推拿预防周围神经损伤后骨骼肌失神经萎缩的机制研究进展※

2021-01-09 07:08林万隆高佳佳
河北中医 2021年8期
关键词:腓肠肌骨骼肌支配

张 涛 林万隆 高佳佳 叶 斌

(上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院推拿科,上海 200437)

周围神经损伤(peripheral nerve injury,PNI)是临床常见的神经系统疾病,由于神经的修复、再生速度极其缓慢,以及随之带来的相关骨骼肌的失神经支配后出现的萎缩,使得神经恢复及失神经肌肉萎缩的预防成为PNI治疗的关键。而物理治疗尤其是推拿疗法对于PNI后的神经及相关肌肉恢复具有较好的疗效,且具有较高的安全性,副作用小。现将近年推拿治疗PNI的相关机制研究的文献进行整理分析,以期为推拿治疗PNI的基础研究和临床治疗提供思路。

1 推拿通过促进神经再生延缓骨骼肌失神经萎缩

1.1 促进雪旺细胞增殖 雪旺细胞作为周围神经系统中主要的神经胶质细胞,通过分泌神经营养因子(NTF)[1-2]、表达促进轴突生长的多种营养因子、增殖并趋化巨噬细胞,对神经轴突起支持和保护作用,并能对神经断裂后产生的变性崩解物进行降解[3],并将无用的损伤组织代谢为营养成分和炎症调控介质,以维持神经细胞的存活[4-5],故PNI的恢复很大程度上依赖于雪旺细胞的增殖及活性。

1.2 促进轴突再生 PNI后,远处的残端雪旺细胞开始出现一系列支持轴突生长的改变:雪旺细胞在神经损伤后的1~5 d内开始增殖,之后开始逐渐减少[4]。雪旺细胞增殖分化,失去髓鞘表型,成为修复细胞并分泌NTF,与巨噬细胞清除产生的髓鞘和轴突碎片[5]。之后,雪旺细胞沿基底膜管大量增生形成的细胞带(即Bungner band)是再生轴突由近端长进神经远端的必要条件,在诱导轴突的再生中充当临时靶器官,是神经再生理想的环境[6-7]。

1.3 影响NTF及相关蛋白表达 雪旺细胞在PNI后,其细胞膜上表达NTF受体,释放如神经生长因子(NGF)、胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)、脑源性神经营养因子(BDNF)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)及纤维连接蛋白、层粘连蛋白、细胞粘合素和蛋白聚糖,以促进受损神经轴突的再生[8-10]。

研究表明,骨骼肌失神经支配后,经按揉腓肠肌治疗的坐骨神经损伤家兔雪旺细胞S-100蛋白表达提升,且在前期治疗中高于NGF治疗组,说明早期康复中,推拿的康复治疗效果可能优于NGF治疗[11]。机制是通过推拿手法使病损部位雪旺细胞的增殖,延缓失神经支配后肌肉萎缩。王春红等[6]使用按揉法对坐骨神经吻合术后大鼠进行推拿联合跑台训练,发现受损组织内NGF表达升高,推断推拿手法可以促进雪旺细胞的增殖、分裂及迁移。梅旭晖等[12]对神经夹持损伤大鼠行推拿治疗后,发现其NGF及相关受体神经营养因子酪氨酸激酶受体A的表达显著提高、p75神经营养因子受体表达显著降低,损伤的神经在三者的共同作用下开始再生。孔亚敏等[13]经实验发现推拿联合跑轮运动对于大鼠失神经肌肉萎缩的延缓效果,可能与碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)表达的提高有一定关系。

2 推拿治疗可以直接延缓失神经肌肉萎缩

PNI会使其控制范围内的骨骼肌细胞发生结构改变,肌细胞膜上的运动终板会因长期的失神经支配而导致分裂持续减少,最终消失[14]。肌肉萎缩这一过程往往在失神经支配出现后的第1~4周内速度较快,之后萎缩速度变慢,进入相对稳定的平台期[15],但由于神经细胞再生速度非常缓慢,在其取得神经再支配前,骨骼肌往往早已失去再生能力[16]。因此,PNI的康复和预后中首要的治疗环节之一便是治疗和预防失神经骨骼肌萎缩[17]。

2.1 合理促进细胞自噬 细胞自噬是骨骼肌蛋白质降解的主要蛋白水解系统之一[18-19]。通过自噬,细胞可以维持内环境稳定并进行自我消化、降解,是细胞存活的适应性机制[20]。自噬过程中,受损的蛋白质、细胞器等物质被降解为氨基酸、核苷等释放至细胞质中循环利用[21]。也就是说通过细胞自噬,受损的细胞器及蛋白质被清除,同时又为肌纤维提供了再生底物与能量,延缓肌肉萎缩。但过度促进自噬和抑制自噬都会加重肌肉的萎缩[22-24],因此经研究发现,当激活mVps34-Beclin复合物通路[25],上调自噬相关因子苄氯素-1(Beclin-1)、微管相关蛋白Ⅰ轻链3(LC3)的水平[26]时,可合理的激活细胞自噬,缓解肌肉萎缩,有效维持肌肉的质量。

安荟羽[27]研究显示,在前4周对坐骨神经损伤大鼠的萎缩肌肉进行推拿治疗,每周记录大鼠腓肠肌进行肌湿质量比、截面积和直径,最终发现推拿组大鼠腓肠肌Beclin-1、Vps34、LC3 mRNA表达显著高于模型组,但其肌蛋白的降解依然大于合成,认为推拿虽然并不能逆转萎缩的趋势,但可以有效延缓失神经肌肉萎缩,说明推拿可以合理促进细胞自噬的活性,细胞内无用的细胞器和蛋白质被降解,产生了一定的再生底物和能量。同时还发现在21 d后推拿组大鼠腓肠肌自噬因子表达开始下降,说明推拿在缓解肌肉萎缩的速度最快的这段时间内具有较好的效果。

2.2 延缓骨骼肌蛋白降解 随着肌肉萎缩的发生,原本肌蛋白的合成和降解平衡不复存在,肌蛋白的过度分解导致肌量减少,肌纤维变细[28-29]。泛素蛋白酶体系统(UPS)在肌原纤维蛋白的降解中发挥着积极的调控作用,而作为UPS中最关键的酶,泛素蛋白连接酶E3s(ubiquitin protein ligase E3s)[30]在调节肌萎缩中起着重要作用,其肌肉环状指基因1(MuRF1)和肌肉萎缩盒F基因(MAFbx)可促进肌收缩蛋白如肌球蛋白重链、肌动蛋白等的降解[31-32]。

在骨骼肌失神经后,收缩功能异常导致血液运行不畅,代谢产物堆积,UPS激活使得MAFbx、MuRF1上升,这会导致肌蛋白的降解[33-35]。同时研究发现,通过过表达大鼠肌肉中的蛋白激酶B(Akt)基因可抑制蛋白质降解,继而增粗肌纤维并增加肌力[36]。机制研究表明,Akt能够磷酸化叉头转录因子(FoxO)并使其失去活性,抑制FoxO转录因子家族的表达,进而下调肌萎缩相关因子MuRF1、MAFbx的表达,抑制或减缓蛋白质的降解[37-39]。而通过下调Akt的表达可上调使骨骼肌萎缩的相关因子的表达,促进蛋白的降解并诱发骨骼肌的萎缩[40]。万小凤等[41]研究结果表明,推拿治疗可以明显上调Akt mRNA表达水平,使MuRF1、MAFbx mRNA的表达下调,延缓了蛋白的降解速度,减缓了骨骼肌失神经萎缩的速度。

2.3 促进肌卫星细胞增殖 肌卫星细胞是成肌细胞的前体细胞,是人出生后肌肉组织中唯一具有分裂能力的一类成肌细胞[42]。当肌肉失神经支配开始萎缩,巨噬细胞吞噬坏死细胞和基底膜后,邻近的肌卫星细胞被激活,大量增殖并迁移至损伤区,参与附近肌细胞的增殖分化,替代损伤、变性的肌纤维,成为骨骼肌的肌原纤维,最终成为新生肌纤维[43-44]。这也是失神经骨骼肌萎缩后再生的主要途径[45]。

失神经支配骨骼肌的肌卫星细胞在4个月后数量非常少,这可能是导致PNI后不可逆转的骨骼肌萎缩的细胞学机制[46]。在此基础上,郭汝宝等[47]采用按揉法对后肢胫神经切断家兔腓肠肌进行推拿治疗,发现推拿手法可以促进失神经腓肠肌的肌卫星细胞在早期快速增殖,并在第3周达到顶峰,效果优于未进行任何干预的模型对照组。同时发现治疗6个月后,其肌卫星细胞的数量极低,与模型对照组无差异。说明推拿治疗可以促进肌卫星细胞的增殖,提高失神经骨骼肌再生能力。马书杰等[48]对骨骼肌失神经模型家兔进行推拿干预后也发现,腓肠肌失神经支配经按揉法治疗后,从第1周开始直至第3周,肌卫星细胞增殖趋势始终高于模型组,但1个月后增殖速度明显减缓。

3 小结

推拿治疗PNI后神经恢复的相关机制研究中,基本以推拿手法在促进雪旺细胞增殖中的作用,以及对神经修复物质分泌的促进为主。而在后续失神经骨骼肌萎缩的治疗中,推拿手法也可以起到合理促进细胞自噬、延缓骨骼肌蛋白降解、促进肌卫星细胞增殖的重要作用。同时还可以看出,PNI后的再生十分缓慢,而推拿可以在损伤的前期治疗中发挥较好的效果。同时神经的及时恢复对于延缓失神经骨骼肌萎缩、促进其再生又有着十分重要的作用。

虽然推拿对于神经再生及预防失神经骨骼肌萎缩的相关机制研究较多,但其作为一种物理刺激,如何具体的在PNI后康复中发挥作用,蔡国锋[49]认为,是推拿的机械刺激对局部或穴位产生了良性反应,①通过改善损伤神经髓鞘的血液循环,使神经再生修复所需的微环境较早形成,以促进雪旺细胞增殖和损伤神经元胞体的存活;②改善周围神经装置及传导径路,通过兴奋周围神经加速其传导反射;③通过诱发机体免疫和神经内分泌系统的应激性反应。

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