针刺镇痛累积效应的中枢机制研究进展

夏昀凡 王依依 李荣荣 罗 宁 何晓芬 蒋永亮 方剑乔

针刺累积效应是指多次针刺干预后出现的效应累加现象，并在疗程结束后一段时间内机体的各个层面上维持较高水平的效应延续[1]。针刺累积效应可能具有同药物效应相似的时效规律，即在针刺疗效的半衰期内再次介入，可诱发机体将针刺效应逐步蓄积，以巩固并实现效用的累加，为提高和延长针刺疗效提供研究意义和参考价值[2]。然而，目前针刺镇痛的研究多以即刻效应为切入点，且关于针刺镇痛累积效应的研究较为分散，尚未有系统的研究讨论其产生的神经机制及化学物质改变。中枢和外周系统共同调控针刺镇痛效应的过程，其中以中枢系统为主导发挥重要作用。针刺累积效应得以实现的原因，并不能简单地用针刺镇痛即刻效应或后效应的机制来解释。基于此，笔者就针刺镇痛累积效应的中枢机制展开探讨，为临床和科研提供一定参考。

1 神经生理机制

针刺镇痛累积效应在中枢水平受到多靶点、多通路、多因子的调控。以往研究认为，针刺通过负反馈调控脑干以上部位，激发脑内各级中枢神经传导整合针刺信号[3]。通过对中枢水平不同层面的镇痛机制进行分析发现，针刺效应的累积初期通过脊髓水平胶质细胞的分步活化，主要途径脊髓丘脑侧索，兴奋以腹外侧中脑导水管灰质（periaqueductal gray，PAG）为主的神经元活性并激活下行抑制系统，同时传递伤害性信息至下丘脑及海马，改变神经核团内突触活动及功能结构的可塑性，最终将信息投射至痛觉相关皮质脑区，形成镇痛的中枢调控回路。

1.1 脊髓水平 痛觉信息加工处理的初级阶段在脊髓内完成，其中胶质细胞在慢性神经性疼痛的发生发展中起着重要作用。研究表明，反复电针刺激对于减轻神经痛和镜像痛的效应，主要通过下调脊髓内胶质细胞活性实现，并且先下调小胶质细胞活化后下调星形胶质细胞活化[4]，提示多个疗程针刺对于抑制星形胶质细胞活化，缓解神经病理性疼痛具有良好的效应。研究发现，反复针刺后仅有部分与脊髓星形胶质细胞密切相关的细胞因子和神经营养因子参与累积镇痛[5]，进一步支持神经胶质细胞是重复针刺调控痛敏化启动和维持的重要靶点。

1.2 脑干水平 脑干在伤害感受中激活内源性镇痛系统，兴奋与痛觉调制相关的核团，激活下行抑制系统调制伤害信息的传递[6]。PAG 是痛觉调控系统在脑干区域的中继站，是内源性镇痛系统的核心结构，针刺信息沿脊髓丘脑侧索上行，接收针刺信号激活脑干内下行抑制系统，并由多种神经递质参与协同发挥镇痛效应[7]。脑干水平有许多脑核团和区域参与针刺镇痛信号的处理，研究发现在重复固定电针刺激13 d 后，模型中PAG 内脑功能活动较6 d 后的测量值呈现更高水平的诱导，特别是在腹外侧PAG 中神经元兴奋性增强[8]，提示在重复刺激下针刺信息的传递通路可能集中在PAG 腹外侧区域。PAG 可释放多种神经递质参与疼痛、焦虑等生理状态的调控，如5-羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）、阿片肽、P 物质、γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）等，同时腹外侧区域又有兴奋性下行神经通路dmPFC/vlPAG 经过，该通路参与慢性疼痛的初始和维持阶段以及焦虑状态的维持[9]。因此，反复电针刺激是否通过激活该区域通路，在疼痛形成的初始阶段进行预调控，减少痛情绪的产生，有待进一步的研究。

1.3 丘脑 丘脑是伤害性信息传递到大脑皮层的关键中转站。当丘脑受到针刺等外源性伤害性刺激后激活中央中核，抑制束旁核放电，阻断伤害信息向上游传递。有研究通过对结扎坐骨神经造成压迫性损伤及去卵巢造成记忆损害的大鼠模型分别进行电针刺激，观测到下丘脑视上核、室旁核和弓状核中蛋白激酶A 及胆碱能受体基因的表达均在多次针刺后呈现累加，进一步研究发现，在该反应中，下丘脑室旁核内突触超微结构被逆转[10]，镇痛通路的激活在电针干预2 周后较干预即刻明显增加，促进突触内环境的改变，重塑神经元产生记忆性，从而实现镇痛效应的延续[11]，逆转其神经元因损伤所引起的突触间隙宽度增加和突触后密度变薄等突触超微结构变化[12]，再次佐证下丘脑室旁核是反复电针累积镇痛作用实现的有效靶点。

1.4 边缘系统 边缘系统杏仁核综合处理多种伤害信息，参与调配与疼痛相关的情绪和行为。重复电针可明显改善慢性痛大鼠痛感觉和情绪相关杏仁核内μ-阿片受体等蛋白表达及突触间物质的变化，对抗负性情绪的产生，发挥镇痛作用[13]。

海马与慢性疼痛的感知和记忆密切相关，在针刺镇痛过程中参与信息的感知和整合，调控神经记忆功能发挥镇痛效应。海马在针刺镇痛中的作用主要通过改变痛觉过敏状态实现，有研究者观察连续针刺14 d 海马区化学物质的变化，发现干预14 d 后海马体CA1 区及CA3 区相关激酶和蛋白表达较干预2 d 时明显上调[12，14]，通过缓解因慢性疼痛所致的焦虑情绪，改善痛敏状态。此外，慢性神经病理性疼痛的产生与海马区神经元自发性异常放电活动有关，针刺信息通过调控海马区BDNF-Ras-ERK 信号通路、蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）信号通路活性和脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）及其受体基因的表达，增强痛抑制神经元放电活动实现效应的累加[15]。

1.5 皮层 大脑皮层是神经活动调控的最高位中枢，脑影像学揭示针刺过程中伤害性刺激所诱发相关脑区活动的变化。重复针刺产生兴奋累积的脑区在疼痛相关区域有不同程度的重叠，包括双侧中扣带皮层67%、双侧中央旁小叶71%、大脑皮质体感Ⅱ区51%和右丘脑35%[16]，这些区域既参与痛觉传递的上行通路，又支配下行性调节，双向调控痛觉调制过程使之维持动态平衡。

2 神经化学机制

针刺信号的传递由多种化学物质共同参与，其通过将针刺信息转化为神经冲动在中枢神经系统内进行传递，发挥镇痛作用，延长针刺疗效。针刺镇痛的效应因子有阿片肽、胆囊收缩素-8（cholecystokinin-8，CCK-8）、5-HT、去甲肾上腺素（noradre-naline，NA）、谷氨酸（glutamic acid，Glu）、GABA 等。

2.1 阿片肽 阿片肽是脑内重要的镇痛物质，其在针刺镇痛中的作用已被广泛接受，脑内主要的阿片肽有β-内啡肽、脑啡肽、强啡肽三种，与其受体分别分布在与痛觉相关的中枢神经系统区域内，针刺激活初级传入神经末梢的阿片受体，抑制传入末梢P物质的释放抑制中枢敏化，同时许多核团参与释放递质激活下行抑制通路。内啡肽对μ 受体具有较高的选择性，研究发现，电针刺激3 d 后各组阿片肽活动改变不明显，但治疗7 d 后慢性痛大鼠模型痛感觉和情绪相关杏仁核内μ-阿片受体等蛋白表达及突触间物质明显改善[13]，提示规律的针刺介入可调整阿片肽的代谢速率，加强镇痛效应。

2.2 CCK-8 研究表明，CCK-8 参与介导针刺镇痛，是中枢系统内一种具有强抗阿片类活性的神经肽，并且这种抗阿片作用是由CCK-B 受体介导的[17-18]。重复电针刺激在提高中枢自发性释放脑啡肽峰值的同时，减少CCK-8、P 物质等拮抗因子的释放，减少其对阿片类物质镇痛作用的抵抗以延长针刺效应[19]。

2.3 其他神经递质 5-HT 及其受体是重要的疼痛调节因子，在中枢神经系统内具有镇痛作用，但在外周水平发挥致痛效应，不同亚型的受体广泛表达于神经元和神经纤维中，分布于脊髓背角神经元的5-HT1A 和分布于初级伤害性传入纤维的5-HT3 受体均与炎性痛相关[20]，而5-HT4 受体的表达与内脏痛有关[21]。NA 也是一种双向调控的因子，在大脑可以抑制镇痛效应但在脊髓却诱导效应的增强[22]。Glu 是兴奋性神经递质，和抑制性神经递质GABA 共同参与痛觉减轻[23]。目前针刺镇痛过程中关于以上物质的研究以即时镇痛效应为出发点，对累积效应的研究尚缺乏，有待进一步探索。

3 分子机制

兴奋性化学因子与拮抗性因子共同调控痛觉的形成及敏化过程，在相应的激酶刺激及通路调控下维持动态平衡，其中以细胞因子、阿片肽前体、原癌基因蛋白（c-Fos）和与胆碱能受体相关蛋白质及通路的变化为主实现多因子的调控。

3.1 细胞因子 白细胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）和肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）是两种最常见的炎症介质，调节性T 细胞产生的白细胞介素-10（interleukin-10，IL-10）是缓解炎性疼痛的关键抗炎细胞因子。IL-10 的表达主要在脊髓浅表星形胶质细胞中，是电针镇痛和中枢致敏的关键[24]。电针治疗可抑制脊髓组织中这些炎性介质的表达，调节免疫细胞的激活以诱导IL-10 的表达，并抑制巨噬细胞和中性粒细胞的增殖，减缓炎症进展，提示电针镇痛和抗炎作用的累积可能与诱导IL-10 释放抑制促炎细胞因子有关[25]。

3.2 阿片肽前体 除神经递质及炎性物质外，还有其他一些化学物质参与针刺镇痛分子水平的调节机制，如阿片肽前体。前阿黑皮素（pre-proopiomelanocortin，POMC）及人前脑啡肽（homo sapiens proenkephalin，PENK）是内啡肽和脑啡肽的前体，通过释放神经递质及免疫反应物，激活中枢内源性阿片肽系统、中枢内源性痛觉调制系统和下行性抑制系统处理痛觉信息传递，在脊髓水平对炎症性疼痛进行调节[26]。研究发现，每日重复针刺炎症痛大鼠可促进下丘脑POMC 和PENK mRNA 的表达，加速前体蛋白的释放，促进相应阿片肽的生成，类似效应也发生在对慢性神经病理性疼痛的介导过程，通过上调下丘脑POMC mRNA 和下调海马孤啡肽前体（prepronociceptin，PNOC）mRNA 表达实现镇痛效应的累积[27]。

3.3 c-Fos c-Fos 是定位脑功能活动的主要标记物，可作为将神经信号由细胞外信号转化为对靶基因调控并参与信息传导和调控的一种信号标志[7]。研究发现，在固定电针刺激的模型中PAG 腹外侧部位c-Fos 的表达在13 d 后呈现更高程度的诱导，而6 d时的测定值未出现明显改变[8]，并且针刺的长期疗效与c-Fos 的表达密切相关。

3.4 其他活性物质 胆碱能受体与神经记忆相关，重复电针刺激上调海马和下丘脑组织中突触素、乙酰胆碱酯酶、钙调素依赖型蛋白激酶Ⅱ、囊泡乙酰胆碱转运蛋白和PKA 的表达，加速蛋白质转录和翻译，重塑突触界面结构，促进神经元可塑性变化产生学习和记忆能力，在强化效能的同时减弱痛敏化[14，28-30]，巩固神经传导功能，维系针刺信息在中枢的交互，此类神经可塑性反应可同时加速脑脊液中阿片肽的代谢速率，改变中枢P 物质和脑啡肽释放速率[31]。

4 结语

累积效应是对即刻效应和后效应的巩固及延续，由各级中枢分工调配实现针刺信息的传递并逐渐衰减，由此可见介入的时机、多种刺灸技术的选择及辨病、辨证施治尤为重要。目前对该领域的研究仍存在以下几点不足：（1）基础研究主要以炎症性疼痛和神经病理性疼痛为核心展开，对疼痛的其他分型如急、慢性疼痛、内脏痛及癌性痛等领域的研究尚缺乏；（2）针刺手段多样化，包括普通针刺、电针、温针灸等，同时合并不同针刺手法和留针时间，难以在针刺的刺激量上实现统一的标准；（3）在治疗方案上，不同经穴的选择、经穴与验穴的配合应用，在一定程度上影响着针刺镇痛的累积效应；（4）受试对象复杂化，包括动物、健康人和疾病状态者。因此，充分利用现代科学技术手段，以疾病的发生发展规律为切入点，进一步研究累积效应的实现机制，对针刺的临床应用，尤其是穴位的选择、刺激量的衡定、再介入的时间间隔等时效-量效关系的研究具有更深远的指导意义。