针刺调节内脏痛的中枢-与周围机制研究进展＊

黄柳杨，孙睿睿，孙 宁，周园芳，曾 芳，梁繁荣

（成都中医药大学针灸推拿学院 成都 610075）

内脏痛（Visceral pain）是一种复杂的异质性疾病，并且是多种与内脏有关疾病的共同特征，其范围可从轻度的消化不良到肾绞痛[1]。由于内脏疼痛是许多临床疾病的突出症状，因此是患者寻求医疗干预的最常见原因之一[2]。内脏痛在临床上最常见的是功能性肠病和炎症性肠病，它在大多数情况下是慢性的，也可以是持续性的或间歇性的，严重影响患者的生活和工作，并耗费大量资源[3]。临床上运用各种药物[4,5]和止痛注射[6]缓解疼痛症状。然而，由于治疗结果不理想或治疗方法的副作用，患者经常寻求替代方案[4,7]。

针灸作为一种历史悠久的中医疗法，在当代临床实践中仍被广泛应用。现代医学研究表明，针刺对慢性疼痛[8]、肌肉骨骼疼痛[9]、膝骨关节炎[10,11]、心绞痛[12]等有显著疗效。针刺镇痛（Acupuncture analgesia）也已经有着上千年的历史，由于其规范诊疗下极少不良反应、适用范围广及起效快等优点，已经成为国内外公认的绿色镇痛手段[13]，且被世界卫生组织（World Health Organization，WHO）批准推荐为主要的止痛方法。

针刺对疼痛治疗作用的研究还处于起步阶段，虽然针刺治疗内脏痛疗效显著，但内脏痛发病及治疗规律尚未明确，因此这也成为国际医学界探讨的热点之一。神经生物学与神经影像学的结合，为研究针刺镇痛机制提供了新的方法与思路。近年来，研究者们利用分子生物学和神经影像学技术在针刺治疗内脏痛机制方面的研究和讨论取得了重大进展。本文综述了近10年来关于针刺治疗内脏痛的中枢-周围机制的研究，以期对研究针刺治疗内脏痛的新进展和新方向有所启发，为进一步研究提供依据。

1 参与内脏痛针刺调节的中枢结构

1.1 背根神经节

背根神经节作为传入感觉信息的第一级神经元，在周围神经和中枢神经之间传递信息方面起着极其重要的作用[14]。通过对内脏痛觉过敏大鼠的大部分实验研究发现，模型大鼠对结肠扩张表现出明显的痛觉过敏，背根神经节神经元的兴奋性明显增高，电针足三里穴能降低背根神经节神经元的兴奋性及相关神经递质和受体的表达，从而明显减轻内脏痛觉过敏的症状[15,16]。上述结果均说明背根神经节在电针抑制内脏痛中起到了重要作用。在内脏痛的治疗过程中，电针可能通过穴位传入冲动抑制刺激背根神经节神经元及相关神经递质和受体的表达，从而达到镇痛作用。

1.2 脊髓背角

脊髓背角在内脏伤害性信息的传递和调节中起着重要的作用。它汇聚外周内脏传入神经、高级中枢下行投射神经和脊髓背角神经元，形成复杂的神经网络。脊髓背角含有丰富的神经递质和相关受体、神经调节剂和离子通道，不仅接收和传递伤害性信息，而且初步处理伤害性信息[14,17]。有研究通过以结肠扩张产生内脏伤害性刺激的成年雄性大鼠为实验对象，观察针刺前后神经元对电针刺激的反应变化，发现内脏痛觉可促进神经元对穴位刺激的反应，并且在脊髓背角和延髓中，与结直肠扩张前相比，电针诱导的神经元活化进一步增加[18]。表明电针刺激能抑制内脏伤害感受器激活的神经元反应，从而减轻内脏痛。同样有研究发现电针组大鼠的内脏疼痛行为延迟，并且脊髓背角p38 活性、c-Fos 蛋白及mRNA 表达水平明显降低[15,19]。以上研究都提示电针对内脏疼痛大鼠有预防镇痛作用，脊髓背角通路可能参与了这种镇痛作用的调节机制。

1.3 孤束核

孤束核位于延髓背内侧部。它作为内脏初级传入纤维的中继核，接收来自周围神经和脊髓或延髓的传入信息。同时，孤束核参与内脏痛觉信息的传递，是伤害性传入纤维的重要中枢通道，是内脏疼痛感觉整合与调节的重要通道[20]。胡嘉同等[21]通过对大鼠结直肠扩张刺激诱发大鼠内脏痛，并采取不同腧穴、不同强度的电针刺激，发现电针均可以显著改善伤害性刺激引起的腹直肌肌电的发放并下调c-fos 在延髓孤束核中的表达。同样通过对结肠扩张内脏痛大鼠电针后，发现结肠扩张兴奋性神经元被电针抑制[22]，说明电针可通过多突触交叉对话机制调节孤束核中直肠扩张相关神经元，从而介导电针对内脏痛大鼠的镇痛作用，这提示孤束核在电针抑制内脏痛中起了重要作用。

1.4 丘脑和脑干网状神经元

丘脑和脑干网状结构是处理疼痛信息和整合疼痛感觉的重要中心，丘脑和脑干网状神经元是疼痛信息传递的第3级。通过对胃痛大鼠进行不同程度电针刺激，发现低、高频电刺激均能显著降低疼痛评分，且模型组大鼠下丘脑SP（链霉菌抗生物素蛋白-过氧化物酶连结）免疫反应和IR-β-EP（β-内啡肽免疫活性物质）阳性细胞数量均显著增加[23]，提示了电针刺激能明显减轻内脏疼痛，同时提高下丘脑水平β-内啡肽和SP 表达。同样有研究发现电针组大鼠的痛阈明显高于假针刺组，并且电针可显著抑制Fos在脑干中缝核、脊髓浅表背角及结肠上皮的表达，但仅能抑制脑干及脊髓5-羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）的表达[24]，提示电针通过下调脑-肠轴的中枢5-HT 能活动来减轻内脏功能亢进。

1.5 大脑皮层等其他

通过机械肠刺激建立肠易激综合征（Irritable bowel syndrome，IBS）大鼠模型，发现结肠扩张刺激后模型大鼠头端腹内侧延髓内脏反应神经元兴奋性增强，c-fos 阳性神经元异常增多，电针能明显抑制IBS模型大鼠头端腹内侧延髓中c-fos阳性神经元的表达，从而降低头端腹内侧延髓内脏反应神经元异常高的兴奋性[25]。这可能是针刺缓解慢性内脏痛觉过敏的机制之一。且发现电针可调节前额叶皮层（Prefrontal cortex，PFC）和前扣带回皮层（Anterior cingulate cortex，ACC）中的P2X3 受体，对中枢致敏和内脏痛觉过敏有很好的调节作用[16]。

2 针刺调节内脏痛的脑成像研究

2.1 针刺调节内脏痛的大脑葡萄糖代谢特征

针刺可以调节脑肠肽的分泌，引起边缘系统—大脑的协同响应。曾芳等[26]通过PET-CT 技术发现循经取穴针刺后，功能性消化不良（Functional dyspepsia，FD）患者的治疗效应的发挥以改善边缘系统为主的脑区活动异常，以及调节丘脑、前扣带回皮层、脑岛和小脑等有关，推测其为针刺作用的具体机制[27]。方莉等[28]发现对FD 患者胃经特定穴组针刺治疗后葡萄糖代谢在异常增高的边缘系统-大脑多个脑区中全面降低，这是由于三大脑功能网络（内脏感觉运动网络、情绪网络、认知网络）通过针刺被唤起且发挥了共同一致的作用，且这种靶向调节作用对和疾病相关的脑区联系更为密切。可以得出针刺对边缘系统的调节作用对FD 患者症状改善起到重要作用。同样有研究发现针刺对IBS 患者症状的改善是通过调节左扣带回，右岛，右海马旁回，前突和右尾状核的脑区活动[29]。

2.2 针刺内脏痛对大脑功能活动的影响

李政杰等[30]通过即时针刺足三里，发现比较FD 患者与健康受试者，在右侧缘上回、双侧中央后回，以及左侧丘脑的fMRI 信号差异最为明显，其中FD 患者与前者呈正相关，后者呈负相关。胡伟等[31]也通过针刺足三里后，发现FD 患者被激活的脑区相较健康受试者广泛，其主要分布在单侧或双侧第II 躯体感觉皮质（SII）、第I 躯体感觉皮质（SI）；而对照组受试者的颞叶等脑区亦可见单个脑区内的小点状兴奋区，少有多个脑区同时兴奋。陈媛[32]等基于在胃俞募配穴基础上的研究证实边缘系统为主的脑区响应可能对针刺FD 起到重要的调节作用，且强调了脑岛在其中可能存在的重要作用。

有研究通过观察电针和假电针对IBS患者在不同阶段脑活动的影响。发现基线期电针组和假电针组之间的大脑激活没有区域差异，在干预过程中，电针组在右岛和双侧体感皮层中发现了高激活状态且明显高于假电针组，干预后，电针组的大脑激活在所有区域均显着下降[33]。因此推测针刺可能通过调节丘脑中央区和内侧核的上皮层中枢的情绪和情感从而对IBS 的疼痛起到潜在调节作用。兰颖等[34]通过针刺通里、内关及利用fMRI技术，以脑岛为切入点，发现基线期稳定型心绞痛患者双侧脑岛激活程度显著高于健康人，同时患者双侧脑岛功能网络所联系的脑区及功能连接度也存在显著的偏差性差异。且针刺干预后受试者的心绞痛发作次数、疼痛评分均有显著改善。

2.3 其它

单光子发射计算机断层扫描（Single-photon emission computed tomography，SPECT）兼顾CT 和核医学两种优势，较CT 的容积采集信息量大，通过四维的显像方式将活体的生理、生化、代谢及功能信息整合，具有适应面广、特异性高、放射性小、不干扰体内环境的优点。郭茂楠[35]等采用SPECT 观察针刺对IBS 患者脑血流的影响，发现眼针治疗后双侧丘脑的血流量明显下降，表明特定脑区血流量的减少与眼针治疗IBS的作用机制有关。

3 针刺调节内脏痛的中枢-周围神经递质研究

3.1 中枢神经递质

3.1.15 -HT

疼痛的传递、处理和控制涉及许多不同的神经递质系统[36]。5-HT是一种分布广泛的单胺，分布在周围和中枢神经系统中并参与多种生理和行为疾病，例如重度抑郁，焦虑，精神分裂症，躁狂症，自闭症，肥胖，疼痛等。中枢神经系统水平的5-羟色胺能神经元局限于大脑干，位于沟核中，神经元投射到大脑的大部分区域，而尾沟核中的5-HT 神经元则投射到小脑和脊髓[37]。研究发现电针能明显抑制IBS 模型大鼠脑干和脊髓中的5-HT 的表达[24]，提示电针可减轻IBS 中枢大鼠内脏痛觉过敏，抗痛觉过敏作用可能是通过下调中枢神经系统的5-羟色胺能活动来实现的。同样电针可提高IBS 大鼠的痛阈，降低5-HT 浓度[38]。这些发现为针刺治疗IBS提供了理论依据，并为5-HT中枢系统的调节提供了理论依据。

3.1.2 中枢阿片肽

内源性阿片肽是针刺镇痛的重要物质基础[39]，研究表明，在外周疼痛刺激下，机体的内源性抗痛系统和致痛系统均被激活，在脊髓，内源性阿片肽及相应受体，P 物质（Substance P，SP）、谷氨酸（Glutamic acid，Glu）等多种神经递质参与了慢性痛敏过程。针刺镇痛的研究发现，电针的镇痛效应也是通过内阿片肽系统以及其他内源性镇痛物质被激活来实现的，同时也对SP、GLU 等内源性致痛物质起到抑制作用[40]。Qi等[41]的研究观察了大鼠急性内脏痛觉过敏模型，发现电针组的治疗减弱了急性痛觉过敏且不同频率的电针缩短时间不同。该结果提示电针可以减轻急性内脏痛觉过敏，且不同频率的有效电针镇痛可能通过不同的内源性阿片样物质途径介导。

3.1.3 胃泌素

胃泌素（Gastrin，GAS）是主要由胃窦和十二指肠G细胞合成释放的胃肠激素，具有刺激胃酸分泌，帮助胃部消化、促进胃排空作用，能广泛影响消化道运动[42]。FD 的主要症状包括上腹痛、上腹部烧灼感、餐后饱胀、早饱等，有研究认为其发病机制可能与胃肠运动异常有关。由于GAS 不仅是胃肠激素，而且在脑组织及消化系统中也发现其存在，因此被纳入脑肠肽范畴。近年来的众多研究使脑肠轴的作用逐步被重视，有研究发现FD 的发生可能与脑肠肽水平的紊乱有关[43]。研究发现FD 大鼠模型组较电针组，存在胃排空障碍、胃内压降低，其血清GAS 水平显著减少[44,45]，说明电针对GAS 具有调节作用，能增强胃内压、促进胃肠排空，从而缓解FD 患者上腹痛等症状，提示了GAS对FD患者内脏痛觉过敏的调节作用。

3.1.4 促肾上腺皮质激素

促肾上腺皮质激素释放因子（Corticotropin releasing factor，CRF）由应激导致的下丘脑及其他相关脑区释放，是应激反应中的关键调节因子，参与慢性内脏痛的调节[46]。研究发现，应激诱发的IBS 大鼠模型脑肠轴中的CRF 表达明显升高，推断CRF 在应激诱导IBS 内脏高敏感信号传导通路中起重要作用[47]。通过对大鼠慢性内脏超敏反应模型进行针刺，发现电针能显著降低大鼠内脏超敏反应，并在不同程度上调下丘脑肾上腺皮质激素释放激素（Corticotropin releasing hormone，CRH）蛋白和mRNA 的表达[48]，推断其对本模型有治疗作用，且CRH参与了内脏痛敏的调节。

3.2 周围神经递质

3.2.1 嘌呤类

嘌呤在生物体内广泛存在，近来有研究表明，嘌呤中的P2受体亚型通过作用于肥大细胞膜，从而影响其生理功能导致肥大细胞脱颗粒。而肥大细胞脱颗粒能释放强有力的神经介质和免疫调节物质，可以影响肠黏膜神经丛的活性从而导致IBS 临床症状的发生。其主要通过肥大细胞增加分泌多种介质，使IBS患者形成内脏高敏性，导致胃肠运动和痛觉阈值异常，随着信息传递到中枢，则引发胃肠功能紊乱和IBS的各种症状。研究发现，在克罗恩病患者以及结肠炎小鼠模型中，肠道炎症的开始和发展，都是通过肠道黏膜肥大细胞上表达的P2X7 受体促使肥大细胞活化所引起[49]，且嘌呤受体P2X7Rs在炎症疼痛和神经病理性疼痛中发挥重要的作用[50]。电针能下调IBS 内脏痛大鼠中前扣带皮层P2X3 的表达，从而减轻对内脏疼痛的敏感性[16]。说明P2X3 受体在IBS 的内脏疼痛中起重要作用，电针治疗肠易激痛觉过敏的作用可能是通过介导外周肠神经系统和中枢神经系统中P2X3 的不同水平而发挥作用。

3.2.2 去甲肾上腺素

去甲肾上腺素（Norepinephrine，NE）来自于某些中枢神经元及外周的交感神经末梢，外周神经通过释放的NE 来调节心脏及心血管的一系列活动，起到缓解心脏疾病疼痛的作用。研究报道急性心肌缺血大鼠模型电针后，海马CA 1 区NE 含量显著降低[51]，说明电针改善急性心肌缺血效应可能与下调CA 1 区促炎因子，降低海马神经递质含量，从而抑制交感神经活动，缓解心脏疼痛。在中枢神经系统中，NE 功能异常可导致抑郁、焦虑类疾病，而这些精神心理异常可使患者产生过强的胃肠道应激反应，使脑-肠轴受到不同程度影响，从而出现胃肠道异常的感觉运动反应，导致出现腹痛等内脏疼痛症状。卢岩等[52]的研究发现腹泻型肠易激综合征（D-IBS）模型大鼠针刺后5-HT、NE 含量明显降低，推断针刺可能通过降低模型大鼠血浆5-HT、NE 含量从而达到缓解D-IBS 所引起的腹部疼痛、腹胀不适等症状，提示机体内NE 含量变化与胃肠道运动及内脏高敏性具有相关性，是参与调节内脏痛敏的重要机制。

3.2.3 乙酰胆碱

乙酰胆碱（Acetylcholine，Ach）是一种神经递质，可以参与痛觉的传递和调制。其主要作用机制是通过激活胃肠平滑肌细胞膜上的特殊受体，通过一系列耦联反应后引起细胞内的钙离子浓度升高，导致胃肠平滑肌兴奋，产生剧烈的收缩运动，从而引起胃肠疼痛[53]。研究发现内脏疼痛大鼠电针后脊髓内胆碱酯酶（Acetyl cholinesterase，AchE）阳性神经元成分显著降低[54]，提示电针对大鼠急性盆腔内脏痛具有预防性治疗作用，Ach 可能参与了电针对内脏痛的调节作用。同样有研究通过注射Ach，发现电针组大鼠胃黏膜指数、丙二醛（Malondialdehyde，MDA）含量更低，超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）活性更高[55]，提示Ach参与了电针对大鼠应激性胃黏膜损伤保护作用的过程。

4 结语及展望

虽然周围神经和中枢神经都参与了针刺调节内脏痛，但是仍需要进一步阐明这些结构或介质是如何在针刺调节内脏痛过程中共同发挥作用的。尽管大多数现有的研究已经观察到针刺对外周和中枢神经递质的调节作用，以探讨针刺镇痛的可能机制，但是由于内脏疼痛的传递和调节过程中神经分布的高度复杂性和多样性，目前尚不清楚针刺镇痛的相对准确的神经通路。神经影像学技术的飞速发展，使得针刺治疗内脏痛的中枢病理生理机制得到了客观、可视化的呈现，但是由于内脏痛涵盖疾病种类繁多且发病机理复杂，尚没有哪种技术可以完全揭示其发病规律及机制。

因此，通过多种神经影像学技术相结合，从中枢-周围多角度探讨问题，实现多种技术互补的研究是有必要的。在今后的研究有待将中枢-周围结合、多层次、多角度的进行内脏痛机理研究，可将基因组学、分子生物学、神经解剖学、神经影像学等多种学科进行组合，从不同角度和方向进行研究及阐述。针刺镇痛神经通路的持续研究仍将是今后研究的重点，本文为进一步揭示针刺调节内脏痛的机制提供前期的理论基础，拟为内脏痛的传统中医针灸治疗的推广应用提供借鉴及促进作用。