[15];神经肽Y(NPY)[16]作用则相反,可引起血管收缩,加重颅内神经组织损伤。黄伟[17]将实验大鼠随机分为正常组、假手术组、模型组和电针组,检测大鼠脑缺血后CGRP与NPY含量水平,结果:与模型组相比,电针组大鼠海马区CGRP高于模型组,NPY水平低于模型组,差异具有显著性(P<0.01)。

氨基酸类神经递质主要包括谷氨酸(Glu)、r-氨基丁酸(GABA)、组胺等,其中GABA为抑制性递质,可抑制兴奋性递质在突触前膜的释放[18]。有研究证实[19],电针可以有效减少脑缺血损伤大鼠脑组织中谷氨酸含量。李平[20]利用醒脑开窍法治疗颅脑损伤大鼠,观察体内兴奋性氨基酸变化情况,结果显示针刺组较缺血组谷氨酸、门冬氨酸含量显著降低(P<0.01),GABA含量显著升高(P<0.01)。

3 针刺对氧自由基反应影响

大量研究证实,创伤性脑损伤后机体发生氧自由基反应是脑组织病理损害的重要环节,正常情况下,机体内抗氧化系统可清除体内生成的氧自由基,两者成正相关且保持动态平衡,机体的氧自由基包括超氧阴离子、羟自由基等[21]。当脑组织发生损伤后,体内的氧自由基生成过多,两者失衡,其自身可造成脑组织细胞膜结构中脂类、DNA的损害,引起细胞膜结构的改变,使得Ca2+内流进一步造成脑组织水肿外,还可介导炎性物质生成,如白三烯、血栓素A2等炎性介质与细胞因子和黏附因子等炎性因子的表达,共同造成脑组织继发性损伤,对患者的预后造成危害[22]。

王磊[23]将实验分为模型组、电针组、假手术组和正常组,各组选取大鼠30只行脑缺血造模,成功后模型组和电针组分别于0 min、6 h、24 h行再灌注技术,观察血清中氧自由基变化情况。结果显示:造模后模型组谷胱甘肽(GSH)水平较假手术组和空白组含量减少,差异具有统计学意义(P<0.05),以再灌注0 min和6 h时明显;其中丙二醛(MDA)较另外两组明显升高。电针组GSH水平较其他各模型组显著升高,且MDA水平较其他组降低,差异均具有显著统计学意义(P<0.01)。

陈志强等[24]观察电针对脑缺血再灌注大鼠体内超氧化物歧化酶(SOD)和MDA含量的影响,将实验分为电针组、模型组和空白组,实验结果为电针组大鼠血清SOD含量水平较模型组升高,差异具有统计学意义(P<0.05),血清MDA含量较模型组明显降低,差异具有统计学意义(P<0.05)。李宝赢[22]采用Feeney′s打击法进行大鼠急性颅脑损伤造模,将实验分为空白组、模型组、假手术组和电针组,于6 h后取材观察各组大鼠血清中SOD和MDA的含量,结果显示电针组较模型组SOD含量显著升高(P<0.01),MDA含量明显降低(P<0.01)。董广宇[6]采用针刺涌泉、厉兑穴观察家兔急性颅脑损伤后体内脂质过氧化物丙二醛(MDA)和抗氧化物超氧化物歧化酶(SOD)含量的变化情况,将实验分为正常组、假损伤组、损伤组和电针治疗组,结果为电针组脑组织CuZn-SOD、线粒体Mn-SOD含量较正常组和假损伤组含量下降,差异显著(P<0.01);较损伤组含量高,具有统计学意义(P<0.05)。电针治疗组MDA含量较损伤组低,以损伤后6 h、24 h有差异(P<0.05)。

4 针刺对炎症反应影响

创伤性脑损伤(TBI)后,人体中枢神经系统常出现的病理生理改变主要包括炎症反应。炎症反应主要为损伤后大量炎性因子释放,从促进免疫系统激活、破坏血脑屏障、破坏血管内皮细胞、促进NO合成等方面加重脑损伤[25],出现脑水肿症状。目前也有学说认为炎症因子除破坏脑组织之外,对其也有保护作用,但具体机制研究尚不明确[26]。其中促进炎症反应的因子包括白细胞介素(IL-1β、IL-6、IL-8)、细胞间黏附因子(ICAM-1)、肿瘤坏死因子(TNF-α)等。

何学升等[27]为观察脑损伤后脑脊液中白细胞介素-8和可溶性细胞黏附分子-1的含量变化情况,选取对照组和治疗组各24只大鼠,治疗组在常规基础上针刺涌泉和厉兑两穴,治疗后结果显示治疗组含量均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。

王磊[23]研究局灶性脑缺血再灌注大鼠血清中IL-1β和IL-8通过电针治疗后两者的含量变化,实验分为电针组、模型组、假手术组和正常组各30只大鼠,电针组于再灌注30 min前给予针刺百会与人中穴,并人为在不同时间段进行再灌注,实验结果显示电针组大鼠血清中IL-6含量均有不同程度下降,其中再灌注6 h时间段最为明显;电针组大鼠血清中IL-8含量下降较其他模型组含量变化有显著性差异,具有统计学意义(P<0.05)。宋颖[28]也通过选取针刺足三里、百会穴证实电针可以有效减少缺血再灌注大鼠脑组织中IL-1β和ICAM-1因子的表达。

吴涛[29]将SD大鼠分为空白组、模型组和针刺组,并将针刺组分为不同时间段干预进行治疗,选穴依次为百会、人中、风府透哑门、足三里、合谷,实验结果显示针刺组脑组织内TNF-α的含量较模型组内含量减少,差异具有统计学意义(P<0.01)。且不同时段针刺干预之间,早期针刺较晚期针刺TNF-α表达量下降,差异具有显著统计学意义(P<0.01)。结论显示针刺可以有效的减少肿瘤坏死因子表达,从而减少继发性脑损伤的产生。

5 针刺对其他继发性机制影响

除以上4种主要的继发性损伤机制外,还存在激活血小板活化因子、减少水通道蛋白(AQP-4)表达、促进神经生长因子和脑源性神经营养因子的再生等。血栓素A2-前列环素I2(TXA2-PGI2)是维持血管壁完整与血液内环境稳态的主要系统,研究发现[30],针刺可以有效的减少血浆中TXB2含量,并且可使6-keto-PGF1水平下降,证明针刺可以防止血小板凝集与血管收缩,减少创伤性脑损伤后脑缺血的危害。有研究证明[31],AQP-4与脑水肿发生成正比。电项针[32]可有效抑制水通道蛋白的表达,减轻脑水肿。张毅敏等[33]选取百会、人中、风府透哑门、合谷穴,将实验分为假手术组、模型组和针刺组,每组各10只。治疗后检测脑组织中NGF、BDNF含量,结果为针刺组的含量较其他组明显升高,差异具有统计学意义(P<0.01)。王瑞辉[34]选取不同时间点针刺介入治疗,观察大鼠体内BDNF含量的变化,从而完善颅脑损伤患者更合理的治疗方案。胡晓丽[35]采用输合配穴针刺法治疗脑损伤大鼠,治疗后观察S100B脑蛋白含量明显下降,实验证实星形胶质脑蛋白S100B在颅脑损伤后可大量释放,引起脑细胞凋亡,脑组织进一步损伤。李星儿等[36]选取脑三针、智三针、颞三针治疗颅脑损伤大鼠,并观察其体内14-3-3蛋白含量变化,该蛋白与Bcl-2和Bax凋亡蛋白表达有关,能够与其结合抑制细胞凋亡,实验结果证实针刺可以促进14-3-3蛋白表达的增加。

6 结语

综上所述,通过研究针刺对颅脑损伤后各项机制的影响,可以肯定的是针刺在很大程度上减轻了大脑的继发性损害,改善患者预后,提高其生活质量。关于颅脑损伤后引起继发性损伤的机制是个复杂多变的过程,本研究仅将其主要机制进行总结研究,另外,在动物实验方面,目前国内外专家也更倾向于以上方面,如果未来将更多的机制细致化并进行大量实验证实,颅脑损伤的病死率也将会大大下降,也会对临床治疗及患者预后极大的改善。

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Acupuncture Effect on Related Factors of Craniocerebral Trauma: Experimental Study Progress

LI Jia-nuo1, SUN Zhong-ren1△, YIN Hong-na2, ZENG Xiang-xin1

(1.HeilongjiangUniversityofChineseMedicine,Harbin150040,China; 2.TheSecondAffiliatedHospitalofHeilongjiangUniversityofChineseMedicine,Harbin150001,China)

It is found that secondary injury is the key influencing factor for the recovery of craniocerebral trauma according to relevant animal experiments. The mechanisms of the secondary injury include the productions of excitatory amino acids(EAA) and free radicals, lipid peroxidation, release of inflammatory mediators and apoptosis. Amounts of studies have shown that acupuncture has effective brain protection by clearing free radicals, reducing the content of EAA, inhibiting apoptosis, promoting calcitonin release, and cutting down neuropeptide Y(NPY). This research summarized the acupuncture effect on craniocerebral trauma in terms of calcium ion, neurotransmitter, oxygen free radicals, inflammatory mediators and other aspects.

Craniocerebral trauma; Acupuncture; Experimental method; Review

黑龙江省博士后资助课题,编号:LBH-Z13207;黑龙江中医药大学“优秀创新人才支持计划”科研项目,编号:2012RCL01,2012RCQ64。

李佳诺(1991-),女,2014级针灸推拿专业硕士研究生。

△通讯作者:孙忠人(1960-),男,教授,研究方向:电针治疗脊髓损伤。

R246.6

A

1005-0779(2017)06-0074-04

2016-12-24

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