針灸保護心肌損傷的作用及機制研究進展

陳昕昀，袁 見，郎韞哲，王迪霖，蔡 昊，牟芳芳，國海東

心血管疾病是一類嚴重威脅人類健康的常見病，已成為人類死亡的頭號殺手，具有高患病率、高致殘率和高死亡率的特點。由于心肌細胞在成年之后退出細胞周期，在發(fā)生缺血缺氧損傷后不能通過自身增殖進行修復(fù)，最終可能出現(xiàn)心力衰竭。針灸在心肌缺血的治療中具有多靶點、多層次和多通路等優(yōu)勢，對于心肌損傷后的臨床癥狀和心肌病理學表現(xiàn)都有較為確切的改善作用。

1 針灸與心肌缺血

心肌缺血是威脅人類健康的重要疾病之一。心肌細胞缺血缺氧會造成心肌壞死、心肌頓抑，致心肌超負荷工作，嚴重時形成心肌瘢痕，最終導(dǎo)致心力衰竭，甚至休克。中醫(yī)學中沒有明確關(guān)于“心肌缺血”的記載，但根據(jù)胸痛、心悸等臨床癥狀可歸類為“胸痹”“真心痛”等病癥范疇。而持久的心肌缺血所導(dǎo)致的部分心肌急性壞死、心臟排血量驟降會造成心肌梗死(myocardial infarction，MI)。從中醫(yī)角度來看，心肌梗死是由于本虛標實、氣虛血瘀引起的心絡(luò)痹阻[1]。對于發(fā)病急、病情重的急性心肌梗死，應(yīng)當首選速效救心丸、黃芪注射液等見效快、效果佳的藥丸及注射劑，而在心肌梗死的恢復(fù)期可選擇副作用小的針灸治療。

回顧中醫(yī)治療心臟疾病的案例，治療心臟疾病多采用手厥陰心包經(jīng)上的穴位，其中以內(nèi)關(guān)穴為首[2]。內(nèi)關(guān)穴是手厥陰心包經(jīng)的腧穴之一，出自《靈樞·經(jīng)脈》，位于前臂掌側(cè)，當曲澤與大陵的連線上，腕橫紋上2寸，掌長肌腱與橈側(cè)腕屈肌腱之間。臨床常用于治療心絞痛、心肌炎等疾病。異丙腎上腺素可用于誘導(dǎo)心肌缺血的常見動物模型。覃佩蘭[2]經(jīng)蘇木精-伊紅(HE)染色發(fā)現(xiàn)，針刺內(nèi)關(guān)穴對心肌缺血小鼠心肌氯離子通道CLC-3、CLC-4蛋白表達有促進作用，從而緩解心肌組織缺血狀態(tài)。也有研究表明，針刺通過調(diào)控心肌組織Toll樣受體(Toll-like receptor，TLR)蛋白表達發(fā)揮抗心肌缺血的作用[3]，其中TLR4 不僅在冠狀動脈有表達，而且在心肌亦有表達，與動脈粥樣硬化及心肌缺血均相關(guān)，TLR4 的抑制劑阿洛利停已經(jīng)被證實具有抗動脈粥樣硬化和心肌缺血的作用。

急性心肌梗死早期，心肌組織及血液中可有多種細胞因子被激活，這些細胞因子可以在一定程度上對受損的心肌組織進行保護與修復(fù)。而針灸能調(diào)節(jié)心肌微環(huán)境，針刺不同的腧穴可以通過調(diào)節(jié)這些被激活的相關(guān)細胞因子活性，促進梗死心肌組織血管新生與修復(fù)[4-5]。在此方面，已有多名學者就不同的細胞因子進行研究，且所涉及的腧穴多與內(nèi)關(guān)穴有關(guān)。如馬鐵明等[6-7]發(fā)現(xiàn)，針刺內(nèi)關(guān)穴可誘導(dǎo)心肌細胞血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的表達，有助于促進多種血管活性物質(zhì)合成，促進血管舒張，抑制血栓形成和血管平滑肌細胞增殖。陳盼碧等[5]發(fā)現(xiàn)針刺內(nèi)關(guān)穴可減少心肌內(nèi)炎癥細胞因子的產(chǎn)生。吳子建等[8]發(fā)現(xiàn)電針內(nèi)關(guān)穴能顯著減少下丘腦中單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量，有效改善外周血中的單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量增多所導(dǎo)致一系列自主神經(jīng)系統(tǒng)反應(yīng)的病理現(xiàn)象。

許多研究都證明針刺或電針對于心肌缺血有一定治療作用，有諸多對于調(diào)控炎性因子、離子通道蛋白等以預(yù)防或治療心肌缺血的探討。電針可能通過降低心肌缺血小鼠心肌組織腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF-α)、核轉(zhuǎn)錄因子-κB p65 (nuclear factor-κB p65，NF-κB p65)、白介素-1β (interleukin-1β，IL-1β)、白介素-8(interleukin-8，IL-8) 蛋白表達水平，實現(xiàn)心肌保護效應(yīng)[9]，也可能通過調(diào)控低氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia induciblefactor-1α，HIF-1α)蛋白以促進機體血管新生、

維持細胞能量代謝[10]。

2 針灸與心肌缺血再灌注

心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemic reperfusion injury，MIRI)指心肌缺血恢復(fù)血流供應(yīng)后造成代謝功能障礙及結(jié)構(gòu)損傷加重的現(xiàn)象，是臨床上常見的疾病，其病理過程與冠狀動脈血管形成術(shù)、冠狀動脈重建術(shù)、心臟移植等術(shù)后并發(fā)癥密切相關(guān)。已有的研究發(fā)現(xiàn)，電針夾脊穴對缺血再灌注損傷心肌有明顯的保護作用[11]。

電針內(nèi)關(guān)穴預(yù)處理可明顯降低急性心肌缺血再灌注損傷大鼠心肌組織水通道蛋白1(AQP1)蛋白表達和蛋白激酶C(PKC)活性，其作用機制可能是通過抑制PKC活化進而抑制AQP1蛋白表達，從而發(fā)揮其心肌保護效應(yīng)[12]。針刺內(nèi)關(guān)穴可以降低損傷大鼠血清IL-1β含量及心肌組織NF-κB p65 蛋白表達水平，升高白介素-10(IL-10)含量，從而發(fā)揮對缺血再灌注心肌的保護作用[13]。電針預(yù)處理能改善大鼠心肌缺血再灌注后的心功能，縮小梗死面積，降低炎性因子水平，并下調(diào)法尼酯衍生物X受體(FXR)/小異二聚體配體(SHP)的基因表達[14]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，電針預(yù)處理可以通過促進自噬來減輕心肌缺血再灌注損傷程度[15]。

3 針灸與心力衰竭

根據(jù)2009美國心臟病學會(ACC)/美國心臟協(xié)會(AHA)成人心力衰竭指南的定義，心力衰竭是由于心臟結(jié)構(gòu)性或功能性疾病使心室充盈和射血能力受損而導(dǎo)致的一組復(fù)雜的臨床綜合征。急性心肌梗死后心肌缺血的狀態(tài)長時間得不到改善，便可導(dǎo)致心力衰竭。急性心肌梗死合并心力衰竭的發(fā)生率為 3%～15%，其主要原因為心室重構(gòu)導(dǎo)致的大量心肌細胞凋亡，神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)如交感神經(jīng)系統(tǒng)(SNS)、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)、利鈉肽素、內(nèi)皮素等的激活。同時也受TNF-α、熱休克蛋白等炎性因子的影響[16]。心力衰竭按照發(fā)病緩急，可分為慢性心力衰竭和急性心力衰竭。慢性心力衰竭與急性心力衰竭在發(fā)展過程中可根據(jù)治療效果相互轉(zhuǎn)化。急性心力衰竭時心肌收縮力明顯降低，往往會出現(xiàn)肺淤血、肺水腫，并可伴有心源性休克的臨床綜合征。急性心力衰竭常危及生命，必須緊急施救和治療。故見效較緩的針灸可能不適用于治療急性心力衰竭，但尚需進一步探索。

心力衰竭在中醫(yī)學中屬于“心悸”“怔忡”“胸痹”“心痛”“痰飲”“水腫”等范疇[17-18]，是由氣虛陽虛導(dǎo)致的痰濁、瘀血等痹阻心脈，而針灸可疏通經(jīng)脈、振奮陽氣、平衡臟腑。治療時選用心包經(jīng)之絡(luò)穴“內(nèi)關(guān)”，內(nèi)關(guān)穴屬手厥陰心包經(jīng)之絡(luò)穴及八脈交會穴之一，可以益心氣、通心陽、養(yǎng)心血、安心神，達到治療慢性心力衰竭的效果[19]。

在針灸治療慢性心力衰竭方面的研究較多。鄧山[20]研究發(fā)現(xiàn)電針可通過調(diào)節(jié)炎性因子水平來保護心力衰竭大鼠心肌組織，改善心室射血功能。劉冬梅等[21]發(fā)現(xiàn)可以通過針刺內(nèi)關(guān)穴，調(diào)節(jié)腦組織中β-內(nèi)啡肽、血管中前列環(huán)素 E2，以及三磷酸腺苷(ATP)、二磷酸腺苷(ADP)和一磷酸腺苷(AMP)含量，保護心肌細胞，使心泵功能增強、心排血量增加，從而達到治療心力衰竭的目的。

針灸作為低損傷的治療方法在心力衰竭的防治中具有較好的療效，并且已廣泛應(yīng)用于臨床[22]。它可以在一定程度上替代西藥卡托普利治療，或作為西藥治療的輔助。

4 針灸保護心臟的作用機制

4.1 長環(huán)通路 通過針刺而起作用的神經(jīng)體液循環(huán)途徑稱為長環(huán)通路。長環(huán)通路的研究一般集中在內(nèi)關(guān)穴，而已有實驗可以證明長環(huán)通路對于心臟有較好的保護作用。內(nèi)關(guān)穴作用于延髓腹外側(cè)區(qū)(rostral ventrolateral medulla，rVLM)，抑制交感神經(jīng)輸出至外周交感神經(jīng)元的神經(jīng)節(jié)前的起源-脊髓的中間外側(cè)柱。目前有3種機制通過針刺內(nèi)關(guān)穴來抑制rVLM。內(nèi)關(guān)穴可以激活弓形核，并且通過cFos信號傳導(dǎo)途徑產(chǎn)生內(nèi)啡肽、腦啡肽和谷氨酸。這些針灸產(chǎn)生的化合物具有鎮(zhèn)痛作用并且直接抑制rVLM。內(nèi)關(guān)穴刺激同時也激活了腹外側(cè)導(dǎo)管灰質(zhì)，產(chǎn)生一種γ-氨基丁酸介導(dǎo)的rVLM抑制劑。最后，針刺內(nèi)關(guān)穴刺激了核中縫蒼白球內(nèi)的血清素神經(jīng)元，向rVLM投射以抑制心血管反射。除了交感神經(jīng)活性，針刺內(nèi)關(guān)穴通過腦啡肽激活迷走神經(jīng)節(jié)前神經(jīng)元以增加副交感神經(jīng)活性。這些途徑共同證明了針灸對交感神經(jīng)作用影響的生理機制[23]。

此外，有很多動物實驗已經(jīng)證明了內(nèi)關(guān)穴和足三里穴長環(huán)通路的存在，證明了針刺所形成的長環(huán)通路有助于改善心臟功能。而長環(huán)通路的確立有助于闡明針灸的作用機制。

4.2 調(diào)節(jié)血壓 高血壓長期控制不佳可引起心臟結(jié)構(gòu)和功能的改變。眾所周知，針灸治療心肌梗死在臨床上具有廣泛的療效。研究表明控制血壓有助于改善急性心肌梗死[24]，且病人心肌梗死時會出現(xiàn)血壓晝夜節(jié)律減弱或消失，且其減弱或消失的變化與心肌梗死程度有一定的相關(guān)性。也有研究表明，電針內(nèi)關(guān)穴對心肌梗死大鼠血壓變化有所影響[24]。調(diào)節(jié)血壓可以緩解急性心肌梗死，而電針針灸內(nèi)關(guān)穴具有調(diào)節(jié)血壓的作用，所以電針內(nèi)關(guān)穴對于治療急性心肌梗死具有良好的作用。

此外，針刺內(nèi)關(guān)穴所形成的交感神經(jīng)作用可以引起血管舒張并且會改善外周血流量，這種效應(yīng)通過經(jīng)皮神經(jīng)電刺激(transcutaneous electrical nerve stimulation，TENS)實現(xiàn)，是通過一氧化氮介導(dǎo)的。再加上交感神經(jīng)對血管平滑肌緊張的直接作用，這些都有助于改善血壓控制能力。有研究表明，在動物和人體研究中針灸的交感神經(jīng)作用可降低血壓。針灸也可以在低血壓狀態(tài)下升高血壓，這些都表現(xiàn)出針刺對體內(nèi)血壓的平衡作用[23]。

4.3 調(diào)節(jié)細胞因子 研究發(fā)現(xiàn)，TNF-α、NF-κB p65、IL-1β、IL-8等轉(zhuǎn)錄因子和促炎細胞因子參與心肌缺血后炎性反應(yīng)階段，且其水平與缺血心肌功能的損害及心肌細胞壞死數(shù)量密切相關(guān)，已成為臨床治療的新靶點[25-26]。TNF-α能活化 NF-κB 通路，激活下游炎性細胞因子的表達[27]，刺激中性粒細胞和內(nèi)皮細胞分泌黏附分子，并協(xié)同下游 IL-1β、IL-8 等炎性因子，直接導(dǎo)致心肌細胞的凋亡、壞死[28]。而針刺可以通過調(diào)節(jié)以上細胞因子的表達發(fā)揮治療作用。研究發(fā)現(xiàn)，標本配穴預(yù)處理能下調(diào)糖尿病大鼠心肌缺血再灌注損傷模型白介素-6(IL-6)和IL-1β的表達，并提高IL-10的表達，從而減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)[29]。此外，電針內(nèi)關(guān)穴預(yù)處理的時間點選擇對相關(guān)炎性因子和心肌的保護作用存在差異[30]。

4.4 相關(guān)信號通路

4.4.1 β-AR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 當心臟交感神經(jīng)興奮時，交感神經(jīng)末梢釋放去甲腎上腺素，激活β1-AR，觸發(fā)一系列化學反應(yīng)，通過刺激性G蛋白(Gs蛋白)-腺苷酸環(huán)化酶(AC)-腺苷-3′，5′-環(huán)磷酸腺苷(cAMP)-蛋白激酶A(PKA)通路，使心肌細胞膜上的L型Ca2+通道磷酸化，Ca2+內(nèi)流，最終產(chǎn)生心肌的正性變時、變力、變傳導(dǎo)效應(yīng)[31]。

研究發(fā)現(xiàn)，電針內(nèi)關(guān)穴能夠使C57BL/6鼠力竭游泳誘發(fā)心肌缺血所致的ST段抬高顯著降低，改善心律失常評分，而對心率降低沒有明顯改善。β1-AR/β2-AR敲除小鼠的基礎(chǔ)心電圖ST段幅值明顯升高，心率低于正常水平。力竭游泳后，心電圖ST段進一步升高，心率進一步降低，心律失常評分增加。電針內(nèi)關(guān)穴對β1-AR/β2-AR敲除小鼠無改善ST段抬高和心律失常評分的效應(yīng)，提示β1-AR/β2-AR敲除后阻斷了電針改善心肌缺血的保護效應(yīng)[32]。

4.4.2 M-AChR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 副交感神經(jīng)的神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿(acetylcholine，ACh)激活突觸后膜上的膽堿能毒蕈堿受體M2(M2-AchR)，對心房和心室的作用有所差異。M2-AChR與抑制性 G蛋白(Gi蛋白)結(jié)合，Gi蛋白解離出的βγ亞基直接激活毒蕈堿敏感的鉀離子(K+)通道，對心房產(chǎn)生直接的抑制作用。而ACh對哺乳動物的心室肌沒有直接抑制作用。在交感神經(jīng)興奮增加時，ACh對心室發(fā)揮抑制作用。ACh與M2-AChR結(jié)合后，Gi蛋白解離出αi亞基，抑制ACh的活性，抑制下游通路各站點的活性，降低L型Ca2+通道的興奮性，從而抑制心室肌細胞的收縮[33]。

M2-AChR還可以從另外一條途徑抑制心肌細胞Ca2+內(nèi)流。M2-AChR激活可增加心肌細胞中一氧化氮含量，激活胞質(zhì)中的可溶性鳥苷酸環(huán)化酶，使心肌細胞中環(huán)磷酸鳥苷(cyclic guanosine monophosphate，cGMP)含量增加，依賴cGMP的蛋白激酶G(PKG)活性升高，激活2型磷酸二酯酶(PDE2)，PDE2能夠水解cAMP[34-35]。研究發(fā)現(xiàn)心肌缺血后心肌組織中一氧化氮合酶(NOS)和一氧化氮的含量均顯著降低，心肌細胞中Ca2+濃度升高。針刺能夠提高心肌組織中一氧化氮和NOS的活性，降低心肌細胞內(nèi)Ca2+的濃度[36]。注射異丙腎上腺素造成急性心肌缺血后，心肌組織中PKA、PKG均明顯增高；電針內(nèi)關(guān)穴、列缺穴可降低缺血心肌組織中兩者的表達量，且電針內(nèi)關(guān)穴較列缺穴的效應(yīng)更為顯著[36]。

4.4.3 AMPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 AMP活化蛋白激酶[adenosine5′-monophosphate(AMP)-activated protein kinase，AMPK]與維持細胞能量代謝有關(guān)，當細胞內(nèi)ATP生成減少時能夠激活A(yù)MPK。電針預(yù)處理可上調(diào)LKB1/AMPK/PFK2信號通路激活自噬，從而抑制心肌細胞凋亡和壞死[37]。AMPK依賴的自噬體形成在電針內(nèi)關(guān)穴預(yù)處理抑制心肌梗死大鼠模型心肌細胞凋亡和減小梗死面積中發(fā)揮重要的作用[38]。也有研究發(fā)現(xiàn)，電針預(yù)處理可以通過調(diào)控AMPK和過氧化物酶體增殖物激活受體-γ共激活因子-1α(PGC-1α)對一次性力竭運動損傷的心肌起到保護作用[39]。