何星艷 羅 維 蔣 理 劉繼生

(1 貴州中醫(yī)藥大學,貴陽,550025; 2 貴州中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院,貴陽,550003)

神經(jīng)源性膀胱(Neurogenic Bladder,NB)是指調(diào)節(jié)排尿功能的中樞和(或)周圍神經(jīng)系統(tǒng)病變而引發(fā)的膀胱和尿道功能障礙[1],也是脊髓損傷(Spinal Cord Injury,SCI)常見并發(fā)癥[2],嚴重者可危及患者生命[3],是目前醫(yī)學亟待解決的熱點問題。本研究以動物實驗為立足點,從動物模型、病理生理機制、疾病的發(fā)展和轉(zhuǎn)歸的相關(guān)指標等多個角度全面闡釋了針刺治療NB的動物實驗研究進展,從作用機制層面揭示了針刺治療NB的多種途徑,為針刺治療NB提供科學的理論依據(jù)。

1 NB動物模型制作

動物模型的建立是開展基礎(chǔ)研究必不可少的程序,對研究疾病的發(fā)生、發(fā)展及探索新的治療手段均有重要意義。因此,構(gòu)建實驗性SCI后NB功能障礙的動物模型對研究針刺治療SCI后導(dǎo)致的NB是很有必要的。但目前有關(guān)進行此實驗的動物選擇、SCI的方式及位置節(jié)段無統(tǒng)一標準。以往有不少研究選擇犬、兔等制備NB動物模型,與之相比大鼠具備生命周期短、價格低廉、容易飼養(yǎng)等特點。此外,與雄性大鼠相比,雌性大鼠不僅尿道短、直,便于行膀胱尿流動力學檢測,且能避免前列腺疾病對實驗結(jié)果的影響。故大部分實驗研究往往選取雌性大鼠制備SCI后NB動物模型。其SCI方式可大致分為以下2種:一是重物墜擊法、鉗夾法、定點打擊法等[4-5],此類方法雖易掌握,重復(fù)性較好,但大鼠具有較強的神經(jīng)再生能力,操作時無法確保SCI損傷,不能確保造模成功率;二是脊髓直接完全橫斷法[6],有研究對脊髓進行完全橫斷后,在脊髓兩斷端進行異物填充,此法雖可確保SCI徹底橫斷,給研究人員提供一個低可變性、可復(fù)制性的造模機會,但這可能并不是生活中大多數(shù)患者SCI的實際情況,與臨床不具有相似性。SCI位置節(jié)段不同則臨床表現(xiàn)各異,若損傷位置過高,極易累及大鼠心血管、呼吸等高位中樞神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)致大鼠死亡,大大降低造模成功率,損傷位置過低骶髓排尿中樞的完整性可能會遭受破壞。故在構(gòu)建SCI后NB大鼠模型時,應(yīng)根據(jù)實驗研究具體需要選擇合適的造模方法,爭取最大程度地具備臨床相似性。

2 SCI后NB的病理生理機制

2.1 現(xiàn)代醫(yī)學對SCI后NB的認識 NB也稱神經(jīng)源性膀胱功能障礙,是由于調(diào)節(jié)膀胱和尿道的中樞和(或)周圍神經(jīng)系統(tǒng)受到損害,進而產(chǎn)生一系列下尿路癥狀及并發(fā)癥的疾病總稱。排尿反射在機體中是一個十分復(fù)雜的生理反射過程,當膀胱內(nèi)的尿液累積到一定程度時膀胱內(nèi)壓會隨之升高,此時逼尿肌因受其牽張力的影響而產(chǎn)生活躍的神經(jīng)沖動沿盆神經(jīng)傳至位于骶髓(2～4節(jié)段)的排尿反射中樞,并經(jīng)薄束傳至位于大腦皮質(zhì)的排尿中樞后由運動纖維傳到脊髓排尿中樞,經(jīng)尿道括約肌、盆底肌、逼尿肌功能的共同作用產(chǎn)生排尿[7]。隨著SCI時間的延長,膀胱長期排空不全將導(dǎo)致膀胱內(nèi)壓升高,膀胱長期異常的高壓狀態(tài)致使平滑肌細胞和成纖維細胞增殖,導(dǎo)致細胞外基質(zhì)、膠原纖維過度沉積,最終膀胱組織發(fā)生纖維化樣改變、膀胱功能減弱、容量降低,甚者將進一步損傷輸尿管抗反流機制,膀胱內(nèi)的尿液通過輸尿管反流至腎臟,繼而引發(fā)一系列上尿路損害[8]。一般情況下,當膀胱處于充盈狀態(tài)時,通過平滑肌的伸展,膀胱內(nèi)壓力處于較低水平,有助于尿液排出體外。但在NB病理狀態(tài)下,尿道括約肌與逼尿肌的協(xié)同作用失衡導(dǎo)致膀胱內(nèi)壓力持續(xù)升高,平滑肌細胞、成纖維細胞及上皮細胞為克服膀胱內(nèi)的高壓力發(fā)生代償性進行性肥大,同時細胞外基質(zhì)、膠原纖維蛋白過度沉積于膀胱組織中[9],沉積物的大量蓄積導(dǎo)致逼尿肌攣縮、膀胱無力收縮、尿液排空障礙等多種嚴重并發(fā)癥[10-11]。還有研究證實持續(xù)的異常高壓可對細胞造成損害,導(dǎo)致細胞內(nèi)信號通路表達異常,異常激活的信號通路增加基因轉(zhuǎn)錄,致使組織器官加速纖維化樣改變[12]。也有研究表明異常的高壓刺激通過細胞間結(jié)合位點傳導(dǎo)壓力信號作用于細胞骨架,引起細胞的異常增殖導(dǎo)致組織纖維化[13]。因此,臨床在治療SCI后NB應(yīng)盡早預(yù)防和延緩膀胱組織纖維化,最大可能恢復(fù)膀胱功能,避免上尿路功能損害,在延長患者生命的基礎(chǔ)上提高患者生命質(zhì)量。

2.2 中醫(yī)學對SCI后NB的認識 中醫(yī)學認為,NB屬“癃閉”“遺溺”等范疇。正如《素問·宣明五氣》曰:“膀胱不利為癃,不約為遺溺?！薄蹲C治準繩·癃閉》曰:“癃者病久,溺癃淋瀝,點滴而出,一日數(shù)十次或百次?！倍矫}主一身之陽,督脈損傷后瘀血停滯導(dǎo)致經(jīng)絡(luò)氣血運行受阻不能抵達膀胱。正如《景岳全書·癃閉》所言:“或以敗精,或以槁血,阻塞水道而不通也。”表明本病發(fā)于膀胱氣化失司。中醫(yī)理論認為腎與膀胱相表里,腎的氣化功能正常與否決定膀胱能否發(fā)揮正常的貯尿、排尿功能。督脈受損傷及腎陽,致使腎及膀胱氣化功能失司,患者出現(xiàn)尿失禁或尿潴留,從中醫(yī)學角度出發(fā)治療NB時,應(yīng)當以疏督通脈、調(diào)理腎及膀胱氣化功能為原則,改善患者排尿功能障礙,最終達到標本兼治的目的。

3 實驗研究常用評估指標

3.1 針刺促進NB尿流動力學改變 膀胱逼尿肌與括約肌的協(xié)同功能失調(diào)是導(dǎo)致NB排尿功能障礙的主要原因。研究表明對骶神經(jīng)根傳出神經(jīng)進行針刺,可引起膀胱逼尿肌及括約肌進行規(guī)律的收縮和舒張運動,促進排尿反射通路功能的恢復(fù)[14]。尿流動力學檢查目前被國際公認為是評價SCI患者下尿路功能障礙最為全面的方法,為SCI后NB尿道功能障礙的診斷、治療及療效評價提供直接的客觀依據(jù)[15],可見,在進行研究時將尿流動力學檢查方法用于評價逼尿肌與膀胱內(nèi)括約肌的協(xié)調(diào)功能是十分可靠的。SCI所導(dǎo)致的NB排尿功能障礙嚴重影響患者的生命質(zhì)量,甚者可導(dǎo)致患者死亡[16-17]。李正飛等[18]、胡映秋等[19]、盧壯等[20]通過建立SCI后NB大鼠模型觀察電針對其膀胱功能的影響,實驗結(jié)果均顯示,經(jīng)電針干預(yù)后的膀胱最大容量、漏尿點壓力、膀胱順應(yīng)性均降低,說明針刺可通過增加逼尿肌與膀胱內(nèi)括約肌的協(xié)調(diào)功能,改善SCI后NB大鼠的排尿能力。

3.2 針刺改善NB組織形態(tài)學改變 SCI分為骶髓損傷和骶上脊髓損傷(Supersacral Spinal Cord Injury,SSCI),研究表明,骶髓損傷能夠?qū)е掳螂妆颇蚣o反射(Detrusor Areflexia,DA),SSCI則會先后出現(xiàn)逼尿肌反射功能降低、逼尿肌反射亢進(Detrusor Hyperreflexia,DH)[21]。SCI后逼尿肌的反射異常及逼尿肌纖維的病理改變是導(dǎo)致NB的主要原因。朱毅等[22]研究表明,電針治療膀胱逼尿肌功能減弱類型的排尿功能異常療效顯著。艾坤等[23]認為,電針治療SCI后NB可能是通過提高膀胱逼尿肌興奮性、增加逼尿肌的收縮頻率,使膀胱收縮能力增強、膀胱最大容量和殘尿量減少從而達到膀胱功能重建的目的。有研究表明,對SSCI所導(dǎo)致的NB大鼠,通過電針大椎穴、次髎穴后逼尿肌異?？哼M受到抑制,膀胱功能明顯改善[24]。還有研究表明,電針關(guān)元穴能增強逼尿肌的收縮性,改善逼尿肌順應(yīng)性,促進膀胱排尿功能重建[25]。李景興等[26]研究發(fā)現(xiàn),模型組大鼠膀胱組織中可見大量空泡細胞,黏膜層及肌層可見大量中性粒細胞浸潤,同時,血管外可見大量的異常出血灶及嚴重的毛細血管擴張,通過電針干預(yù)中極、次髎、三陰交后膀胱組織形態(tài)學較模型組得到明顯改善。許明等[27]研究表明,電針治療以上三穴及大椎穴后可減輕膀胱逼尿肌細胞形態(tài)大小和肌纖維排列的損害。以上實驗研究充分說明針刺不僅能增強低順應(yīng)性膀胱逼尿肌的收縮作用,而且能減輕亢進型逼尿肌的無抑制性收縮,雙向調(diào)節(jié)NB功能障礙。

4 針刺治療NB可能的效應(yīng)機制

4.1 保護受損神經(jīng)元,促進損傷脊髓修復(fù) 乙酰膽堿酯酶(Acetylcholinesterase,AChE)是中樞神經(jīng)元遞質(zhì)的滅活劑,其含量的多少與膽堿能神經(jīng)元興奮性密切相關(guān)[28];琥珀酸脫氫酶(Succinate Dehydrogenase,SDH)作為三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶,其含量的多少及活性的強弱反映了受損神經(jīng)元有氧代謝功能的強弱;酸性磷酸酶(Acid Phosphatase,ACP)是溶酶體的標志酶,神經(jīng)細胞在早期損傷和退變過程中其含量增多和活性增強。吳永剛等[29]研究發(fā)現(xiàn),對SCI大鼠進行針刺后可明顯提高脊髓前角運動,促進受損神經(jīng)元的恢復(fù),延緩或抑制脊髓神經(jīng)元SDH、ACP、AChE含量及活性的表達,減緩繼發(fā)性損傷的速度及程度。此外,研究還發(fā)現(xiàn)針刺能明顯減輕損傷脊髓的早期病理損害,減少脊髓不可逆性的變性發(fā)生,明顯表現(xiàn)出針刺能促進受損脊髓神經(jīng)的修復(fù)[30]。研究表明,神經(jīng)生長因子(Nerve Growth Factor,NGF)除對SCI繼發(fā)性損傷的病理起著重要作用外,還對脊髓中的交感和感覺神經(jīng)元起著修復(fù)作用,損傷脊髓局部的NGF增加,促進脊髓受損部位的軸突生長,對中樞和周圍神經(jīng)元均起著重要的調(diào)控作用[31]。有研究發(fā)現(xiàn),SSCI后的NB大鼠脊髓中的NGF表達含量降低,電針三陰交、中極、次髎、大椎穴后,脊髓中NGF、神經(jīng)營養(yǎng)因子-3(Neurotrophin-3,NT-3)蛋白以及mRNA含量顯著提高,由此可見,針刺可以提高受損脊髓中NGF的表達促進損傷脊髓修復(fù)[32]。

4.2 調(diào)節(jié)逼尿肌組織縮舒作用,調(diào)控膀胱貯尿、排尿功能 膀胱正常的排尿和儲尿功能離不開膀胱逼尿肌正常的縮舒作用。逼尿肌縮舒功能的平衡是決定膀胱排尿與儲尿功能是否正常的關(guān)鍵。研究均證實電針治療SCI后NB能明顯改善膀胱逼尿肌功能、緩解尿道外括約肌痙攣狀態(tài)、恢復(fù)內(nèi)外括約肌的協(xié)同功能。逼尿肌中的收縮肌絲主要由具有收縮能力的α平滑肌肌動蛋白(α-smooth Muscle Actin,α-SMA)組成,α-SMA與逼尿肌的收縮功能密切相關(guān),參與調(diào)節(jié)逼尿肌的興奮性[21-23]。有研究報道,膀胱肌層中含有大量的α-SMA陽性染色纖維,其表達含量的高低與膀胱逼尿肌收縮功能的強弱正相關(guān)[33]。程宇核等[34]研究發(fā)現(xiàn),電針治療SCI后NB能顯著增加膀胱逼尿肌中α-SMA的含量,增強膀胱逼尿肌的興奮性,從而改善膀胱尿潴留情況。垂體腺苷酸環(huán)化酶激活肽(Pituitary Adenylate Cyclase Activating Polypeptide,PACAP)是從綿羊下丘腦組織中提取出的一種神經(jīng)肽。研究表明PACAP不管是在抑制神經(jīng)細胞凋亡,還是在促進平滑肌舒張等方面都起著非常重要的[35-36]。有研究發(fā)現(xiàn),通過電針三陰交、次髎、中極等穴治療SSCI后NB可增加脊髓中的PACAP I型受體(PACAP Type I Receptor,PAC1R)與PACAP-38蛋白的表達[35]。同時,本課題組研究亦發(fā)現(xiàn),通過電針干預(yù)中極、次髎、三陰交等穴可以上調(diào)SSCI后NB大鼠的PACAP表達,激活腺苷酸環(huán)化酶(Adenylate Cyclase,AC),使cAMP含量升高,進一步作用于蛋白激酶A(Protein Kinase A,PKA),促進膀胱逼尿肌舒張,達到改善膀胱功能的目的[37]。DING等[38]研究發(fā)現(xiàn),SCI可引起損傷局部cAMP的含量顯著下降,而督脈電針能使SCI大鼠受損脊髓組織內(nèi)的cAMP維持較高水平,并增加NT-3的表達,認為電針可能通過促進細胞內(nèi)cAMP的生成,啟動內(nèi)源性神經(jīng)營養(yǎng)因子的合成和釋放,從而促進損傷神經(jīng)元的存活和軸突再生,并有利于脊髓內(nèi)移植神經(jīng)干細胞的存活和分化。

4.3 影響相關(guān)信號通路遞質(zhì)的合成和釋放有效治療NB 近年來,隨著對各相關(guān)信號通路的深入研究,通過觀察針刺對信號通路的影響來揭示針刺治療NB的效應(yīng)機制已成為當今的研究熱點。細胞凋亡信號通路既可因線粒體膜通透性的改變引起促凋亡分子的釋放,如細胞色素C(Cytochrome C,Cyt C)等,促凋亡分子釋放后激活胱天蛋白酶(Caspase)9級聯(lián)反應(yīng)誘發(fā)凋亡;又可因死亡受體(如相關(guān)蛋白Fas等)識別凋亡信號后同相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域激活Caspase 8而啟動凋亡過程[39]。艾坤等[40]對大鼠骶髓損傷后逼尿肌無反射型膀胱進行電針次髎、中極、三陰交穴,結(jié)果發(fā)現(xiàn)膀胱逼尿肌細胞中Caspase 3蛋白的激活受到抑制,提高逼尿肌收縮能力,舒張尿道外括約肌。有研究表明急性SCI大鼠損傷后,通過電針可影響Cyt C和Caspase 3的表達從而降低脊髓神經(jīng)細胞的凋亡率,有效治療SCI[41]。研究發(fā)現(xiàn),膀胱Cajal間質(zhì)細胞(Interstitial Cells of Cajal,ICCs)可通過調(diào)節(jié)細胞間的受體蛋白將神經(jīng)興奮信號傳入膀胱逼尿肌[42]。超極化激活環(huán)核苷酸門控通道(Hyperpolarization-activated Cyclic Nucleotide-gated,HCN)僅在膀胱ICCs細胞中表達。研究表明通過電針次髎、中髎、中極、關(guān)元穴,SCI大鼠膀胱逼尿肌組織中ICCs和HCN通道的數(shù)量明顯減少,HCN mRNA及其蛋白質(zhì)表達降低,大鼠膀胱平滑肌的不穩(wěn)定收縮頻率和儲存過程中的逼尿肌最大壓力得到改善[43-44]。轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白β-連環(huán)素(β-catenin)在胞質(zhì)中的穩(wěn)定性是此信號通路的核心,而細胞周期蛋白(Cyclin)D1作為該信號通路的下游靶基因,是細胞周期調(diào)控中最重要的亞單位,與β-catenin的表達正相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),對SCI大鼠膀胱DH進行電針大椎、次髎穴,脊髓組織中Wnt-1、β-catenin及Cyclin D1 mRNA表達水平明顯提高,促進脊髓內(nèi)源性神經(jīng)干細胞的增殖與活化[45-46]。此外,電針可提高SCI后大鼠逼尿肌中ICC數(shù)量及表面受體P2X5的陽性表達率,因此可改善逼尿肌的收縮功能[47]。

4.4 通過調(diào)節(jié)大腦皮質(zhì)代謝產(chǎn)物,促進膀胱功能恢復(fù) 排尿反射受高級中樞大腦皮質(zhì)的控制,當膀胱充盈到一定程度,大腦皮質(zhì)接收到信號后使盆叢神經(jīng)傳出纖維興奮,引發(fā)排尿行為[48]。有研究通過針刺治療SCI后NB發(fā)現(xiàn),秩邊透水道針法既能刺激盆叢神經(jīng)內(nèi)的交感神經(jīng)與副交感神經(jīng),調(diào)節(jié)逼尿肌與括約肌紊亂,又能促進大腦皮質(zhì)代謝[49-50]。有研究發(fā)現(xiàn),SCI后大鼠神經(jīng)元胞體會出現(xiàn)萎縮,甚至壞死,對其進行電針可產(chǎn)生促進大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元生長代謝所需的物質(zhì),恢復(fù)膀胱的調(diào)節(jié)和支配功能[51-52]。

5 總結(jié)與展望

針刺治療SCI后NB的療效是肯定的,其療法簡便且安全可靠,值得醫(yī)者在臨床上普遍推廣[53]。針刺對機體NB功能障礙的調(diào)整作用不是呈單純的線型結(jié)構(gòu),而是呈多層次多環(huán)節(jié)的復(fù)雜過程,即串擾效應(yīng)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

針刺治療SCI后NB的效應(yīng)機制已成為當下研究的熱點,但大多數(shù)的實驗研究只是對其進行初步探討,在今后的研究中,亟須解決以下幾個方面的問題:統(tǒng)一穴位選擇、參數(shù)選擇及造模方法標準,分析療效間的利弊關(guān)系;雖已證實針刺治療SCI后NB有療效,但其維持療效時間不定,應(yīng)定期隨訪;大部分實驗多以集中研究某一信號分子或某一條信號通路,各信號分子及各通路間的交互作用有待進一步證實;針刺治療SCI后NB的效應(yīng)機制不管是通過直接促進損傷脊髓修復(fù)還是通過調(diào)節(jié)某一信號通路表達,但最終都是為了調(diào)節(jié)膀胱逼尿肌及括約肌的協(xié)調(diào)作用,恢復(fù)膀胱功能,這一研究機制應(yīng)更多地從臨床試驗證實。此外,大部分實驗是以炎癥反應(yīng)、細胞凋亡為基礎(chǔ)進行研究,今后可多從電壓門控離子通道、輸尿管抗反流機制及高級中樞大腦皮質(zhì)等方面進行探究,為針刺治療NB的有效性提供更多的思路及干預(yù)靶點。

利益沖突聲明:無。