針刺治療腦性癱瘓動物實驗研究進(jìn)展①

徐冬晨，楊江，韓新民

針刺治療腦性癱瘓動物實驗研究進(jìn)展①

徐冬晨1，楊江2，韓新民3

本文綜述針刺對中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響。針刺治療腦癱能有效改善其運動功能和學(xué)習(xí)記憶能力，作用機(jī)制非常復(fù)雜，涉及腦血流量、病理形態(tài)學(xué)、能量代謝、自由基代謝、細(xì)胞凋亡、突觸聯(lián)系、神經(jīng)營養(yǎng)因子表達(dá)等方面。

腦性癱瘓；針刺；動物實驗；綜述

[本文著錄格式] 徐冬晨，楊江，韓新民.針刺治療腦性癱瘓動物實驗研究進(jìn)展[J].中國康復(fù)理論與實踐,2014,20(4):331-333.

腦癱是自受孕開始至嬰兒期非進(jìn)行性腦損傷和發(fā)育缺陷所導(dǎo)致的綜合征，主要表現(xiàn)為運動障礙及姿勢異常，可并發(fā)智力障礙、癲癇、感知覺障礙、交流障礙、行為異常及其他異常[1]。腦癱是一種常見的兒科疾患，屬于中醫(yī)“痿證”“五軟”“五遲”“五硬”“癡呆”等病癥范疇。腦癱后的功能障礙不同程度地影響其獨立生存能力、生活質(zhì)量和未來的職業(yè)能力，給家庭、社會造成不同程度的負(fù)擔(dān)。針刺作為中國傳統(tǒng)康復(fù)治療手段之一，是腦癱治療的常用方法，有效、經(jīng)濟(jì)、不良反應(yīng)少。目前，很多學(xué)者借助現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，不斷探索著可能的療效及其機(jī)制，其中腦癱建模常常以缺血缺氧性腦損傷為主。本文主要綜述2003年以來國內(nèi)外有關(guān)針刺治療腦癱動物的研究，為針刺療法在腦癱中更合理地應(yīng)用及相關(guān)深入研究提供參考。

1 對運動功能和學(xué)習(xí)記憶能力的影響

腦缺血缺氧或?qū)m內(nèi)感染致腦損傷幼鼠站立不穩(wěn)，多種運動功能評估包括觸覺刺激試驗[2-4]、懸吊實驗[5-7]、斜坡實驗[5-6]、Morris水迷宮[8]和Y迷宮測試[5,9]等，顯示其神經(jīng)功能明顯下降，隨著針刺時程增加，神經(jīng)功能改善明顯，協(xié)調(diào)性增強(qiáng)，早期介入[2-3]或結(jié)合其他療法[5,9-10]后效果更佳?？傊槾讨委煟绕涫窃缙诮槿牖蚵?lián)合其他療法的應(yīng)用，可顯著促進(jìn)缺血缺氧性腦癱幼鼠運動功能和學(xué)習(xí)記憶能力的改善。

2 對腦血流量的影響

幼鼠腦缺血缺氧后腦部血流量顯著下降，腦缺血缺氧后2～4 d血流量升高，仍低于正常血流量，腦組織水腫加重，至第4天恢復(fù)正常[11]。應(yīng)用激光多普勒血流測定儀測定，發(fā)現(xiàn)經(jīng)針刺治療后其血流量較基礎(chǔ)狀態(tài)明顯升高，運動功能改善[6,10,12]，2周后腦血流增長率較首次針刺后有所下降，針刺同時也能減輕腦組織水腫[6,12]，證明針刺能有效改善缺血缺氧性腦癱幼鼠大腦微循環(huán)。

3 對病理形態(tài)學(xué)的影響

幼鼠腦缺血缺氧后部分細(xì)胞變性、壞死，出現(xiàn)典型的凋亡，胞漿中作為神經(jīng)細(xì)胞機(jī)能狀態(tài)標(biāo)志的尼氏體大量減少甚至消失，樹突減少或消失，血管閉塞，腦軟化灶形成，小膠質(zhì)細(xì)胞增生改變，隨著時間的延長逐漸加重，以72 h左右最為明顯。結(jié)扎側(cè)腦半球呈程度不等的萎縮，經(jīng)針刺治療，細(xì)胞變性壞死、凋亡[5,13]及尼氏體脫失有減輕的趨勢，腦部形態(tài)結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù)[2,5,14-17]，腦萎縮減輕，重量較治療前明顯增加[2-4,18]，尤其是早期針刺介入的幼鼠[2-3,18]，運動功能也會相應(yīng)改善[2-4]。

4 對能量代謝的影響

腦組織能量代謝障礙是缺血缺氧性腦損傷病理生理過程中發(fā)生的首要環(huán)節(jié)。幼鼠腦缺血缺氧后ATP酶活性、ATP酶分解活性、ATP生成率均明顯下降，并伴隨血糖的下降，神經(jīng)細(xì)胞變性壞死；經(jīng)針刺的幼鼠ATP酶活性高于自然恢復(fù)的幼鼠，同時病理改變減輕，學(xué)習(xí)和記憶能力得到明顯提高[9]，提示能量代謝變化可能是針刺治療腦癱的重要機(jī)制之一。

5 對自由基代謝的影響

腦缺血缺氧后，自由基的產(chǎn)生與清除失去平衡，可引發(fā)腦組織生成大量的自由基，如一氧化氮(NO)，它能與超氧陰離子O2?-結(jié)合，引起細(xì)胞膜、細(xì)胞器發(fā)生脂質(zhì)過氧化，加重腦損傷，而脂質(zhì)過氧化的主要降解物為丙二醛(MDA)[19-20]。有實驗顯示，接受針刺的幼鼠，腦組織中NO和MDA水平下降，較自然恢復(fù)的幼鼠明顯，同時腦水腫相應(yīng)減輕，提示針刺治療可以有效抑制缺血缺氧后NO的產(chǎn)生，減輕NO和氧自由基對腦組織的損傷作用[12]。

6 對細(xì)胞凋亡的影響

腦缺血缺氧后，幼鼠大腦皮層、海馬等腦部組織會發(fā)生細(xì)胞凋亡，是神經(jīng)細(xì)胞損傷的重要形式之一，有學(xué)者觀察到細(xì)胞凋亡在腦缺血缺氧后2～3 d達(dá)高峰[17,21]。參與細(xì)胞凋亡調(diào)控的主要有Bcl-2家族和Caspase家族。Bcl-2家族的成員包括抑制細(xì)胞凋亡成員(如Bcl-2、Bcl-xL等)、促進(jìn)細(xì)胞凋亡成員(如Bax、Bak等)和BH3-only死亡蛋白。近年來對于前兩類的研究較多，并已表明，Bcl-2和Bax的比例關(guān)系是決定對細(xì)胞凋亡抑制作用強(qiáng)弱的關(guān)鍵因素。研究顯示，腦缺血缺氧后Bax表達(dá)明顯增多，且比Bcl-2顯著[22]，針刺可以提高Bcl-2的表達(dá)，同時降低Bax的表達(dá)，細(xì)胞凋亡數(shù)顯著減少[13]，且干預(yù)越早越明顯[18]，說明針刺能有效減少腦缺血缺氧后的細(xì)胞凋亡。

7 對突觸聯(lián)系的影響

神經(jīng)細(xì)胞間的突觸包括化學(xué)性突觸和電突觸，信息傳遞的媒介物分別是神經(jīng)遞質(zhì)和局部電流。突觸的結(jié)構(gòu)和信息傳遞效能影響著神經(jīng)系統(tǒng)的功能。

7.1 對突觸結(jié)構(gòu)的影響

目前針刺研究主要集中在對微管相關(guān)蛋白-2(MAP-2)、突觸素p38等的影響。

MAP-2主要存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)細(xì)胞胞體、樹突和樹突棘等，參與構(gòu)成細(xì)胞骨架，調(diào)節(jié)突觸可塑性。劉波在實驗中發(fā)現(xiàn)，給予腦缺血缺氧幼鼠頭穴叢刺，海馬CA1區(qū)MAP-2表達(dá)隨著時程增加，增高幅度明顯下降，結(jié)合環(huán)境刺激法后療效相應(yīng)地進(jìn)一步提高。實驗中還觀察到學(xué)習(xí)記憶能力變化與MAP-2表達(dá)變化相一致，表明海馬CA1區(qū)MAP-2表達(dá)增加是頭穴叢刺或頭穴叢刺結(jié)合環(huán)境刺激法能有效促進(jìn)腦缺血缺氧幼鼠學(xué)習(xí)記憶能力改善的機(jī)制之一[8,23]。

突觸素p38廣泛存在于神經(jīng)細(xì)胞的突觸前囊泡中，參與神經(jīng)發(fā)育、分化、再生與修復(fù)。有研究顯示，幼鼠腦缺血后，突觸素表達(dá)增加，經(jīng)過頭穴叢刺后突觸素的表達(dá)更高，提示頭穴叢刺可增強(qiáng)突觸可塑性，研究還表明聯(lián)合環(huán)境刺激法后作用更大[23-24]。

7.2 對神經(jīng)遞質(zhì)的影響

李曉捷等發(fā)現(xiàn)，幼年實驗動物因缺血缺氧或高膽紅素致腦癱后腦內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量下降，針刺患側(cè)和督脈穴位時能明顯升高腦內(nèi)5-羥色胺(5-HT)含量、腦干去甲腎上腺素(NE)含量和基底核多巴胺(DA)[25-26]。但也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，該法對腦內(nèi)和脊髓內(nèi)的NE含量均無明顯影響[27]。這些說明針刺對腦癱模型腦內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量有一定的調(diào)控作用。但兩項實驗結(jié)果存在明顯的差異，可能與腦癱模型不同、電針刺激方案不同、腦組織取材部位不完全相同等因素有關(guān)，有待深入研究。

興奮性氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸(Glu)含量的升高是缺血缺氧性腦病發(fā)病過程中的重要環(huán)節(jié)，降低腦中Glu含量是關(guān)鍵[17]。楊進(jìn)廉等研究發(fā)現(xiàn)，單純針刺患側(cè)穴位能明顯升高腦內(nèi)抑制性氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)甘氨酸(Gly)和γ-氨基丁酸(GABA)含量；針刺患側(cè)穴位加上督脈穴位則能明顯降低腦內(nèi)和脊髓內(nèi)Glu含量，升高脊髓內(nèi)GABA含量，對其他神經(jīng)遞質(zhì)含量的影響與針刺患側(cè)穴位效果相同或更強(qiáng)[27]。這些研究結(jié)果提示針刺對腦和脊髓內(nèi)興奮性與抑制性氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)的調(diào)控具有廣泛性、復(fù)雜性，而同時選用患側(cè)和督脈具有協(xié)同作用。

另外，乙酰膽堿(Ach)作為中樞膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)的重要遞質(zhì)之一，參與學(xué)習(xí)、記憶等重要的生理活動。但由于目前尚無直接顯示Ach的組織化學(xué)方法，而膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶(ChAT)為細(xì)胞內(nèi)Ach合成的關(guān)鍵酶，一般以此代表膽堿能神經(jīng)細(xì)胞的功能狀態(tài)。李宛青等的研究發(fā)現(xiàn)，針刺治療能有效促進(jìn)腦缺血缺氧幼鼠海馬結(jié)構(gòu)CA1區(qū)內(nèi)ChAT表達(dá)增多、增強(qiáng)，逐漸接近正常幼鼠，從而催化Ach合成增多，促進(jìn)功能恢復(fù)[15,28]。

8 對神經(jīng)營養(yǎng)因子表達(dá)的影響

神經(jīng)營養(yǎng)因子已越來越多地用于腦損傷的研究與干預(yù)中，但大多限于成熟的腦組織，對在發(fā)育期腦損傷的應(yīng)用較少。

有實驗發(fā)現(xiàn)，幼鼠腦缺血缺氧后，抗氧化防御系統(tǒng)中的超氧化物岐化酶(SOD)的活力、谷光甘肽的含量均明顯下降[20,28]。此時結(jié)扎側(cè)大腦半球的腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)、神經(jīng)生長因子(NGF)表達(dá)明顯增多，逐漸達(dá)到高峰，但時程短，增加的水平有限，隨著生長發(fā)育其水平又逐漸降低，并維持在較低水平。針刺后能持續(xù)上調(diào)BDNF、NGF表達(dá)水平，在各時間點數(shù)量和強(qiáng)度上均顯著高于自然恢復(fù)的幼鼠[2,15,23,29]，還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在刺激和維持NGF表達(dá)上，早期針刺效果更明顯[2,30]。也有學(xué)者應(yīng)用宮內(nèi)感染致早產(chǎn)模型進(jìn)行研究[31]，在BDNF表達(dá)變化顯示出與以上一致的結(jié)果。BDNF大量增加后，可以調(diào)節(jié)自由基代謝，增加SOD和谷光甘肽過氧化物酶等在神經(jīng)細(xì)胞中的活性，使自由基積聚減少，還可以對抗代謝性和興奮性氨基酸毒性損傷，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Ca2+的水平，穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)環(huán)境，對NO介導(dǎo)的谷氨酸神經(jīng)毒性也有抵抗作用，從而保護(hù)腦組織免受進(jìn)一步損傷。NGF、堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)在調(diào)節(jié)抗氧化防御系統(tǒng)的作用方面有著與BDNF類似的作用。有實驗顯示，腦缺血缺氧或?qū)m內(nèi)感染致腦損傷幼鼠的受損腦組織和鄰近區(qū)域bFGF表達(dá)增加，經(jīng)針刺治療bFGF表達(dá)較自然恢復(fù)增加，并可延長強(qiáng)陽性表達(dá)，前肢功能恢復(fù)明顯，而且早期介入對于bFGF的表達(dá)和前肢功能有著更為顯著的影響[3,32]。說明針刺能改善神經(jīng)功能，調(diào)節(jié)bFGF表達(dá)可能是其機(jī)制之一。

9 其他

腦組織生長相關(guān)蛋白-43(growth associated protein,GAP-43)是神經(jīng)細(xì)胞軸突再生的分子標(biāo)志。黃雄昂等研究表明，針刺治療促進(jìn)腦組織各部位(尤其是運動皮質(zhì))GAP-43的表達(dá)，并使其表達(dá)在一定時間內(nèi)維持在較高水平，從而有利于神經(jīng)組織再生和突觸重建[14]。目前，GAP-43表達(dá)的調(diào)控機(jī)制尚不完全清楚。

膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中星形膠質(zhì)細(xì)胞特異性蛋白。王琴玉等應(yīng)用SABC (Strept Avidin-Biotin Complex)法檢測腦組織GFAP表達(dá)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)針刺后GFAP表達(dá)增加，前肢功能相應(yīng)改善[4,7]，提示針刺能促進(jìn)GFAP表達(dá)，可能是其治療腦癱在細(xì)胞層面的重要機(jī)制之一。

10 展望

有關(guān)針刺治療腦癱作用機(jī)制的研究是多層次、多方面的，涉及腦血流量、病理形態(tài)學(xué)、能量代謝、自由基代謝、細(xì)胞凋亡、突觸聯(lián)系、神經(jīng)營養(yǎng)因子表達(dá)等，還有很多不為所知的機(jī)制需要進(jìn)一步的探索。目前的實驗設(shè)計存在一些問題，如動物模型、針刺方案不統(tǒng)一，選穴標(biāo)準(zhǔn)不同，針刺常常與電刺激結(jié)合，刺激量、強(qiáng)度、持續(xù)時程不一等，導(dǎo)致很多實驗結(jié)果之間無法進(jìn)行比較和利用。另外，有學(xué)者研究針刺的早期介入，但能早到什么程度，什么時候介入最適合，尚缺乏專門的實驗及臨床研究，這些都是針刺治療腦癱進(jìn)一步研究的切入點，應(yīng)加強(qiáng)研究，為深入的基礎(chǔ)研究和臨床療效的提高、治療標(biāo)準(zhǔn)化的完善等提供依據(jù)和參考。

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Advance in Animal Experiment of Acupuncture for Cerebral Palsy(review)

XU Dong-chen,YANG Jiang,HAN Xin-min.Department of Rehabilitation Science,Nanjing Technical College of Special Education,Nanjing 210000,Jiangsu,China

This article reviewed the effects of acupuncture on structure and function of central nervous system(CNS).Acupuncture is effective on motor function and ability of learning and memory.The mechanism is complex,including cerebral blood flow,pathomorphism, energy metabolism,free radicals metabolism,cell apoptosis,synaptic connections,and expression of neurotrophic factor,etc.

cerebral palsy;acupuncture;animal experiment;review

10.3969/j.issn.1006-9771.2014.04.007

R742.3

A

1006-9771(2014)04-0331-03

2013-06-13

2013-09-26)

1.南京中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)兒科學(xué)重點學(xué)科開放課題資助項目(No.EZK2012011)；2.江蘇高?！扒嗨{(lán)工程”資助項目。

1.南京特殊教育職業(yè)技術(shù)學(xué)院康復(fù)科學(xué)系，江蘇南京市210000；2.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院兒科，江蘇南京市210000；3.南京中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，江蘇南京市210000。作者簡介：徐冬晨(1977-)，男，漢族，江蘇江陰市人，碩士，副教授，主要研究方向：兒童康復(fù)。通訊作者：韓新民。