余曙光 唐 勇 尹海燕 吳巧鳳 羅 玲 張承舜 王家平 趙 利 魯 娟 左 甲 范亞朋 周新異
(成都中醫(yī)藥大學(xué),成都,610075)
中醫(yī)學(xué)認(rèn)為,穴位是臟腑、經(jīng)絡(luò)之氣輸注于體表的特定部位,既是臟腑疾病在體表的反應(yīng)點(diǎn),又是針灸疏通氣血、調(diào)整臟腑功能的激發(fā)點(diǎn)。因此,穴位在艾灸中的作用至關(guān)重要。已有的研究成果認(rèn)為,艾灸的主要作用機(jī)理是由艾葉燃燒時(shí)所產(chǎn)生的物理因子和化學(xué)因子作用于腧穴感受裝置與外周神經(jīng)傳入途徑,刺激信號(hào)傳入中樞,經(jīng)過(guò)整合作用傳出信號(hào),調(diào)控機(jī)體神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)等,從而調(diào)整機(jī)體內(nèi)環(huán)境,以達(dá)到防治疾病的目的[1-2]。從這一復(fù)雜的作用程序來(lái)看,穴位既是艾灸取得臨床療效的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是艾灸作用的始動(dòng)環(huán)節(jié)。而始動(dòng)環(huán)節(jié)往往對(duì)后期環(huán)節(jié)的發(fā)生與發(fā)展起到?jīng)Q定性作用。因此,從穴位局部的源頭去探尋艾灸的作用機(jī)理,可能是艾灸作用機(jī)理研究的重要突破口。那么,穴位接受艾灸刺激后會(huì)有什么樣的反應(yīng)?其反應(yīng)特征如何?目前,尚未有清晰的回答。我們?cè)?73計(jì)劃課題的資助下,重點(diǎn)從穴位局部溫度、血流、分子事件、免疫、瞬時(shí)感受器電位(Transiennt Receptor Potential,TRP)通道、嘌呤信號(hào)等環(huán)節(jié)進(jìn)行初步詮釋艾灸穴位局部感受的生物學(xué)基礎(chǔ)。
艾灸療法主要是通過(guò)燃燒艾絨產(chǎn)生溫?zé)幔碳と梭w體表穴位局部來(lái)達(dá)到治病保健的目的。傳統(tǒng)的艾灸治療方法非常豐富,不僅有溫和灸方法,還有隔姜灸、隔附子餅灸等多種隔物灸方法。無(wú)論哪種艾灸治療方法,其最基本的刺激均為溫?zé)岽碳?。而艾絨燃燒時(shí)的局部溫?zé)嵝?yīng)是艾灸產(chǎn)生療效的重要因素。艾絨燃燒時(shí)產(chǎn)生的溫度刺激是艾灸局部溫?zé)嵝?yīng)的重要體現(xiàn)。施灸穴位局部的皮膚是感受艾灸溫?zé)岽碳さ牡谝痪€?,F(xiàn)已研究發(fā)現(xiàn),在艾灸的操作過(guò)程中,溫度處于不斷的升降變化之中,而且不同艾灸方法具有穴位局部不同特征的溫度曲線[3]。但是目前結(jié)合人體試驗(yàn)觀察常用艾灸方法的溫度曲線特征相對(duì)較少。
為此,我們通過(guò)招募志愿者,運(yùn)用熱電偶測(cè)溫儀實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)健康人足三里接受溫和灸、隔附子餅灸和隔姜灸三種不同灸法刺激后穴局部的溫度曲線研究發(fā)現(xiàn):溫和灸施灸后快速升溫,溫度遞增的幅度較小,呈小幅度的波動(dòng),撤灸后,溫度先迅速下降5~6℃后便進(jìn)入緩慢下降期,到約25 min時(shí)溫度回到艾灸前水平;隔物灸施灸后隨著壯數(shù)的增加溫度不斷升高,后一壯較前一壯的溫度遞增幅度較大,且呈現(xiàn)出梯度上升的特點(diǎn),即后一壯的波谷較前一壯有上抬趨勢(shì),后一壯波峰高于前一壯的現(xiàn)象;隔物灸在撤灸后,溫度有小幅度的回抬,隨后迅速下降回到艾灸前水平。另外,在最高溫度方面,我們發(fā)現(xiàn):溫和灸皮膚最高溫度為(46.28±2.12)℃,皮膚不起泡;隔附子餅灸皮膚最高溫度為(48.96±3.26)℃,部分受試者穴位會(huì)起灸泡;隔姜灸皮膚最高溫度為(52.62±4.46)℃,灸后均有灸泡產(chǎn)生,程度較隔附子餅灸明顯。3種灸法的最高溫度表現(xiàn)為:隔姜灸>隔附子餅灸>溫和灸。
目前研究證實(shí)艾灸改善微循環(huán)療效確切,艾灸療效的發(fā)揮是由艾灸的藥物成分,燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的溫?zé)岽碳ず图t外輻射共同作用的結(jié)果,能啟動(dòng)血管的自律運(yùn)動(dòng),改善局部微循環(huán),這也可能是艾灸活血化瘀作用的途徑之一。另外,艾灸可以改善患者甲皺微循環(huán)的血流速度、血流形態(tài)、血管管徑等指標(biāo)[4-6];艾灸可以引起手部微循環(huán)血流量的增加[7]。對(duì)血瘀證的研究也發(fā)現(xiàn)[8],艾灸能降低血瘀證大鼠血漿和全血黏度。
但是艾灸后穴位局部血流改變?nèi)绾?我們采用運(yùn)用激光多普勒血流儀監(jiān)測(cè)健康受試者足三里穴艾灸前后血流灌注量。結(jié)果表明:溫和灸組、隔附子餅灸組、隔姜灸組艾灸前血流灌注量比較,3組間血流灌注量無(wú)差異(P>0.05);艾灸后,3組間血流灌注有差異(P<0.05),隔姜灸>隔附子餅灸>溫和灸。
艾灸刺激后穴位局部溫度升高、血流加速,是否會(huì)進(jìn)一步引起穴位局部不同的基因表達(dá)變化?為全面篩選穴位局部接受艾灸刺激后的差異基因,我們選擇全基因表達(dá)譜芯片和生物信息學(xué)技術(shù)相結(jié)合,以“足三里”為代表,探索“足三里”穴位局部在不同狀態(tài)下(生理、病理)接受艾灸刺激后基因表達(dá)譜的響應(yīng)及其響應(yīng)特征。結(jié)果發(fā)現(xiàn):生理狀態(tài)下,艾灸后“足三里”穴位局部的差異表達(dá)基因217個(gè),其中上調(diào)基因145個(gè),下調(diào)基因72個(gè);病理狀態(tài)下,艾灸后“足三里”穴位局部的差異表達(dá)基因498個(gè),其中上調(diào)基因255個(gè),下調(diào)基因243個(gè);生理、病理狀態(tài)下,“足三里”穴位局部對(duì)艾灸刺激響應(yīng)的共表達(dá)差異基因27個(gè)。另外也發(fā)現(xiàn),不同機(jī)體狀態(tài),穴位局部對(duì)艾灸刺激應(yīng)答的差異基因表達(dá)譜特征不同:生理狀態(tài)下,“足三里”穴位局部對(duì)艾灸刺激應(yīng)答基因可能主要富集于代謝相關(guān)的信號(hào)通路,參與代謝相關(guān)生物過(guò)程;病理狀態(tài)下,“足三里”穴位局部對(duì)艾灸刺激應(yīng)答基因可能主要富集于免疫相關(guān)信號(hào)通路,啟動(dòng)機(jī)體的免疫應(yīng)答生物過(guò)程。其中Hspa1a、Ank1、Ccnb1、Stmn1、Nedd4、Ube2c、Lgmn、Parvb、Areg、Ccna2、Ccnb2、Cpa3、Mad2l可能是病理狀態(tài)下穴位局部對(duì)艾灸刺激應(yīng)答中起關(guān)鍵調(diào)控作用的節(jié)點(diǎn)。這些差異基因或共表達(dá)差異基因、關(guān)鍵調(diào)控節(jié)點(diǎn)都將是下一步深入探索艾灸穴位局部分子機(jī)制新的靶點(diǎn)。
目前針灸研究者基本達(dá)成共識(shí):針灸對(duì)神經(jīng)內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)具有良好的調(diào)整作用,這是針灸對(duì)機(jī)體免疫調(diào)節(jié)的重要途徑。但是,隨著免疫學(xué)研究成果和研究思路的不斷深入,目前越來(lái)越多的研究表明,皮膚不僅是一種物理屏障,能阻止外界物質(zhì)機(jī)械侵入和防止體內(nèi)水分、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等丟失,它還是一種免疫系統(tǒng)。在皮膚免疫系統(tǒng)中,其細(xì)胞成分包括郎罕細(xì)胞,T、B細(xì)胞,角質(zhì)形成細(xì)胞,內(nèi)皮細(xì)胞,巨噬細(xì)胞;分子成分則包括各種細(xì)胞因子、神經(jīng)肽、各種免疫蛋白等,這些細(xì)胞成分和分子成分在皮膚局部構(gòu)成了特有的免疫系統(tǒng),并和神經(jīng)內(nèi)分泌免疫網(wǎng)絡(luò)一起,形成皮膚—神經(jīng)內(nèi)分泌免疫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(NICS),介導(dǎo)免疫應(yīng)答及其調(diào)節(jié)[9-12]。
我們分別以衰老模型和佐劑性關(guān)節(jié)炎模型為研究對(duì)象,結(jié)果發(fā)現(xiàn),艾灸后施灸部位皮膚MHC-II、IL-12、CD80、波形蛋白或瘦素、瘦素受體等與皮膚免疫密切相關(guān)的蛋白表達(dá)陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)均顯著多于模型組(P<0.01)。由此可能啟示:艾灸對(duì)免疫低下和免疫紊亂的調(diào)節(jié),施術(shù)局部皮膚免疫功能的激活也可能是其重要的一個(gè)途徑。這樣,與以前的神經(jīng)免疫網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)相互結(jié)合,可能形成艾灸-皮膚-神經(jīng)免疫網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)系統(tǒng),以更全面地闡釋艾灸的免疫調(diào)節(jié)作用基礎(chǔ)。也許還是其他施術(shù)于穴位局部的針灸特色療法(如滾針、皮膚針、拔罐、推拿等)實(shí)現(xiàn)機(jī)體免疫調(diào)節(jié)的始動(dòng)環(huán)節(jié)。
近年研究發(fā)現(xiàn),TRP通道是軀體感覺系統(tǒng)感受溫度刺激的重要初級(jí)分子換能器[13]。TRP家族成員很多,包含 7個(gè)亞家族,即由 TRPV、TRPC、TRPM、TRPML、TRPP、TRPA、TRPN 等家族組成;分布也較廣泛,除中樞神經(jīng)系統(tǒng)外,還分布于外周神經(jīng)系統(tǒng)、皮膚、心血管系統(tǒng),以及免疫和內(nèi)分泌系統(tǒng)等。TRPV1主要表達(dá)于Aδ纖維和C類纖維,以及角質(zhì)細(xì)胞、肥大細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、朗格罕細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞;TRPV2主要表達(dá)于背根神經(jīng)節(jié)(DRG)、Aβ纖維和Aδ纖維,也表達(dá)于角質(zhì)細(xì)胞和肥大細(xì)胞;TRPV3和TRPV4都不僅表達(dá)于角質(zhì)細(xì)胞,而且也表達(dá)于感覺神經(jīng)元[14-18]。
不同的TRP通道感受溫度閾值不一,其中TRPV1、TRPV2、TRPV3、TRPV4 與溫?zé)岽碳は嚓P(guān),而 TRPM8、ANKM1主要感受冷刺激;與溫?zé)岽碳び嘘P(guān)的溫度閾值分別為:TRPV1:>42°C,TRPV2:>52°C,TRPV3:32 –39°C,TRPV4:27 –34°C;TRPV1、TRPV2 感受的溫?zé)岽碳ぶ饕菗p傷性熱刺激;TRPV3、TRPV4感受的溫?zé)岽碳ぶ饕欠菗p傷性熱刺激[19-23]。我們通過(guò)點(diǎn)制TRP功能基因芯片分類及結(jié)合熒光定量PCR分析發(fā)現(xiàn):Trp家族的響應(yīng)是,生理、病理狀態(tài)下均有應(yīng)答,且不同艾灸刺激響應(yīng)各異。生理狀態(tài)下,溫和灸引起Trpv3上調(diào),Mcoln1、Trpc1下調(diào);隔附子餅灸 Trpv2上調(diào),Trpc1下調(diào)。在病理狀態(tài)下,溫和灸組引起Trpv3上調(diào),Trpc1下調(diào);隔附子餅灸Trpv2上調(diào),Mcoln1下調(diào)。本次研究暫未發(fā)現(xiàn)Trpv1和Trpv4的響應(yīng)變化。具體原因我們正在進(jìn)一步深入分析。
嘌呤信號(hào)包括嘌呤類物質(zhì)及其受體。嘌呤類物質(zhì)包括三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate,ATP)及其代謝產(chǎn)物二磷酸腺苷(Adenosine Diphosphate,ADP)、一磷酸腺苷(Adenosine Monopho sphate,AMP)和腺苷(A-denosine,ADO),均屬于神經(jīng)遞質(zhì),具有傳遞信息的作用。嘌呤受體包括P1(腺苷)和P2(腺嘌呤核苷酸)受體兩大類。P1受體已全部被克隆,分為A1、A2和A3種類型,其中 A2受體又分為 A2a和 A2b兩種亞型[24];P2受體又分為P2X和P2Y受體,迄今已有7型P2X受體(P2X1-7)、9型 G蛋白偶聯(lián)的 P2Y受體(P2Y1,P2Y2,P2Y4,P2Y6,P2Y11,P2Y12,P2Y13,P2Y14)被克隆[25]。P1受體主要對(duì)ADO和AMP反應(yīng)性強(qiáng),P2嘌呤類受體對(duì)ATP和ADP反應(yīng)性強(qiáng)[24-26]。
2010年5月,Nature Neuroscience發(fā)表美國(guó)羅徹斯特大學(xué)Maiken Nedergraard教授課題組針刺鎮(zhèn)痛通過(guò)穴位局部嘌呤信號(hào)腺苷及A1受體介導(dǎo)的研究成果[27],并于2011年12月在Journal of Pain發(fā)表研究文章表明:給予健康人針刺足三里后穴位局部腺苷水平升高[28],進(jìn)一步證實(shí)了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果,為穴位局部腺苷介導(dǎo)針刺鎮(zhèn)痛提供了證據(jù);2011年,英國(guó)Geoffrey Burnstock教授在《The Scientist》撰文指出嘌呤信號(hào)參與針灸工作原理輪廓:1)針灸針通過(guò)提插捻轉(zhuǎn)機(jī)械刺激引起皮膚變形,導(dǎo)致皮膚角質(zhì)細(xì)胞釋放ATP;2)激活位于皮膚感覺神經(jīng)末梢的ATP的特定受體(如P2X3、P2X2/3受體);3)信號(hào)通過(guò)背根神經(jīng)節(jié)到達(dá)脊髓,然后通過(guò)中間神經(jīng)元途徑到達(dá)腦干、在大腦皮層的痛覺區(qū),傳遞信息抑制疼痛[29]。基于“針?biāo)粸?、灸之所宜”的指?dǎo),我們提出假說(shuō)認(rèn)為,可能艾灸和針刺穴位局部的嘌呤信號(hào)感受存在差異。通過(guò)初步研究發(fā)現(xiàn),艾灸“足三里”對(duì)完全弗氏佐劑(CFA)造模誘導(dǎo)的小鼠炎癥疼痛,具有顯著的鎮(zhèn)痛效應(yīng);同時(shí),CFA誘導(dǎo)的疼痛模型小鼠接受艾灸刺激后“足三里”穴位局部ATP含量升高;在“足三里”給予ATP促分解劑后,鎮(zhèn)痛效應(yīng)降低;但給予ATP分解抑制劑后,艾灸鎮(zhèn)痛效應(yīng)增強(qiáng)。初步顯示穴位局部ATP與艾灸鎮(zhèn)痛效應(yīng)相關(guān),這和針刺后“足三里”穴位局部腺苷含量升高截然不同,有待深入研究。
穴位局部在艾灸防治疾病中究竟處于什么樣的地位和角色,目前的研究尚不夠深入、全面。今后需要回答的問題包括:1)穴位局部感受的艾灸刺激成分是什么?整個(gè)艾灸治療過(guò)程,涉及到可能對(duì)穴位局部產(chǎn)生的成分應(yīng)包括:熱(艾灸后的產(chǎn)熱)、光(艾灸燃燒過(guò)程中的紅外光輻射)、藥(艾或者其他藥物成分)、煙(艾灸燃燒后的艾煙成分,如焦油等)、味(艾灸過(guò)程的氣味)等。目前研究較多的為熱和光,其他刺激成分作用如何?不同刺激成分的穿透深度怎樣?所有刺激成分相加的疊加效應(yīng)如何?即使是溫?zé)岽碳?,也?yīng)進(jìn)一步明確艾灸刺激的損傷性和非損傷熱刺激分別等等。2)穴位局部感受的生理結(jié)構(gòu)是什么?角質(zhì)細(xì)胞、肥大細(xì)胞、梅克爾細(xì)胞(Merkel's cell)抑或其他?不同刺激成分相應(yīng)的是什么結(jié)構(gòu)接受感受?3)穴位局部感受后的生物學(xué)機(jī)制是什么?穴位局部接受不同刺激成分感受后,其治療效應(yīng)(局部治療效應(yīng)、整體治療效應(yīng)或內(nèi)臟、遠(yuǎn)端調(diào)節(jié)等)是否有不同的感受后生物學(xué)機(jī)制參與?
[1]Kenji Kawakita1,Hisashi Shinbara,Kenji Imai,et al.How Do Acupuncture and Moxibustion Act?–Focusing on the Progress in Japanese Acupuncture Research[J].J Pharmacol Sci,2006,100:443.
[2]王磊,李學(xué)武,張莉.艾灸療法作用機(jī)理國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展[J].中國(guó)針灸,2001,21(9):56.
[3]董新民,董泉聲,先茂全,等.不同灸法對(duì)穴位溫度影響的對(duì)比觀察[J].中國(guó)針灸,1999,19(1):22.
[4]張祖德,郭周義,魏華江,等.近紅外激光照射人體勞宮穴和非穴位區(qū)的反射光譜特性的比較研究[J].光譜學(xué)與光譜分析,2009,29(11):2930-2933.
[5]郭潤(rùn)林,趙寧俠,任秦有,等.艾灸對(duì)30例健康人甲皺微循環(huán)及血流變學(xué)的影響[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,23(12):1112 -1114.
[6]李愛華,萬(wàn)志杰.艾灸百會(huì)穴對(duì)中風(fēng)偏癱病人甲皺微循環(huán)的影響[J].中醫(yī)藥學(xué)報(bào),2003,31(2):27.
[7]張棟,李順月,王淑友,等.運(yùn)用激光多普勒血流成像儀探討針灸作用原理的初步研究[J].中國(guó)針灸,2004,24(7):499 -502.
[8]張慶富,周慧敏.局部溫度變化對(duì)人體足甲襞微循環(huán)的影響[J],中國(guó)血液流變學(xué)雜志,2010,20(1):55 -57.
[9]Dirk Roosterman,Tobias Goerge,Stefan W.Schneider,et al.Neuronal Control of Skin Function:The Skin as a Neuroimmunoendocrine Organ.Physiol[J].Rev,2006,86:1309 - 1379.
[10]Andrzej S,Jacobo W.Neuroendocrinology of the Skin[J].Endocr Rev,2000,21(5):457 -487.
[11]Nestle FO,Di Meglio P,Qin JZ,Nickoloff BJ.Skin immune sentinels in health and disease[J].Nat Rev Immunol,2009,9(10):679 - 691.
[12]Dirk Roosterman,Tobias Goerge,Stefan W.et al.Neuronal Control of Skin Function:The Skin as a Neuroimmunoendocrine Organ.Physiol[J].Rev,2006,86:1309 - 1379.
[13]Romanovsky AA.Thermoregulation:some concepts have changed.Functional architecture of the thermoregulatory system[J].Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol,2007,292:37 -46.
[14]Venkataehalam K,Montei1 C.TRP Channels[J].Annu Rev Biochem,2007,76:387 -417.
[15]Clapham DE.TRP channels as cellular sensors[J].Nature,2003,426(6966):517-524.
[16]Voets T,Droogmans G,Wissenbach U,et al.The principle of temperature-dependent gating in cold-and heat-sensitive TRP channels[J].Nature,2004,430(7001):748 - 754.
[17]Peier AM,Reeve AJ,Andersson DA,et al.A heat- sensitive TRP channel expressed in keratinocytes[J].Science,2002,296(5575):2046 -2049.
[18]Clapham DE.Signal transduction.Hot and cold TRP ion channels[J].Science,2002,295(5563):2228 -2229.
[19]Caterina,M.J.& Julius,D.The vanilloid receptor:a molecular gateway to the pain pathway[J].Annu.Rev.Neurosci,2001,24:487 – 517.
[20]Ramsey,I.S.,Delling,M.& Clapham,D.E.An introduction to TRP channels[J].Annu.Rev,2006,68:619 – 647.
[21]Dhaka,A.,Viswanath,V.& Patapoutian,A.TRP ion channels and temperature sensation[J].Annu.Rev.Neurosci,2006,29:135 – 161.
[22]Lee,H.& Caterina,M.J.TRPV channels as thermosensory receptors in epithelial cells[J].Pflügers Arch,2005,451:160 – 167.
[23]Lumpkin EA,Caterina MJ.Mechanisms of sensory transduction in the skin[J].Nature,2007,445(7130):858 -865.
[24]Nell PG,Albrecht- Küpper B.The adenosine A1 receptor and its ligands[J].Prog Med Chem,2009,47:163 -201.
[25]Abbracchio MP,Burnstock G,Verkhratsky A,et al.Purinergic signaling in the nervous system:an overview[J].Trends Neurosci,2009,32:19 -29.
[26]Khakh BS,North RA.P2X receptors as cell- surface ATP sensors in health and disease[J].Nature,2006 Aug 3,442(7102):527 - 532.
[27]Goldman N,Chen M,F(xiàn)ujita T,Xu Q,Peng W,Liu W,Jensen TK,Pei Y,Wang F,Han X,Chen JF,Schnermann J,Takano T,Bekar L,Tieu K,Nedergaard M.(2010)Adenosine A1 receptors mediate local anti-nociceptive effects of acupuncture[J].Nat Neurosci,13:883 - 888.
[28]Takano T,Chen X,Luo F,F(xiàn)ujita T,Ren Z,Goldman N,Zhao Y,Markman JD,Nedergaard M.Traditional acupuncture triggers a local increase in adenosine in human subjects[J].J Pain,2012 Dec,13(12):1215 -23.
[29]Geoffrey Burnstock.Puncturing the Myth Purinergic signaling,not mystical energy,may explain how acupuncture works[J].The Scientist,September 1,2011.