楊光耀,劉又文,岳辰,張雪
(1.河南中醫藥大學研究生院,河南 鄭州 450046;2.河南省洛陽正骨醫院/河南省骨科醫院,河南 洛陽 471002)
類風濕關節炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種慢性炎癥性關節疾病[1],患病率為0.5%~1.0%[2]。RA不僅嚴重影響患者的工作和生活,也給社會帶來了沉重的經濟負擔[3-4]。針灸法已被證實能有效緩解RA患者疼痛,控制RA病情進展[5]。足三里位于犢鼻穴下三寸,是足陽明胃經的合穴。針灸學認為,針灸足三里具有補氣活血、通絡止痛的作用,足三里是針灸治療RA最常選用的穴位之一[6]。探究針灸足三里治療RA的抗炎鎮痛機制對于RA的臨床診療具有重要意義。近年來,學者們通過建立佐劑誘導關節炎(adjuvant-induced arthritis,AIA)大鼠模型、完全弗氏佐劑(complete Freund’s adjuvant,CFA)大鼠模型、CFA家兔模型、膠原蛋白誘導關節炎(collagen-induced arthritis,CIA)大鼠模型等多種RA動物模型,探究針灸足三里治療RA的抗炎鎮痛機制[7],取得了豐富的成果。本文對針灸足三里治療RA的抗炎鎮痛機制的研究進展進行了綜述。
現代解剖學研究發現,穴位的構成和神經、血管及肌肉密切相關,已證實足三里有豐富的微血管和明顯的肥大細胞脫顆粒積累[8]。肥大細胞是人體疏松結締組織中的一種常見細胞。肥大細胞和周圍的血管、神經叢、淋巴管等構成的復雜系統成為穴位的結構基礎[9]。林俊等[10]采用針刺AIA模型大鼠足三里,在皮下結締組織切片中觀察到肥大細胞脫顆粒顯著增加。余曉佳等[11-13]采用CFA模型大鼠研究針刺足三里的鎮痛作用和膠原纖維的關系,結果顯示針刺后足三里穴位處組織表面粗糙,組織的膠原纖維發生扭曲或斷裂,且肥大細胞脫顆粒率顯著提高。Langevin等[14-15]研究發現,針刺過程中會產生廣泛的肥大細胞脫顆粒現象,并釋放大量組胺、白細胞介素(interleukin,IL)、前列腺素、P物質、5-羥色胺等物質,認為這些物質作用于病變組織產生鎮痛效應。
葡萄糖和氨基酸的代謝途徑是RA發生發展的關鍵途徑[16]。杜小正等[17-19]分別采用氣相色譜-質譜聯用和液相色譜-質譜聯用等技術研究熱補針法刺激足三里后CFA家兔體內的代謝變化,結果顯示針刺足三里后家兔血液中α-酮戊二酸、檸檬酸、琥珀酸、葡萄糖、纖維糖、D-核糖、D-甘露糖含量下降,尿液中亮氨酸代謝相關物質增高,色氨酸代謝、嘌呤代謝相關物質降低。這些物質在體內的各個能量代謝環節中均起關鍵作用,因此熱補針法治療RA的作用機制可能與特異性調控三羧酸循環有關。
巨噬細胞既參與非特異性免疫反應,也參與特異性性免疫反應;其在不同的條件下可以極化為M1表型或M2表型,進而發揮調節炎癥反應的作用[20]。Yang等[21]采用毫針刺法刺激AIA模型大鼠足三里后發現,針刺足三里能夠減少M1巨噬細胞的數量,進而降低由其分泌IL-1β的含量;認為抑制巨噬細胞向M1型極化可能是針刺足三里發揮抗炎作用的關鍵機制之一。
腺苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)是人體重要的能源物質,同時也是重要的細胞外信號分子[22]。細胞受到刺激后將ATP釋放至細胞外,并和P2X和P2Y嘌呤受體結合產生疼痛信號;ATP能夠被外切核酸酶迅速降解為腺苷,腺苷與A1受體結合能夠發揮鎮痛作用[23]。Goldman等[24]研究發現,針刺足三里時,捻轉手法可以產生鎮痛作用,能夠使足三里周圍細胞外的腺苷濃度升高約24倍。Shen等[25]采用毫針刺法刺激CFA模型大鼠足三里,發現針刺后核苷三磷酸二磷酸水解酶的mRNA表達上調;認為針刺通過上調核苷三磷酸二磷酸水解酶的表達降低細胞外ATP的積累、增加細胞外腺苷水平,發揮鎮痛作用。瞬時受體電位香草素受體4(transient receptor potential vanilloid 4,TRPV4)是一種與疼痛相關的陽離子機械敏感通道蛋白[26]。Zheng等[27]研究發現,針刺足三里能夠激活TRPV4,促進細胞外ATP在短時間內積累,并迅速轉化為腺苷。因此,細胞外ATP迅速降解為腺苷可能是針刺足三里發揮鎮痛作用的關鍵機制。
臨床上采用艾灸法治療慢性疼痛,具有良好的鎮痛效果[28]。c-Fos是神經元在受到特定刺激后即刻表達的基因[29],常被用于追蹤被外界刺激激活的神經元[30]。一氧化氮(nitric oxide,NO)是RA發展過程中的重要炎癥介質[31]。Kim等[32]研究發現,采用艾灸法作用于CFA模型大鼠單側足三里能夠顯著緩解大鼠疼痛,且大鼠腰膨大處脊髓組織中c-Fos、神經型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase,nNOS)蛋白表達降低,NO產生減少;認為艾灸足三里能夠通過抑制c-Fos和nNOS的蛋白表達來調節神經元的興奮性和內源性NO的產生。
炎癥或神經病變可導致神經元細胞膜上的離子通道發生重組,進而降低神經元的興奮閾值,這是疼痛產生的主要原因之一[33]。Tsantoulas等[34]研究發現,除Na+和Ca2+外,K+對疼痛的產生也起關鍵作用。周新異等[35]研究發現,艾灸CFA模型大鼠和正常大鼠的足三里30 min后,CFA大鼠足三里穴位處細胞膜外K+濃度高于正常大鼠。細胞內外K+濃度梯度是靜息電位形成和電依賴性K+通道調控的關鍵因素。因此,艾灸可能通過增加細胞膜外K+濃度,限制神經元的興奮性進而發揮鎮痛作用。
細胞自噬是細胞利用溶酶體降解自身大分子物質和細胞器的過程,是面對有害刺激的一種自我保護機制[36]。RA關節滑膜細胞異常增殖是其重要的病理特征,與細胞自噬和細胞凋亡水平的異常下調關系密切[37]。郝鋒等[38]研究發現,艾灸RA模型大鼠足三里能夠改善RA大鼠關節腫脹、修復受損的滑膜細胞;艾灸足三里后RA模型大鼠滑膜組織中LC3-II、BecLin-1等自噬相關基因表達均顯著升高;認為艾灸可能通過提高細胞自噬水平發揮修復RA滑膜細胞損傷的作用。
研究表明,電針足三里能夠緩解RA模型大鼠關節腫脹和炎癥反應[39]。海馬體是大腦邊緣系統的一個組成部分,與記憶和空間定位有關。Suhaimi等[40]研究發現,海馬體與疼痛之間存在相關性。婁之聰等[41]探究電針刺激足三里治療AIA模型大鼠的作用機制,分別于大鼠足三里給予電針刺激(電針組)和嗎啡注射(嗎啡組),結果顯示電針組AIA模型大鼠腦電波δ波數量增多、波幅增高,β波數量減少,與嗎啡組的腦電圖基本相似;提示電針刺激足三里能夠干擾或抑制疼痛信息的傳遞,其可能與干擾非特異感覺傳遞通路有關。
Chen等[42]研究發現,針灸可能通過介導內源性下行鎮痛發揮緩解RA關節疼痛的作用。內源性下行鎮痛系統主要由腎上腺素能神經元、5-羥色胺能神經元、膽堿能神經元構成。Park等[43]分別將α1-腎上腺素受體、α2-腎上腺素受體和β-腎上腺素受體的激動劑和拮抗劑聯合低頻電針刺激足三里作用于CIA模型大鼠,結果顯示α2-腎上腺素受體激動劑能夠增強電針刺激足三里的鎮痛效果,而α2-腎上腺素受體拮抗劑能夠減弱電針刺激足三里的鎮痛效果。Baek等[44]采用CIA模型大鼠研究低頻電針(2 Hz)刺激足三里緩解RA疼痛的作用機制,結果顯示膽堿能受體拮抗劑和5-羥色胺能受體拮抗劑能夠減弱電針刺激的鎮痛作用,抗膽堿酯酶藥則能夠增強電針刺激的鎮痛作用。因此,電針刺激足三里可能通過介導內源性下行鎮痛系統發揮緩解RA疼痛的作用。
此外,多種炎癥因子在RA的發生、發展過程中起著至關重要的作用,電針可能通過調節炎癥因子發揮抗炎鎮痛作用。李文迅等[45]研究發現,電針刺激CFA模型大鼠雙側足三里后,大鼠血清腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α和IL-1β含量均顯著降低,IL-2含量顯著增加。TNF-α、IL-1β在關節腫脹、軟骨侵蝕性損傷中起關鍵作用,IL-2可抑制干擾素-γ、IL-17、TNF-α等的分泌,而促炎性細胞因子的分泌平衡是關節正常生理活動的重要條件[46]。
穴位注射是依據穴位作用和藥物性能在穴位內注射藥物的方法,是傳統針刺法與現代封閉療法的結合,具有劑量低、見效快等特點[47]。與傳統針灸和肌肉注射比較,穴位注射的治療效果更持久[48]。臨床研究已證實,穴位注射可以治療膝骨關節炎、RA等疾病[49]。穴位注射法依據注射藥物的性能,其抗炎鎮痛的作用機制不同。目前,已有關于蜂毒、人胎盤素、漢防己堿、組胺等藥物注射足三里的相關研究。
蜂毒注射歷史悠久,常用來治療不同類型的疼痛和炎性疾病[50]。Kwon等[51]將蜂毒分別注入CFA模型大鼠的足三里和非穴位處,結果顯示蜂毒注入足三里與注入非穴位處比較,緩解關節疼痛和腫脹的作用更強,且能夠降低血清中IL-6的含量。Lee等[52]研究發現,在CIA模型大鼠足三里注射蜂毒后,大鼠血清TNF-α含量降低[53]。Baek等[54]研究發現,在CIA模型大鼠足三里注射蜂毒能夠發揮鎮痛作用,而在經腹腔注射α2-腎上腺素能神經受體拮抗劑預處理過的CIA模型大鼠足三里注射蜂毒,其鎮痛作用顯著減弱;認為足三里注射蜂毒發揮鎮痛作用的機制可能與α2-腎上腺素能神經有關。
人胎盤素是健康人胎盤的提取物,包括凝血因子、性腺激素、促甲狀腺激素、類固醇激素、磷脂和多糖等[55]。Yeom等[56]研究發現,在AIA模型大鼠足三里注射人胎盤素能夠減少大鼠關節組織中TNF-α、IL-1β和IL-6等促炎性細胞因子的表達。TNF-α、IL-1β和IL-6等促炎性細胞因子與RA的發展和關節軟骨破壞密切相關[57]。因此,抑制相關促炎性細胞因子的表達可能是足三里注射人胎盤素治療RA的作用機制之一。
漢防己堿是中藥漢防己的主要成分,具有免疫抑制和抗炎的作用[58]。Wang等[59]研究發現,在RA模型家兔足三里注射漢防己堿后,NO代謝過程中的關鍵氨基酸精氨酸和瓜氨酸的血清含量降低;認為足三里注射漢防己堿能夠通過抑制精氨酸和瓜氨酸的生成而抑制NO的產生,進而達到抗炎的目的。
組胺是肥大細胞和嗜堿性粒細胞內組氨酸脫羧基后產生的一種胺類物質,是肥大細胞和嗜堿性粒細胞脫顆粒的標志物。黃猛等[60]比較毫針針刺足三里和足三里注射組胺的效果,結果顯示2種方法均能夠引起肥大細胞脫顆粒,且二者的鎮痛作用相當。
激光針灸自20世紀70年代開始應用于臨床,具有無痛、無創、無菌、安全及易操作的特點。臨床上采用激光針灸治療RA已取得顯著療效[61],但關于其鎮痛抗炎機制的研究較少。程珂等[62]研究發現,激光針灸足三里具有顯著的鎮痛作用,且650 nm激光和復合激光均能夠顯著提高穴位處肥大細胞的脫顆粒率,提示激光針灸可能通過肥大細胞發揮鎮痛作用。
針灸足三里治療RA具有顯著的抗炎鎮痛效果。針灸法在臨床上有多種演繹形式,而不同的針灸法作用于足三里發揮抗炎鎮痛的作用機制不同。毫針刺法的抗炎鎮痛機制與產生鎮痛物質、調控葡萄糖和氨基酸代謝、影響巨噬細胞極化和細胞外ATP水平等關系密切,艾灸法通過調節神經元的興奮性和細胞自噬水平發揮抗炎鎮痛作用,電針法能夠干擾或抑制疼痛信息的傳遞、介導內源性下行鎮痛系統、調節促炎性細胞因子的分泌平衡,穴位注射法的抗炎鎮痛機制則與其具體注射的藥物關系密切,激光針灸可能通過肥大細胞發揮鎮痛作用。因此,針灸法作用于足三里發揮的抗炎鎮痛作用是多重機制聯合作用的結果,但這些機制之間是否存在交叉仍需進一步的深入研究。