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第四节 针灸对下丘脑-垂体-肾上腺皮质功能的调节
下丘脑-垂体-肾上腺皮质(HPA)轴是保证机体内环境稳定的重要内分泌调节系统。下丘脑室旁核是HPA轴的最高中枢,室旁核神经元可分泌促肾上腺皮质激素释放激素(CRH),CRH分泌后进入垂体门脉血中,与腺垂体促皮质激素细胞上的特异1型CRH受体结合,刺激促肾上腺皮质激素(ACTH)的分泌,CRH对ACTH分泌的刺激必须在加压素(AVP)的共同作用下才能完成。ACTH有昼夜节律,呈脉冲式分泌,早晨水平达到最高,然后逐渐下降,夜间达到最低点。肾上腺皮质的细胞可分为3层,由外向内依次称为球状带、束状带和网状带。各带所分泌的激素不同,球状带主要分泌盐皮质激素(醛固酮、去氧皮质酮),束状带和网状带主要分泌糖皮质激素(皮质醇、皮质酮);网状带还分泌性激素(主要是雄激素)。ACTH是刺激肾上腺糖皮质激素合成和分泌的主要激素;醛固酮的分泌受到3种主要的促分泌物控制:血管紧张素Ⅱ、钾和少量的ACTH;ACTH可刺激肾上腺雄激素的分泌。糖皮质激素可抑制下丘脑促肾上腺皮质激素释放因子(CRF)和AVP mRNA的合成及分泌,也可抑制垂体ACTH的分泌及其前体POMC mRNA的合成,形成负反馈调节。
在对HPA轴的调节中,前炎症细胞因子,特别是白细胞介素1(IL-1)、IL-6和TNF-α也直接或通过增加CRF效应刺激ACTH分泌。这就解释了HPA轴对炎症刺激物的反应和重要的免疫-内分泌相互作用。在发热、手术、烧伤、低血糖、低血压和运动等生理应激情况下,可通过由CRF和AVP介导的中枢作用刺激ACTH和皮质醇的分泌。急性心理应激和抑郁症也能使皮质醇水平升高(图7-9)。
图7-9 下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴激素分泌的调节
(引自http://www.uptomed.ir)
肾上腺皮质是人类和高等动物维持生命所必需的。动物双侧肾上腺被切除后,如不给予适当治疗,则在一两周内死亡。如仅切除肾上腺髓质,动物可存活很长时间。说明皮质激素是维持生命活动所必需的。糖皮质激素的生理作用很广泛,可大致分为3类:促进物质代谢;对器官、组织功能的作用及在应激中起作用。对物质代谢的主要作用是促进肝糖原异生;糖皮质激素可增加水的排泄。糖皮质激素分泌不足时,心肌的收缩力减弱,心排出量减少,血管平滑肌对肾上腺素和去甲肾上腺素的反应性降低,以致外周阻力下降,血压不能保持正常。糖皮质激素的主要作用为应激效应,在这一效应中,交感-肾上腺髓质系统也参与,所以血中儿茶酚胺量相应增加。盐皮质激素的主要生理作用是促进肾小管重吸收钠而保留水,并排泄钾离子。它与下丘脑分泌的抗利尿激素相互协调,共同维持体内水、电解质的平衡。盐皮质激素的保钠排钾作用也表现在唾液腺、汗腺及胃肠道。
HPA轴的异常主要由机体内外各种急性或慢性应激刺激引起,主要表现为HPA轴中CRH、ACTH、CORT 3种主要物质的浓度增高或降低及分泌节律的改变,从而导致机体神经、免疫、内分泌等各个系统发生异变,影响机体的内环境稳定。大量研究发现,针灸可从下丘脑、垂体、肾上腺等不同水平调整HPA轴的异常,使其恢复正常水平。
王少军等(张娇娇等,2013)在大鼠下丘脑记录到与HPA轴相关的神经元,针刺与肾上腺同节段神经支配的肾俞、期门等穴位能明显激活这类神经元的活动,同时升高外周血皮质酮的含量;而非同节段的穴位如膻中、内关、三阴交等的激活效应不明显。
各种急性或慢性应激及遗传因素均可导致下丘脑CRF过度表达,进而使HPA轴功能紊乱,出现抑郁、焦虑、学习障碍等精神心理疾病(Susan,2010;Swaab,2005;Flandreau,2012;Faravelli,2012)。针灸对精神心理疾病有很好的疗效。Han等(2004)观察电针对30例精神抑郁患者的临床疗效时,发现电针治疗精神抑郁与马普替林治疗有相同的疗效,均可使皮质醇和内皮缩血管肽-1的含量基本恢复正常,但电针却比马普替林治疗的副作用少。Yuan等(2007)观察针刺治疗广泛性焦虑症(GAD)的临床疗效时,将符合纳入标准的86例焦虑症患者随机分为药物组、针刺组和针药组。药物组服用选择性5-HT再摄取抑制剂氟西汀或帕罗西汀,根据患者的病情还可加用阿普唑仑;针刺组主穴取四神针、定神针、内关、神门、三阴交;针药组则是在药物治疗的基础上加用针刺治疗。治疗6周后发现,尽管3组中临床疗效总评量表中的严重性指数和一般性指数评分没有显著差异,但针刺组和针药组的疗效指数显著高于药物组,而且针刺与药物治疗结合后,可以有效防止药物产生的副作用;3组治疗后,血浆ACTH水平和血小板5-HT含量均明显降低,认为针刺对血小板5-HT含量和血浆ACTH水平的调节功能可能是治疗GAD的作用途径之一。Berman等(2002)在观察耳针对治疗监狱精神病患者是否有效时,发现有暴力行为的精神病患者的血浆皮质醇水平明显增高;在至少接受25次治疗的患者中,精神抑制药的用药量显著减少,感觉自律性明显增加;治疗超过8周者,则内心更和谐平静,能更好地接受进一步的治疗。针灸可以很好地缓解精神压力和解除疲劳,Akimoto等(2003)在调查针灸对比赛中的优秀女足球运动员身体健康的影响时,发现针灸可抑制运动引发的唾液SIgA的减少和唾液皮质醇的增加,使受试者的肌肉紧张和疲劳评分及心情类型评分改善。Yuemei等(2006)也发现电针加耳穴抗疲劳的疗效比口服氢化可的松好。在每日觉醒后第1个45~60分钟期间,皮质醇分泌有一个皮质醇分泌觉醒上升期;但在出现心理压力后,皮质醇分泌觉醒上升期的皮质醇含量下降(O’Connor,2009)。Huang等(2012)研究发现,针刺能够缓解自我报告压力水平高的成年志愿者的压力及增加他们每日早晨的皮质醇含量,但也发现针刺疗效与仅接受关怀治疗的患者相比没有显著差异,因此认为还需要进一步的大样本研究来证实针灸的治疗作用。
针灸对各种手术引起的不良应激反应都有良好的调节作用。Kvorning和Akeson(2010)发现手术前电针可以减少麻醉剂七氟烷对脑和脊髓运动反应的抑制,而不影响手术的麻醉水平。给予电针的患者,在手术30分钟后,血浆肾上腺素水平仍接近麻醉前水平,而对照组则明显下降,这与电针组对皮肤切口可产生更强的临床运动反应一致;两组中的血浆去甲肾上腺素、ACTH和皮质醇没有改变或不同,他们认为针刺后麻醉患者脑和脊髓对手术运动反应的临床易化与血浆肾上腺素水平增高相关,可能与交感神经激活反射有关。Kotani等(2001)采用双盲对照的研究方法,观察术前皮内针刺对减少术后疼痛、恶心和呕吐、止痛要求及交感肾上腺反应的疗效;与空白对照组相比,针刺有很好的镇痛作用,静脉注射吗啡的用量减少了50%;上腹部和下腹部手术后,患者的恶心呕吐发生率减少了20%~30%;血浆皮质醇和内啡肽含量在恢复期间和术后第1天明显减少。
针灸对各种急慢性炎症性疾病都有很好的抗炎作用,可调节机体不同状态下肾上腺皮质激素的含量。Milojevic'和Kuruc(2003)应用激光刺激穴位治疗胸膜炎,与保守治疗相比,激光刺激穴位治疗可使患者的胸腔积液吸收更快,胸膜粘连更少,临床症状减少更明显;皮质醇和IgA明显增加,而循环免疫复合物、白细胞及其沉降率明显减少。激光刺激穴位使粘连减少可能与提高皮质醇含量从而减轻炎症反应有关。Ahsin S等(2009)在观察电针治疗膝骨关节炎患者的临床疗效和内分泌改变时发现,电针治疗对WOMAC骨关节炎指数和视觉模拟评分有显著改善;血浆β-内啡肽显著增加,而皮质醇显著降低;与假针刺相比,电针可改善疼痛、僵硬和残疾等症状。
肠易激综合征的发病主要与内脏感觉高敏感性有关。Schneider等(2007)观察电针对肠易激综合征患者的神经内分泌的影响时,发现针刺和假针刺均可增加患者的生活质量,且两者间无显著差异;均可使唾液皮质醇含量减少,但是针刺后减少更明显;在直立应激时,针刺后可使心率减少,而假针刺后则增加;针刺还可改善疼痛。作者认为,这与电针增加副交感神经活性有关,而假针刺则无此作用。
随着围绝经期综合征患者下丘脑-垂体-性腺轴功能的紊乱,其他内分泌系统的功能也会受到不同程度的影响。Painovich等(2012)在应用随机、单盲、安慰剂对照试验研究针灸治疗围绝经期血管舒缩综合征及其机制通路时观察到,针刺(TA)和假针刺(SA)均减少围绝经期血管舒缩综合征(VMS)的发作频率和严重性,以及改善VMS相关的生活质量;仅有TA可以影响下丘脑-垂体-肾上腺轴功能,与SA和等待治疗组相比,TA组的24小时总皮质醇代谢产物最低。
袁德霞等(1987)用形态学方法观察了电针大鼠的穴位后,用电镜观察肾上腺皮质的超微结构的变化,发现肾上腺皮质血窦扩张,内皮细胞胀大,吞饮小泡增多,结缔组织区增宽,特别是束状带和网状带变化显著;此带内的细胞体及核的体积增大,核仁肿胀,细胞表面微绒毛增生、加大,细胞间隙加宽,形成管状并与血窦下间隙相通。细胞内线粒体胀大,嵴间管状多变成泡状,多聚核蛋白体增多,高尔基体发达,初级溶酶体及多泡体增多。这些形态学的观察表明,针刺引起肾上腺皮质细胞功能活性增强,激素合成及排出增多,有利于机体抵抗外环境变化所造成的不良后果。
在针灸调节免疫功能的研究中,Li等(2008;2007)发现,电针可激活下丘脑室旁核促肾上腺皮质激素神经元,显著增加血浆ACTH和皮质酮水平,并通过与CRH和ACTH受体结合抑制炎症模型大鼠的水肿。切除肾上腺后电针抗水肿作用消失,但却未阻断抗痛觉增敏作用;糖皮质激素受体拮抗剂(RU486)也可抵抗电针的抗水肿作用,表明电针可激活下丘脑-垂体-肾上腺轴功能,抑制炎性水肿。da Silva等(2011)观察手针三阴交对角叉菜胶诱发的腹膜炎小鼠的抗炎效应及其机制时,发现针刺和地塞米松一样可抑制腹膜炎模型小鼠的炎症细胞浸润、血管通透性及过氧化物酶;另外,针刺治疗可增加IL-10的水平。相反,当切除肾上腺后,针刺治疗不能减少总白细胞数和血浆渗出物,表明针刺三阴交可通过肾上腺和增加IL-10水平产生抗炎作用。实验性自身免疫性脑炎(EAE)是一个被自体反应性T细胞介导的炎症性疾病。Liu等(2010)的研究显示:持续电针刺激EAE大鼠的足三里穴,可以缓解疾病的严重性,抑制特殊T细胞增殖,重建CD4 +T细胞亚群平衡;并且与未电针的EAE大鼠相比,电针可明显增高ACTH的含量。表明电针可通过刺激下丘脑而增加ACTH的分泌,使Th1/Th2/Th17/Treg辅助性T细胞亚群反应的平衡恢复,从而缓解EAE的症状。An等(2007)发现电针可明显减少八肽缩胆囊素诱发的急性胰腺炎大鼠的胰腺重量/体重的比例,增加胰腺热休克蛋白HSP60和HSP72的水平,减少β-淀粉酶和脂肪酶水平,而且电针可使血清中的ACTH释放增加。Zhang等(2000)给小鼠注射吗啡后,可使小鼠胸腺细胞显著凋亡。而电针足三里和阑尾穴可减少凋亡细胞的比例,调节由吗啡引起的CPP32表达的增加和Bcl-2表达的减少;同时,电针可显著拮抗由吗啡引起的下丘脑CRF和血浆ACTH水平的增高。Huang等(2002)发现电针同褪黑激素一样可以改善由外伤引起的大鼠的免疫抑制作用,对抗由外伤引起的脾淋巴细胞和血浆中的β-内啡肽和ACTH含量的增高。
在研究电针频率对炎症的作用时,Kim等(2008)比较了低频电针(1Hz,LFEA)与高频电针(120Hz,HFEA)对交感神经系统(SNS)激活和对角叉菜胶诱发的炎症的效应。电针双侧足三里后,LFEA和HFEA均显著抑制了角叉菜胶诱发的小鼠足爪水肿和过氧化物酶的激活;而且,热痛敏反应被明显减弱。肾上腺切除显著减少了HFEA的抗炎作用,而没有影响LFEA的抗炎作用。由皮质醇受体拮抗剂RU-486预处理,对LFEA和HFEA的抗炎作用都没有影响。另外,应用6-羟基多巴胺(外周交感神经末梢的神经毒素)选择性阻断了LFEA的抗炎作用。普萘洛尔(β-肾上腺素受体拮抗剂)完全取消了LFEA和HFEA的抗炎作用,表明LFEA对足爪炎症的抑制作用是通过交感节后神经元介导的。而HFEA的抑制作用是通过交感肾上腺髓质轴介导的。Zhang等(2005)在观察电针减弱模型大鼠的炎症时,发现10Hz电针显著减轻CFA诱导的后爪水肿,而在切除肾上腺后,此效应被部分阻滞;且电针能显著增加血浆皮质醇水平,而100Hz电针则无此作用。
Wu等(2009)发现电针可显著降低肠易激综合征(IBS)大鼠直结肠扩张的内脏敏感性,减少IBS大鼠黏膜肥大细胞数,降低下丘脑CRH水平,下调下丘脑CRH的表达及结肠P物质(SP)和P物质受体(SPR)的表达,从而介导电针对IBS大鼠的调节效应。悬灸亦可明显降低慢性内脏痛模型大鼠直结肠膨胀的内脏敏感性,也可使相关的下丘脑CRH mRNA表达下降到正常大鼠水平。Zhou等(2011)认为下丘脑CRH水平的下降是悬灸调节大鼠肠易激综合征的可能机制。Sun等(2005)在研究针刺足三里对大鼠冷应激性溃疡的保护作用时,发现针刺可通过调节下丘脑和肾上腺内的一氧化氮合酶的表达,抑制血浆可的松含量的上升,而达到对黏膜的保护作用。
在针灸调节精神心理疾病的实验研究中,Park等(2011)发现针刺可减少母子分离诱发的幼鼠的与焦虑相关的行为,并且减少了血浆CORT和ACTH水平,以及下丘脑室旁核内的精氨酸加压素-免疫反应物。表明针刺可通过调节下丘脑-垂体-肾上腺系统而缓解母子分离诱发的早期生活应激导致的焦虑。Lee等(2009)在观察针灸对皮质酮诱发的大鼠慢性类抑郁行为和神经肽Y表达的影响时,发现在CORT注射前5分钟针刺内关,可明显减轻类抑郁-焦虑行为,并且增加NPY在下丘脑的表达。表明刺激内关穴可抑制慢性抑郁模型大鼠HPA轴活性的降低。
下丘脑内各内分泌轴之间的功能可相互影响。Liu等(2010)通过绑缚右侧坐骨神经制备慢性疼痛模型和卵巢切除制备记忆缺陷模型,观察电针镇痛及对ACTH、β-内啡肽(β-EP)和皮质醇(COR)水平的影响。结果显示:电针的镇痛效应与其可以调节垂体和下丘脑内的β-EP和ACTH水平密切相关,针刺镇痛的累加效应与血浆β-EP和COR水平升高有关,卵巢切除后制备的记忆缺陷模型影响了下丘脑-垂体轴的活性,在一定程度上减弱了电针的镇痛效应(刘俊岭,2007)。陈孟勤等(1986)在针刺镇痛动物实验中也观察到针刺能使肾上腺皮质激素、皮质醇含量升高。赵湘杰等(1986)观察到针刺大鼠双侧“肾俞”穴可以促进萎缩肾上腺的修复,增加肾上腺的湿重,升高糖皮质激素的含量。在肾上腺皮质分泌受外源性糖皮质激素地塞米松抑制时,动物血浆皮质酮含量显著降低,肾上腺皮质分泌活动处于反馈性抑制状态;在该情况下,电针又促使血浆皮质酮升高,表明针刺可显著对抗外源性激素对肾上腺皮质系统的反馈性抑制。电针也能促使去卵巢大鼠的肾上腺增大、重量增加,血皮质酮含量明显升高,表明电针有促进去卵巢动物肾上腺皮质细胞的功能活动,因为肾上腺皮质也能分泌性激素(高慧等,1995)。Stener-Victorin等(2001)观察到实验性多囊卵巢大鼠正中隆起的CRF含量与正常大鼠相比显著增加,表明下丘脑-垂体轴的活性增加。电针治疗后,虽未使实验性多囊卵巢大鼠正中隆起内的CRF含量减少,却使卵巢内的CRF含量显著减少。表明电针治疗可改变卵巢的神经内分泌状态,可能对治疗生殖功能下降起重要作用。
谢启文(1987)在工作中观察到针刺大鼠“足三里”可使肾上腺抗坏血酸含量减少(垂体-肾上腺激活的指标),其幅度及持续时间与针刺刺激量相关。运针10次,降低约10%,3小时后恢复正常;运针30次,降低约24%,3小时后恢复;运针50次,降低约30%,4小时后仍未恢复到针前水平。去肾上腺大鼠在针刺“足三里”时,其外周血浆中的ACTH活性显著升高。如果切断双下肢神经,则针刺“足三里”的这一效应不再出现。Mori等(2000)发现,电针刺激后爪和后腿可引起麻醉大鼠的交感肾上腺髓质功能的反射性反应。电针刺激后爪冲阳穴兴奋Ⅲ和Ⅳ类传入神经纤维,可使肾上腺交感传出神经活性和儿茶酚胺类分泌率反射性增加。而电针刺激后腿足三里穴兴奋Ⅲ和Ⅳ类传入神经纤维,可使肾上腺交感髓质功能反射性增加或减少。所有的肾上腺交感传出神经活性可在切断刺激区域的神经后消失,表明这个反应是由后肢躯体传入神经引起的反射。