李 琨,尤艷利

(1. 海軍軍醫(yī)大學基礎醫(yī)學院,上海 200433;2. 海軍軍醫(yī)大學,上海 200433)

應激性潰瘍(SU)是指在嚴重創(chuàng)傷、危重疾病或重度感染等各種應激狀態(tài)下發(fā)生的急性胃腸黏膜糜爛、潰瘍等病變。在嚴重的情況下,它可能會并發(fā)胃腸道出血和穿孔。在圍手術期[1]以及嚴重顱腦損傷[2]等情況下需要使用藥物預防應激性潰瘍。靜脈注射質子泵抑制劑使胃pH迅速升到4以上是《應激性潰瘍防治專家建議(2018 版)》[3]推薦的預防方法。然而,質子泵抑制劑的使用仍然存在不合理用藥和潛在危險等問題[4]。針刺和艾灸是祖國醫(yī)學最重要的非藥物治療手段,具有簡便、有效、經(jīng)濟等優(yōu)點。目前已對針灸防治應激性潰瘍展開了多項研究,其結果肯定了其療效并對相關機制進行了探索。為進一步探討針灸防治應激性潰瘍的價值,現(xiàn)將近年來針灸防治應激性潰瘍的機制研究綜述如下。

1 應激性潰瘍的病理生理機制

目前,研究發(fā)現(xiàn)應激性潰瘍主要的病理生理機制包括:①胃腸道黏膜局部發(fā)生微循環(huán)障礙,導致黏膜缺血,黏膜及上皮防御功能降低;②各種細胞因子和炎癥物質的釋放引發(fā)黏膜局部炎癥反應,胃酸和胃蛋白酶和氧化物質的過度分泌也被視為損害因素;③神經(jīng)內(nèi)分泌紊亂、下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA軸)及多種腦-腸肽參與并介導局部黏膜炎癥反應和微循環(huán)障礙的發(fā)生;④腸道菌群豐富度降低,有益菌種類和相對數(shù)量減少,導致腸黏膜和上皮功能障礙。

2 針灸改善黏膜缺血

胃黏膜缺血在SU的發(fā)病機制中起著核心作用[5]。應激導致急性胃黏膜缺血的機制復雜,包括外周交感-腎上腺髓質系統(tǒng)強烈興奮、兒茶酚胺釋放增加、胃腸黏膜血管痙攣等。已有多項研究證明,針灸可以使大鼠胃黏膜血流量(GMBF)明顯增加,以改善胃腸黏膜局部缺血狀態(tài)[6-9]。

多巴胺(DA)是一種內(nèi)源性兒茶酚胺,研究發(fā)現(xiàn)應激性潰瘍模型大鼠血清DA含量明顯高于空白組[9]。內(nèi)皮素(ET)是一種內(nèi)源性生物活性多肽,具有較強的血管收縮作用,與SU的發(fā)病機制密切相關[10]。研究發(fā)現(xiàn),預先艾灸“足三里”“梁門”可降低胃黏膜ET[6-7]和血漿DA[7,9], 增加GMBF,而且針灸改善微循環(huán)的作用可能具有一定的經(jīng)絡特異性。足陽明經(jīng)穴組電針的GMBF增加多于足少陽經(jīng)穴組電針的GMBF與臨床上多采用胃經(jīng)治療胃的相關疾病相符[8]。

研究顯示一氧化氮(NO)與ET的失衡會降低GMBF,加速胃黏膜潰瘍疾病[11]。NO在各種疾病中通過不同的生理和病理機制對胃黏膜具有保護作用或有害作用。這種雙向效應取決于涉及這些病理狀況的一氧化氮合酶(NOS)類型[12]。目前研究認為,內(nèi)皮型一氧化氮合酶(NOS3)和神經(jīng)元型一氧化氮合酶(NOS1)與胃黏膜保護和潰瘍愈合有關。相反地,下丘腦誘導性一氧化氮合酶(NOS2)與潰瘍形成有關[13]。與之前的研究不同,Sun等[14]報道,NOS3和NOS2參與了冷應激致胃潰瘍的病理過程。他們發(fā)現(xiàn),針刺足三里可以抑制NOS2和NOS3的表達,從而保護胃黏膜,針灸預處理可以提高NOS1表達,誘導分泌NO,以保護冷刺激導致的胃黏膜損傷。另外,NO的合成與釋放與一種腦腸肽胃饑餓素(Ghrelin)有關,Ghrelin可促使胃腸黏膜內(nèi)皮細胞中NO的合成和釋放,對胃黏膜急性損傷有保護作用[15]。吳穎琦等[16]發(fā)現(xiàn),針刺可上調胃饑餓素的水平。對于針灸防治應激性潰瘍,Ghrelin可能是連接腦腸肽與胃黏膜缺血相關機制的關鍵分子。

低氧誘導因子-1α(HIF-1α)是一種重要的低氧調控因子。其在缺氧環(huán)境下不會被降解,誘發(fā)一系列靶基因表達,對各組病理反應產(chǎn)生調控作用,促使機體適應缺氧環(huán)境,有利于穩(wěn)定內(nèi)環(huán)境[17]。袁偉等[18]發(fā)現(xiàn)電針能夠降低應激性潰瘍大鼠胃黏膜組織中的HIF-1α表達水平,說明針刺可以改善缺氧環(huán)境以降解過表達的HIF-1α。

前列腺素(PGE)是胃黏膜保護物質,可增加胃黏膜血流,促進胃介質和生物碳酸鹽的分泌,促進表面疏水性。Chang等[6]研究發(fā)現(xiàn),艾灸預處理后GMBF增加,PGE2的表達升高。研究發(fā)現(xiàn),外周血中的β內(nèi)啡肽能夠抑制ATP向腺苷酸環(huán)化酶的轉化,進而抑制PGE生成[19]。韓焱晶等[20]發(fā)現(xiàn),針刺“足三里”“中脘”“內(nèi)關”可以降低大鼠外周血中β內(nèi)啡肽。對于針灸防治應激性潰瘍,β內(nèi)啡肽可能是連接神經(jīng)內(nèi)分泌與胃黏膜缺血相關機制的關鍵分子。

3 針灸與炎性反應

白細胞介素(IL)-4是T細胞分泌的生長因子,具有抑制炎癥發(fā)生和免疫抑制的功能。IL-6是免疫調節(jié)細胞因子,是促炎因子。腫瘤壞死因子(TNF)-α可誘導中性粒細胞移動,誘發(fā)黏膜局部的炎性反應。環(huán)氧化酶2(COX-2)是COX的同工酶,其水平在應激時會迅速上升,合并釋放多種前列腺素類物質,誘發(fā)炎癥反應[21]。動物實驗發(fā)現(xiàn),應激性潰瘍大鼠中IL-6及TNF-α水平呈異常高表達[22],IL-4水平異常低表達[16,18]。袁偉等[18]發(fā)現(xiàn),電針刺激應激性潰瘍大鼠“中脘”“梁門”“陽陵泉”與雙側“足三里”能夠降低應激性潰瘍大鼠IL-6、TNF-α及COX-2水平,提升IL-4水平。李麗等[22]于造模前進行合募配穴針刺干預,發(fā)現(xiàn)大鼠血清中IL-6和TNF-α含量降低。

研究證明,IL-1β可促使自由基的合成誘發(fā)高凝狀態(tài),導致微循環(huán)血栓,對血管內(nèi)皮造成損害,影響潰瘍的治療與預后[23]。吳穎琦等[16]發(fā)現(xiàn),針刺“關元”和雙側“下巨虛”在應激性潰瘍模型大鼠中可以上調IL-4和Ghrelin水平,下調IL-1β水平。張泓等[24]則發(fā)現(xiàn)電針刺激“足三里”“上巨虛”“下巨虛”和“陽陵泉”后,應激性潰瘍大鼠血清IL-1β含量明顯低于模型組。

胃饑餓素(Ghrelin)是一種具有抗炎活性腦腸肽。其機制與下調核因子κB(NF-κB)表達,降低血清中IL-1β含量有關[16]。研究表明,炎癥反應中NF-κB激活及下游炎性因子的釋放IL-1β持續(xù)高表達有關[25]。對于針灸防治應激性潰瘍,Ghrelin可能是連接腦腸肽與炎性損傷機制的關鍵分子之一。

TLR4是TLRs家族中一個重要亞型,強烈應激可通過TLR4激活下游的炎性反應信號通路[26]。MyD88是TLR的接頭分子。IκB-α是NF-κB的抑制蛋白。在TLR4/MyD88途徑中,TLR4的激活誘導了IκB抑制劑的磷酸化并使IκB和NF-κB分離并導致下游炎性因子大量釋放[27]。有研究報道,針刺可通過抑制TLR4/MyD88/IκB信號通路在大鼠腦缺血再灌注損傷中發(fā)揮抗炎作用[28]。趙珈宇等[29]發(fā)現(xiàn),針刺“關元”“下巨虛”可以使得大鼠腸組織內(nèi)TLR4 含量降低。

4 針灸與氧化應激

丙二醛(MDA)是自由基致脂質過氧化的主要產(chǎn)物,為衡量氧化脅迫程度的常用指標之一。髓過氧化物酶(MPO)是一種存在于嗜中性粒細胞內(nèi)的過氧化物酶,MPO的缺乏會導致形成大量超氧化物和氧化物,誘發(fā)炎性反應。谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)是參與降解SOD歧化產(chǎn)生H2O2的重要抗氧化酶[30]。李麗等[22]研究發(fā)現(xiàn),于造模前進行合募配穴針刺干預,可顯著提高大鼠血清和胃組織中MPO和GSH-Px活性,胃組織中MDA含量則顯著減少。Chang等[6]研究發(fā)現(xiàn),艾灸預處理同樣可降低胃黏膜中MDA表達。

5 針灸與神經(jīng)內(nèi)分泌及腦腸軸

研究表明,劇烈的內(nèi)源或外源性刺激可導致HPA軸亢進。HPA軸可以將應激時中樞的調控信息傳送到胃腸神經(jīng)系統(tǒng)或效應細胞,同時,分泌過多的CRH和ACTH也會導致胃酸、胃蛋白酶等損傷因子大量分泌,引起急性胃黏膜損傷[31]。閆亞南等[32]發(fā)現(xiàn),和胃預針刺組(雙側“足三里”及“中脘”)和安神預針刺組(雙側“照海”)可以使得大鼠胃潰瘍指數(shù)降低,血清、下丘腦中CRH的含量顯著降低。李婧婷等[33]報道了艾灸“中脘”及雙側“足三里”可降低腦組織及血清中CRH、ACTH的含量,逆轉應激性胃潰瘍。

如前所述,TLR4/MyD88/IκB-α通路可引起IκB-α磷酸化,后者與NF-κB解離,而NF-κB的激活可調控IL-1β的持續(xù)高表達,誘發(fā)胃黏膜局部炎性反應。近年來有研究表明,TLR4信號還可以激活HPA軸,刺激下丘腦CRH的合成[34]。趙珈宇等[29]發(fā)現(xiàn),針刺“關元”“下巨虛”造模成功大鼠,可降低大鼠腦及腸組織TLR4含量。綜上,針刺可使腦和腸組織中TLR4含量下降,下丘腦CRH分泌減少,抑制TLR4/MyD88/IκB-α通路激活,以減輕局部炎性反應。

β內(nèi)啡肽是體內(nèi)活性最強的應激性神經(jīng)肽之一,有利于機體在應激下維持穩(wěn)態(tài)。中樞和外周β內(nèi)啡肽對胃黏膜作用不同。研究發(fā)現(xiàn),中樞給予β內(nèi)啡肽對大鼠急性胃黏膜損傷有保護作用。該作用可能與刺激自主神經(jīng),增高交感神經(jīng)活性,導致胃酸分泌降低有關[35]。PGE是一種胃黏膜保護物質,可以促進胃黏膜局部微循環(huán),而外周血中的β內(nèi)啡肽能抑制PGE生成。韓焱晶等[20]發(fā)現(xiàn),無論是預防性針刺還是治療性針刺“足三里”“中脘”“內(nèi)關”都可以降低大鼠胃黏膜損傷程度,且大鼠血漿中β-內(nèi)啡肽顯著降低,下丘腦中β-內(nèi)啡肽明顯增加。

胃泌素(GAS)可使胃酸過度分泌,導致胃黏膜保護屏障破壞[36]。生長抑素(SS)對胃腸道功能具有廣泛的抑制作用。在胃中,SS可以通過G蛋白介導直接作用于制酸的壁細胞,從而減少胃酸分泌,也可通過抑制5-羥色胺(5-HT)、胃饑餓素、組胺水平而間接減少胃酸[37],促進黏膜修復。付晨露等[38]艾灸大鼠“足三里”“中脘”,發(fā)現(xiàn)艾灸組大鼠胃黏膜損傷指數(shù)顯著降低,血清及下丘腦中GAS含量明顯降低,SS含量顯著升高。

Ghrelin主要由胃腸黏膜A/X細胞分泌[39]。如前所述,Ghrelin具有抗炎作用,能抑制NF-κB表達,下調促炎細胞因子IL-1β表達。同時,Ghrelin還可以上調血清中NO水平,以發(fā)揮胃腸黏膜保護作用。Ghrelin可能是針灸防治應激性潰瘍連接腦腸軸相關機制與炎性反應、黏膜缺血相關機制的關鍵。

秦明等[40]發(fā)現(xiàn),針刺大鼠“足三里”可以降低高濕熱刺激導致的胃黏膜損傷,且配合針刺的高濕熱刺激大鼠腰膨大后角淺層中GFAP和OX42陽性免疫反應產(chǎn)物明顯高于未行針刺的應激動物。GFAP是星形膠質細胞的骨架蛋白,是其特征性標志物。OX42是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中小膠質細胞最常見的特征性反應之一。提示電針保護胃黏膜損傷作用與腰膨大后角淺層星形膠質細胞和小膠質細胞功能活動有關。

6 針灸與相關特異蛋白

熱休克蛋白(HSPs)的主要功能是促進細胞對應激因子的耐受性,維持細胞生理功能[41]。研究表明,艾灸可顯著提高大鼠HSP70蛋白的表達[6,42-43]。Peng等[42]發(fā)現(xiàn),在施神經(jīng)阻斷術后艾灸無法發(fā)揮保護作用,大鼠胃黏膜中HSP70表達無上調,說明艾灸刺激與神經(jīng)束調節(jié)HSP70的表達有關。HSP60是一種參與細胞凋亡的分子伴侶[44],誘導HSP60和HSP70的過表達可以緩解大鼠嚴重燒傷引起的急性胃黏膜損傷[45]。 第二線粒體激活因子(Smac)是一種由線粒體釋放的促凋亡蛋白[46]。Yu等[43]發(fā)現(xiàn),艾灸可上調HSP60表達,下調Smac的表達。高遷移率族蛋白B(HMGB1)高度保守,是一種重要炎性介質[47],與多種炎性反應介質呈正相關關系[48]。張泓等[24]發(fā)現(xiàn)消化系統(tǒng)相關的內(nèi)腑下合穴可以降低大鼠胃組織中HMGB1含量。楊宗保等[49]發(fā)現(xiàn),艾灸“梁門”和“足三里”可改善束縛-冷應激導致胃黏膜損傷,同時通過弱陰、陽離子芯片發(fā)現(xiàn)了7個存在表達差異的相關標志蛋白質,但相關機制仍需進一步探索。王朝輝等[50]發(fā)現(xiàn),相較于募穴、下合穴、背俞穴和俞募配穴,合募配穴針刺大鼠潰瘍指數(shù)更低,其機制可能與多種酶類,包括GAPDH、Car1、Car3、Aco2等和多種運動蛋白質、多種運輸?shù)鞍踪|和熱休克蛋白Hspe1有關。

7 針灸與腸道菌群

目前,針對應激性潰瘍的實驗研究多聚焦于對神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的調控和胃黏膜的保護及損傷修復作用,較少涉及腸道菌群的變化。腸道菌群的組成結構和豐度比例的動態(tài)平衡與機體健康狀況密切相關。胃腸道是應激最敏感的器官,應激可導致腸道菌群結構紊亂。研究表明,正常機體腸黏膜TLR4 表達較低,腸道微生態(tài)紊亂可引起腸道菌群-TLR4炎性反應信號通路異常激活,而TLR4的過度表達還可以激活HPA軸,導致胃酸大量分泌[51]。

研究表明,艾灸可調節(jié)腸道菌群結構豐度,增加有益腸道菌群的數(shù)量和種類,促進大鼠胃黏膜損傷的修復。吳穎琦等[16]發(fā)現(xiàn)針刺組大鼠腸道菌群α豐富度指數(shù)Observed species、Chao1及多樣性指數(shù)Shannon顯著增加,多樣性指數(shù)Simpson顯著降低,β多樣性與空白組空間距離較近。趙珈宇等[29]發(fā)現(xiàn),針刺“關元”“下巨虛”可以使得大鼠腸道菌群α多樣性指數(shù)Observed Species與Shannon升高,β多樣性與空白組空間距離較近。何其達[52]發(fā)現(xiàn),艾灸“梁門”和“足三里”可以提高大鼠腸道內(nèi)部分有益菌,如α-變形菌門(Alphaproteobacteria)、放線菌門(Actinomycetales)、芽孢桿菌門(Bacillales)的相對含量和種類。

8 結 語

綜上,艾灸或針刺可能通過調節(jié)神經(jīng)內(nèi)分泌,促進保護性腦腸肽的合成與分泌,改善應激性潰瘍大鼠胃黏膜低氧微環(huán)境,抑制局部炎性反應與胃酸分泌,防止過氧化物堆積,增加菌群多樣性,促使紊亂的腸道菌群水平回調等多種機制促使急性應激損傷的胃黏膜修復。多種機制間存在一定聯(lián)系,如Ghrelin作為一種腦腸肽可以上調NO,以減輕胃黏膜缺血,還可以抑制NF-κB的表達及活性,降低血清中IL-1β含量,減輕炎性反應損傷。Ghrelin可能是連接腦腸肽與胃黏膜缺血、炎性損傷相關機制的關鍵。而NF-κB還受到TLR4/MyD88/IκB信號轉導通路的調控,TLR4的激活可使IκB和NF-κB分離,活化的NF-κB繼而激活下游炎性反應,而TLR4的過度表達還可以激活HPA軸,導致胃酸大量分泌。TLR4自身的激活則又和多種應激(包括腸道微生態(tài)紊亂)有關。說明TLR4/MyD88/IκB信號轉導通路及NF-κB可能是連接神經(jīng)內(nèi)分泌與腸道微生物紊亂、炎性損傷相關機制的關鍵。目前,大部分研究僅涉及一方面機制,如單獨討論胃黏膜缺血,或單獨討論炎性因子,部分研究將腸道菌群紊亂和炎性反應、神經(jīng)內(nèi)分泌和黏膜缺血聯(lián)系起來一同研究,這是值得提倡的。在未來,應更多地考慮多種機制的綜合研究,以更好地發(fā)掘針灸防治應激性潰瘍的機制。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。