世界中医药2014年7月第9卷第7期 ・961・ 基于大鼠中脑SP及其受体变化探讨针刺 治疗偏头痛作用机制 郑淑美 陈玉静。 崔海 (I首都医科大学中医药学院,北京,100069;2首都医科大学宣武医院中医科,北京,100053) 摘要 目的:探讨基于大鼠中脑P物质(Substance P,SP)及其受体变化研究针刺治疗偏头痛的机制的可行性。方法:根据sP及 其受体在疼痛过程中的现状及针刺治疗脑部疾病的优势,通过测定大鼠中脑的SP及受体的变化揭示针刺治疗偏头痛的应用构 想。结果:基于大鼠中脑sP及其受体变化可以揭示针刺治疗偏头痛的作用机制。结论:通过观察针刺大鼠脑内sP及其受体表 达的变化阐明针刺治疗偏头痛的作用机理是可行的研究路径,能为临床提供理论依据。 关键词针刺;偏头痛;SP Exploration on Application of Substance P and Receptors in Rats Mesencephalon to Explain the Mechanism of Acupuncture for Migraine Zheng Shumei ,Chen Yujing ,Cui Hai (1 School ofTraditional Chinese Medicie,Canpital Medical University,Be ̄iing100069,China;2 Department ofTrdiational Chiesne Medicine,Xuanwu Hospital of Capital Medical Unive ̄ity,Being 100053,China) Abstract Objective:To explore the印plication of substance P(SP)in rats mesencephalon to explain the mechanism of acupuncture for migraine.Methods:According to the present studies on change of SP and receptors during the pain and the dominant position of acu— puncture for brain diseases,the study prospects and application process based on the change of SP and receptors were introduced.Re・ suits:The change of SP and receptors could explain the mechanism of acupuncture for migraine.Conclusion:The application of SP and receptors are supposed to be available ways to explain the mechanism of acupuncture for migraine,which can provide a theory base to clinical research. Key Words Acupuncture;Migraine;Substnce P a中图分类号:R一332:R246.1 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1673—7202.2014.07.038 偏头痛是一种以反复发作性头痛为特征的疾病, 验(Randomized Control Trials,RCT)研究结果表明针刺 常伴有恶心、呕吐、畏声、畏光等症状,是常见的神经系 对偏头痛的治疗无效 j,这些研究均发表在国际著 统疾病之一。偏头痛的患病率一直居高不下,且有逐 名的刊物上,给针刺的国际化带来了很大的负面影响。 年增高的趋势。目前,世界卫生组织已经将偏头痛列 然而,针刺发源于我国,作为一种疗效确切的治疗方法 为伤残病中的19位 J,类同于痴呆、四肢瘫痪和严重 已被应用数千年,且自从RCT被国人所认识以后,许 精神病。偏头痛的发病机制至今尚不完全明确,近年 多针刺治疗偏头痛的RCT文章发表,多数报道有 来,随着对神经肽的不断深人研究,发现多种神经肽与 效 J。为了进一步阐明针刺治疗偏头痛的机理,拟通 偏头痛的发作有关,已经被认可的神经肽有sP、降钙 过观察针刺后大鼠脑内的sP及其受体的变化进行研 素基因相关肽、神经激肽等。其中SP作为神经递质在 究。 感觉信息传递和痛觉调制中的作用研究众多。多数学 1 偏头痛的发病机理及防治研究现状 发病机理研究现状偏头痛的发病机理尚未完 者认为sP起镇痛作用主要机制是因为其可以促使血 1.1管舒张、血浆外渗、肥大细胞脱颗粒等进而引起神经源 全明确,目前较公认的有以下三种。1)血管学说:该学 性炎性反应。针刺作为一种不良反应少且镇痛效果好 说于1938年由Harold Wolff率先提出,认为偏头痛是 的治疗方法,在治疗偏头痛方面显示了自己的优势。 由血管舒缩功能异常造成的。但自20世纪80年代以 然而,近年来国外一些针刺治疗偏头痛的随机对照试 来,随着fMRI、经颅多普勒及单光子发射计算机断层 基金项目:首都医科大学中医药护理专项(编号:12ZYH04) 作者简介:郑淑美(1979一),女,山东青岛人,讲师,博士,主要从事针刺治疗神经系统的机制研究,Tel:(010)83911636,E—mail:shumei79@ 126.conl 通信作者:崔海(1968.12一),男,博士,副教授,主要从事针刺治疗脑血管疾病的机制研究,E—mail:drcuihai@163.conr WORLD CHINESE MEDICINE July.2014,Vo1.9,No.7 摄像等技术及仪器的问世,动摇了该学说的基础。如 居不慎,外感风邪为主,并夹杂寒、湿、热等合而为病。 在先兆性偏头痛,先兆期出现局灶性神经系统症状时, 内伤者,与肝、脾、肾三脏关系密切。病机可用“不通则 虽局部脑血流量降低,出现低灌注区,即该型偏头痛患 痛,不荣则痛”两方面来概括。因此,中医在治疗上所 者的头痛发作、终止和过度灌注无关,没有出现相应的 选用的药物需遵循辨证论治的原则进行处方。除中药 脑血流变化,但当先兆症状消失后5~6 h,才出现过度 外,针灸也是临床上应用较多的治疗偏头痛的方法,目 灌注,fMRI研究发现低灌注区细胞内无氧代谢率变 前该方面的临床报道也很多,针灸治疗偏头痛的原理 化,PET研究发现低灌注区无pH值变化 J,因此,血 将在下面论述。偏头痛的西药治疗主要用于急性期的 管扩张不能作为偏头痛发作的唯一解释。2)神经学 治疗,治疗的药物分为非特异性药物和特异性药物两 说:该学说认为偏头痛相伴随的脑血流量变化,并不是 类。非特异性药物包括非甾体抗炎药,如对乙酰氨基 血管本身由血中物质变化而产生的舒缩,而是通过神 经系统为中介产生的,其中5一羟色胺(5一 hydroxytryptamine,5一HT)具有重要作用,另外,儿茶酚 胺、组织胺、血管活性肽,前列环素和内源性阿片物质 与偏头痛的发生皆有关系。但有部分偏头痛患者有颞 动脉搏动增加现象,而且无论血管扩张是原发还是继 发的,应用血管收缩剂麦角胺可以缓解疼痛,此类现象 不能完全用神经学说解释。3)三叉神经血管学说:该 学说将神经、血管、递质三者相结合,而被广泛接受,为 目前的主流学说。学说认为偏头痛的发病涉及神经源 性炎性反应以及中枢痛觉传导的抑制降低,其中神经 源性炎性反应是关键环节,以脑膜血管扩张、血浆蛋白 渗出及肥大细胞脱颗粒为特征。颅内疼痛敏感组织主 要为脑膜及脑膜血管,当血管周围的三叉神经末梢受 刺激后,诱发三叉神经节神经元合成、释放SP,降钙素 基因相关肽以及神经递质等,产生具有消炎、血管活性 以及致痛作用的物质,如B一内啡肽、5一HT、镁离子及 NO等增加,它们又激活内皮细胞、血小板及肥大细胞, 导致细胞外胺类、花生四烯酸代谢产物、肽类及离子水 平升高,这些物质可反馈性增加包括降钙素基因相关 肽在内的血管活性肽的合成与释放,从而引发恶性循 环。4)基因学说:很多偏头痛患者都有家族史,因 此,引发了人们认为偏头痛是一种多基因遗传病的猜 想。研究发现,偏头痛患者外周血中血小板基因表达 上调,特异性线粒体基因、早期反应基因高水平表 达 J。但目前除确定了家族性偏瘫性偏头痛(FHM) 的基因位点外,其分子遗传学特性尚无定论。 1.2预防和治疗现状偏头痛患者的预防主要靠药 物,对平均每月发作2次以上或严重发作的偏头痛患 者,应采取预防性治疗。可选用以下任一种预防发作 的药物,连续用药2—3个月,如果无效再换其他药物。 包括受体阻断剂、钙通道拮抗剂、5一HT2受体拮抗剂、 抗抑郁药和激素替代治疗。偏头痛患者的治疗可采用 中西医的方法。在中医理论中,偏头痛属于“内伤头 痛”范畴。病因不外外感和内伤两者。外感者,多因起 酚、阿司匹林、布洛芬、萘普生等及其复方制剂;巴比妥 类镇静药;可待因、吗啡等阿片类镇痛药及曲马多。特 异性药物包括曲坦类药物、麦角胺类药物、降钙素基因 相关肽受体拮抗剂。西药虽然能有效地减轻疼痛的程 度及次数,但伴随而来的是各种不良反应的出现,如末 梢血管收缩、间歇性跛行、肢体苍白、心绞痛、消化不 良、上腹部痛等。 2 SP及其受体在疼痛过程中的作用研究现状 sP最早由Von Euler和Gaddum于1931年从马的 肠和脑内发现一种具有引起肠平滑肌收缩、血管舒张 和降低血压作用的物质,命名为P物质。SP属速激肽 家族中的一种,广泛分布在中枢和外周神经组织中,是 最早发现的神经肽。在细纤维受到刺激时,可在初级 传人神经中枢和外周端末梢释放,sP在背根神经节中 合成后,可通过轴浆运输系统同时向初级传人中枢和 外周运输。周围神经中sP主要由背根神经节细胞合 成,然后沿着背根传人纤维转运至位于背角最背部第 1和第2层的末梢一级周围神经纤维和游离神经末 梢。因此,SP被认为作为一种神经递质或调质在中枢 和外周起作用。sP在体内的分布主要在脑内,最高浓 度见于皮质下区,如黑质、尾壳、下丘脑、灰质、及 苍白球,延髓含量中等 -9j。中脑、下丘脑和视前区 sP的含量最高,而小脑sP的含量极低 。sP在中枢 内主要存在于无髓的C纤维和有髓的AD纤维中。sP 的生物作用通过神经激肽(Neurokinin,NK)受体介导, NK受体包括NK 受体、NK 受体、NK,受体三种受体, sP与各NK受体的结合无高度选择性,因此sP不仅可 以和NK,受体结合,同样也可以和NK:受体、NK,受 体结合 卜 ]。只是SP与NK 受体的结合能力最强, 因此NK 受体被称为sP受体。NK。受体在中枢、外周 神经系统和肠内神经系统的神经元中均有分布,同时 也在内皮细胞、上皮细胞、免疫细胞和平滑肌细胞等多 种非神经细胞内表达。它在脑中主要分布于海马、隔 核、脚间核、纹状体、缰核、下丘脑外侧核、中缝核、孤束 核及延髓。sP及其受体不仅是神经递质或调质,而且 世界中医药2014年7月第9卷第7期 参与感觉信息传递、痛觉调制、胃肠活动、心血管活动、 注入SP后也可出现明显的镇痛作用,并可被纳洛酮所 SP与吗啡有交叉耐受性。对吗啡耐受 神经内分泌等复杂的生理功能。随着人们对疼痛的不 阻断¨ 。另外,断认识,sP及其受体在感觉信息传递和痛觉调制中的 的小鼠,注人SP也不产生镇痛。因此有人认为,SP也 作用越来越多地引起人们的关注。sP与疼痛的关系 可作为一种内源性阿片样物质 。有报道认为B一 l 。此外,连 十分复杂,它既可以传递痛觉信息、产生疼痛,又有镇 内啡肽参与介导SP在脑内的镇痛作用L痛作用。 续注射sP造成脱敏,可抑制脑室注射 受体和o【2肾 2.1 SP传递痛觉信息sP具有增强伤害性信息传递 上腺素能受体激动剂的镇痛效应达15天之久。这种 的功能,研究表明sP可加强C纤维诱发的脊髓背角伤 交叉耐受的存在提示这3类受体的镇痛机制可能有共 害性神经元放电 。实验发现,通过微电泳在猫脊髓 同环节。 背角导人SP可引起伤害性感受神经元的去极化,其时 程与诱发放电的兴奋效应相平行,这表明通过sP能完 成传递痛觉信息的功能,其原理为伤害性初级传人释 放的SP通过作用于突触后神经元,使突触后膜发生离 子通透性变化及电位变化,从而改变突触后神经元的 机能状态,激活伤害感受神经元_l 。sP不仅能传递伤 害性信息,而且在脊髓痛觉调制中也有作用,致痛就是 sP调节作用中的一种。sP参与感受器的作用,特别是 痛觉的一级传入神经纤维末梢的递质。sP主要通过 脊根神经节来产生疼痛,在脊根神经节中有20%左右 的初级感觉神经元呈sP免疫阳性,脊根神经节是感觉 传人的第一级神经元,属于假单极初级感觉神经元。 其外周神经突接受感觉信息,中枢突将外周传人送至 脊髓背角。sP在脊根神经节中合成后,可通过快速轴 浆运输系统同时向中枢和外周端运送,而且向外周末 梢运输的速度还大于向中枢末端运输的速度。在外 周,sP主要存在于无髓的C纤维中。当机体受到伤害 性刺激时,纤维兴奋,神经末梢释放sP,与受损伤的组 织释放的其他化学物质一起激活外周伤害性感受器。 实验表明SP是伤害性传人末梢释放的一种兴奋性递 质,它在脊髓参与伤害性信息传递,产生致痛作用,如 在家兔的脊神经节损伤时,家兔脊髓背角内sP含量伤 侧较正常组和非伤侧显著增高,用辣椒素排空sP后, 家兔对有害化学及温度刺激的痛阈升高,同时在给予 外源性sP后,不仅能使痛阈降低,还可诱发脊髓c— f0s表达,而这些疼痛可以被具有拮抗作用的sP类似 物质所对抗或部分对抗¨ 。 2.2 sP在脑内的镇痛作用尽管sP是第一级伤害 性传人纤维末梢释放的兴奋性神经递质,但在中枢神 经系统的较高级部位,它又有明显的镇痛作用。sP在 脑内发挥镇痛作用,主要通过对痛觉感受进行调制,降 低对痛觉的敏感度。大量研究表明sP起镇痛作用主 要是可以促进脑啡肽释放,在脑内,主要是中脑可以产 生这一作用。如给小鼠脑内注sP,可引起明显的镇痛 作用,且可被纳洛酮所翻转,同样给大鼠中脑灰质 3 针刺治疗偏头痛的研究现状 针刺治疗偏头痛是一种经济、不良反应少的有效 方法。大量的研究应用不同的致痛因子和伤害性因 子,通过不同的人体试验和动物实验进行针刺治疗偏 头痛的研究,采用各种痛阈判断指标,已经证明了针刺 治疗偏头痛主要从以下几个方面发挥作用: 3.1镇痛作用针刺的镇痛作用自20世纪70年代 以来就一直为人们所关注,研究者进行的大量的研究 工作 ,尽管目前还没有确切的针刺镇痛机制,但 针刺的镇痛疗效是得到认可的。有关SP在针刺治疗 偏头痛疗效方面目前也有研究,如研究表明,偏头痛大 鼠模型颈静脉血浆SP含量均较正常对照组明显升高; 针刺治疗后sP较模型组明显升高 。另有研究表 明,电针镇痛时大鼠下丘脑sP明显减少,脑干和腰髓 sP则增高,提示电针可以促进大鼠低位脑干以上部位 的sP释放,抑制脑干和腰髓的sP释放,增加储存;当 破坏脑干以下5一HT末梢后,电针镇痛作用消失,同 时脑干和腰髓sP含量明显减少,说明在电针镇痛中脑 干中的sP起到对痛觉信息传递和参与镇痛作用 。 3.2双向调节脑部的血液循环临床研究证实,针刺 能有效改善头痛发作期和间歇期的脑血流异常状 况l2 ,这可能是针刺缓解偏头痛发作的作用环节之 一。针刺少阳经侧头部穴位,可起到调节神经紧张状 态、缓解血管平滑肌痉挛的作用;针刺项部的局部穴位 能扩张椎一基底动脉,使血管弹性增加,血流阻力减 少 ]。针刺颈部穴后脑血流异常情况比针刺前有所 改善I2 。同时,针刺对脑血管的收缩与舒张进行双向 调节,从而呈现出一种双向良性调整作用。 3.3调节人体内分泌系统,调整脑能量代谢针刺在 调节人体内分泌系统方面也做了大量研究 。人 体内分泌系统对偏头痛的发作有重要的影响,尤其是 一些跟生理周期有关的偏头痛,如女性的更年期的偏 头痛。此类偏头痛发作时人体血浆中血栓素B2和6 一酮一前列腺素Fla的比例失调。实验证明,针刺可 WORLD CHINESE MEDICINE July.2014,Vo1.9,No.7 以调节偏头痛大鼠血浆中血栓素B2和6一酮一前列 [11]Harrison S,Geppetti P.SubstanceP[J].Int J Biochem Cell Biol,2001, 33(6):555—576. 腺素Fla的代谢,维持血浆中两者的动态平衡 。针 刺不仅通过调节内分泌系统达到镇痛作用,还可以通 过调整脑能量代谢其作用。研究显示通过电针少阳经 上的特定穴位风池、外关、阳陵泉治疗偏头痛患者,结 果显示,针刺治疗后以脑干及中脑、小脑为主的区域脑 [12]Regoli D,Boudon A,Fanchere儿.Receptors and antagonists for and re. 1ated peptides[J].Pharmacol Rev,1994,46(4):551—599. [13]杨乐.人体皂苷一Rd对SNI大鼠痛觉异常及延髓孤束核内P物质 和NK—l受体表达的影响[D].西安:第四军医大学,2013. [14]Wu ZZ,Guan BC,Li ZW,et a1.Sustmned potentiation by substnce P aof NMDA—activated current in rat primary sensory neurons[J].Brmn Res,2004,1010(1—2):l17—126. 能量代谢增高,以前额叶皮质为主区域在内的脑能量 代谢减低,提示了针刺有协调和重新分配脑能量代谢 的作用 。 3.4抗炎作用 偏头痛发作之时会产生无菌性炎性 反应,主要是由于发作时环腺苷酸浓度上升,Gsa/Gia 比例失衡,并通过信号传导系统进一步导致血管舒缩 功能障碍,血管过度扩张,引起血浆蛋白外侵,而通过 针刺偏头痛大鼠模型的外关等腧穴可以抑制无菌炎性 反应的发生 …。 综上所述,正是由于目前的研究表明sP在痛觉传 递和调制方面起着重要作用,并且针刺对脑部疾病有 很好的消炎、镇痛及调节作用。因此,我们认为通过观 察针刺后大鼠脑内sP及其受体表达的变化阐明针刺 治疗偏头痛的作用机理是可行的研究路径。 参考文献 [1]Headache Classiifcation Committee.The Intemational Classiifcation of Headache Disorders,2nd Edition[M].CephMM ̄a,2004,24:1—160. [2]Klaus L,Andrea S,Susanne J,et a1.Acupuncture for patients with mi— graine:A randomized controlled trial[J].JAMA,2005,293:2118— 2125. [3]Hans—Christoph D,Kai K,Gabriele B,et a1.Efifcacy of acupuncture for the prophylaxis of migraine:a multicentre randomised controlled clinical trial[J].Lancet Neurol。2006,5:310—316. [4]Klaus L,Andrea S,Andrea H.Randomized trial vs.observational studv of acupuncture for mirgaine found that patient characteristics differed but outcomes were similra[J].J Ctin Epidemiol,2007,60:280—287. [5]郑淑美,崔海.针刺治疗偏头痛的Meta分析[J].中国中医药信息杂 志,2012,19(6):20—23. [6]赵凌.基于fMRI技术研究循经取穴针刺效应的脑功能连接网络响 应特征[D].成都:成都中医药大学,2011. [7]Hershey AD,Tang Y,Pomem SW,et a1.Genomic abnormalities in pa. tients with mirgaine and chronic mirgaine:precliminary blood gene expres. sion suggests platelot abnormalitives[J].Headache,2004,44:994— 1004. [8]张长征.5一HT和组胺对经小脑顶核和底丘脑核介导的运动行为的 及机制研究[D].南京:南京中医药大学,2013. [9]杨敏,祝高春,刘曾旭.P物质及P物质受体在神经病理性疼痛中的 作用研究进展[J].南昌大学学报,2013,53(7):8O一85. [10]Pernow B.Substnace P[J].Phamracol Rev,1983,35(2):85—141. [15]Carlsosn A,Ohsawa M,Hallberg M,ct a1.Substnace P(1—7)induces antihyperalgesia in diabetic mice through a mechanism involving the hal- oxone—sensitive sigma receptors[J].Eur J Pharmacol,2010,626(2— 3):250—255. [16]Lee HJ,Lee JH,Lee EO,et a1.Retraction:Substance P and beta—en- dorphin mediate elector— acupuncture induced analgesia in mouse cane— er painmodel[J].J Exp Clin CancerRes,2009,28(1):137. [17]Lee HJ,Lee JH,Lee EO,et a1.Substance P and beta—endorphin medi. ate electro—acupuncture induced analgesia in mouse cancer pain model [J].J Exp Clin Cancer Res,2009(28):102. [18]贾波.益气活血法治疗气虚血瘀型偏头痛临床研究[J].中国医刊, 2013,48(12):98. [19]王嫣,海英.神经活性物质与针刺镇痛机制关联探讨[J].辽宁中医 药大学学报,2013,15(7):181—183. [20]李婵,胡忠根.人体解剖结构与针刺镇痛研究[J].医学综述,2012, l8(8):1230—1232. [21]赵志恩,徐瑶,胡科,等.针刺、穴注对偏头痛大鼠血浆ET、6一K— PGFI 、TXB2和脑组织NO含量的影响[J].中国老年学杂志, 2013,33(9):487—4489. [22]由冬治.夹脊电针对炎性痛大鼠脊髓P物质的影响[D].哈尔滨: 黑龙江中医药大学,2010. [23]郑盛惠,吴玉娟,焦建凯,等.赤凤迎源针法治疗偏头痛临床疗效及 对脑血流速度的影响[J].针灸临床杂志,2013,25(7):6l一64. [24]肖蕾,崔祺,张庆杰,等.电针针刺椎体交叉区治疗偏头痛6O例效 果观察[J].医药杂志,2013,22(5):544. [25]朱晓蕾.针刺治疗紧张性头痛的临床研究[D].武汉:湖北中医药 大学,2013. [26]侯陈风,羊燕群,陈建永.针刺对功能性消化不良的神经内分泌调 节[J].云南中医中药杂志,2013,34(9):71—73. [27]王昕,赵明亮,吉长福,等.针刺“足三里”穴对脾虚证大鼠血清中睾 酮和雌二醇水平的影响[J].针刺研究,2011,36(4):268—271. [28]曾扬,李丽红.针刺对去势大鼠偏头痛发作干预的初步探讨[J].贵 州医药,2012,36(4):305—307. [29]高玉杰.针刺少阳经特定穴对偏头痛患者脑功能动态影响的研究 [D].成都:成都中医药大学,2012. [3O]何剑炜.针刺治疗偏头痛的作用机理及临床研究进展[J].云南中 医中药杂志,201l,32(3):76—78. (2013—12—12收稿责任编辑:曹柏)