董振華,方劍喬,邵曉梅

針灸防治缺血再灌注損傷機(jī)制的研究進(jìn)展

董振華,方劍喬,邵曉梅

(浙江中醫(yī)藥大學(xué)第三臨床醫(yī)學(xué)院,杭州 310053)

綜合介紹了近年來針灸在防治缺血再灌注損傷的研究進(jìn)展,側(cè)重從實(shí)驗(yàn)研究方向來提高機(jī)制認(rèn)識水平,揭示針灸研究的科學(xué)性及有效性,推動(dòng)針刺療法的廣泛應(yīng)用,并為提高臨床療效服務(wù)。

針灸療法;腦缺血;再灌注損傷;綜述

缺血再灌注損傷是指在缺血基礎(chǔ)上恢復(fù)血流后組織損傷反而加重,甚至發(fā)生不可逆性損傷的現(xiàn)象,這類損傷在全身各臟器均可出現(xiàn),其表現(xiàn)為再灌注組織器官的代謝紊亂、功能障礙及結(jié)構(gòu)損傷的變化,而損傷的程度因缺血程度、再灌注條件及組織器官的不同而異,比如心、腦對氧的需求程度越高越容易發(fā)生損傷[1]。缺血過程中針灸能夠減輕再灌注性損傷,可能與提高組織器官缺血缺氧耐受能力,減輕因缺血而造成的組織器官的代謝紊亂、功能障礙及結(jié)構(gòu)損傷有關(guān)。再灌注過程中針灸減輕因氧反常、鈣反常、pH值反常而發(fā)生的臟器損傷,改善因炎癥反應(yīng)造成組織損傷,并能抑制細(xì)胞凋亡?，F(xiàn)有大量的臨床與實(shí)驗(yàn)研究證實(shí),針灸可減少組織器官再灌注損傷,其中尤以針灸對腦、心等重要臟器的缺血再灌注損傷保護(hù)研究為多,具體作用機(jī)制如下。

1 清除自由基

缺血可導(dǎo)致次黃嘌呤大量堆積,黃嘌呤氧化酶形成增多,再灌注時(shí)氧分子的大量涌入使得自由基大量產(chǎn)生;缺血再灌注過程中吞噬細(xì)胞呼吸爆發(fā)也可產(chǎn)生大量氧自由基;另外線粒體電子傳遞鏈?zhǔn)軗p和兒茶酚胺代謝也是產(chǎn)生自由基的來源;近年的研究發(fā)現(xiàn)NOS參與了缺血再灌注過程中自由基的釋放[1]。自由基活潑點(diǎn)的化學(xué)特性使其極易與各種細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分,如膜磷脂、蛋白質(zhì)、核酸等發(fā)生反應(yīng),造成細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷和功能代謝障礙;氧自由基是介導(dǎo)缺血-再灌注損傷的重要因素之一,它具有極強(qiáng)的化學(xué)活性,通過與細(xì)胞膜不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng),形成脂質(zhì)過氧化物(LPO)及其降解產(chǎn)物MDA,從而使細(xì)胞及細(xì)胞器膜降解,細(xì)胞的完整性及選擇性離子滲透功能遭到破壞,組織細(xì)胞內(nèi)的肌酸激酶(CK)、乳酸脫氫酶(LDH)大量釋放出來,同時(shí)也使依賴于正常細(xì)胞結(jié)構(gòu)存在的自由基清除劑超氧化物歧化酶及抗脂質(zhì)過氧化反應(yīng)物質(zhì)谷胱苷肽過氧化物酶(GSH-Px)失活或者變性,依賴于膜結(jié)構(gòu)的各類離子通道反?；蚰孓D(zhuǎn),以致細(xì)胞內(nèi)外離子水平的反常,最終導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能破壞[1]。嚴(yán)潔等[2]研究發(fā)現(xiàn)電針內(nèi)關(guān)對缺血再灌注心肌的保護(hù)作用是通過減輕自由基損傷反應(yīng),減少心肌CK的釋放,降低MDA的生成而實(shí)現(xiàn)的。郭佳等[3]研究顯示電針預(yù)處理能夠顯著降低腦缺血再灌注大鼠腦組織MDA的含量,同時(shí)GSH含量有升高趨勢,證實(shí)電針預(yù)處理可以抑制大鼠腦缺血再灌注過程中自由基的生成,增強(qiáng)自由基清除力,從而起到抗腦缺血再灌注引起的自由基損傷,實(shí)現(xiàn)對中樞神經(jīng)元的保護(hù)作用。柏志全等[4]研究發(fā)現(xiàn)電針能降低缺血-再灌注組大鼠海馬MDA含量,提高SOD及GSH- Px活性,表明電針穴位能提高動(dòng)物腦海馬內(nèi)氧化酶活性,抑制自由基生成。張紅星等[5]研究發(fā)現(xiàn)電針內(nèi)關(guān)穴能顯著降低缺血再灌注損傷心肌MDA含量,升高GSH- Px活性,達(dá)到抗缺血再灌注損傷的作用。以上研究均證實(shí)電針有增強(qiáng)機(jī)體清除自由基的功能,從而防止機(jī)體缺血再灌注損傷的發(fā)生。

2 穩(wěn)定鈣通道

細(xì)胞內(nèi)鈣超載主要發(fā)生在再灌注期,主要原因是鈣內(nèi)流增加,可能與生物膜的損傷以致通透性增加有關(guān),線粒體ATP合成功能障礙是細(xì)胞內(nèi)鈣超載的關(guān)鍵因素,鈉鈣交換蛋白反向轉(zhuǎn)運(yùn)增強(qiáng)是缺血再灌注損傷時(shí)鈣離子進(jìn)入細(xì)胞的主要途徑,兒茶酚胺增多也可能是促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)鈣超載的原因之一[1]。細(xì)胞內(nèi)鈣超載引起再灌注損傷的機(jī)制目前尚未完全闡明,可能與以下因素有關(guān),細(xì)胞內(nèi)鈣超載促進(jìn)ROS產(chǎn)生;激活鈣依賴性生物酶,導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)受損甚至細(xì)胞死亡;鈣超載引起線粒體功能障礙[1]。近年來不斷發(fā)現(xiàn)針刺參與細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)定的調(diào)節(jié),可能是針灸防治缺血再灌注損傷的重要途徑之一。黃曉琳等[6]研究發(fā)現(xiàn)單純電針或磁刺激均能降低腦組織含水量和遏止細(xì)胞外鈣離子濃度降低,而兩者合用效果更優(yōu),電針結(jié)合磁刺激能較好地改善急性腦缺血大鼠腦組織水腫和良性調(diào)節(jié)細(xì)胞外鈣離子濃度。雷毅等[7]研究證實(shí)電針預(yù)處理具有降低脊髓組織細(xì)胞內(nèi)Ca2＋含量,防止Ca2＋超載,穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的能力,對腹主動(dòng)脈阻斷所致的脊髓缺血再灌注損傷具有良好的保護(hù)作用。楊孝芳等[8]研究發(fā)現(xiàn)大鼠缺血再灌注后心肌細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度增加,而經(jīng)電針治療各組細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度低于模型組,提示抑制心肌細(xì)胞內(nèi)鈣超載可能是電針內(nèi)關(guān)對缺血再灌注損傷心肌保護(hù)的作用機(jī)制之一。田岳鳳等[9]證實(shí)針刺手厥陰心包經(jīng)穴“內(nèi)關(guān)”、“郄門”穴可提高心肌細(xì)胞肌漿網(wǎng)Ca2＋- ATPase的活性,促進(jìn)Ca2＋-ATPase mRNA基因的表達(dá),減輕缺血再灌注損傷的程度,增強(qiáng)心肌的功能。張金鈴等[10]通過實(shí)驗(yàn)說明加入針刺血清后,可以降低升高的細(xì)胞內(nèi)鈣離子的濃度,其結(jié)論為針刺血清中存在著某種活性物質(zhì)可以明顯地降低缺血再灌注后細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度,從而為針灸治療疾病作用中體液因素的存在提供了直接依據(jù)。

3 抑制炎癥反應(yīng)

白細(xì)胞損傷的發(fā)生是由于缺血時(shí)產(chǎn)生了大量趨化因子激活白細(xì)胞向缺血組織游走聚集活化;同時(shí)與炎癥介質(zhì)激活大量的粘附分子表達(dá),再灌注后白細(xì)胞在缺血組織中浸潤更多,大量增多的白細(xì)胞對壞死組織細(xì)胞進(jìn)行清除;與此同時(shí)也產(chǎn)生了大量的ROS,加劇了再灌注組織的損傷;此外,白細(xì)胞的聚集、粘附也導(dǎo)致微循環(huán)障礙[1]。張振強(qiáng)等[11]發(fā)現(xiàn)電針可明顯抑制皮質(zhì)及紋狀體白細(xì)胞介素1b蛋白的表達(dá),同時(shí)縮小梗死的體積,說明電針對缺血性腦損傷的保護(hù)效應(yīng)可能與其抑制腦內(nèi)白細(xì)胞介素1b蛋白的表達(dá)有關(guān)。盧志河等[12]研究發(fā)現(xiàn)電針治療能降低大鼠腦缺血再灌注期血清白細(xì)胞介素8水平,進(jìn)一步通過多種途徑發(fā)揮對缺血性腦損傷的保護(hù)作用。劉玉珍等[13]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)針刺可顯著降低MPO活性及P-選擇素mRNA和蛋白表達(dá),明顯減輕白細(xì)胞浸潤,證實(shí)早期針刺治療可能通過下調(diào)P-選擇素mRNA和蛋白的表達(dá),抑制粘附分子介導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞與中性白細(xì)胞的粘附浸潤,而防治腦缺血再灌注炎性損傷。周華等[14]研究發(fā)現(xiàn)電針加灸對急性腦缺血再灌注大鼠血腦屏障具有保護(hù)作用,其作用機(jī)制可能是通過電針加灸能降低大鼠腦組織中ICAM-1的陽性含量,從而減少血腦屏障形態(tài)結(jié)構(gòu)的破壞,維持其生理功能的正常。張紅星等[15]研究表明頭針有利于腦缺血大鼠神經(jīng)功能的恢復(fù),可減輕急性腦缺血再灌注后神經(jīng)元的損害,并在一定范圍內(nèi)降低損傷腦組織中COX-2和NF-kB的表達(dá),增強(qiáng)TGF-b1的表達(dá),從而減緩免疫炎癥反應(yīng),減輕腦缺血再灌注損傷。

4 改善微循環(huán)障礙

缺血再灌注過程中增多激活的中性粒細(xì)胞同血管內(nèi)皮細(xì)胞之間的相互作用改變了微血管內(nèi)血液流變并造成微血管結(jié)構(gòu)損傷,如白細(xì)胞的嵌頓、微血栓的形成、微血管管徑狹窄及通透性增高等;另外內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙導(dǎo)致微血管收縮-舒張功能失調(diào)也是引起微循環(huán)障礙的原因,一方面,激活的中性粒細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞可釋放大量縮血管物質(zhì)如內(nèi)皮素、血管緊張素Ⅱ、血栓素A2等,另一方面,血管內(nèi)皮細(xì)胞受損而致擴(kuò)血管物質(zhì)如NO、PGI2合成釋放減少,一旦平衡打破勢必促使無復(fù)流現(xiàn)象的發(fā)生[1]。實(shí)驗(yàn)與臨床觀察發(fā)現(xiàn),缺血再灌注損傷組織的微循環(huán)障礙可持續(xù)4～12星期,可以說無復(fù)流是控制性降壓中引起組織后續(xù)損傷的重要因素。田岳鳳等[16]研究發(fā)現(xiàn)電針內(nèi)關(guān)穴可通過調(diào)節(jié)CK、ET、MDA、NO、NOS等來降低缺血再灌注損傷。劉智斌等[17]采用嗅三針電刺激治療急性局灶性腦缺血再灌注大鼠并測定大腦皮層一氧化氮(NO)含量、一氧化氮合成酶(NOS)活性及血液流變學(xué)改變,嗅三針電刺激治療后,大腦皮層NO、NOS和血液流變學(xué)檢測結(jié)果均有明顯改善,與模型組相比較有顯著差異,證實(shí)穴位電刺激防護(hù)缺血再灌注損傷的作用機(jī)理與改善血液循環(huán)和拮抗過氧化損傷密切相關(guān)。李順月等[18]觀察電針刺激足三里穴在大鼠胃缺血再灌注過程中對血流的變化是在不同狀態(tài)下均是增加血流量的作用。以上充分說明電針有改善血液循環(huán)作用。

5 抑制凋亡

針灸可以通過激發(fā)組織細(xì)胞抗缺血/再灌注損傷能力或通過基因水平干預(yù)以減少細(xì)胞凋亡的發(fā)生。路志紅等[19]發(fā)現(xiàn)電針組腦皮層Hsp70表達(dá)明顯強(qiáng)于對照組,電針組組織病理學(xué)損害輕于對照組,表明重復(fù)電針刺激百會穴預(yù)處理減輕腦缺血再灌注損傷與皮層Hsp70表達(dá)增強(qiáng)有關(guān)。嚴(yán)潔等[20]實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)電針內(nèi)關(guān)穴可促進(jìn)內(nèi)源性保護(hù)物質(zhì)腺苷的釋放,且可對凋亡的調(diào)控基因Bcl-2的生成有促進(jìn)作用,從而在一定程度上對心肌缺血再灌注損傷心肌起到保護(hù)作用。趙宇輝等[21]實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)針灸預(yù)處理使C-fosmRNA增多,使細(xì)胞凋亡減少,且針灸預(yù)處理日2次組比日1次組和缺血預(yù)處理更有效。表明針灸能提高心肌抗凋亡,進(jìn)而提高心肌組織對缺血的耐受性,減輕缺血性心肌損傷,達(dá)到預(yù)處理的目的。趙宇輝等[22,23]觀察針灸預(yù)處理組均能降低大鼠心肌缺血再灌注損傷細(xì)胞凋亡,促進(jìn)Hsp70 mRNA的表達(dá),且與針灸預(yù)處理的次數(shù)有相關(guān)性。楊續(xù)艷等[24]實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)項(xiàng)針療法能夠改善缺血半影區(qū)神經(jīng)細(xì)胞功能狀態(tài),促進(jìn)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的增生,表明項(xiàng)針療法能夠通過促進(jìn)HIF-1a及HIF-1amRNA的表達(dá),提高腦神經(jīng)細(xì)胞對缺氧的耐受,從而發(fā)揮腦保護(hù)作用。趙宇輝等[25]實(shí)驗(yàn)研究表明針灸預(yù)處理與缺血預(yù)處理使Bcl-2mRNA增多,使BaxmRNA減少,且針灸預(yù)處理日2次組比日1次組和缺血預(yù)處理更有效。

6 問題與展望

綜合以上,近年來有關(guān)針灸防治缺血再灌注損傷機(jī)制研究取得了長足的進(jìn)步,為推動(dòng)針灸現(xiàn)代化、科學(xué)化、深入化做出了很多努力,值得一提的是國內(nèi)已把針灸抗缺血再灌注損傷的作用應(yīng)用于控制性降壓術(shù)中進(jìn)行重點(diǎn)研究,以達(dá)到針灸輔助麻醉并防治重要臟器發(fā)生缺血再灌注損傷的目的,實(shí)現(xiàn)控制性降壓的安全、廣泛應(yīng)用,這是很有意義的。然而目前我們對針灸防治缺血再灌注損傷的機(jī)制認(rèn)識仍是局限的,基于現(xiàn)狀我們更有信心和責(zé)任推動(dòng)針灸在這一方面的深入研究。比如說,目前我們側(cè)重于心腦重要臟器的研究,而乏于在肝臟和胃腸臟器缺血再灌注損傷上的認(rèn)識,這些臟器血流自身調(diào)節(jié)能力不足,是很容易發(fā)生損傷的,需要引起我們的重視;在配穴和療法選擇方面我們?nèi)狈Ρ妊芯?仍遵循傳統(tǒng)知識理論,穴位間及療法間的機(jī)制及效應(yīng)值均有所不同,這需要進(jìn)一步研究以提高針灸應(yīng)用的科學(xué)性和高效性。相信我們在今后的努力中會取得更多的進(jìn)步!

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Advances in the Study of Mechanisms for Acupuncture-moxibustion Prevention and Treatment of Ischemia-reperfusion Injury

-,-,-.

,310053,

The article comprehensively presents recent advances in the study of acupuncture-moxibustion prevention and treatment of ischemia-reperfusion injury, raises the level of understanding of the mechanism mainly from experimental studies, reveals the scientificity and effectiveness of acupuncture-moxibustion studies, promotes the wide application of acupuncture therapy and helps to improve the clinical therapeutic effect.

Acupuncture therapy; Cerebral ischemia; Reperfusion injury; Review

R2-03

A

10.3969/j.issn.1005-0957.2011.12.877

1005-0957(2011)12-0877-04

董振華(1985 - ),男,2009級碩士生

方劍喬(1961 - ),男,教授,主要從事針灸鎮(zhèn)痛與免疫相關(guān)性疾病的研究,E-mail:fangjianqiao@yahoo.com

2011-08-30