基于針刺介導的內(nèi)臟運動神經(jīng)抗炎機制研究

黎喬楠，郭永明，車文文

(天津中醫(yī)藥大學，天津 300193)

炎癥反應是機體生理性防御系統(tǒng)的重要組成部分，其基本病理變化主要包括局部組織的變質(zhì)滲出及增生。只有適度的炎癥反應才能對機體起到有益的作用。炎癥反應不足易引起機體感染；而炎癥反應過度或持續(xù)時間過長，易引發(fā)炎癥相關(guān)疾病，包括類風濕關(guān)節(jié)炎、克羅恩病、敗血癥等。以往普遍認為，機體內(nèi)產(chǎn)生抗炎反應主要通過體液調(diào)節(jié)實現(xiàn)，其特點為持續(xù)時間長、作用緩慢，直至Borovikova等[1]首次提出迷走神經(jīng)介導的膽堿能抗炎通路(cholinergic anti-inflammatory pathway，CAP)的概念，為神經(jīng)系統(tǒng)對炎癥調(diào)節(jié)作用機制的研究提供了新思路和理論基礎。自此，越來越多的專家學者將研究焦點從體液調(diào)節(jié)逐漸轉(zhuǎn)移至副交感神經(jīng)的抗炎通路(即CAP)上。針刺作為我國傳統(tǒng)醫(yī)學的重要組成部分，在臨床運用中所具有的抗炎作用得到人們的一致認可。近半個世紀以來，圍繞針刺抗炎進行的大量臨床試驗和動物實驗均表明，針刺對自身免疫系統(tǒng)紊亂導致的炎癥反應有良好的治療作用[2]?，F(xiàn)就基于針刺介導的內(nèi)臟運動神經(jīng)抗炎機制的研究進展予以綜述。

1 針刺介導的副交感神經(jīng)通路

1.1副交感神經(jīng)的抗炎作用與機制 內(nèi)臟運動神經(jīng)能傳出神經(jīng)沖動產(chǎn)生運動，因而又叫自主神經(jīng)，包括交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)。1977年，Besedovsky和Sorkin[3]基于對生物體內(nèi)環(huán)境的認識首次提出了“免疫-神經(jīng)-內(nèi)分泌”這一系統(tǒng)網(wǎng)絡的概念。在此基礎上，Borovikova等[1]通過動物實驗及人體外周血培養(yǎng)證實了Besedovsky和Sorkin[3]的想法，并首次正式提出了CAP的概念，CAP被認為是調(diào)節(jié)靶組織炎癥的重要機制。迷走神經(jīng)是一種起源于延髓的腦神經(jīng)，免疫系統(tǒng)受迷走神經(jīng)的影響，以不同的器官為靶點控制炎癥反應。研究表明，脾臟迷走神經(jīng)釋放的乙酰膽堿(acetylcholine，ACh)能激活煙堿型ACh受體，使免疫反應加劇,導致組織損傷最小化[4]。其作用機制為：當機體外周發(fā)生炎癥反應時，炎癥刺激因子刺激迷走神經(jīng)感覺纖維，促使迷走神經(jīng)將炎癥相關(guān)信息傳入大腦的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，大腦接收并整合處理了傳入的炎癥相關(guān)信息后，反過來激活迷走神經(jīng)釋放ACh，ACh與巨噬細胞、淋巴細胞等非神經(jīng)元細胞上的α7煙堿型ACh受體(α7 nicotinic acetylcholine receptors，α7nAchR)相結(jié)合，通過其介導的Janus激酶2(Janus kinase 2，JAK2)/信號轉(zhuǎn)導及轉(zhuǎn)錄激活因子(signal transduction and activator of transcription，STAT)3、核因子κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)、促分裂原活化的蛋白激酶以及磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B/核因子E2相關(guān)因子2等信號通路，抑制白細胞介素(interleukin，IL)-1、IL-6、IL-8及高遷移率族蛋白B1(high mobility group box 1 protein，HMGB1)等炎癥細胞因子釋放，從而達到抗炎的目的[5-8]。

1.2針刺介導的副交感神經(jīng)抗炎機制 Ach、α7nAChR是CAP的關(guān)鍵組成部分，而CAP的效應基礎為迷走神經(jīng)。刺激迷走神經(jīng)可顯著減弱內(nèi)毒素引起的全身炎癥反應，這種作用由ACh刺激脾臟巨噬細胞的煙堿受體介導[1]。α7nAChR是抑制巨噬細胞和樹突狀細胞釋放促炎細胞因子的關(guān)鍵靶點[9]。針刺可以通過上調(diào)Ach、α7nAChR的表達水平，促進兩者結(jié)合，通過激活膽堿能通路可能存在的信號轉(zhuǎn)導通路(如NF-κB信號通路、JAK/STAT信號通路)，從而激活CAP，達到抗炎的目的。如張泓等[10]研究發(fā)現(xiàn)，電針消化系統(tǒng)的內(nèi)腑下合穴可以調(diào)節(jié)α7nAChR，減輕急性胃黏膜損傷大鼠模型的炎癥反應及黏膜損傷。秦彥強等[11]研究發(fā)現(xiàn)，對腦梗死大鼠進行針刺預處理可顯著改善其神經(jīng)功能，降低炎癥因子水平，上調(diào)α7nAChR信使RNA的表達。方晨晨等[12]研究發(fā)現(xiàn)，電針可降低血清腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)水平，升高IL-4蛋白水平，減輕腦缺血再灌注時的炎癥反應，發(fā)揮神經(jīng)保護作用。蘇杭等[13]的研究表明，針刺肺經(jīng)與大腸經(jīng)的俞募穴可以降低TNF-α水平、升高IL-10水平，以平衡促炎、抗炎反應，治療急性胰腺炎，改善肺損傷。同時，針刺也可以直接調(diào)節(jié)迷走神經(jīng)的興奮性，激活CAP，發(fā)揮抗炎作用，這種抗炎作用依賴于CAP的完整性。劉小云等[14]研究表明，電針肺俞穴可以增強慢性阻塞性肺疾病大鼠迷走神經(jīng)放電，促進肺組織釋放ACh。Torres-Rosas等[15]研究發(fā)現(xiàn)，電針刺激足三里穴對腹膜炎模型大鼠具有顯著的抗炎作用，切斷迷走神經(jīng)后，IL-6、TNF-α、γ干擾素及單核細胞趨化蛋白1的表達水平均顯著升高，電針的抗炎作用顯著降低。索小燕等[16]發(fā)現(xiàn)，電針足三里穴可改善失血性休克犬的血流動力學、血漿TNF-α水平和血乳酸值，并改善組織灌注和氧供，維持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，而切斷雙側(cè)迷走神經(jīng)后，上述作用消失。張娟[17]證實，電針介導的心肌保護作用與迷走神經(jīng)有關(guān)，在此過程中α7nAChR起重要作用。Zhang等[18]的研究表明，電針內(nèi)關(guān)穴可抑制心肌缺血后心肌HMGB1的上調(diào)，減輕再灌注時的炎癥反應和心肌損傷，單側(cè)迷走神經(jīng)切斷或給予煙堿受體拮抗劑可顯著降低電針對HMGB1釋放的抑制作用；離體心肌細胞培養(yǎng)實驗發(fā)現(xiàn)，Ach通過α7nAchR依賴途徑抑制缺氧誘導的HMGB1釋放。上述研究表明，針刺介導的副交感神經(jīng)抗炎通路主要通過介導迷走神經(jīng)實現(xiàn)，其中CAP是主要的效應通道。針刺通過調(diào)控ACh、α7nAChR的表達激活NF-κB、JAK/STAT等信號通道，從而激活CAP，降低TNF-α、γ干擾素等炎癥因子水平，達到抗炎的目的，這種抗炎作用要求迷走神經(jīng)的完整性。

2 針刺介導的交感神經(jīng)通路

2.1交感神經(jīng)的抗炎作用與機制 當機體發(fā)生炎癥時，炎癥細胞因子通常與炎癥細胞共同介導炎癥反應。炎癥細胞因子包括趨化因子、細胞因子、血漿酶介質(zhì)和脂類炎癥介質(zhì)等[19]。炎癥細胞因子的產(chǎn)生會刺激交感神經(jīng)使其產(chǎn)生促炎因子或抗炎因子。Gao等[20]認為，Toll樣受體(Toll-like receptor，TLR)的過度激活致使促炎細胞因子和趨化因子持續(xù)產(chǎn)生，破壞了免疫穩(wěn)態(tài)，導致許多炎癥和自身免疫性疾病的發(fā)生，包括系統(tǒng)性紅斑狼瘡、感染相關(guān)性膿毒癥、動脈粥樣硬化和哮喘等。TLR拮抗劑/抑制劑可以通過交感神經(jīng)起到預防和治療炎癥的作用。而Lorton和Bellinger[21]認為，免疫細胞主要表達β2腎上腺素能受體(adrenergic receptor，AR)，而β2-AR的激動通常發(fā)揮抗炎作用。Pongratz和Straub[22]研究發(fā)現(xiàn)，炎癥反應局部的交感神經(jīng)支配程度與神經(jīng)遞質(zhì)的濃度呈正相關(guān)，早期由于炎癥因子刺激了交感神經(jīng)，促使其釋放大量的去甲腎上腺素 (norepinephrine，NE)，NE激活β2-AR/環(huán)腺苷酸(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)/蛋白激酶A通路，從而抑制促炎因子的釋放；隨后，由于炎癥局部所支配的神經(jīng)重新分配，交感神經(jīng)的支配程度顯著降低，而免疫細胞表面的α受體濃度增加，與NE形成較β受體更高的親和力，使NE與α受體結(jié)合，產(chǎn)生促炎作用。另外，心肌細胞壞死能夠激活炎癥反應，有助于清除壞死細胞，促進心肌細胞的修復。Frangogiannis[23]認為，壞死心肌細胞釋放的IL-1α和成纖維細胞中促炎表型的激活，能夠延遲肌成纖維細胞的分化，在炎癥反應的負反饋調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用。另有研究發(fā)現(xiàn)，除兒茶酚胺類神經(jīng)遞質(zhì)外，交感神經(jīng)還會釋放其他遞質(zhì)(如神經(jīng)肽)參與炎癥反應[24]。由此推斷，交感神經(jīng)對于炎癥反應的調(diào)節(jié)主要受神經(jīng)遞質(zhì)濃度和免疫細胞表面受體亞型的影響，不同神經(jīng)遞質(zhì)濃度和免疫細胞表面受體亞型產(chǎn)生的作用也不同，表現(xiàn)為一種促炎和抗炎的雙向調(diào)節(jié)作用。

2.2針刺介導的交感神經(jīng)抗炎機制 針刺作用于人體穴位可有效調(diào)節(jié)機體的功能狀態(tài)，在此過程中交感神經(jīng)起至關(guān)重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)，針刺可通過影響兒茶酚胺類物質(zhì)的釋放，進而影響交感神經(jīng)的興奮性[25]。唐晨等[26]通過細銀質(zhì)針針刺治療類風濕關(guān)節(jié)炎發(fā)現(xiàn)，治療后患者自主神經(jīng)活性升高，交感神經(jīng)功能降低，副交感神經(jīng)功能升高，針刺部位溫度升高。盧圣鋒等[27]通過針刺研究大鼠缺血心肌組織發(fā)現(xiàn)，針刺可能通過交感神經(jīng)重構(gòu)減少大鼠心肌細胞梗死的面積，從而減輕炎癥反應。劉霜月等[28]實驗發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)傷應激使大鼠外周的TLR2、NF-κB表達增加，同時炎癥細胞因子合成與分泌也相應增加，而電針能夠抑制大鼠體內(nèi)創(chuàng)傷后所形成的炎癥反應，這種抑制作用與交感神經(jīng)活動有關(guān)，可能通過調(diào)節(jié)TLR2/NF-κB信號通路活性起作用。孫丹紅[29]通過針刺和艾灸對氣虛癥患者的心率等相關(guān)指標發(fā)現(xiàn)，針刺可引起平均心率、心率變異性總功率降低，推測可能是針刺通過對交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)進行不同的調(diào)控而產(chǎn)生的效應。石力等[30]研究發(fā)現(xiàn)，電針可以抑制β1-AR信號通路，降低其正性肌力作用，增加心肌血管血流，從而達到減輕心肌損傷的目的。盧圣鋒等[27]發(fā)現(xiàn)，心肌損傷后，β3-AR表達水平上升以對抗過度活化的交感神經(jīng)，而當電針抑制交感神經(jīng)的活性后，β3-AR的表達水平相應降低，表明電針對心肌的保護作用可能是通過調(diào)控交感神經(jīng)重構(gòu)來實現(xiàn)的。同時，不同的針刺手法及劑量可對交感神經(jīng)產(chǎn)生不同的興奮作用，交感神經(jīng)系統(tǒng)在針刺效應的多途徑、多靶點中也起到重要的介導作用，針刺可以通過刺激交感神經(jīng)而促進炎癥產(chǎn)物的吸收[31]。由此認為，當針刺作用于機體外周時，可以抑制β1-AR、β3-AR信號通路，促使交感神經(jīng)釋放NE，并特異性地與β2-AR結(jié)合，激活β2-AR/cAMP/蛋白激酶A通路，從而達到抗炎的目的。

3 交感與副交感神經(jīng)的抗炎作用分配

中樞延髓的孤束核及迷走神經(jīng)背運動核(dorsal motor nucleus of the vagus，DMV)與胃運動有密切關(guān)系。王柳[32]通過研究消化不良模型大鼠的胃運動證實，電針胃經(jīng)穴位時，中樞核團DMV和孤束核的神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸數(shù)量較非胃經(jīng)穴及非經(jīng)非穴多，DMV核團神經(jīng)遞質(zhì)與一些刺激調(diào)節(jié)物質(zhì)(一氧化氮等)共同調(diào)節(jié)胃運動。顧云和莊重[33]認為，電刺激迷走神經(jīng)可抑制脂多糖引起的外周促炎細胞因子的生成，但不會改變抗炎細胞因子IL-10的水平；而交感神經(jīng)卻能在抑制促炎因子生成的同時促進抗炎細胞因子IL-10的生成[34]。因此推測，當機體處于正常狀態(tài)時，迷走神經(jīng)(副交感神經(jīng))主要對炎癥反應起到緊張性抑制作用，以監(jiān)控機體免疫水平。當機體發(fā)生損傷或炎癥反應時，交感神經(jīng)興奮，迷走神經(jīng)緊張度降低，促炎因子生成減少，免疫系統(tǒng)與腎上腺素、NE、糖皮質(zhì)激素等共同調(diào)控機體炎癥反應[35]。結(jié)合針刺對機體的雙向性調(diào)節(jié)功能，推測在炎癥反應發(fā)生的早期階段，內(nèi)臟運動神經(jīng)發(fā)揮的抗炎作用主要由副交感神經(jīng)中的CAP實現(xiàn)。當機體外周受到針刺刺激時，孤束核及DMV中c-fos陽性細胞的表達增強，進而興奮迷走中樞，上調(diào)ACh和α7nAChR的表達，促進ACh與α7nAChR的結(jié)合，從而激活CAP通路，發(fā)揮抗炎效應[36-37]。同時，由于交感神經(jīng)對炎癥的調(diào)節(jié)作用主要通過NE與免疫細胞表面的β2-AR結(jié)合實現(xiàn)，因此針刺信號轉(zhuǎn)導可能激活了β2-AR/cAMP/蛋白激酶A通路，抑制了免疫細胞表面β1-AR、β3-AR的表達，而β2-AR表達增加，且特異性介導NE與之結(jié)合，從而發(fā)揮抗炎作用[27，38]。

4 小 結(jié)

針刺介導內(nèi)臟運動神經(jīng)發(fā)揮抗炎效應主要通過交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)(副交感神經(jīng))實現(xiàn)。關(guān)于針刺介導內(nèi)臟運動神經(jīng)抗炎的機制，雖然進行了部分總結(jié)與推論，但仍存在很多局限性。一方面，雖然針對副交感神經(jīng)抗炎的相關(guān)研究眾多，但關(guān)于針刺與副交感神經(jīng)抗炎之間聯(lián)系的研究較少，與交感神經(jīng)抗炎聯(lián)系的更少，難以形成系統(tǒng)的理論體系。另一方面，交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)發(fā)揮抗炎作用的分配形式是通過協(xié)同還是拮抗實現(xiàn)雙向良性調(diào)節(jié)，目前仍未統(tǒng)一。這將為今后探索針刺抗炎的機制、分析炎癥相關(guān)疾病病因提供新的思路和切入點。