董振华,方剑乔,邵晓梅

针灸防治缺血再灌注损伤机制的研究进展

董振华,方剑乔,邵晓梅

(浙江中医药大学第三临床医学院,杭州 310053)

综合介绍了近年来针灸在防治缺血再灌注损伤的研究进展,侧重从实验研究方向来提高机制认识水平,揭示针灸研究的科学性及有效性,推动针刺疗法的广泛应用,并为提高临床疗效服务。

针灸疗法;脑缺血;再灌注损伤;综述

缺血再灌注损伤是指在缺血基础上恢复血流后组织损伤反而加重,甚至发生不可逆性损伤的现象,这类损伤在全身各脏器均可出现,其表现为再灌注组织器官的代谢紊乱、功能障碍及结构损伤的变化,而损伤的程度因缺血程度、再灌注条件及组织器官的不同而异,比如心、脑对氧的需求程度越高越容易发生损伤[1]。缺血过程中针灸能够减轻再灌注性损伤,可能与提高组织器官缺血缺氧耐受能力,减轻因缺血而造成的组织器官的代谢紊乱、功能障碍及结构损伤有关。再灌注过程中针灸减轻因氧反常、钙反常、pH值反常而发生的脏器损伤,改善因炎症反应造成组织损伤,并能抑制细胞凋亡。现有大量的临床与实验研究证实,针灸可减少组织器官再灌注损伤,其中尤以针灸对脑、心等重要脏器的缺血再灌注损伤保护研究为多,具体作用机制如下。

1 清除自由基

缺血可导致次黄嘌呤大量堆积,黄嘌呤氧化酶形成增多,再灌注时氧分子的大量涌入使得自由基大量产生;缺血再灌注过程中吞噬细胞呼吸爆发也可产生大量氧自由基;另外线粒体电子传递链受损和儿茶酚胺代谢也是产生自由基的来源;近年的研究发现NOS参与了缺血再灌注过程中自由基的释放[1]。自由基活泼点的化学特性使其极易与各种细胞结构成分,如膜磷脂、蛋白质、核酸等发生反应,造成细胞结构损伤和功能代谢障碍;氧自由基是介导缺血-再灌注损伤的重要因素之一,它具有极强的化学活性,通过与细胞膜不饱和脂肪酸发生脂质过氧化反应,形成脂质过氧化物(LPO)及其降解产物MDA,从而使细胞及细胞器膜降解,细胞的完整性及选择性离子渗透功能遭到破坏,组织细胞内的肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)大量释放出来,同时也使依赖于正常细胞结构存在的自由基清除剂超氧化物歧化酶及抗脂质过氧化反应物质谷胱苷肽过氧化物酶(GSH-Px)失活或者变性,依赖于膜结构的各类离子通道反常或逆转,以致细胞内外离子水平的反常,最终导致细胞结构和功能破坏[1]。严洁等[2]研究发现电针内关对缺血再灌注心肌的保护作用是通过减轻自由基损伤反应,减少心肌CK的释放,降低MDA的生成而实现的。郭佳等[3]研究显示电针预处理能够显著降低脑缺血再灌注大鼠脑组织MDA的含量,同时GSH含量有升高趋势,证实电针预处理可以抑制大鼠脑缺血再灌注过程中自由基的生成,增强自由基清除力,从而起到抗脑缺血再灌注引起的自由基损伤,实现对中枢神经元的保护作用。柏志全等[4]研究发现电针能降低缺血-再灌注组大鼠海马MDA含量,提高SOD及GSH- Px活性,表明电针穴位能提高动物脑海马内氧化酶活性,抑制自由基生成。张红星等[5]研究发现电针内关穴能显著降低缺血再灌注损伤心肌MDA含量,升高GSH- Px活性,达到抗缺血再灌注损伤的作用。以上研究均证实电针有增强机体清除自由基的功能,从而防止机体缺血再灌注损伤的发生。

2 稳定钙通道

细胞内钙超载主要发生在再灌注期,主要原因是钙内流增加,可能与生物膜的损伤以致通透性增加有关,线粒体ATP合成功能障碍是细胞内钙超载的关键因素,钠钙交换蛋白反向转运增强是缺血再灌注损伤时钙离子进入细胞的主要途径,儿茶酚胺增多也可能是促进细胞内钙超载的原因之一[1]。细胞内钙超载引起再灌注损伤的机制目前尚未完全阐明,可能与以下因素有关,细胞内钙超载促进ROS产生;激活钙依赖性生物酶,导致细胞结构受损甚至细胞死亡;钙超载引起线粒体功能障碍[1]。近年来不断发现针刺参与细胞内钙稳定的调节,可能是针灸防治缺血再灌注损伤的重要途径之一。黄晓琳等[6]研究发现单纯电针或磁刺激均能降低脑组织含水量和遏止细胞外钙离子浓度降低,而两者合用效果更优,电针结合磁刺激能较好地改善急性脑缺血大鼠脑组织水肿和良性调节细胞外钙离子浓度。雷毅等[7]研究证实电针预处理具有降低脊髓组织细胞内Ca2＋含量,防止Ca2＋超载,稳定细胞内环境的能力,对腹主动脉阻断所致的脊髓缺血再灌注损伤具有良好的保护作用。杨孝芳等[8]研究发现大鼠缺血再灌注后心肌细胞内钙离子浓度增加,而经电针治疗各组细胞内钙离子浓度低于模型组,提示抑制心肌细胞内钙超载可能是电针内关对缺血再灌注损伤心肌保护的作用机制之一。田岳凤等[9]证实针刺手厥阴心包经穴“内关”、“郄门”穴可提高心肌细胞肌浆网Ca2＋- ATPase的活性,促进Ca2＋-ATPase mRNA基因的表达,减轻缺血再灌注损伤的程度,增强心肌的功能。张金铃等[10]通过实验说明加入针刺血清后,可以降低升高的细胞内钙离子的浓度,其结论为针刺血清中存在着某种活性物质可以明显地降低缺血再灌注后细胞内钙离子浓度,从而为针灸治疗疾病作用中体液因素的存在提供了直接依据。

3 抑制炎症反应

白细胞损伤的发生是由于缺血时产生了大量趋化因子激活白细胞向缺血组织游走聚集活化;同时与炎症介质激活大量的粘附分子表达,再灌注后白细胞在缺血组织中浸润更多,大量增多的白细胞对坏死组织细胞进行清除;与此同时也产生了大量的ROS,加剧了再灌注组织的损伤;此外,白细胞的聚集、粘附也导致微循环障碍[1]。张振强等[11]发现电针可明显抑制皮质及纹状体白细胞介素1b蛋白的表达,同时缩小梗死的体积,说明电针对缺血性脑损伤的保护效应可能与其抑制脑内白细胞介素1b蛋白的表达有关。卢志河等[12]研究发现电针治疗能降低大鼠脑缺血再灌注期血清白细胞介素8水平,进一步通过多种途径发挥对缺血性脑损伤的保护作用。刘玉珍等[13]实验发现针刺可显著降低MPO活性及P-选择素mRNA和蛋白表达,明显减轻白细胞浸润,证实早期针刺治疗可能通过下调P-选择素mRNA和蛋白的表达,抑制粘附分子介导的内皮细胞与中性白细胞的粘附浸润,而防治脑缺血再灌注炎性损伤。周华等[14]研究发现电针加灸对急性脑缺血再灌注大鼠血脑屏障具有保护作用,其作用机制可能是通过电针加灸能降低大鼠脑组织中ICAM-1的阳性含量,从而减少血脑屏障形态结构的破坏,维持其生理功能的正常。张红星等[15]研究表明头针有利于脑缺血大鼠神经功能的恢复,可减轻急性脑缺血再灌注后神经元的损害,并在一定范围内降低损伤脑组织中COX-2和NF-kB的表达,增强TGF-b1的表达,从而减缓免疫炎症反应,减轻脑缺血再灌注损伤。

4 改善微循环障碍

缺血再灌注过程中增多激活的中性粒细胞同血管内皮细胞之间的相互作用改变了微血管内血液流变并造成微血管结构损伤,如白细胞的嵌顿、微血栓的形成、微血管管径狭窄及通透性增高等;另外内皮细胞功能障碍导致微血管收缩-舒张功能失调也是引起微循环障碍的原因,一方面,激活的中性粒细胞和血管内皮细胞可释放大量缩血管物质如内皮素、血管紧张素Ⅱ、血栓素A2等,另一方面,血管内皮细胞受损而致扩血管物质如NO、PGI2合成释放减少,一旦平衡打破势必促使无复流现象的发生[1]。实验与临床观察发现,缺血再灌注损伤组织的微循环障碍可持续4～12星期,可以说无复流是控制性降压中引起组织后续损伤的重要因素。田岳凤等[16]研究发现电针内关穴可通过调节CK、ET、MDA、NO、NOS等来降低缺血再灌注损伤。刘智斌等[17]采用嗅三针电刺激治疗急性局灶性脑缺血再灌注大鼠并测定大脑皮层一氧化氮(NO)含量、一氧化氮合成酶(NOS)活性及血液流变学改变,嗅三针电刺激治疗后,大脑皮层NO、NOS和血液流变学检测结果均有明显改善,与模型组相比较有显著差异,证实穴位电刺激防护缺血再灌注损伤的作用机理与改善血液循环和拮抗过氧化损伤密切相关。李顺月等[18]观察电针刺激足三里穴在大鼠胃缺血再灌注过程中对血流的变化是在不同状态下均是增加血流量的作用。以上充分说明电针有改善血液循环作用。

5 抑制凋亡

针灸可以通过激发组织细胞抗缺血/再灌注损伤能力或通过基因水平干预以减少细胞凋亡的发生。路志红等[19]发现电针组脑皮层Hsp70表达明显强于对照组,电针组组织病理学损害轻于对照组,表明重复电针刺激百会穴预处理减轻脑缺血再灌注损伤与皮层Hsp70表达增强有关。严洁等[20]实验研究发现电针内关穴可促进内源性保护物质腺苷的释放,且可对凋亡的调控基因Bcl-2的生成有促进作用,从而在一定程度上对心肌缺血再灌注损伤心肌起到保护作用。赵宇辉等[21]实验研究发现针灸预处理使C-fosmRNA增多,使细胞凋亡减少,且针灸预处理日2次组比日1次组和缺血预处理更有效。表明针灸能提高心肌抗凋亡,进而提高心肌组织对缺血的耐受性,减轻缺血性心肌损伤,达到预处理的目的。赵宇辉等[22,23]观察针灸预处理组均能降低大鼠心肌缺血再灌注损伤细胞凋亡,促进Hsp70 mRNA的表达,且与针灸预处理的次数有相关性。杨续艳等[24]实验研究发现项针疗法能够改善缺血半影区神经细胞功能状态,促进神经胶质细胞的增生,表明项针疗法能够通过促进HIF-1a及HIF-1amRNA的表达,提高脑神经细胞对缺氧的耐受,从而发挥脑保护作用。赵宇辉等[25]实验研究表明针灸预处理与缺血预处理使Bcl-2mRNA增多,使BaxmRNA减少,且针灸预处理日2次组比日1次组和缺血预处理更有效。

6 问题与展望

综合以上,近年来有关针灸防治缺血再灌注损伤机制研究取得了长足的进步,为推动针灸现代化、科学化、深入化做出了很多努力,值得一提的是国内已把针灸抗缺血再灌注损伤的作用应用于控制性降压术中进行重点研究,以达到针灸辅助麻醉并防治重要脏器发生缺血再灌注损伤的目的,实现控制性降压的安全、广泛应用,这是很有意义的。然而目前我们对针灸防治缺血再灌注损伤的机制认识仍是局限的,基于现状我们更有信心和责任推动针灸在这一方面的深入研究。比如说,目前我们侧重于心脑重要脏器的研究,而乏于在肝脏和胃肠脏器缺血再灌注损伤上的认识,这些脏器血流自身调节能力不足,是很容易发生损伤的,需要引起我们的重视;在配穴和疗法选择方面我们缺乏对比研究,仍遵循传统知识理论,穴位间及疗法间的机制及效应值均有所不同,这需要进一步研究以提高针灸应用的科学性和高效性。相信我们在今后的努力中会取得更多的进步!

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Advances in the Study of Mechanisms for Acupuncture-moxibustion Prevention and Treatment of Ischemia-reperfusion Injury

-,-,-.

,310053,

The article comprehensively presents recent advances in the study of acupuncture-moxibustion prevention and treatment of ischemia-reperfusion injury, raises the level of understanding of the mechanism mainly from experimental studies, reveals the scientificity and effectiveness of acupuncture-moxibustion studies, promotes the wide application of acupuncture therapy and helps to improve the clinical therapeutic effect.

Acupuncture therapy; Cerebral ischemia; Reperfusion injury; Review

R2-03

A

10.3969/j.issn.1005-0957.2011.12.877

1005-0957(2011)12-0877-04

董振华(1985 - ),男,2009级硕士生

方剑乔(1961 - ),男,教授,主要从事针灸镇痛与免疫相关性疾病的研究,E-mail:fangjianqiao@yahoo.com

2011-08-30