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针刺治疗缺血性脑损伤机制的研究进展

时间:2010-08-23 17:49:54  来源:  作者:

 

缺血性脑病是临床上常见的急性脑血管疾病,其致残率和致死率均较高。缺血性脑病的病理损伤机制主要体现在缺血性脑损伤和缺血再灌注脑损伤两个方面,针刺可以通过多种途径抑制脑缺血性和缺血再灌注损伤而起到保护作用。近年来对于针刺脑保护机制的研究较多,并取得很大的进展,本文主要对近年来缺血性脑损伤针刺治疗机制的研究进展进行综述。

1  改善血液流变学特性

脑卒中患者多具有血液流变学异常的特点,如血液具有浓稠性、黏滞性、聚集性。改善血液流变性则有利于保证微循环的正常运行,维持物质代谢和能量代谢的平衡,促进神经细胞功能的恢复。针刺可改变血液的高黏状态,降低血小板和红细胞的聚集力及黏滞性,改善血液的高黏、聚、凝状态,改善脑微循环。

2  调节缺血区脑组织的血流供应和改善微循环

针刺可以改善缺血区脑组织的灌注状态,使开放的血管数增多,改善血细胞的流态,有效解除缺血早期的微血管痉挛,使微血管和代偿血流间出现了良性循环,并可促进微血管的新生和病灶侧枝循环的建立,改善缺血性半暗带的血供,减轻脑组织的损伤并可延长溶栓治疗的时间窗。

研究在不同水平已发现针刺对缺血区脑组织血流供应和微循环调节的证据。①分子生物学水平:针刺可以通过提高基础成纤维细胞生长因子(bFGF)的表达水平来提高毛细血管开放数量;可以通过增强血管生成素2(Ang-2)的表达促进了梗死灶周围的血管新生。血管内皮生长因子(VEGF)是一种有丝分裂原,具有促进内皮细胞增殖、新血管形成和增加血管渗透性的作用。针刺可以使梗塞边缘区VEGF mRNA表达增加,促使内皮细胞增值和微血管形成,促进侧支循环的建立,增加缺血区血流。②血管调节水平:“TXA2-PGI2”系统(“T-P”系统)对维持血管壁完整性和血流内环境稳定起着重要作用。针刺可调节脑缺血局部的“T-P”系统改善局部微循环和代谢。内皮素(ET)是一种具有强烈血管收缩效应的多肽,脑缺血时ET 增多,可导致侧支血管收缩,加重梗死后脑组织损伤及神经元损伤。针刺能降低ET浓度,改善血管弹性,利于缺血区域侧支循环血管的开放。

3  保护血脑屏障

Wu XD等使用偶氮篮染料作为追踪剂来评价血脑屏障的破坏程度,并采用共聚焦激光扫描显微镜观察血脑屏障的形态学变化,发现电针不仅能限制染料的外渗,还能减少外渗液的浓度,在一定程度上可以减少脑水肿和减少神经元损伤。

4  抗氧化自由基损伤,抑制脂质过氧化反应

自由基损伤学说认为,自由基及其介导的脂质过氧化反应可以损伤神经细胞膜及细胞器膜,破坏细胞壁,使神经细胞肿胀、变性和坏死。电针可以提高缺血再灌注脑组织的SOD活性,降低MDA含量,降低自由基水平和改善脑水肿,预防缺血神经元的损伤;针刺还可以提高脑组织过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)的活性,增强机体对抗清除活性氧簇和防止脂质过氧化能力;针刺可以使缺血再灌注区脑组织中的硫氧还蛋白(Trx)表达增加,防止缺血脑组织蛋白中巯基被活性氧簇氧化。

 

 

 

5  降低一氧化氮毒性作用

一氧化氮(NO)作为一种信使物质,与脑循环、脑缺血有密切的关系。NO在脑缺血中的作用机制比较复杂,大多数学者认为,内源性NO的产生和过量释放或过量外源性NO都会直接导致神经毒性作用。电针可以抑制nNOS mRNA和iNOS mRNA的过量表达,减少NO的生成,减少NO毒性。

6  调节神经肽、递质与调质的水平

脑缺血后可引起β内啡肽(β-EP)大量释放,从而抑制ATP代谢,cAMP生成减少,导致脑血管通透性改变,引起血管源性水肿。针刺对β-EP 有良性调节作用,可以使急性脑梗塞患者异常升高的β-EP 含量降低,减轻脑水肿血管活性肠肽(VIP)和生长抑素(SS)广泛分布于中枢神经系统。VIP具有扩张血管、调节脑血流、调节中枢神经系统能量代谢、影响中枢神经系统中酶活性的功能;SS具有抑制皮层小脑和海马神经元的电活动、调节NE、5-HT和DA的释放、影响学习及记忆等的功能。电针治疗可使患者脑脊液中降低的VIP恢复至正常水平,血浆及脑脊液中SS水平显著升高,提示针刺可通过调整VIP、SS系统而发挥治疗作用。

热休克蛋白(HSP)是在进化上高度保守应激后产生的物质,可以保护机体或细胞不受或少受损害。分子量70KD的HSP70侧重反映脑细胞损伤时的耐受和防御性变化,HSP 70在缺血早期对神经细胞的保护及后期对细胞的修复都起重要作用。针刺可以增加缺血脑组织HSP70mRNA的表达及脑组织HSP 70的含量,起到神经细胞的保护作用脑源性神经营养因子(BDNF)可以稳定细胞内钙离子浓度,对抗代谢性和兴奋性氨基酸的毒性损伤;下调NMDA受体功能,抑制谷氨酸毒性调节自由基代谢,增加SOD 和谷胱甘肽过氧化物酶等在神经元内的含量,减少自由基积聚,使神经元免受自由基的攻击。电针可以促进脑缺血皮层中BDNF的合成和释放,保护神经元,防止其快速坏死。

脑缺血后,单胺类递质DA、NE、5-HT释放增加,被氧化形成氢过氧化物,生成氧自由基,加速神经细胞损伤,并促进血管收缩和氧耗,增加兴奋性氨基酸毒性,加快细胞的凋亡。也有研究表明,NE的增加可以明显抑制海马及新皮层神经元的坏死,有一定的保护作用。电针可以使脑组织中DA、5-HT降低,NE升高,通过调节缺血再灌注时单胺类神经递质的紊乱起到神经元保护作用;还可抑制脑缺血时儿茶酚胺(CA)升高,使CA处于低水平Glu介导的缺血性脑损伤途径之一是通过NMDAR1 mRNA的过表达而实现,针刺可以下调NMDAR1 mRNA表达,上调γ-氨基丁酸(GABA)表达,使梗塞面积减少。针刺可以减少兴奋性氨基酸释放,增加重摄取。Sun N等发现,针刺可通过磷酸肌醇3激酶途径来逆转NR1的过度表达,上调肌凝蛋白激酶A(TrKA)水平,起到神经保护作用。受体络氨酸激酶A(trKA)是神经生长因子高亲和力受体,它可以减弱谷氨酸的兴奋毒性,调节一氧化氮合酶活性,抑制细胞内钙超载,抗神经元凋亡,降低自由基水平。针刺可以通过激发缺血半影区trkA表达抑制缺血性神经元凋亡。

7  维持胞内外离子稳态,防止胞内Ca2+超载

针刺可减弱缺血脑组织细胞外液中的K+H+升高和Ca2+、Na +下降,缓解胞内外离子失衡引起的细胞毒性水肿。脑梗塞患者血浆中cAMP/cGMP比值下降引起胞内钙超载,针刺可以使使cAMP/ cGMP 的比值回升,避免胞内钙超载。

 

 

 

 

8  抑制神经细胞凋亡

Caspase-3是凋亡的最后效应子,它可激活脱氧核糖核酸酶,裂解DNA导致细胞凋亡。脑缺血时,神经元caspase-3mRNA及蛋白表达均增高。Jang MH等发现,电针足三里能显著抑制缺血脑组织caspase-3蛋白表达电针可以通过促进磷酸化的生存因子p-AKt增多,抑制caspase-9的活性,减少神经细胞的凋亡细胞凋亡是受多基因调控的主动过程,其中,bax/bcl-2在决定凋亡发生与否非常重要。p53蛋白是一种直接转录调节因子,可以迅速提高bax蛋白表达和降低bcl-2蛋白表达,促进细胞的凋亡。电针可以抑制p53基因的表达,减少bax蛋白表达,上调bcl-2蛋白表达c-fos与c-jun家族属于脑缺血诱导的即早基因,在脑缺血极早期,C-fos与c-jun就明显表达增加,诱导细胞凋亡或使细胞进入分裂周期。Jang MH等发现,电针可显著抑制缺血引起的c-fos蛋白表达增高。

神经生长因子(N GF)可以阻止发育中的运动神经元死亡和成年时神经损伤后胞体的死亡,减少缺血缺氧导致的皮层及纹状体神经元丧失,对神经元具有保护作用。t rkA是N GF的功能性受体,是启动和传递N GF生物效应的信息物质,它们在缺血后神经元保护和拮抗缺血性神经元凋亡方面起到重要作用。电针可以诱导神经营养因子受体的表达,调动机体内抗凋亡因素的作用。

9  抑制或减轻炎症反应

脑缺血后的炎症反应是由级联反应中氧自由基和其他介质所致的细胞因子等致炎物质产生的结果。脑缺血后诱导细胞因子的表达,肿瘤坏死因子(TNF)、白介素(IL)和黏附分子在中枢神经系统炎症反应的扩散和持续方面非常重要。针刺可以降低TNF、IL-6水平,并且可以抑制血管内皮细胞黏附分子l的表达,减轻白细胞向周围组织的浸润,减轻炎性递质对脑组织的损伤作用。白细胞介素-1β(interlukin-1β, IL-1β)是一种前炎性细胞因子,IL-1受体拮抗剂(IL-1Ra)则对缺血性脑损伤有保护作用。电针可下调脑缺血后IL-1βmRNA表达,上调IL-1Ra mRNA表达,从而有效对抗缺血性脑损伤TNF-a在缺血再灌注时表达增强,介导缺血早期的炎性反应,参与缺血再灌注损伤并扩大损伤范围和程度。髓过氧化物酶(MPO)仅存在于多核白细胞和单核细胞内,其含量可以反映WBC的聚集及浸润程度。针刺可调节脑组织内MPO、TNF-a水平,遏止炎症反应,减轻继发性神经元损伤有关

小胶质细胞是中枢神经系统的免疫效应细胞,缺血再灌注可诱导静息状态的小胶质细胞活化,激活后可通过两条途径发挥其细胞毒性效应:一是发挥脑内吞噬细胞的毒性作用;二是释放和(或)分泌潜在神经毒性物质和炎性因子。电针可减少小胶质细胞活化,对神经元发挥保护作用。

10  促进神经元功能修复

微管相关蛋白(MAP2)主要存在于神经元树突和胞体,在神经元发育、分化、可塑性方面起着主导作用。电针可以使MAP2表达明显增高,从而提高神经元的可塑性

神经元干细胞(NSC)在正常情况下处于静息状态,当脑内出现某些病理变化或在外界细胞因子作用下NSC可被激活,发生迁徙并增殖分化。巢蛋白是近年新发现的第Ⅵ类中间丝蛋白,它在干细胞自我更新并保持多潜能分化方面具有其它中间纤维无法取代的作用。电针可以增强巢蛋白的表达,促进神经细胞代偿性修复,减轻神经功能的缺损程度。

总之,现研究已经从多方位、多层次对针刺在缺血性脑损伤的脑保护机制给予了探讨。虽然已经发现针刺可以通过多种途径起到脑保护作用,但是随着缺血性脑损伤病理生理学研究的深入,针刺脑保护机制的研究仍将会继续。针刺脑保护机制的阐明必将为临床的合理应用提供新的理论依据和指导。

 

 

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