針刺與艾灸防治應(yīng)激性潰瘍機(jī)制的研究進(jìn)展

李 琨,尤艷利

(1. 海軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,上海 200433;2. 海軍軍醫(yī)大學(xué),上海 200433)

應(yīng)激性潰瘍(SU)是指在嚴(yán)重創(chuàng)傷、危重疾病或重度感染等各種應(yīng)激狀態(tài)下發(fā)生的急性胃腸黏膜糜爛、潰瘍等病變。在嚴(yán)重的情況下,它可能會并發(fā)胃腸道出血和穿孔。在圍手術(shù)期[1]以及嚴(yán)重顱腦損傷[2]等情況下需要使用藥物預(yù)防應(yīng)激性潰瘍。靜脈注射質(zhì)子泵抑制劑使胃pH迅速升到4以上是《應(yīng)激性潰瘍防治專家建議(2018 版)》[3]推薦的預(yù)防方法。然而,質(zhì)子泵抑制劑的使用仍然存在不合理用藥和潛在危險等問題[4]。針刺和艾灸是祖國醫(yī)學(xué)最重要的非藥物治療手段,具有簡便、有效、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點。目前已對針灸防治應(yīng)激性潰瘍展開了多項研究,其結(jié)果肯定了其療效并對相關(guān)機(jī)制進(jìn)行了探索。為進(jìn)一步探討針灸防治應(yīng)激性潰瘍的價值,現(xiàn)將近年來針灸防治應(yīng)激性潰瘍的機(jī)制研究綜述如下。

1 應(yīng)激性潰瘍的病理生理機(jī)制

目前,研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)激性潰瘍主要的病理生理機(jī)制包括:①胃腸道黏膜局部發(fā)生微循環(huán)障礙,導(dǎo)致黏膜缺血,黏膜及上皮防御功能降低;②各種細(xì)胞因子和炎癥物質(zhì)的釋放引發(fā)黏膜局部炎癥反應(yīng),胃酸和胃蛋白酶和氧化物質(zhì)的過度分泌也被視為損害因素;③神經(jīng)內(nèi)分泌紊亂、下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA軸)及多種腦-腸肽參與并介導(dǎo)局部黏膜炎癥反應(yīng)和微循環(huán)障礙的發(fā)生;④腸道菌群豐富度降低,有益菌種類和相對數(shù)量減少,導(dǎo)致腸黏膜和上皮功能障礙。

2 針灸改善黏膜缺血

胃黏膜缺血在SU的發(fā)病機(jī)制中起著核心作用[5]。應(yīng)激導(dǎo)致急性胃黏膜缺血的機(jī)制復(fù)雜,包括外周交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)強(qiáng)烈興奮、兒茶酚胺釋放增加、胃腸黏膜血管痙攣等。已有多項研究證明,針灸可以使大鼠胃黏膜血流量(GMBF)明顯增加,以改善胃腸黏膜局部缺血狀態(tài)[6-9]。

多巴胺(DA)是一種內(nèi)源性兒茶酚胺,研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)激性潰瘍模型大鼠血清DA含量明顯高于空白組[9]。內(nèi)皮素(ET)是一種內(nèi)源性生物活性多肽,具有較強(qiáng)的血管收縮作用,與SU的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)[10]。研究發(fā)現(xiàn),預(yù)先艾灸“足三里”“梁門”可降低胃黏膜ET[6-7]和血漿DA[7,9], 增加GMBF,而且針灸改善微循環(huán)的作用可能具有一定的經(jīng)絡(luò)特異性。足陽明經(jīng)穴組電針的GMBF增加多于足少陽經(jīng)穴組電針的GMBF與臨床上多采用胃經(jīng)治療胃的相關(guān)疾病相符[8]。

研究顯示一氧化氮(NO)與ET的失衡會降低GMBF,加速胃黏膜潰瘍疾病[11]。NO在各種疾病中通過不同的生理和病理機(jī)制對胃黏膜具有保護(hù)作用或有害作用。這種雙向效應(yīng)取決于涉及這些病理狀況的一氧化氮合酶(NOS)類型[12]。目前研究認(rèn)為,內(nèi)皮型一氧化氮合酶(NOS3)和神經(jīng)元型一氧化氮合酶(NOS1)與胃黏膜保護(hù)和潰瘍愈合有關(guān)。相反地,下丘腦誘導(dǎo)性一氧化氮合酶(NOS2)與潰瘍形成有關(guān)[13]。與之前的研究不同,Sun等[14]報道,NOS3和NOS2參與了冷應(yīng)激致胃潰瘍的病理過程。他們發(fā)現(xiàn),針刺足三里可以抑制NOS2和NOS3的表達(dá),從而保護(hù)胃黏膜,針灸預(yù)處理可以提高NOS1表達(dá),誘導(dǎo)分泌NO,以保護(hù)冷刺激導(dǎo)致的胃黏膜損傷。另外,NO的合成與釋放與一種腦腸肽胃饑餓素(Ghrelin)有關(guān),Ghrelin可促使胃腸黏膜內(nèi)皮細(xì)胞中NO的合成和釋放,對胃黏膜急性損傷有保護(hù)作用[15]。吳穎琦等[16]發(fā)現(xiàn),針刺可上調(diào)胃饑餓素的水平。對于針灸防治應(yīng)激性潰瘍,Ghrelin可能是連接腦腸肽與胃黏膜缺血相關(guān)機(jī)制的關(guān)鍵分子。

低氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)是一種重要的低氧調(diào)控因子。其在缺氧環(huán)境下不會被降解,誘發(fā)一系列靶基因表達(dá),對各組病理反應(yīng)產(chǎn)生調(diào)控作用,促使機(jī)體適應(yīng)缺氧環(huán)境,有利于穩(wěn)定內(nèi)環(huán)境[17]。袁偉等[18]發(fā)現(xiàn)電針能夠降低應(yīng)激性潰瘍大鼠胃黏膜組織中的HIF-1α表達(dá)水平,說明針刺可以改善缺氧環(huán)境以降解過表達(dá)的HIF-1α。

前列腺素(PGE)是胃黏膜保護(hù)物質(zhì),可增加胃黏膜血流,促進(jìn)胃介質(zhì)和生物碳酸鹽的分泌,促進(jìn)表面疏水性。Chang等[6]研究發(fā)現(xiàn),艾灸預(yù)處理后GMBF增加,PGE2的表達(dá)升高。研究發(fā)現(xiàn),外周血中的β內(nèi)啡肽能夠抑制ATP向腺苷酸環(huán)化酶的轉(zhuǎn)化,進(jìn)而抑制PGE生成[19]。韓焱晶等[20]發(fā)現(xiàn),針刺“足三里”“中脘”“內(nèi)關(guān)”可以降低大鼠外周血中β內(nèi)啡肽。對于針灸防治應(yīng)激性潰瘍,β內(nèi)啡肽可能是連接神經(jīng)內(nèi)分泌與胃黏膜缺血相關(guān)機(jī)制的關(guān)鍵分子。

3 針灸與炎性反應(yīng)

白細(xì)胞介素(IL)-4是T細(xì)胞分泌的生長因子,具有抑制炎癥發(fā)生和免疫抑制的功能。IL-6是免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子,是促炎因子。腫瘤壞死因子(TNF)-α可誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞移動,誘發(fā)黏膜局部的炎性反應(yīng)。環(huán)氧化酶2(COX-2)是COX的同工酶,其水平在應(yīng)激時會迅速上升,合并釋放多種前列腺素類物質(zhì),誘發(fā)炎癥反應(yīng)[21]。動物實驗發(fā)現(xiàn),應(yīng)激性潰瘍大鼠中IL-6及TNF-α水平呈異常高表達(dá)[22],IL-4水平異常低表達(dá)[16,18]。袁偉等[18]發(fā)現(xiàn),電針刺激應(yīng)激性潰瘍大鼠“中脘”“梁門”“陽陵泉”與雙側(cè)“足三里”能夠降低應(yīng)激性潰瘍大鼠IL-6、TNF-α及COX-2水平,提升IL-4水平。李麗等[22]于造模前進(jìn)行合募配穴針刺干預(yù),發(fā)現(xiàn)大鼠血清中IL-6和TNF-α含量降低。

研究證明,IL-1β可促使自由基的合成誘發(fā)高凝狀態(tài),導(dǎo)致微循環(huán)血栓,對血管內(nèi)皮造成損害,影響潰瘍的治療與預(yù)后[23]。吳穎琦等[16]發(fā)現(xiàn),針刺“關(guān)元”和雙側(cè)“下巨虛”在應(yīng)激性潰瘍模型大鼠中可以上調(diào)IL-4和Ghrelin水平,下調(diào)IL-1β水平。張泓等[24]則發(fā)現(xiàn)電針刺激“足三里”“上巨虛”“下巨虛”和“陽陵泉”后,應(yīng)激性潰瘍大鼠血清IL-1β含量明顯低于模型組。

胃饑餓素(Ghrelin)是一種具有抗炎活性腦腸肽。其機(jī)制與下調(diào)核因子κB(NF-κB)表達(dá),降低血清中IL-1β含量有關(guān)[16]。研究表明,炎癥反應(yīng)中NF-κB激活及下游炎性因子的釋放IL-1β持續(xù)高表達(dá)有關(guān)[25]。對于針灸防治應(yīng)激性潰瘍,Ghrelin可能是連接腦腸肽與炎性損傷機(jī)制的關(guān)鍵分子之一。

TLR4是TLRs家族中一個重要亞型,強(qiáng)烈應(yīng)激可通過TLR4激活下游的炎性反應(yīng)信號通路[26]。MyD88是TLR的接頭分子。IκB-α是NF-κB的抑制蛋白。在TLR4/MyD88途徑中,TLR4的激活誘導(dǎo)了IκB抑制劑的磷酸化并使IκB和NF-κB分離并導(dǎo)致下游炎性因子大量釋放[27]。有研究報道,針刺可通過抑制TLR4/MyD88/IκB信號通路在大鼠腦缺血再灌注損傷中發(fā)揮抗炎作用[28]。趙珈宇等[29]發(fā)現(xiàn),針刺“關(guān)元”“下巨虛”可以使得大鼠腸組織內(nèi)TLR4 含量降低。

4 針灸與氧化應(yīng)激

丙二醛(MDA)是自由基致脂質(zhì)過氧化的主要產(chǎn)物,為衡量氧化脅迫程度的常用指標(biāo)之一。髓過氧化物酶(MPO)是一種存在于嗜中性粒細(xì)胞內(nèi)的過氧化物酶,MPO的缺乏會導(dǎo)致形成大量超氧化物和氧化物,誘發(fā)炎性反應(yīng)。谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)是參與降解SOD歧化產(chǎn)生H2O2的重要抗氧化酶[30]。李麗等[22]研究發(fā)現(xiàn),于造模前進(jìn)行合募配穴針刺干預(yù),可顯著提高大鼠血清和胃組織中MPO和GSH-Px活性,胃組織中MDA含量則顯著減少。Chang等[6]研究發(fā)現(xiàn),艾灸預(yù)處理同樣可降低胃黏膜中MDA表達(dá)。

5 針灸與神經(jīng)內(nèi)分泌及腦腸軸

研究表明,劇烈的內(nèi)源或外源性刺激可導(dǎo)致HPA軸亢進(jìn)。HPA軸可以將應(yīng)激時中樞的調(diào)控信息傳送到胃腸神經(jīng)系統(tǒng)或效應(yīng)細(xì)胞,同時,分泌過多的CRH和ACTH也會導(dǎo)致胃酸、胃蛋白酶等損傷因子大量分泌,引起急性胃黏膜損傷[31]。閆亞南等[32]發(fā)現(xiàn),和胃預(yù)針刺組(雙側(cè)“足三里”及“中脘”)和安神預(yù)針刺組(雙側(cè)“照?！?可以使得大鼠胃潰瘍指數(shù)降低,血清、下丘腦中CRH的含量顯著降低。李婧婷等[33]報道了艾灸“中脘”及雙側(cè)“足三里”可降低腦組織及血清中CRH、ACTH的含量,逆轉(zhuǎn)應(yīng)激性胃潰瘍。

如前所述,TLR4/MyD88/IκB-α通路可引起IκB-α磷酸化,后者與NF-κB解離,而NF-κB的激活可調(diào)控IL-1β的持續(xù)高表達(dá),誘發(fā)胃黏膜局部炎性反應(yīng)。近年來有研究表明,TLR4信號還可以激活HPA軸,刺激下丘腦CRH的合成[34]。趙珈宇等[29]發(fā)現(xiàn),針刺“關(guān)元”“下巨虛”造模成功大鼠,可降低大鼠腦及腸組織TLR4含量。綜上,針刺可使腦和腸組織中TLR4含量下降,下丘腦CRH分泌減少,抑制TLR4/MyD88/IκB-α通路激活,以減輕局部炎性反應(yīng)。

β內(nèi)啡肽是體內(nèi)活性最強(qiáng)的應(yīng)激性神經(jīng)肽之一,有利于機(jī)體在應(yīng)激下維持穩(wěn)態(tài)。中樞和外周β內(nèi)啡肽對胃黏膜作用不同。研究發(fā)現(xiàn),中樞給予β內(nèi)啡肽對大鼠急性胃黏膜損傷有保護(hù)作用。該作用可能與刺激自主神經(jīng),增高交感神經(jīng)活性,導(dǎo)致胃酸分泌降低有關(guān)[35]。PGE是一種胃黏膜保護(hù)物質(zhì),可以促進(jìn)胃黏膜局部微循環(huán),而外周血中的β內(nèi)啡肽能抑制PGE生成。韓焱晶等[20]發(fā)現(xiàn),無論是預(yù)防性針刺還是治療性針刺“足三里”“中脘”“內(nèi)關(guān)”都可以降低大鼠胃黏膜損傷程度,且大鼠血漿中β-內(nèi)啡肽顯著降低,下丘腦中β-內(nèi)啡肽明顯增加。

胃泌素(GAS)可使胃酸過度分泌,導(dǎo)致胃黏膜保護(hù)屏障破壞[36]。生長抑素(SS)對胃腸道功能具有廣泛的抑制作用。在胃中,SS可以通過G蛋白介導(dǎo)直接作用于制酸的壁細(xì)胞,從而減少胃酸分泌,也可通過抑制5-羥色胺(5-HT)、胃饑餓素、組胺水平而間接減少胃酸[37],促進(jìn)黏膜修復(fù)。付晨露等[38]艾灸大鼠“足三里”“中脘”,發(fā)現(xiàn)艾灸組大鼠胃黏膜損傷指數(shù)顯著降低,血清及下丘腦中GAS含量明顯降低,SS含量顯著升高。

Ghrelin主要由胃腸黏膜A/X細(xì)胞分泌[39]。如前所述,Ghrelin具有抗炎作用,能抑制NF-κB表達(dá),下調(diào)促炎細(xì)胞因子IL-1β表達(dá)。同時,Ghrelin還可以上調(diào)血清中NO水平,以發(fā)揮胃腸黏膜保護(hù)作用。Ghrelin可能是針灸防治應(yīng)激性潰瘍連接腦腸軸相關(guān)機(jī)制與炎性反應(yīng)、黏膜缺血相關(guān)機(jī)制的關(guān)鍵。

秦明等[40]發(fā)現(xiàn),針刺大鼠“足三里”可以降低高濕熱刺激導(dǎo)致的胃黏膜損傷,且配合針刺的高濕熱刺激大鼠腰膨大后角淺層中GFAP和OX42陽性免疫反應(yīng)產(chǎn)物明顯高于未行針刺的應(yīng)激動物。GFAP是星形膠質(zhì)細(xì)胞的骨架蛋白,是其特征性標(biāo)志物。OX42是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中小膠質(zhì)細(xì)胞最常見的特征性反應(yīng)之一。提示電針保護(hù)胃黏膜損傷作用與腰膨大后角淺層星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞功能活動有關(guān)。

6 針灸與相關(guān)特異蛋白

熱休克蛋白(HSPs)的主要功能是促進(jìn)細(xì)胞對應(yīng)激因子的耐受性,維持細(xì)胞生理功能[41]。研究表明,艾灸可顯著提高大鼠HSP70蛋白的表達(dá)[6,42-43]。Peng等[42]發(fā)現(xiàn),在施神經(jīng)阻斷術(shù)后艾灸無法發(fā)揮保護(hù)作用,大鼠胃黏膜中HSP70表達(dá)無上調(diào),說明艾灸刺激與神經(jīng)束調(diào)節(jié)HSP70的表達(dá)有關(guān)。HSP60是一種參與細(xì)胞凋亡的分子伴侶[44],誘導(dǎo)HSP60和HSP70的過表達(dá)可以緩解大鼠嚴(yán)重?zé)齻鸬募毙晕葛つp傷[45]。 第二線粒體激活因子(Smac)是一種由線粒體釋放的促凋亡蛋白[46]。Yu等[43]發(fā)現(xiàn),艾灸可上調(diào)HSP60表達(dá),下調(diào)Smac的表達(dá)。高遷移率族蛋白B(HMGB1)高度保守,是一種重要炎性介質(zhì)[47],與多種炎性反應(yīng)介質(zhì)呈正相關(guān)關(guān)系[48]。張泓等[24]發(fā)現(xiàn)消化系統(tǒng)相關(guān)的內(nèi)腑下合穴可以降低大鼠胃組織中HMGB1含量。楊宗保等[49]發(fā)現(xiàn),艾灸“梁門”和“足三里”可改善束縛-冷應(yīng)激導(dǎo)致胃黏膜損傷,同時通過弱陰、陽離子芯片發(fā)現(xiàn)了7個存在表達(dá)差異的相關(guān)標(biāo)志蛋白質(zhì),但相關(guān)機(jī)制仍需進(jìn)一步探索。王朝輝等[50]發(fā)現(xiàn),相較于募穴、下合穴、背俞穴和俞募配穴,合募配穴針刺大鼠潰瘍指數(shù)更低,其機(jī)制可能與多種酶類,包括GAPDH、Car1、Car3、Aco2等和多種運動蛋白質(zhì)、多種運輸?shù)鞍踪|(zhì)和熱休克蛋白Hspe1有關(guān)。

7 針灸與腸道菌群

目前,針對應(yīng)激性潰瘍的實驗研究多聚焦于對神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的調(diào)控和胃黏膜的保護(hù)及損傷修復(fù)作用,較少涉及腸道菌群的變化。腸道菌群的組成結(jié)構(gòu)和豐度比例的動態(tài)平衡與機(jī)體健康狀況密切相關(guān)。胃腸道是應(yīng)激最敏感的器官,應(yīng)激可導(dǎo)致腸道菌群結(jié)構(gòu)紊亂。研究表明,正常機(jī)體腸黏膜TLR4 表達(dá)較低,腸道微生態(tài)紊亂可引起腸道菌群-TLR4炎性反應(yīng)信號通路異常激活,而TLR4的過度表達(dá)還可以激活HPA軸,導(dǎo)致胃酸大量分泌[51]。

研究表明,艾灸可調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)豐度,增加有益腸道菌群的數(shù)量和種類,促進(jìn)大鼠胃黏膜損傷的修復(fù)。吳穎琦等[16]發(fā)現(xiàn)針刺組大鼠腸道菌群α豐富度指數(shù)Observed species、Chao1及多樣性指數(shù)Shannon顯著增加,多樣性指數(shù)Simpson顯著降低,β多樣性與空白組空間距離較近。趙珈宇等[29]發(fā)現(xiàn),針刺“關(guān)元”“下巨虛”可以使得大鼠腸道菌群α多樣性指數(shù)Observed Species與Shannon升高,β多樣性與空白組空間距離較近。何其達(dá)[52]發(fā)現(xiàn),艾灸“梁門”和“足三里”可以提高大鼠腸道內(nèi)部分有益菌,如α-變形菌門(Alphaproteobacteria)、放線菌門(Actinomycetales)、芽孢桿菌門(Bacillales)的相對含量和種類。

8 結(jié) 語

綜上,艾灸或針刺可能通過調(diào)節(jié)神經(jīng)內(nèi)分泌,促進(jìn)保護(hù)性腦腸肽的合成與分泌,改善應(yīng)激性潰瘍大鼠胃黏膜低氧微環(huán)境,抑制局部炎性反應(yīng)與胃酸分泌,防止過氧化物堆積,增加菌群多樣性,促使紊亂的腸道菌群水平回調(diào)等多種機(jī)制促使急性應(yīng)激損傷的胃黏膜修復(fù)。多種機(jī)制間存在一定聯(lián)系,如Ghrelin作為一種腦腸肽可以上調(diào)NO,以減輕胃黏膜缺血,還可以抑制NF-κB的表達(dá)及活性,降低血清中IL-1β含量,減輕炎性反應(yīng)損傷。Ghrelin可能是連接腦腸肽與胃黏膜缺血、炎性損傷相關(guān)機(jī)制的關(guān)鍵。而NF-κB還受到TLR4/MyD88/IκB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的調(diào)控,TLR4的激活可使IκB和NF-κB分離,活化的NF-κB繼而激活下游炎性反應(yīng),而TLR4的過度表達(dá)還可以激活HPA軸,導(dǎo)致胃酸大量分泌。TLR4自身的激活則又和多種應(yīng)激(包括腸道微生態(tài)紊亂)有關(guān)。說明TLR4/MyD88/IκB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及NF-κB可能是連接神經(jīng)內(nèi)分泌與腸道微生物紊亂、炎性損傷相關(guān)機(jī)制的關(guān)鍵。目前,大部分研究僅涉及一方面機(jī)制,如單獨討論胃黏膜缺血,或單獨討論炎性因子,部分研究將腸道菌群紊亂和炎性反應(yīng)、神經(jīng)內(nèi)分泌和黏膜缺血聯(lián)系起來一同研究,這是值得提倡的。在未來,應(yīng)更多地考慮多種機(jī)制的綜合研究,以更好地發(fā)掘針灸防治應(yīng)激性潰瘍的機(jī)制。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。