田秀燕,覃業校,朱世婷 ,劉玲玲,李曉寧
(1.黑龍江中醫藥大學,哈爾濱 150006 ;2.黑龍江中醫藥大學附屬第二醫院,哈爾濱 150001)
脊髓損傷(spinal cord injury, SCI)常出現在中樞神經系統疾病中,是指脊髓受到直接或間接的損傷后,出現損傷節段以下的運動、感覺、自主神經功能以及反射功能的部分或者完全喪失,其病理過程主要包括原發性損傷和繼發性損傷[1-2],患者易出現較高的致殘率和病死率,對家庭和社會造成巨大的痛苦和沉重的經濟負擔。臨床研究[3-5]證明,電針療法對脊髓損傷后的神經功能恢復效果明顯,且風險較小,具有重要的社會意義。此外,電針時體內產生一定的微電流激活線粒體酶,降低損傷脊髓內生的電流,使神經內外電壓趨于平衡,減輕水腫和血腫。早期電針能明顯改善損傷區域血液循環,發揮抗自由基損傷、抗鈣離子負載等作用,利于神經損傷修復[6-7]。在治療脊髓損傷過程中,細胞炎癥微環境、脊髓損傷細胞凋亡相關因子、神經元軸突再生和功能恢復以及神經營養因子等是關鍵環節。因此,筆者將從上述幾個方面對電針治療脊髓損傷的作用機制進行綜述。
1.1 電針對脊髓損傷后炎癥微環境的影響 急性脊髓損傷后炎癥微環境變化主要表現為炎性細胞和分子的上調[8]。脊髓損傷后灰質中心出現出血和壞死,神經細胞壞死釋放,免疫炎癥反應啟動,導致各種細胞功能改變,出現大量中性粒細胞、巨噬細胞及膠質細胞等炎癥細胞介導的炎癥反應,釋放出多種炎癥因子,加重殘存神經細胞的死亡[9]。電針治療脊髓損傷炎癥微環境的主要機制是刺激神經細胞,減少炎性細胞和分子的分泌,降低炎性反應和氧化應激,促進神經細胞功能恢復。鄒恩苗等[10]研究發現,電針治療脊髓損傷大鼠可提高其肢體運動功能,減少炎癥細胞因子IL-1β、IL-6,增加抗炎細胞因子IL-10 表達。付豪等[11]研究表明,電針能夠有效控制并減輕急性脊髓損傷后脊髓組織的炎性損傷,改善其微環境狀態。代妮等[12]研究表明,電針通過上調載脂蛋白ApoE 的表達,增強Nrf2 的表達,減輕氧化應激反應。
1.2 電針對脊髓損傷細胞凋亡相關因子的影響 神經細胞凋亡是導致脊髓繼發性組織損傷的主要病理變化,并可加重神經損傷[13-14]。脊髓損傷后內部出現出血、水腫,部分神經元進入細胞凋亡階段,神經系統功能不同程度破壞,導致神經傳導中斷,因此最大限度減少神經元細胞凋亡,能增加神經功能恢復概率。細胞凋亡相關因子的發生由多種刺激信號通過不同途徑誘導,而電針可通過抑制細胞凋亡相關因子來治療脊髓損傷。細胞凋亡的發生是一個復雜的調節過程,其中密切相關的因子有Caspase、Bcl-2、P53、Fas等。劉建敏等[15]實驗表明,電針刺激能抑制神經細胞Caspase-3、Bax 基因和蛋白的表達,促進Bcl-2 基因和蛋白表達,保護受損的神經細胞,減少神經功能損害。衛哲等[16]發現,夾脊電針可抑制腫瘤抑制蛋白P53、凋亡蛋白Bax 和促進凋亡蛋白Bcl-2 表達,促進小鼠運動功能恢復。李長明等[17]治療大鼠急性脊髓損傷發現,電針可增加Bcl-2 的表達,抑制Bax、Bad 的表達。楊波等[18]研究發現,對脊髓損傷模型大鼠運用電針治療能降低損傷脊髓組織中的細胞凋亡因子Fas、腫瘤壞死因子受體TNFR1 的蛋白表達水平,促進受損組織的恢復。
1.3 電針對神經元軸突再生和功能恢復的影響 脊髓損傷后神經元軸突受損是影響神經功能傳導的又一重要因素。因此如何促進神經元軸突再生、提高神經元軸突髓鞘再生功能成為改善繼發性損傷的焦點[19]。星形膠質細胞增生后期由于過度激活導致致密的膠質瘢痕形成,對神經元軸突再生起抑制作用[20]。電針可抑制星形膠質細胞過度活化,減少膠質瘢痕形成,對促進損傷后神經功能重建、軸突再生和神經傳導通路再通具有一定作用。膠質纖維酸性蛋白(GFAP)存在于星形膠質細胞中,是膠質瘢痕形成的主要標志。衛哲[21]研究發現,對脊髓損傷小鼠電針治療后GFAP 表達明顯下降;張秦宏[22]也發現對急性脊髓損傷大鼠經過電針治療后可抑制GFAP 的表達,減少星形膠質細胞增生,促進大鼠神經功能恢復。此外,電針可以通過促進少突膠質細胞增殖發揮保護軸突作用。少突膠質細胞作為形成髓鞘的主要細胞,包裹在神經元軸突上。李經輝等[23]研究表明,電針可以促進脊髓損傷后少突膠質細胞的增殖,促進神經元軸突髓鞘再生,進而改善神經纖維傳導功能。
1.4 電針對神經營養因子表達的影響 脊髓損傷后脊髓的神經營養因子減少,導致膠質瘢痕形成,阻止神經再生。神經營養因子能保護受損的神經細胞,促進神經纖維的再生。目前,研究發現神經生長因子(NGF)、腦源性神經營養因子(BDNF)和神經營養素3(NT-3)能以不同的途徑傳遞到中樞神經系統以促進損傷修復,因而成為研究的熱點[24]。電針對神經營養因子表達的作用機制主要體現在能提高BNDF、NGF 和NT3 的表達。黃志強等[25]發現電針刺激急性脊髓損傷大鼠“長強”穴能增加NGF 和BDNF 的表達,利于脊髓損傷的修復。Tu 等[26]研究表明,電針能有效改善脊髓損傷大鼠肢體運動功能,上調BDNF 和NT-3 的表達。Mo等[27]實驗表明,經過電針治療后脊髓損傷區域和鄰近組織中的NT-3 表達明顯增多。
中醫認為脊髓損傷屬于中醫的“痿證”范疇,病變部位為督脈,病因病機為督脈受損,氣滯血瘀,機體臟腑功能失調,四肢肌肉失去濡養而痿弱失用。督脈被稱為“陽脈之海”,總督一身陽氣。如果督脈受損,軀干四肢等部位失去陽氣溫煦則出現感覺、運動異常。《素問》云:“北方黑色,入通于腎,開竅于二陰,藏精于腎”,督脈絡腎,督脈受損會致腎的功能失常,腎開竅于前后二陰,可出現二便功能障礙。而電針刺激可加速體內經脈和氣血運行,達到行氣活血、扶正祛邪和平衡陰陽的積極作用。
脊髓損傷目前尚無治愈之法,其損傷機制相互關聯,相互影響,目前電針主要通過抑制炎癥、減輕缺血缺氧,改善損傷區的微環境;通過不同信號通路抗凋亡機制減少神經元細胞凋亡;激活多種細胞信號轉導途徑促進神經元軸突再生,促進脊髓營養因子表達等作用來治療脊髓損傷。電針雖作為脊髓損傷修復的有效治療手段,但是目前其治療機制并不完善,今后應繼續從分子生物學等領域和途徑深入探尋電針治療脊髓損傷的通路與機制,明確電針治療的作用靶點,為臨床脊髓損傷提供精準治療和支持。