吳夢佳，唐成林，黃思琴，趙丹丹，羅翱，張安寧，譚程方，安薈羽，邱麗

重慶醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)院，中醫(yī)藥防治代謝性疾病重慶市重點實驗室，重慶市400016

骨骼肌萎縮主要表現(xiàn)為肌纖維進行性縮小甚至消失，肌肉質(zhì)量和容積變小，骨骼肌運動及內(nèi)分泌功能受損[1]。骨骼肌萎縮主要分為以下幾種類型：衰老性肌萎縮、失神經(jīng)性肌萎縮、廢用性肌萎縮、藥源性肌萎縮、失重性肌萎縮、惡病質(zhì)性肌萎縮以及因糖尿病、脊髓橫斷傷和心、肺、腎等重要器官衰竭所導(dǎo)致的骨骼肌萎縮等[2-3]。

骨骼肌萎縮造成的肢體運動功能障礙，嚴重影響患者正常生活，帶來極大的身心負擔(dān)。而造成骨骼肌萎縮的因素十分復(fù)雜，因此積極探尋骨骼肌萎縮發(fā)生的具體機制和有效延緩骨骼肌萎縮的治療手段，一直是康復(fù)醫(yī)學(xué)的研究熱點。

針刺，尤其是電針，防治骨骼肌萎縮療效顯著，體現(xiàn)在促進損傷神經(jīng)的修復(fù)和延緩靶器官骨骼肌的萎縮方面，在臨床上被廣泛使用。近年來，國內(nèi)外使用針刺治療骨骼肌萎縮的實驗研究較多，并對其發(fā)生發(fā)展的機制進行了多角度探討，但具體機制尚未闡明完全。本文將針刺防治骨骼肌萎縮的機制及實驗研究成果進行綜述，為后期臨床及相關(guān)實驗研究提供參考。

1 針刺防治肌萎縮發(fā)生的機制

針刺防治肌萎縮發(fā)生的機制主要有：調(diào)控肌蛋白的分解與合成、肌細胞凋亡、自噬、肌衛(wèi)星細胞增殖分化、肌纖維類型轉(zhuǎn)換、神經(jīng)肌接頭傳導(dǎo)以及肌細胞能量代謝轉(zhuǎn)換。

1.1 調(diào)控萎縮骨骼肌中蛋白質(zhì)的分解與合成

蛋白質(zhì)的分解速度大于其合成速度被認為是造成骨骼肌萎縮的主要原因之一。Akt/FOXO/MAFbx/MuRF-1是抑制肌肉萎縮的主要途徑[4]。泛素蛋白酶體系統(tǒng)(ubiquitin-proteasome system,UPS)是最主要的蛋白水解系統(tǒng)，泛素蛋白連接酶E3s(ubiquitin protein ligase E3s)是其關(guān)鍵酶，在肌肉中特異性表達為肌萎縮F-box蛋白(muscle atrophy F-box,MAFbx)和肌環(huán)指蛋白-1(muscle ring finger-containing protein 1,MuRF-1)[5]，其中MAFbx受到叉頭蛋白轉(zhuǎn)錄因子3A(fork-head protein,FOXO3A)調(diào)控[6]。肌肉中最主要的蛋白合成途徑為IGF-1/PI3K/Akt/mTOR[7]，胰島素樣生長因子-1(insulin like growth factor-1,IGF-1)是刺激肌肉再生的重要細胞因子[8]，哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)磷酸化其下游效應(yīng)蛋白70 kD核糖體蛋白S6激酶(70-kDS6 protein kinase,p70S6k)和真核細胞翻譯啟動因子4E結(jié)合蛋白1(eukaryotic translation initiation factor 4E binding protein 1,4EBP1)后，分別通過調(diào)控5-TOPmRNA和eIF4E促進蛋白質(zhì)翻譯和細胞生長，影響肌萎縮蛋白合成。

Su等[9]通過建立失神經(jīng)肌萎縮小鼠模型發(fā)現(xiàn)，萎縮骨骼肌中IGF-1、Akt表達下降，F(xiàn)OXO表達上升，經(jīng)過低頻電針(20 Hz、1 mA、15 min)，連續(xù)干預(yù)2周后，發(fā)現(xiàn)電針使IGF-1、Akt的表達上調(diào)，同時下調(diào)FOXO的表達，延緩骨骼肌萎縮。在糖尿病肌病模型中發(fā)現(xiàn)[10]，電針通過干預(yù)“陽陵泉”和“足三里”穴，能夠上調(diào)萎縮肌肉中IGF-1、Akt及p70S6k的表達，延緩因糖尿病引起的骨骼肌萎縮，促進肌肉再生。通過注射D-半乳糖建立衰老性骨骼肌萎縮模型[11]，發(fā)現(xiàn)衰老大鼠骨骼肌中mTOR和磷酸化mTOR的表達下降，經(jīng)電針干預(yù)后其表達上調(diào)，從而阻止骨骼肌細胞繼續(xù)發(fā)生萎縮，提示電針對骨骼肌的衰老可發(fā)揮緩解作用。在失神經(jīng)肌萎縮大鼠模型中發(fā)現(xiàn)[12]，F(xiàn)OXO3A和MAFbx的表達顯著升高，電針干預(yù)后其表達顯著降低，減緩了骨骼肌蛋白降解速率，失神經(jīng)肌萎縮得到緩解。

調(diào)節(jié)萎縮骨骼肌蛋白合成與降解之間的平衡，是目前針刺防治骨骼肌萎縮的主要研究方向，已從多個肌萎縮模型中驗證了UPS的普遍性。

1.2 調(diào)控萎縮骨骼肌中肌細胞的凋亡

細胞凋亡(apoptosis)是一種細胞程序性的死亡方式，對維持生物體的生長發(fā)育和細胞數(shù)量的動態(tài)平衡，發(fā)揮重要作用[13]。據(jù)報道Fas介導(dǎo)的外源性死亡受體途徑、線粒體介導(dǎo)的內(nèi)源性凋亡途徑以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導(dǎo)的自噬都在肌萎縮過程中發(fā)揮重要促凋亡作用。

研究發(fā)現(xiàn)[14]，失神經(jīng)大鼠骨骼肌萎縮模型中，Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bax)、細胞色素C(Cyt C)以及天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)表達顯著上升，經(jīng)電針(5 Hz、1.5 mA、10 min)連續(xù)干預(yù)21 d后，以上促凋亡相關(guān)因子表達下調(diào)，抑凋亡因子Bcl-2表達上升，提示電針能通過調(diào)節(jié)Bcl-2和Bax的表達，抑制肌細胞凋亡，延緩肌萎縮。吳珍元等[15]發(fā)現(xiàn)，電針干預(yù)“足三里”和“承山”穴能夠通過上調(diào)Bcl-2并抑制Bax的表達，抑制肌細胞凋亡，同時還能夠下調(diào)萎縮骨骼肌中轉(zhuǎn)化生長因子 β1(transforming growth factor β1,TGF-β1)和結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor,CTGF)的表達，抑制萎縮骨骼肌中結(jié)締組織增生，延緩失神經(jīng)骨骼肌萎縮。此外，有研究還發(fā)現(xiàn)[16]，電針以波寬200 ms、頻率1/2/3 Hz的電脈沖為優(yōu)化電針參數(shù)，其延緩骨骼肌萎縮的機制與抑制肌細胞凋亡有關(guān)。

肌細胞凋亡在失神經(jīng)性骨骼肌萎縮的發(fā)生中具有特異性，通過調(diào)節(jié)肌細胞的凋亡比例和數(shù)目，能較直觀地說明針刺延緩失神經(jīng)骨骼肌萎縮的作用機理。

1.3 調(diào)控萎縮骨骼肌中的自噬反應(yīng)

自噬(autophagy)是一種細胞自我清理機制，在各種應(yīng)激條件下起著維持細胞生存和調(diào)節(jié)體內(nèi)平衡的作用[17]。自噬-溶酶體(autophagy lysosome,AL)系統(tǒng)是調(diào)控骨骼肌蛋白代謝的重要途徑之一，對維持骨骼肌質(zhì)量具有重要意義[18]。近年研究發(fā)現(xiàn)[19]，適當激活的AL系統(tǒng)有利于維持骨骼肌細胞穩(wěn)態(tài)，而過度激活的AL系統(tǒng)，將加重骨骼肌萎縮。

Yang等[20]研究發(fā)現(xiàn)，采用經(jīng)皮電刺激“足三里”和“內(nèi)關(guān)”穴進行預(yù)處理，能減輕過度訓(xùn)練大鼠的心肌損傷，可能是通過抑制肌細胞纖維化、自噬程度以及凋亡來實現(xiàn)的。尚畫雨等[21]研究表明，針刺能夠下調(diào)大負荷運動大鼠腓腸肌中PTEN誘導(dǎo)假定激酶1(PTEN-induced putative kinase 1,PINK1)、parkin和微管相關(guān)蛋白1輕鏈3(LC3)的表達，減輕過度自噬引起的骨骼肌線粒體損傷。趙偉等[22]通過建立周圍神經(jīng)損傷大鼠模型，發(fā)現(xiàn)電針“足三里”和“環(huán)跳”穴，能夠促進細胞自噬反應(yīng)，使坐骨神經(jīng)功能及組織形態(tài)得到修復(fù)，有利于延緩其靶器官骨骼肌的萎縮。但在自噬過度激活的失神經(jīng)肌萎縮狀態(tài)下，電針能夠通過抑制自噬相關(guān)基因(autophagy-related gene,ATG)，ULK1、Atg13及Beclin1等的過度激活，維持骨骼肌細胞穩(wěn)態(tài)，延緩肌萎縮[23]。

目前，自噬在防治骨骼肌萎縮過程中的作用機理尚未明確，自噬活性適度與過度的界定及有效的治療時間切入點，是針刺防治骨骼肌萎縮值得進一步深入研究和探討的方向。

1.4 調(diào)控萎縮骨骼肌中肌衛(wèi)星細胞的增殖分化

骨骼肌衛(wèi)星細胞(skeletal satellite cell,SSC)是具有自我更新和分化能力的干細胞[24]。正常情況下肌衛(wèi)星細胞處于靜息狀態(tài)，當受各種內(nèi)外源性刺激后進入活化態(tài)，活化的肌衛(wèi)星細胞對肌肉的損傷修復(fù)起著重要作用[25]?；罨募⌒l(wèi)星細胞表達成肌細胞調(diào)節(jié)因子(MRFs，包括MyoD、Myf5、Myogenin和MRF4)等表面標記物以促進其分化。研究表明[26]，HGF與肌衛(wèi)星細胞激活相關(guān)，TRAF6、Pax7、Notch、Six1[27-28]等與促進肌衛(wèi)星細胞的自我更新相關(guān)，肌肉生長抑制素(myostatin)[29]等與抑制肌衛(wèi)星細胞的激活、分化相關(guān)。

高睿琦等[30]，將失坐骨神經(jīng)大鼠腓腸肌萎縮模型分為7 d、14 d、21 d組，發(fā)現(xiàn)各時間點模型組中IGF-1和周期蛋白(cyclin)的表達均下降，myostatin表達升高，提示肌衛(wèi)星細胞的增殖分化受到抑制，骨骼肌發(fā)生萎縮，在“足三里”和“承山”穴持續(xù)電針(5 Hz、1.5 mA、10 min)干預(yù)后，電針組各時間點大鼠腓腸肌中IGF-1和Cyclin的表達均上升，肌肉生長抑制素(myostatin)表達均下降，說明電針能促進肌衛(wèi)星細胞的增殖，延緩骨骼肌萎縮。此外，在失神經(jīng)骨骼肌萎縮模型中還發(fā)現(xiàn)[31]，電針能夠激活PI3K/Akt/mTOR信號通路，通過上調(diào)PI3K、Akt以及mTOR的表達，促進肌衛(wèi)星細胞增殖，從而延緩肌萎縮發(fā)展。

周圍神經(jīng)損傷后，緩慢的神經(jīng)修復(fù)與生長，會導(dǎo)致骨骼肌發(fā)生不可逆的肌萎縮。激活肌衛(wèi)星細胞的增殖和分化功能，對骨骼肌的再生發(fā)揮著重要作用。目前在骨骼肌萎縮模型中針刺對肌衛(wèi)星細胞初級和次級分化的調(diào)控作用還有待明確。

1.5 調(diào)控萎縮骨骼肌中肌纖維類型的轉(zhuǎn)換

骨骼肌纖維類型主要由四種[32]組成：快速氧化型(ⅡA)、快速酵解型(ⅡB)、中間型(ⅡX)、慢速氧化型(Ⅰ)。慢肌抗疲勞能力強于快肌，當骨骼肌發(fā)生萎縮時，四種肌纖維類型間的轉(zhuǎn)化平衡被打破。

楊勝波等[33]通過建立注射性坐骨神經(jīng)損傷肌萎縮家兔模型，發(fā)現(xiàn)骨骼肌內(nèi)ⅡB型纖維向ⅡA型轉(zhuǎn)化，骨骼肌發(fā)生選擇性肌纖維萎縮，針刺“足三里”“三陰交”和“環(huán)跳”穴能夠減少肌內(nèi)膠原纖維增生，降低骨骼肌中Ⅰ型和ⅡA纖維，尤其是ⅡA型纖維中煙酰胺腺嘌呤二核苷酸四唑氧化還原酶(NADH-TR)的活性，促進ⅡA型肌纖維向ⅡB型纖維轉(zhuǎn)化，減少膠原纖維增生，從而改善肌萎縮的狀況。張瑋等[34]研究發(fā)現(xiàn)，失神經(jīng)肌萎縮大鼠腓腸肌內(nèi)，Ⅰ型和Ⅱ型兩種肌纖維直徑都減小，此時Ⅱ型肌纖維向Ⅰ型轉(zhuǎn)變，電針(2 Hz、20 min)連續(xù)干預(yù)30 d后，電針組和模型組的兩種肌纖維直徑都增大，Ⅰ型增大更為顯著，提示電針可以通過減輕Ⅰ型肌纖維的萎縮程度來延緩骨骼肌萎縮。汪德生等[35]通過建立大鼠模擬失重性骨骼肌萎縮模型，發(fā)現(xiàn)模型組中Ⅱ型肌纖維顯著增加，此時I型纖維向Ⅱ型纖維發(fā)生轉(zhuǎn)化，經(jīng)電針(2 Hz/100 Hz、1 mA、30 min)干預(yù)雙側(cè)“三陰交”“腎俞”和“脾俞”后，萎縮比目魚肌中Ⅱ型肌纖維數(shù)量顯著下降，此時Ⅰ型肌纖維為主的抗重力肌萎縮得以緩解。

目前對于骨骼肌萎縮過程中肌纖維類型轉(zhuǎn)換的研究報道較少，針對不同的肌萎縮模型，肌纖維類型間的轉(zhuǎn)換各不相同，而針刺調(diào)控萎縮骨骼肌中肌纖維類型轉(zhuǎn)換對骨骼肌功能的改善意義重大。

1.6 調(diào)控萎縮骨骼肌中神經(jīng)肌接頭的傳導(dǎo)

骨骼肌的正?；顒邮苌窠?jīng)的支配，失神經(jīng)后，骨骼肌收縮功能喪失，發(fā)生快速且嚴重的肌肉萎縮。運動終板是由神經(jīng)軸突、Schwann細胞及骨骼肌共同組成的。研究發(fā)現(xiàn)[36]，失神經(jīng)后，運動終板的結(jié)構(gòu)發(fā)生退變和破壞，乙酰膽堿酯酶受體(AchR)的含量下降，軸漿運輸功能障礙，骨骼肌因失營養(yǎng)而發(fā)生萎縮。

李曉濱等[37]通過制作脊髓橫斷傷后下肢肌萎縮大鼠模型發(fā)現(xiàn)，運用督脈電針與神經(jīng)干細胞移植聯(lián)合的干預(yù)手段，能夠促進模型組大鼠脊髓前角運動神經(jīng)元的存活，電針組脊髓全橫斷損傷后，癱瘓的后肢股二頭肌的萎縮程度得以減輕。這提示，電針能夠提高受損神經(jīng)肌接頭處神經(jīng)元的活性，促進神經(jīng)沖動傳導(dǎo)，延緩下肢肌萎縮，為臨床治療脊髓橫斷性下肢肌萎縮提供一種思路。

1.7 調(diào)控萎縮骨骼肌中肌細胞的能量代謝轉(zhuǎn)換

肌萎縮時，能量代謝相關(guān)酶如Na+-K+ATP酶及Ca2+-ATP酶、磷酸果糖激酶Ⅰa、糖原磷酸化酶、長鏈脂肪酸輔酶A合酶等酶含量都有所改變。Na+-K+ATP酶在維持細胞膜電位，細胞滲透壓以及神經(jīng)和肌肉細胞沖動等方面發(fā)揮重要作用[38]。

李曌嬙[39]研究發(fā)現(xiàn)，電針“足三里”能夠上調(diào)萎縮骨骼肌中Na+-K+ATP酶的活性，促進肌肉恢復(fù)，延緩肌肉廢用導(dǎo)致的骨骼肌萎縮。潘華山等[40]研究發(fā)現(xiàn)，針刺“腎俞”、“陽陵泉”、“內(nèi)關(guān)”和“足三里”，能夠降低骨骼肌中MDA的含量，提高SOD的活性，抑制線粒體內(nèi)游離Ca2+外流，從而延緩骨骼肌疲勞。此類研究，主要突出針刺防治骨骼肌萎縮，選用穴位的特異性和有效性與肌細胞的酶活性改變密切相關(guān)。

2 其他

莊伊洢等[41]將失神經(jīng)肌萎縮大鼠的電針干預(yù)分為Ⅰ組(波寬0.5 ms、頻率2 Hz)、Ⅱ組(波寬100 ms、頻率2 Hz)、Ⅲ組(波寬200 ms、頻率2 Hz)，5次為1個療程，干預(yù)4個療程之后，發(fā)現(xiàn)電針的脈沖波寬會影響電針療效，其中100 ms和200 ms的波寬在延緩肌萎縮療效方面優(yōu)于常規(guī)電針儀的0.5 ms脈沖。為電針防治骨骼肌萎縮的參數(shù)設(shè)置提供了實驗基礎(chǔ)。

袁婷等[42]通過建立鉗夾坐骨神經(jīng)骨骼肌萎縮大鼠模型發(fā)現(xiàn)，與模型組相比，電針組展爪反射的恢復(fù)時間顯著縮短，腓腸肌濕重率顯著提高，誘發(fā)電位波形顯著恢復(fù)，提示電針干預(yù)能促進坐骨神經(jīng)損傷修復(fù)，延緩肌肉萎縮。該實驗對電針促進坐骨神經(jīng)修復(fù)，治療骨骼肌萎縮進行了功能性評價。

3 總結(jié)與展望

目前，研究者采用針刺防治骨骼肌萎縮的實驗?zāi)Ｐ投鄡A向于選用失神經(jīng)性肌萎縮模型，該模型具有操作簡便、造模成功率高的特點。肌萎縮機制研究較多集中在肌蛋白的分解與合成、凋亡、肌衛(wèi)星細胞增殖與分化等方面。實驗穴位研究多以“足三里”“承山”“環(huán)跳”穴為主。電針參數(shù)設(shè)置，以脈沖波寬100～200 ms為宜，頻率以1～3 Hz為優(yōu)，時間30 min以內(nèi)為佳。

綜上所述，針對本領(lǐng)域，由于骨骼肌萎縮所涉及的機制復(fù)雜，獨立蛋白的檢測往往不能闡述清楚其調(diào)節(jié)機制，今后應(yīng)加強對調(diào)節(jié)信號通路方面的研究。此外，針刺防治骨骼肌萎縮的機制研究面雖廣，但深度不夠，且多數(shù)實驗并沒有將針刺防治肌萎縮的機制研究與萎縮骨骼肌功能的恢復(fù)聯(lián)系起來。后期需加強對針刺治療萎縮骨骼肌功能恢復(fù)及評價的相關(guān)研究，使之更具臨床意義。