針灸防治缺血再灌注損傷機制的研究進展

董振華,方劍喬,邵曉梅

針灸防治缺血再灌注損傷機制的研究進展

董振華,方劍喬,邵曉梅

(浙江中醫藥大學第三臨床醫學院,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展,側重從實驗研究方向來提高機制認識水平,揭示針灸研究的科學性及有效性,推動針刺療法的廣泛應用,并為提高臨床療效服務。

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上恢復血流后組織損傷反而加重,甚至發生不可逆性損傷的現象,這類損傷在全身各臟器均可出現,其表現為再灌注組織器官的代謝紊亂、功能障礙及結構損傷的變化,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、功能障礙及結構損傷有關。再灌注過程中針灸減輕因氧反常、鈣反常、pH值反常而發生的臟器損傷,改善因炎癥反應造成組織損傷,并能抑制細胞凋亡。現有大量的臨床與實驗研究證實,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研究為多,具體作用機制如下。

1 清除自由基

缺血可導致次黃嘌呤大量堆積,黃嘌呤氧化酶形成增多,再灌注時氧分子的大量涌入使得自由基大量產生;缺血再灌注過程中吞噬細胞呼吸爆發也可產生大量氧自由基;另外線粒體電子傳遞鏈受損和兒茶酚胺代謝也是產生自由基的來源;近年的研究發現NOS參與了缺血再灌注過程中自由基的釋放[1]。自由基活潑點的化學特性使其極易與各種細胞結構成分,如膜磷脂、蛋白質、核酸等發生反應,造成細胞結構損傷和功能代謝障礙;氧自由基是介導缺血-再灌注損傷的重要因素之一,它具有極強的化學活性,通過與細胞膜不飽和脂肪酸發生脂質過氧化反應,形成脂質過氧化物(LPO)及其降解產物MDA,從而使細胞及細胞器膜降解,細胞的完整性及選擇性離子滲透功能遭到破壞,組織細胞內的肌酸激酶(CK)、乳酸脫氫酶(LDH)大量釋放出來,同時也使依賴于正常細胞結構存在的自由基清除劑超氧化物歧化酶及抗脂質過氧化反應物質谷胱苷肽過氧化物酶(GSH-Px)失活或者變性,依賴于膜結構的各類離子通道反常或逆轉,以致細胞內外離子水平的反常,最終導致細胞結構和功能破壞[1]。嚴潔等[2]研究發現電針內關對缺血再灌注心肌的保護作用是通過減輕自由基損傷反應,減少心肌CK的釋放,降低MDA的生成而實現的。郭佳等[3]研究顯示電針預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GSH含量有升高趨勢,證實電針預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,實現對中樞神經元的保護作用。柏志全等[4]研究發現電針能降低缺血-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物腦海馬內氧化酶活性,抑制自由基生成。張紅星等[5]研究發現電針內關穴能顯著降低缺血再灌注損傷心肌MDA含量,升高GSH- Px活性,達到抗缺血再灌注損傷的作用。以上研究均證實電針有增強機體清除自由基的功能,從而防止機體缺血再灌注損傷的發生。

2 穩定鈣通道

細胞內鈣超載主要發生在再灌注期,主要原因是鈣內流增加,可能與生物膜的損傷以致通透性增加有關,線粒體ATP合成功能障礙是細胞內鈣超載的關鍵因素,鈉鈣交換蛋白反向轉運增強是缺血再灌注損傷時鈣離子進入細胞的主要途徑,兒茶酚胺增多也可能是促進細胞內鈣超載的原因之一[1]。細胞內鈣超載引起再灌注損傷的機制目前尚未完全闡明,可能與以下因素有關,細胞內鈣超載促進ROS產生;激活鈣依賴性生物酶,導致細胞結構受損甚至細胞死亡;鈣超載引起線粒體功能障礙[1]。近年來不斷發現針刺參與細胞內鈣穩定的調節,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]研究發現單純電針或磁刺激均能降低腦組織含水量和遏止細胞外鈣離子濃度降低,而兩者合用效果更優,電針結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節細胞外鈣離子濃度。雷毅等[7]研究證實電針預處理具有降低脊髓組織細胞內Ca2＋含量,防止Ca2＋超載,穩定細胞內環境的能力,對腹主動脈阻斷所致的脊髓缺血再灌注損傷具有良好的保護作用。楊孝芳等[8]研究發現大鼠缺血再灌注后心肌細胞內鈣離子濃度增加,而經電針治療各組細胞內鈣離子濃度低于模型組,提示抑制心肌細胞內鈣超載可能是電針內關對缺血再灌注損傷心肌保護的作用機制之一。田岳鳳等[9]證實針刺手厥陰心包經穴“內關”、“郄門”穴可提高心肌細胞肌漿網Ca2＋- ATPase的活性,促進Ca2＋-ATPase mRNA基因的表達,減輕缺血再灌注損傷的程度,增強心肌的功能。張金鈴等[10]通過實驗說明加入針刺血清后,可以降低升高的細胞內鈣離子的濃度,其結論為針刺血清中存在著某種活性物質可以明顯地降低缺血再灌注后細胞內鈣離子濃度,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。

3 抑制炎癥反應

白細胞損傷的發生是由于缺血時產生了大量趨化因子激活白細胞向缺血組織游走聚集活化;同時與炎癥介質激活大量的粘附分子表達,再灌注后白細胞在缺血組織中浸潤更多,大量增多的白細胞對壞死組織細胞進行清除;與此同時也產生了大量的ROS,加劇了再灌注組織的損傷;此外,白細胞的聚集、粘附也導致微循環障礙[1]。張振強等[11]發現電針可明顯抑制皮質及紋狀體白細胞介素1b蛋白的表達,同時縮小梗死的體積,說明電針對缺血性腦損傷的保護效應可能與其抑制腦內白細胞介素1b蛋白的表達有關。盧志河等[12]研究發現電針治療能降低大鼠腦缺血再灌注期血清白細胞介素8水平,進一步通過多種途徑發揮對缺血性腦損傷的保護作用。劉玉珍等[13]實驗發現針刺可顯著降低MPO活性及P-選擇素mRNA和蛋白表達,明顯減輕白細胞浸潤,證實早期針刺治療可能通過下調P-選擇素mRNA和蛋白的表達,抑制粘附分子介導的內皮細胞與中性白細胞的粘附浸潤,而防治腦缺血再灌注炎性損傷。周華等[14]研究發現電針加灸對急性腦缺血再灌注大鼠血腦屏障具有保護作用,其作用機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結構的破壞,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功能的恢復,可減輕急性腦缺血再灌注后神經元的損害,并在一定范圍內降低損傷腦組織中COX-2和NF-kB的表達,增強TGF-b1的表達,從而減緩免疫炎癥反應,減輕腦缺血再灌注損傷。

4 改善微循環障礙

缺血再灌注過程中增多激活的中性粒細胞同血管內皮細胞之間的相互作用改變了微血管內血液流變并造成微血管結構損傷,如白細胞的嵌頓、微血栓的形成、微血管管徑狹窄及通透性增高等;另外內皮細胞功能障礙導致微血管收縮-舒張功能失調也是引起微循環障礙的原因,一方面,激活的中性粒細胞和血管內皮細胞可釋放大量縮血管物質如內皮素、血管緊張素Ⅱ、血栓素A2等,另一方面,血管內皮細胞受損而致擴血管物質如NO、PGI2合成釋放減少,一旦平衡打破勢必促使無復流現象的發生[1]。實驗與臨床觀察發現,缺血再灌注損傷組織的微循環障礙可持續4～12星期,可以說無復流是控制性降壓中引起組織后續損傷的重要因素。田岳鳳等[16]研究發現電針內關穴可通過調節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)活性及血液流變學改變,嗅三針電刺激治療后,大腦皮層NO、NOS和血液流變學檢測結果均有明顯改善,與模型組相比較有顯著差異,證實穴位電刺激防護缺血再灌注損傷的作用機理與改善血液循環和拮抗過氧化損傷密切相關。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作用。

5 抑制凋亡

針灸可以通過激發組織細胞抗缺血/再灌注損傷能力或通過基因水平干預以減少細胞凋亡的發生。路志紅等[19]發現電針組腦皮層Hsp70表達明顯強于對照組,電針組組織病理學損害輕于對照組,表明重復電針刺激百會穴預處理減輕腦缺血再灌注損傷與皮層Hsp70表達增強有關。嚴潔等[20]實驗研究發現電針內關穴可促進內源性保護物質腺苷的釋放,且可對凋亡的調控基因Bcl-2的生成有促進作用,從而在一定程度上對心肌缺血再灌注損傷心肌起到保護作用。趙宇輝等[21]實驗研究發現針灸預處理使C-fosmRNA增多,使細胞凋亡減少,且針灸預處理日2次組比日1次組和缺血預處理更有效。表明針灸能提高心肌抗凋亡,進而提高心肌組織對缺血的耐受性,減輕缺血性心肌損傷,達到預處理的目的。趙宇輝等[22,23]觀察針灸預處理組均能降低大鼠心肌缺血再灌注損傷細胞凋亡,促進Hsp70 mRNA的表達,且與針灸預處理的次數有相關性。楊續艷等[24]實驗研究發現項針療法能夠改善缺血半影區神經細胞功能狀態,促進神經膠質細胞的增生,表明項針療法能夠通過促進HIF-1a及HIF-1amRNA的表達,提高腦神經細胞對缺氧的耐受,從而發揮腦保護作用。趙宇輝等[25]實驗研究表明針灸預處理與缺血預處理使Bcl-2mRNA增多,使BaxmRNA減少,且針灸預處理日2次組比日1次組和缺血預處理更有效。

6 問題與展望

綜合以上,近年來有關針灸防治缺血再灌注損傷機制研究取得了長足的進步,為推動針灸現代化、科學化、深入化做出了很多努力,值得一提的是國內已把針灸抗缺血再灌注損傷的作用應用于控制性降壓術中進行重點研究,以達到針灸輔助麻醉并防治重要臟器發生缺血再灌注損傷的目的,實現控制性降壓的安全、廣泛應用,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制認識仍是局限的,基于現狀我們更有信心和責任推動針灸在這一方面的深入研究。比如說,目前我們側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識,這些臟器血流自身調節能力不足,是很容易發生損傷的,需要引起我們的重視;在配穴和療法選擇方面我們缺乏對比研究,仍遵循傳統知識理論,穴位間及療法間的機制及效應值均有所不同,這需要進一步研究以提高針灸應用的科學性和高效性。相信我們在今后的努力中會取得更多的進步!

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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,主要從事針灸鎮痛與免疫相關性疾病的研究,E-mail:fangjianqiao@yahoo.com

2011-08-30