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(chǔ)。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。
1.1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(chǔ)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(chǔ)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。
2.1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。
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]。
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。