詹 錚,潘彥宏,姜勁峰
(南京中醫(yī)藥大學針藥結(jié)合教育部重點實驗室 南京 210023)
迷走/副交感神經(jīng)支配范圍廣泛,亦參與調(diào)節(jié)人類記憶、認知、情感和情緒功能[1-4],其活性高低甚至可作為預測和評價人類生理和心理健康的重要指標[5-6],因此,調(diào)節(jié)迷走神經(jīng)張力具有治療疾病的潛力。迷走神經(jīng)體表唯一分支(迷走神經(jīng)耳支)支配的耳甲作為直接調(diào)節(jié)迷走神經(jīng)的體表接口[7],其迷走神經(jīng)調(diào)控效應(yīng)已被用于癲癇[8]、抑郁癥[9]、胃腸動力障礙[10]、膿毒血癥[11]和糖尿病[12]等疾病的治療。機體是否還存在調(diào)節(jié)迷走神經(jīng)張力的其它腧穴(部位)?
自迷走神經(jīng)參與電針足三里拮抗膿毒血癥全身性炎癥反應(yīng)的機制[13]發(fā)現(xiàn)以來,足三里已被視為除耳甲外調(diào)節(jié)迷走神經(jīng)的另一重要體表接口。最新研究顯示,四肢腧穴(足三里和手三里)的迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)效應(yīng)依賴于腧穴深部筋膜組織中PROKR2 神經(jīng)元分布和電流刺激強度[14-15]。換言之,臨床上能否準確地把握針刺(電針)足三里的深度、組織解剖層次和刺激強度,可能會影響其迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)效應(yīng)的發(fā)揮,甚至可能因刺激強度的差異而產(chǎn)生效應(yīng)方向迥異的交感神經(jīng)調(diào)節(jié)效應(yīng)。此外,在迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)效應(yīng)(例如胃內(nèi)壓)的腧穴配伍研究[16]中,單獨電針下肢腧穴上巨虛或上肢腧穴曲池均升高胃內(nèi)壓,但兩者聯(lián)合電針卻并未出現(xiàn)1+1>1的協(xié)同增效作用。四肢腧穴在臨床應(yīng)用上是否均存在這些問題呢?
基于針灸臨床觀察,本團隊于前期理論研究中提出“八髎與外耳均可作為刺激迷走神經(jīng)的體表接口”的觀點[17]。隨后的實驗研究亦表明,迷走神經(jīng)參與了電針次髎拮抗內(nèi)毒素血癥的全身性炎癥反應(yīng)[18]。結(jié)合“骶神經(jīng)傳入-迷走神經(jīng)傳出”的神經(jīng)通路介導骶神經(jīng)刺激(SNS)顯著改善潰瘍性結(jié)腸炎癥狀[19]的研究前沿,以及電針中髎、會陽改善尿失禁[20]、慢性前列腺炎/盆腔疼痛綜合征[21]等局部內(nèi)臟功能的臨床研究,提示以次髎為代表的八髎穴區(qū)域很可能是靶向迷走/副交感神經(jīng)的另一重要體表部位,能否作為迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)效應(yīng)腧穴配伍領(lǐng)域除四肢腧穴外新的腧穴配伍選擇和補充呢?
基于此,本研究選取耳甲電針作為參照,以胃內(nèi)壓和心率變異性(Heart rate variability,HRV)作為指標,進一步明確電針次髎調(diào)控迷走神經(jīng)的效應(yīng)方向,并擬以兩者聯(lián)合電針是否具有協(xié)同增效作用來進一步闡述次髎調(diào)控迷走神經(jīng)的效應(yīng)方向,以期為臨床迷走神經(jīng)調(diào)控提供新的腧穴配伍選擇。
選取健康成年雄性SD 大鼠24 只(體質(zhì)量220-250 g),由浙江省醫(yī)學科學院提供,動物生產(chǎn)許可證編號:SCXK(浙)2020-0002,飼養(yǎng)于南京中醫(yī)藥大學動物實驗中心,保持室溫25℃,相對濕度50%-70%,自由獲取飼料和水。動物適應(yīng)性飼養(yǎng)1 周后,將24 只雄性SD 大鼠按體質(zhì)量由高到低依次編號1-24,再配以隨機數(shù)字表,隨機分為耳甲組、次髎組和“耳甲+次髎”組,每組8 只。實驗過程嚴格遵循“3R”原則和科技部發(fā)布的《關(guān)于善待實驗動物的指導性意見》規(guī)定。本實驗通過了南京中醫(yī)藥大學動物倫理委員會的倫理審查(批號:012071001617)。具體實驗流程見圖1。
圖1 實驗流程示意圖
烏拉坦(氨基甲酸乙酯,上海麥克林生化科技有限公司);韓氏電針儀(HANS-200A,南京濟生醫(yī)療科技有限公司);多道生理信號采集系統(tǒng)(RM6240,成都儀器廠);壓力換能器(YPJ01,成都儀器廠);恒溫板(ST-1 型,成都儀器廠);生物信號采集分析系統(tǒng)(Microl401-3,CED,英國);無菌針灸針(0.35 mm×25 mm,北京中研太和醫(yī)療器械有限公司);自制胃內(nèi)置球囊測壓探頭。
實驗前大鼠禁食12 h,允許自由飲水。腹腔注射20%烏拉坦(0.5 mL·100 g-1)麻醉后,剃凈其上腹部毛并常規(guī)消毒,再將其仰臥位放于恒溫板(37±1)℃上。
1.3.1 胃內(nèi)壓檢測
采用囊內(nèi)壓實驗法檢測胃內(nèi)壓[22]:①于大鼠劍突下1 cm、腹部正中線左側(cè)肋緣處,作長0.5 cm 左右的切口。用玻璃分針小心地挑起十二指腸,在其距幽門0.5-1 cm 處用手術(shù)剪刀對十二指腸作約0.2 cm 長的縱向切口;②把連接多道生理信號采集系統(tǒng)的壓力換能器前端的球囊從切口處緩緩置入,并沿十二指腸向上輕推,直到球囊準確置入胃竇區(qū),再縫合手術(shù)切口、固定導管,并用無菌紗布覆蓋切口;③將約0.1 mL 的水注入球囊,緩慢調(diào)節(jié)囊內(nèi)水容量使其基礎(chǔ)壓力保持在0.8 kPa 左右。當胃內(nèi)壓波形圖維持穩(wěn)定狀態(tài)30 min以上時,記錄囊內(nèi)1 min 的壓力值作為胃內(nèi)壓基線值。穩(wěn)定狀態(tài)下的胃內(nèi)壓波形圖見圖2。
圖2 正常大鼠穩(wěn)定狀態(tài)下的胃內(nèi)壓波形圖
1.3.2 HRV檢測
采用Ⅱ?qū)?lián)心電圖模式檢測HRV[23]:①無菌針灸針分別刺入大鼠的右上肢、右下肢和左下肢皮下,并依次連接NEG、EARTH 和POS 電極;②打開生物信號采集分析系統(tǒng),在Lab Chart 計算機軟件上輸入?yún)?shù)[濾波:2 k·s-1,量程:5 mV,低通道:500 Hz;高頻(HF):0.75-2.5 Hz,低頻(LF):0.2-0.75 Hz,極低頻(VLF):0-0.2 Hz],在記錄胃內(nèi)壓的同時,同步記錄HRV(HF、LF、VLF、LF/HF)。
于大鼠左側(cè)耳甲腔和耳甲艇的中心區(qū)域,針灸針分別沿皮刺入約6 mm[24];大鼠只有3對骶后孔,其次髎穴/中髎穴位于S2-S3 棘突間隙正中偏上旁開5-10 mm(第2 骶后孔)處,針灸針直刺約15-20 mm[25],左右各一針。因大鼠需在仰臥位行球囊置入術(shù)以檢測胃內(nèi)壓,故預先將針灸針刺入次髎[26]。連接韓氏電針儀,30 Hz,2 mA,波寬0.2 ms±30%,連續(xù)波[23],電針2 min。具體電針操作見圖3。
圖3 耳甲、次髎定位及電針操作示意圖
以30 s為一個觀察單位導出數(shù)據(jù)并分析電針干預前和干預時胃內(nèi)壓和HRV 的變化,用變化倍率(變化倍率=電針干預時數(shù)值/干預前基線值×100%)分析不同干預方式效應(yīng)的差異[27]。
采用SPSS 26.0 軟件進行統(tǒng)計分析,采用GraphPad Prism 8 軟件作圖。計量資料以均數(shù)±標準誤(xˉ±SEM)表示,數(shù)據(jù)均進行正態(tài)分布檢驗。組內(nèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,若服從正態(tài)分布,則采用配對t檢驗,否則采用非參數(shù)檢驗;組間數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,若服從正態(tài)分布且方差齊,則采用單因素方差分析,兩兩比較采用LSD 法,否則采用非參數(shù)檢驗。P≤0.05 時,認為差異有統(tǒng)計學意義。
與電針前相比,各組胃內(nèi)壓在電針干預期間均顯著升高(見圖4)。耳甲組:電針干預可顯著升高胃內(nèi)壓,尤其在干預的30-60 s(P<0.05)、60-90 s 期間(P<0.05)(見圖4A)。次髎組:電針干預可顯著升高胃內(nèi)壓,尤其在干預的60-90 s 期間(P<0.05)(見圖4A)?!岸?次髎”組:電針干預可顯著升高胃內(nèi)壓,尤其在干預的60-90 s(P<0.01)、90-120 s 期間(P<0.05)(見圖4A)。
圖4 電針各穴位對大鼠胃內(nèi)壓的影響(xˉ±SEM,n=8)
胃內(nèi)壓變化倍率:“耳甲+次髎”組的胃內(nèi)壓變化倍率,在電針干預的30-60 s 期間開始高于同期耳甲組、次髎組,并在干預的60-90 s(P<0.01)、90-120 s 期間(P<0.01)顯著高于同期耳甲組,在干預的60-90 s(P<0.05)、90-120 s 期間(P<0.05)顯著高于同期次髎組。耳甲電針干預升高胃內(nèi)壓起效更快,但在電針后期,“耳甲+次髎”電針干預的胃內(nèi)壓比耳甲電針、次髎電針的胃內(nèi)壓更高,且“耳甲+次髎”電針干預的胃內(nèi)壓增幅更高、增加更快(見圖4A、4C)。
耳甲組:與電針前相比,耳甲電針干預的HF 在干預全程均顯著升高(P<0.01,P<0.05,P<0.01,P<0.05)、LF 在干預全程均顯著升高(P<0.01,P<0.01,P<0.05,P<0.05)、VLF 在干預全程均顯著升高(P<0.05,P<0.05,P<0.05,P<0.05)。耳甲電針干預可顯著降低LF/HF,尤其在干預的0-30 s(P<0.01)、30-60 s(P<0.05)、60-90 s期間(P<0.05)(見圖5A、5B、5C、5D)。
圖5 電針各穴位對大鼠HRV的影響(xˉ±SEM,n=8)
次髎組:與電針前相比,次髎電針干預的HF 在干預全程均顯著升高(P<0.05,P<0.05,P<0.05,P<0.05)、LF 在干預全程均顯著升高(P<0.05,P<0.05,P<0.05,P<0.05)、VLF 在干預全程均顯著升高(P<0.05,P<0.05,P<0.05,P<0.05)。次髎電針干預可顯著降低LF/HF,尤其在干預的0-30 s 期間(P<0.05)(見圖5A、5B、5C、5D)。
“耳甲+次髎”組:與電針前相比,“耳甲+次髎”電針干預的HF在干預全程均顯著升高(P<0.05,P<0.05,P<0.05,P<0.05)、LF 在干預全程均顯著升高(P<0.001,P<0.05,P<0.01,P<0.01)、VLF 在干預全程均顯著升高(P<0.05,P<0.01,P<0.05,P<0.05)。“耳甲+次髎”電針干預可顯著降低LF/HF,尤其在干預的30-60 s(P<0.05)、60-90 s(P<0.01)、90-120 s 期間(P<0.01)(見圖5A、5B、5C、5D)。
LF/HF變化倍率:“耳甲+次髎”組的LF/HF變化倍率,在電針干預的30-60 s 期間開始低于同期耳甲組、次髎組,并在干預的90-120 s 期間(P<0.05)顯著低于同期耳甲組,在干預的60-90 s(P<0.05)、90-120 s 期間(P<0.05)顯著低于同期次髎組。在電針后期,耳甲組、次髎組的LF/HF 略有升高,但仍明顯低于電針干預前,而“耳甲+次髎”組的LF/HF 則持續(xù)降低,且降幅更高、降低更快(見圖5D、5E)。
自主神經(jīng)系統(tǒng)(Autonomic nervous system,ANS)在針刺(電針)調(diào)節(jié)機體功能穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮關(guān)鍵作用[28]。研究表明,特異性地調(diào)節(jié)迷走神經(jīng),能獲得對神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)可靠而又穩(wěn)定的調(diào)節(jié)能力[29]。目前,侵入式迷走神經(jīng)刺激術(shù)(VNS)因存在創(chuàng)傷和副作用以及高成本等弊端,導致其在臨床廣泛開展受到限制。針刺(電針)作為一種操作簡便且安全的ANS 調(diào)節(jié)手段[30],可輕易避免VNS 的諸多弊端,具有天然優(yōu)勢。由于針刺(電針)調(diào)節(jié)ANS 的效應(yīng)方向與其所刺激的腧穴密切相關(guān),即存在迷走效應(yīng)和交感效應(yīng)兩種效應(yīng)方向。因此,明確腧穴的具體效應(yīng)方向顯得尤為重要。
HRV 常用于定量評估人和動物的ANS 功能,其中,HF 反映迷走神經(jīng)張力,LF 和VLF 代表交感神經(jīng)活性,LF/HF 則反映交感-迷走神經(jīng)平衡移動[31-32]。鑒于迷走神經(jīng)分支在胃部分布豐富且胃運動由其主導[33-34],胃內(nèi)壓的增減可具體量化和反映迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)效應(yīng)的強弱,故選擇胃內(nèi)壓和HRV作為評估迷走神經(jīng)調(diào)控效應(yīng)的指標。
本研究中,電針次髎或耳甲,HF 升高,提示迷走神經(jīng)張力增加。由于胃運動主要由迷走神經(jīng)支配,因此,胃內(nèi)壓的升高亦印證了迷走神經(jīng)張力增加的結(jié)果。這表明,次髎和耳甲均可作為激活迷走神經(jīng)(副交感神經(jīng))的體表接口。此外,與部分研究[10]未將交感神經(jīng)活性納入針刺(電針)對ANS 影響的觀察指標不同,本研究中LF 和VLF 升高,提示電針次髎或耳甲亦提高了交感神經(jīng)活性。然而,LF/HF比值卻降低,表明交感-迷走神經(jīng)平衡向迷走神經(jīng)方向移動,提示電針次髎或耳甲對ANS 的調(diào)節(jié)是以大幅度地提高迷走神經(jīng)張力、同時小幅度地提高交感神經(jīng)活性的方式進行。換言之,電針次髎或耳甲以迷走神經(jīng)作為調(diào)控ANS 的入口,通過上調(diào)調(diào)定點(Set point)水平來重建交感-迷走神經(jīng)平衡,而非通過單純地削弱一方或增強一方來實現(xiàn),表明該調(diào)控效應(yīng)是一種基于整體調(diào)節(jié)的優(yōu)勢迷走神經(jīng)調(diào)控效應(yīng)。
迷走效應(yīng)主要由耳甲(迷走神經(jīng)耳支)和以足三里(坐骨神經(jīng))為代表的下肢腧穴先將感覺信息上傳至中樞NTS 整合,再由迷走神經(jīng)背核(DMV)下行傳遞調(diào)節(jié)信息,最后由增強的傳出迷走神經(jīng)末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì)(乙酰膽堿,Ach)作用于相應(yīng)靶器官(胃腸等)而觸發(fā)(膽堿能抗炎通路或胃腸動力調(diào)節(jié)效應(yīng))[35]。解剖學研究表明,骶內(nèi)臟神經(jīng)、骶前神經(jīng)和盆內(nèi)臟神經(jīng)共同構(gòu)成盆叢[36-37]。其中,由S2-S4副交感纖維在骶孔構(gòu)成的盆內(nèi)臟神經(jīng)具有副交感屬性;由于部分S2-S3 軀體纖維常伴行盆內(nèi)臟神經(jīng),因此,骶叢神經(jīng)的傳出屬性尚存在爭議[38-39],但后續(xù)一系列研究仍傾向于骶叢具有副交感屬性[40]。從八髎穴的臨床應(yīng)用來看,針刺(電針)八髎穴常用于包括潰瘍性結(jié)腸炎[41-42]、盆腔炎[43-44]等多種炎癥性疾病以及女性圍絕經(jīng)期潮熱、汗出[17]等疾病的治療,提示臨近骶叢的八髎穴區(qū)可能具有副交感屬性。離斷迷走神經(jīng),電針次髎拮抗內(nèi)毒素血癥的抗炎效應(yīng)明顯減弱,全身炎癥因子水平顯著上升,說明迷走神經(jīng)參與了電針次髎的全身性抗炎效應(yīng)[18];另一項研究顯示,SNS 導致潰瘍性結(jié)腸炎大鼠NTS中c-fos表達增加,并顯著降低了全身炎癥因子水平,但離斷迷走神經(jīng)后,SNS 抗炎效應(yīng)消失[19]。故與VNS 作用途徑相似,電針次髎可能亦通過“脊髓上行傳入——中樞整合——迷走神經(jīng)傳出——增強的迷走效應(yīng)輸出”途徑,產(chǎn)生全身性迷走神經(jīng)調(diào)控效應(yīng)[18-19]。本研究中,由于骶神經(jīng)并不支配上消化道[45],但迷走神經(jīng)張力(HF)增加,而胃運動由迷走神經(jīng)主導,故胃內(nèi)壓增高可能是通過脊髓上中樞通路激動迷走神經(jīng)導致,這也是對上述次髎的全身性迷走神經(jīng)調(diào)控效應(yīng)實驗的進一步補充。不過,電針次髎在升高胃內(nèi)壓的時效性上要遲于電針耳甲,即次髎電針60 s 后胃內(nèi)壓才明顯升高。其原因可能是:電針次髎需通過脊髓上中樞才可以激活迷走神經(jīng),而電針耳甲具有直接作用于脊髓上中樞的“捷徑”優(yōu)勢[17]。
此外,本研究顯示,在聯(lián)合電針的后期,與單獨電針次髎或耳甲相比:胃內(nèi)壓變化倍率增加,提示胃內(nèi)壓持續(xù)增高且增幅更大;LF/HF 變化倍率降低,提示LF/HF持續(xù)降低且降幅更大。這表明在迷走神經(jīng)調(diào)控方面,次髎與耳甲聯(lián)合電針具有顯著的協(xié)同增效作用,即1+1>1。兩穴同用的協(xié)同增效作用,也從側(cè)面進一步驗證了次髎與耳甲調(diào)節(jié)迷走神經(jīng)(副交感神經(jīng))效應(yīng)方向基本一致的結(jié)論。
迷走神經(jīng)張力降低、交感神經(jīng)活性增加所致的ANS 失衡是眾多疾病的核心病理環(huán)節(jié)[46],明確腧穴調(diào)節(jié)ANS 的具體效應(yīng)方向?qū)τ诩膊〉闹委燂@得格外重要。目前,重建ANS 平衡取穴多以腹部腧穴、耳甲和四肢腧穴為主。腹部腧穴以天樞穴為代表,只能激活交感效應(yīng),且只有高強度而非低強度電針才能將其激活,體現(xiàn)出一定的強度依賴性[15]。耳甲迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)效應(yīng)雖顯著,但其效應(yīng)可能受到迷走神經(jīng)耳支分布區(qū)域狹小的限制。四肢腧穴中,觸發(fā)交感效應(yīng),腧穴取穴上肢多于下肢,以內(nèi)關(guān)穴(正中神經(jīng))為代表,可抑制交感神經(jīng)異常放電;觸發(fā)迷走效應(yīng),腧穴取穴下肢多于上肢,以足三里(坐骨神經(jīng))為代表[35]。最新研究顯示,足三里的迷走效應(yīng)受到腧穴深層筋膜組織中PROKR2 神經(jīng)元分布的影響,亦具有明顯的刺激強度依賴性,即不同電流強度分別激活交感、迷走神經(jīng)環(huán)路,這對針刺(電針)的深度、組織解剖層次和刺激強度提出了較高的要求[14-15]。
八髎穴受解剖位置影響,其主治病種多集中于泌尿生殖系統(tǒng)和肛腸系統(tǒng)疾病[47]。本研究通過進一步明確次髎的全身性迷走神經(jīng)調(diào)控效應(yīng),為八髎穴廣泛地用于特異性迷走神經(jīng)調(diào)控提供了新的實驗證據(jù),從而在一定程度上拓寬了八髎穴的適用病種。此外,在迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)效應(yīng)的腧穴配伍研究[16]中,上肢腧穴(曲池)與下肢腧穴(上巨虛)配伍,在升高胃內(nèi)壓方面并未出現(xiàn)1+1>1 的協(xié)同增效作用。而次髎和耳甲聯(lián)合電針產(chǎn)生1+1>1 的協(xié)同增效作用,為針刺(電針)介入相關(guān)疾病提供了除四肢腧穴外新的腧穴配伍選擇。
本研究亦有不足之處,比如只研究了單一電流強度下電針次髎對ANS 的影響,那么其是否也存在強度依賴性呢?此外,本研究于生理狀態(tài)下的大鼠身上進行,其調(diào)控效應(yīng)能否適用于病理狀態(tài)下的大鼠呢?都需要進一步探索和明確。