針刺對(duì)缺血性腦血管病的分子生物學(xué)調(diào)節(jié)機(jī)制的研究進(jìn)展*

劉曉華,沈梅紅,李忠仁

(南京中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院,江蘇南京 210046)

缺血性腦血管疾病屬中醫(yī)“中風(fēng)”的范疇,包括短暫性腦缺血發(fā)作、腦血栓形成和腦栓塞,是中老年人常見病,具有發(fā)病率高、致殘率高、死亡率高、治愈率低的特點(diǎn),嚴(yán)重影響人類的身心健康和生活質(zhì)量。當(dāng)前對(duì)該病的防治已成為醫(yī)學(xué)研究的重要課題。許多研究資料從實(shí)驗(yàn)研究方面證實(shí)[1]：針刺對(duì)缺血性腦血管病的神經(jīng)元的受損具有確切的療效及保護(hù)作用,其機(jī)制研究目前已從整體水平深入到細(xì)胞和分子水平。本文將就近年來針刺對(duì)缺血性腦血管病保護(hù)作用的分子生物學(xué)調(diào)節(jié)機(jī)制作一系統(tǒng)回顧并綜述如下。

1 抑制細(xì)胞凋亡

腦缺血后引起的遲發(fā)性神經(jīng)元損傷即凋亡,涉及蛋白質(zhì)合成和復(fù)雜的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng),是缺血性神經(jīng)元損傷的最延遲環(huán)節(jié)。鄒氏等[2]發(fā)現(xiàn)針刺可抑制腦局部缺血后 c-fos蛋白的表達(dá),進(jìn)而調(diào)控其后發(fā)的凋亡相關(guān)基因,發(fā)揮抑制細(xì)胞凋亡的作用?？资系萚3]證實(shí)電針可通過下調(diào)局灶性腦缺血再灌注海馬 CA1區(qū)促凋亡基因 Fas水平,抑制細(xì)胞凋亡,減輕缺血半暗區(qū)神經(jīng)元損害。李氏等[1]報(bào)道電針可顯著改善腦紋狀體缺血性神經(jīng)元損傷凋亡細(xì)胞的形態(tài),使 Bax蛋白的表達(dá)明顯減少,同時(shí)上調(diào)抗凋亡基因 bcl-2蛋白的表達(dá),提示電針有抗缺血神經(jīng)元凋亡的作用。其機(jī)制與針刺促進(jìn) bcl-2基因的表達(dá),使其抑制因缺血、缺氧所引起的自由基生成、谷氨酸增加、細(xì)胞內(nèi)鈣超載及神經(jīng)生長(zhǎng)因子缺乏等造成的神經(jīng)細(xì)胞凋亡有關(guān)。

2 抑制炎性細(xì)胞因子

腦組織缺血后,損傷區(qū)炎性細(xì)胞聚集增加,炎性細(xì)胞因子表達(dá)上調(diào),參與腦缺血后炎癥性損傷而加重腦缺血。近年來研究表明,中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)可對(duì)各種損害產(chǎn)生炎性反應(yīng),如腫瘤壞死因子 α(TNF-α)、白介素和粘附分子在 CNS炎癥反應(yīng)的擴(kuò)散和持續(xù)方面已被強(qiáng)調(diào)。周氏等[4]發(fā)現(xiàn)電針可顯著改善腦缺血再灌注大鼠神經(jīng)缺損行為體征,同時(shí)明顯降低腦組織髓過氧化物酶(MPO)、TNF-α的含量。說明電針對(duì)腦缺血再灌注損傷有顯著的保護(hù)作用,其機(jī)制可能為調(diào)節(jié)腦組織 MPO、TNF-α水平,遏止炎癥反應(yīng),減輕缺血再灌注繼發(fā)性神經(jīng)元損傷。實(shí)驗(yàn)[5]證明頭針可減輕急性腦缺血再灌注后白細(xì)胞的浸潤(rùn),下調(diào) TNF-α、IL-1β的表達(dá),從而減緩炎性免疫反應(yīng),減輕腦缺血再灌注損傷,實(shí)現(xiàn)對(duì)腦組織受損神經(jīng)元細(xì)胞的保護(hù)作用。蘇氏等[6]觀察到腦缺血后細(xì)胞黏附分子(ICAM-1)表達(dá)增加,針刺可降低 ICAM-1的表達(dá),從而減輕缺血后 ICAM-1導(dǎo)致的缺血性腦損傷。其機(jī)制可能與抑制腦內(nèi) ICAM-1的表達(dá),減輕炎癥反應(yīng)有關(guān)。

3 抗自由基損傷及脂質(zhì)過氧化反應(yīng)

腦缺血時(shí),由于大量氧自由基消耗了超氧化物歧化酶(SOD),使 SOD清除自由基能力下降,過剩的自由基與腦組織生物膜不飽和脂肪酸發(fā)生過氧化連鎖反應(yīng),產(chǎn)生大量脂質(zhì)過氧化物丙二醛(MDA),使腦組織生物膜結(jié)構(gòu)與功能受損,從而引起細(xì)胞損傷直至死亡。李氏等[7]觀察到電針或預(yù)防性電針缺血再灌注大鼠“百會(huì)”、“大椎”兩穴,可使模型大鼠血清 、海馬、大腦皮層、紋狀體等腦組織及核團(tuán)谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和皮質(zhì)及紋狀體區(qū) CAT的低活性狀態(tài)得到顯著增高,高 MDA含量顯著降低,推測(cè)電針具有預(yù)防及逆轉(zhuǎn)腦缺血再灌注所造成的脂質(zhì)過氧化及自由基連鎖反應(yīng),具有良好抗氧應(yīng)激和腦保護(hù)作用。任氏等[8]報(bào)道,大鼠在腦缺血后 MDA含量明顯增高并持續(xù)上升,說明局灶性腦缺血形成后組織的破壞呈進(jìn)行性發(fā)展,而經(jīng)電針處理的大鼠,MDA含量相對(duì)降低,SOD的活性明顯增高,表明針刺具有內(nèi)源性調(diào)節(jié)作用,在某種程度上抑制自由基的產(chǎn)生及連鎖反應(yīng)的發(fā)生,促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)及功能恢復(fù),延緩神經(jīng)細(xì)胞的缺血性壞死,從而對(duì)局灶性缺血腦組織起到保護(hù)作用,這可能是針刺治療缺血性腦血管疾病的另一原理。

4 調(diào)節(jié)一氧化氮及一氧化氮酶

NO是在一氧化氮合成酶(NOS)催化下,由 L-精氨酸氧化產(chǎn)生,具有強(qiáng)烈的舒張血管作用。在缺血性腦損傷中的作用是雙重的,依賴于 NO的起源,源于iNOS和神經(jīng)原性一氧化氮合成酶(nNOS)過度表達(dá)所形成者,具有神經(jīng)毒性;源于 cNOS的 NO有神經(jīng)保護(hù)作用。因而針刺可通過對(duì)不同來源 NO的調(diào)節(jié)而起到對(duì)神經(jīng)元的保護(hù)作用。許氏等[9]發(fā)現(xiàn)大鼠局灶性腦缺血后,缺血區(qū)腦組織 NO含量升高和 NOS活性增強(qiáng),給予電針治療后,NO含量和 NOS活性均顯著下降。提示電針可抑制缺血后腦內(nèi) NO含量和 NOS的活性,從而保護(hù)腦缺血后繼發(fā)神經(jīng)元的損傷。林氏等[10]探討電針對(duì)腦缺血大鼠可能的抗氧化治療機(jī)理及血清 NO、NOS的濃度變化。發(fā)現(xiàn)電針可使模型大鼠血清中高 NO、NOS含量顯著降低,可見電針對(duì)腦缺血造成的自由基損傷、腦神經(jīng)細(xì)胞及細(xì)胞器的過氧化,可能有預(yù)防及逆轉(zhuǎn)作用。李氏等[11]利用電針患側(cè)“百會(huì) ”、“曲池”、“環(huán)跳”、“足三里 ”穴,手術(shù)后 12 h處死并檢測(cè)大腦皮層患側(cè)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)和血清一氧化氮。發(fā)現(xiàn)和模型組相比,缺血前期電針組大腦皮層 NE明顯升高,血清中 NO的水平提升。說明缺血前期電針通過對(duì)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的調(diào)節(jié),血管活性物質(zhì)的改善等,在不同的環(huán)節(jié)阻斷腦缺血再灌注后的瀑布性損害反應(yīng),具有防治缺血性中風(fēng)及保護(hù)腦缺血再灌注損傷的作用,臨床早期電針防治中風(fēng)具有積極意義。但以上關(guān)于電針(針刺)對(duì) NO含量調(diào)節(jié)的報(bào)道,結(jié)果并不盡相同甚至相反,其原因筆者分析一方面可能與采用的模型、模型制作、操作標(biāo)準(zhǔn)、治療方法不同等有關(guān);另一方面由于 NO的“雙刃劍”作用。今后研究可從分子生物學(xué)角度出發(fā),進(jìn)一步觀察 NO的起源,是通過抑制 iNOS和 nNOS,還是促進(jìn) cNOS從而影響 NO含量,進(jìn)而發(fā)揮電針的調(diào)節(jié) NO及 NOS作用,這也是我們下一步進(jìn)行研究的主要方向。

5 阻抑細(xì)胞內(nèi)鈣的超載

鈣離子參與細(xì)胞生物電反應(yīng)和胞內(nèi)生物化學(xué)反應(yīng)過程。神經(jīng)細(xì)胞發(fā)揮正常功能中 Ca2+起著重要調(diào)節(jié)作用。正常生理?xiàng)l件下依賴鈣泵的作用胞內(nèi)鈣濃度遠(yuǎn)低于胞外,在腦缺血缺氧時(shí)由于能量供應(yīng)不足,鈣通道開放,鈣外排障礙等,造成細(xì)胞內(nèi)鈣超載。細(xì)胞內(nèi)鈣超載一方面可使血管收縮,進(jìn)一步加重腦缺血缺氧;另外還可引起細(xì)胞代謝障礙甚至導(dǎo)致細(xì)胞死亡?；羰系萚12]觀察到針刺不同穴組均能降低腦缺血再灌注大鼠腦組織異常升高的 Ca2+的含量,均對(duì)腦缺血損傷具有保護(hù)作用。說明針刺治療中風(fēng)的作用機(jī)理與維持細(xì)胞內(nèi)外離子穩(wěn)態(tài)有關(guān)。許氏等[13]利用激光共聚焦掃描顯微鏡觀察缺血區(qū)腦片中腦細(xì)胞內(nèi) Ca2+的變化,發(fā)現(xiàn)電針可降低缺血后皮質(zhì)部和紋狀體細(xì)胞內(nèi) Ca2+含量,抑制胞內(nèi) Ca2+超載,從而保護(hù)腦缺血后繼發(fā)神經(jīng)元的損傷。

6 拮抗興奮性氨基酸釋放

腦組織中的興奮性氨基酸(EAAs)主要包括谷氨酸(Glu)和天門冬氨酸(Asp)。在生理狀態(tài)下細(xì)胞外的興奮性氨基酸濃度受酶降解、神經(jīng)細(xì)胞和膠質(zhì)細(xì)胞重?cái)z取等機(jī)制調(diào)控,不會(huì)對(duì)神經(jīng)元產(chǎn)生興奮毒性,當(dāng)腦缺血時(shí)三磷酸腺苷(ATP)合成不足,EAAs重?cái)z取發(fā)生障礙且因鈣內(nèi)流而釋放加速,造成病灶局部腦組織間隙 EAAs過量積聚,引起對(duì)突觸后膜受體的過度刺激而介導(dǎo)細(xì)胞滲透性腫脹和相關(guān)損傷,此即所謂的興奮毒性。侯氏等[14]建立高脂血癥復(fù)合高糖血癥動(dòng)物模型,觀察大鼠血 Glu變化,探討針刺干預(yù)此復(fù)合模型致缺血性腦血管病的腦保護(hù)機(jī)制。發(fā)現(xiàn)針刺可明顯下調(diào)血 Glu含量,維護(hù)和保持血管內(nèi)皮的完整性,從而保護(hù)腦組織。這可能是針刺干預(yù)高脂血癥復(fù)合高糖血癥發(fā)生缺血性腦血管病的機(jī)制之一。陳氏等[15]報(bào)道電針可下調(diào)腦缺血后海馬興奮性氨基酸受體(NMDA受體)水平,從而抑制興奮性氨基酸毒性釋放,減輕缺血性腦損傷。表明針刺可抑制細(xì)胞外興奮性氨基酸的過量堆積,從而抑制興奮性毒性而發(fā)揮保護(hù)作用。

7 對(duì) cGMP、cAMP信使的調(diào)節(jié)

cGMP、cAMP作為第二信使分子,參與細(xì)胞信息的傳遞。王氏等[16]報(bào)道電針可使急性腦梗塞大鼠血漿中過度降低的 cAMP含量明顯升高而趨于常值,使升高的cGMP含量有下降的趨勢(shì),使 cAMPcGMP值升高而趨于正常。說明針刺可通過調(diào)節(jié) cAMP、cGMP含量及二者比值,改善梗塞區(qū)腦組織供血,從而起到治療作用。吳氏等[17]頭穴透刺急性腦梗塞大鼠,結(jié)果發(fā)現(xiàn)血漿中cAMP含量顯著升高,cGMP含量逐漸下降,病理性減少的 cAMPcGMP比值增大,并均趨于正常水平。提示針刺可能通過調(diào)節(jié)機(jī)體血漿和缺血腦組織中 cAMP、cGMP的含量及二者的比值從而介導(dǎo)血管平滑肌的松弛反應(yīng),改善局部供血,繼而取得了臨床治療效果。

8 調(diào)節(jié)能量代謝

穆氏等[18]探討電針對(duì)局灶性腦缺血再灌注大鼠紋狀體線粒體 ATP酶的影響,發(fā)現(xiàn)模型組 Na+-K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶、Mg2+-ATP酶活性較對(duì)照組顯著下降;電針組各種 ATP酶活性與對(duì)照組比較無明顯差異,與模型組比較顯著升高。認(rèn)為電針可提高紋狀體神經(jīng)元細(xì)胞的能量代謝能力,從而發(fā)揮對(duì)缺血再灌注紋狀體損傷的保護(hù)作用。陸氏等[19]發(fā)現(xiàn)全腦缺血再灌注大鼠經(jīng)針刺治療后下降的 GSH-px活性復(fù)又升高,說明針刺可減輕腦組織 GSH-px代謝障礙,改善腦能量代謝,對(duì)腦缺血神經(jīng)元起保護(hù)作用。沈氏等[20]證實(shí)電針使缺血再灌注大鼠大腦皮層、紋狀體細(xì)胞中 ERK表達(dá)陽性細(xì)胞數(shù)明顯增多,具有上調(diào)腦缺血再灌注大鼠細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)的蛋白表達(dá)作用。推測(cè)電針上調(diào) ERK蛋白表達(dá)是電針抗氧應(yīng)激針對(duì)缺氧刺激啟動(dòng)修復(fù)過程而促進(jìn)細(xì)胞存活,對(duì)經(jīng)歷缺血再灌注損傷的神經(jīng)元具有顯著的保護(hù)作用。

9 結(jié)語

綜上所述,缺血性腦血管病是一個(gè)復(fù)雜的病理過程,針刺對(duì)其防治機(jī)制也是多部位、多靶點(diǎn)的調(diào)節(jié),包括維持離子穩(wěn)態(tài)、調(diào)控第二信使分子含量、降低細(xì)胞興奮性氨基酸含量、抑制細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)能量代、抑制炎性因子、清除自由基、調(diào)節(jié) NO含量。但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,缺血性腦血管病發(fā)生發(fā)展機(jī)制仍處在不斷深入探索中,有關(guān)針刺治療本病的分子生物學(xué)機(jī)制研究仍需進(jìn)一步商榷,如許多實(shí)驗(yàn)研究往往僅觀察針刺對(duì)某些指標(biāo)的影響,未把針刺治療該病機(jī)制作一統(tǒng)一整體來考慮,仍處于各自孤立狀態(tài),同時(shí)研究中也未見有關(guān)針刺對(duì)缺血性腦血管病分子生物學(xué)水平互相調(diào)節(jié)的機(jī)理研究。目前,大多數(shù)研究者均集中于發(fā)病后治療,并未體現(xiàn)中醫(yī)的“未病先防”的思想。為此,今后研究中應(yīng)利用針刺自身特點(diǎn),應(yīng)用循證醫(yī)學(xué)方法及隨機(jī)對(duì)照可比的方法,找準(zhǔn)契合點(diǎn),充分發(fā)揮傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的特長(zhǎng),在科研工作中,創(chuàng)立新模式,從系統(tǒng)觀、整體觀等角度出發(fā)多指標(biāo)、多學(xué)科、多靶點(diǎn)等研究,以達(dá)到更廣泛地闡明其綜合作用機(jī)理,尤其是細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和分子生物學(xué)等方面作用的原理。筆者相信,隨著近代醫(yī)學(xué)科學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步,通過不懈努力,針刺療效作用的分子生物學(xué)機(jī)制及信號(hào)調(diào)節(jié)機(jī)制一定會(huì)有更加驚人的突破。

[1] 李忠仁,崔龍,沈梅紅,等.電針對(duì)腦紋狀體缺血性神經(jīng)元細(xì)胞凋亡及基因表達(dá)的調(diào)整[J].中國(guó)臨床康復(fù),2006,10(7)：105-107

[2] 鄒軍,張家維,賴新生.電針對(duì)缺血性中風(fēng)興奮性氨基酸、c-fos及細(xì)胞凋亡影響[J].陜西中醫(yī),2002,23(8)：760-761

[3] 孔立紅,任婕,周華,等.電針對(duì)腦缺血再灌注大鼠海馬 Fas蛋白表達(dá)的影響[J].中國(guó)中醫(yī)急癥,2006,15(11)：1252-1253

[4] 周爽,黃建華.電針對(duì)腦缺血再灌注損傷大鼠炎癥反應(yīng)的影響[J].江蘇中醫(yī)藥,2005,26(7)：49-51

[5] 周利,張紅星,劉靈光,等.頭針對(duì)急性腦缺血再灌注大鼠促炎性反應(yīng)因子TNF-α、IL-1β含量的影響[J].針刺研究,2008,33(3)：173-178

[6] 蘇紅梅,朱廣旗,歐陽泠星,等.針刺對(duì)大鼠腦缺血再灌注損傷后ICAM-1表達(dá)的影響[J].上海針灸雜志,2006,25(12)：30-32

[7] 李忠仁,崔龍,郭志力,等.電針對(duì)腦缺血再灌流抗氧應(yīng)激的研究[J].針刺研究,2005,30(2)：67-71

[8] 任玉錄,孫德俊.電針對(duì)局灶性腦缺血急性期大鼠腦組織中自由基水平影響和神經(jīng)功能相關(guān)性的實(shí)驗(yàn)研究[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志,2008,6(6)：679-680

[9] 許能貴,易瑋,賴新生,等.電針對(duì)局灶性腦缺血大鼠 NO、NOS和ET-1的影響[J].廣州中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2002,19(1)：63-64

[10] 林旭明,李忠仁,沈梅紅,等.電針對(duì)腦缺血大鼠血清一氧化氮及一氧化氮合成酶影響的研究[J].針灸臨床雜志,2007,23(1)：48

[11] 李昌植,葛林寶.超早期電針干預(yù)對(duì)腦缺血再灌注模型大鼠單胺類神經(jīng)遞質(zhì)和一氧化氮的影響[J].吉林中醫(yī)藥,2005,25(1)：51-52

[12] 霍則軍,任秀君,劉青云.針刺不同穴組對(duì)腦缺血再灌注大鼠保護(hù)作用研究[J].山西中醫(yī),2004,20(1)：47-48

[13] 許能貴,易瑋,賴新生,等.電針對(duì)局灶性腦缺血大鼠腦細(xì)胞內(nèi)Ca2+含量的影響[J].中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合雜志,2002,22(4)：295-297

[14] 侯雪民,楊駿,李萬瑤.Glu、vWF和TC、TG參與電針對(duì)實(shí)驗(yàn)性腦血管病保護(hù)作用的研究[J].針灸臨床雜志,2007,23(3)：40-43

[15] 陳虎,蔡定芳,沈思枉,等.電針對(duì)局灶性腦缺血大鼠海馬興奮性氨基酸受體的影響[J].上海針灸雜志,2003,22(5)：13-15

[16] 王亞文,劉又香,周爽,等.電針對(duì)大鼠急性腦梗塞血漿中cAMP、cGMP含量的影響[J].上海針灸雜志,2002,21(6)：33-35

[17] 吳緒平,周爽,劉又香,等.頭穴透刺對(duì)急性腦梗塞大鼠血漿中cAMP、cGMP含量的影響[J].中國(guó)針灸,2000,20(11)：694

[18] 穆艷云,李忠仁,牛文民,等.電針對(duì)局灶性腦缺血再灌注大鼠紋狀體線粒體 ATP酶與總體抗氧化能力的影響[J].上海針灸雜志,2007,26(1)：42-44

[19] 陸任云,徐斌,李君榮,等.針刺對(duì)缺血再灌注腦組織形態(tài)結(jié)構(gòu)和酶活性影響的實(shí)驗(yàn)研究[J].針刺研究,2002,27(1)：5-9

[20] 沈梅紅,李忠仁,項(xiàng)曉人,等.電針對(duì) MCAO大鼠 ERK蛋白表達(dá)的影響[J].針刺研究,2007,32(6)：368-372