[摘要]学习记忆障碍是最常见的认知障碍,各年龄段均可发生,老年患者发病率更高,电针百会、神庭穴被广泛应用于各种病因导致的学习记忆能力下降,效果显著且安全,患者依从性良好。本文对百会、神庭穴行电针干预改善学习记忆的机制进行综述,以发现可能存在的问题并提出相应的解决方法,从而推进针灸临床与理论研究的进一步发展。
[关键词]电针;百会;神庭;学习;记忆
doi:10.3969/j.issn.1674-7593.2023.03.022
Research Progress on Mechanisms of Electroacupunctureon Bai-hui and Shen-ting to Improve Learning and Memory Ability
Guo Xiaole1,2,Liu Xiaona1,Li Xuefeng1,Pan Ting1,Yang Weiwan1,Li Tao2,Wang Hongfeng1**
1Changchun University of Chinese Medicine,Changchun130117;2The Third Affiliated Hospital of Changchun University of Chinese Medicine,Changchun130000
**Corresponding author:Wang Hongfeng,email:ccwhf123@163.com
[Abstract]Learning and memory disorder is the most common cognitive disorder.The incidence rate of it in elderly patients is higher than it in other age population.Electroacupuncture Bai-hui and Shen-ting point is widely employed in order to increase the learning and memory ability which declined by various causes.It has significant effects,high safety and good patient compliance.This paper reviews research progress on mechanisms of Bai-hui and Shen-ting electroacupuncture intervention on improving learning and memory ability.So as to summarize the possible problems in the current research and put forward the corresponding solutions,and promote the further development of clinical and theoretical research on acupuncture and moxibustion.
[Key words]Electroacupuncture;Bai-hui point;Shen-ting point;Learning;Memory
学习记忆障碍是最常见的认知障碍类型,严重影响了病患的生活质量,已成为当前医学研究和干预的热点问题。然而,目前尚缺乏针对学习记忆能力障碍的特效药,电针疗法因其高效便捷的特点被广泛应用于针灸临床中,督脉的百会、神庭穴是治疗学习记忆能力下降应用频次最高的两个腧穴,也是局部取穴连接电针仪的首选对穴[1]。研究表明,电针百会、神庭穴对学习记忆能力具有正向作用。本文对电针干预百会、神庭穴改善学习记忆能力的潜在作用机制的研究进展作一综述。
1调节突触可塑性
突触可塑性是指在一定条件下突触的功能、形态和数目发生变化的能力,与学习记忆能力关系密切[2]。电针对于突触可塑性具有正向促进作用。动物实验研究表明电针百会、神庭穴通过抑制嘌呤受体P2X7R[3]。降低海马CA1区内源性酪氨酸激酶2(Janus-activated kinase 2,JAK2)和信号传导和转录激活因子3(Signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)的水平和磷酸化水平[4]。上调含LIM结构域的蛋白激酶 1(LIM- domain containing protein kinase1,LIMK1)的磷酸化水平[5]。上调海马区生长相关蛋白43(Growth-associated protein 43,GAP-43)的表达[6]。通过上述途径促进海马区突触素和突触后致密蛋白-95的表达,增加突触囊泡数量,改善突触的病理性微观结构,增强大鼠海马CA3- CA1区突触结构可塑性和突触传递效能[7]。进而显著改善脑缺血再灌注损伤大鼠及血管性痴呆大鼠的学习记忆能力。
N- 甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartic acid receptor,NMDAR)分布于突触后膜,是前额叶在工作记忆、识别记忆等认知功能领域中发挥重要作用的关键,学习与记忆的细胞分子基础是以NMDAR 介导的长时程增强(Long-term potentiation,LTP)为基础的功能性突触可塑性。NMDAR1 是 NMDAR 行使正常功能的必备亚基,NMDAR2B是NMDAR的关键调节亚基,与LTP及突触可塑性密切关联。电针百会、神庭穴通过促进前额叶组蛋白H3K9乙酰化、下调微RNA miR-219a,进而促进突触可塑性相关蛋白NMDAR1和NMDAR2B表达增强,NMDAR离子通道电流增强,促进神经元兴奋性放电,促进突触可塑性,改善血管性痴呆大鼠的学习记忆功能[8-9]。综上所述,电针百会、神庭穴能够多靶点增强海马突触可塑性及树突棘的可塑性,进而改善学习记忆能力[10]。
2调节神经炎症反应
神经炎症是机体的一种自我保护机制,在炎症过程中,被活化后的小胶质细胞和星形胶质细胞吞噬作用增强,通过释放促炎因子和趋化因子清除受损或凋亡的神经元,进而重塑脑功能。一定因素下,肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor alpha,TNF-α)、白细胞介素1β(Interleukin 1 beta,IL-1β)等促炎因子的释放随着小胶质细胞的过度活化而增加,而持续的神经炎症可导致神经细胞变性坏死,导致大脑认知功能受损。电针百会、神庭穴通过阻断相关信号转导通路的活化进而抑制促炎因子的分泌,发挥抗炎作用。电针百会、神庭穴通过抑制小鼠前脑内的炎症反应实现神经保护作用,改善学习记忆障碍[11]。通过调节小胶质细胞极化,抑制小胶质细胞M1表型极化,促进M2表型极化,改善轻、中度阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)小鼠的学习记忆功能[12]。通过调控海马区内小胶质细胞极化状态,减少海马区Aβ蛋白沉积,进而增强海马区的功能活动、改善AD 模型小鼠APP/PS1的学习记忆能力[13]。调节松果体褪黑素合成限速酶-芳烷基胺-N -乙酰转移酶表达,上调内源性褪黑激素水平,抑制海马CA1区星形胶质细胞活化,发挥神经保护作用,缓解神经功能缺损,改善认知功能[14]。
3调节氧化应激反应
氧化应激反应可严重破坏脑细胞的结构完整性,影响正常的生理功能。动物实验研究从反应活性氧(Reactive oxygen species,ROS)等自由基代谢异常的角度揭示了电针百会、神庭穴改善脑缺血/再灌注(Ischemia/Reperfusion, I/R)损伤大鼠的学习、记忆等基本认知功能的机制是通过提高抗氧化酶、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathion peroxidase,GSH-Px)的活性,减轻大鼠脑组织中脂质过氧化产物丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的蓄积,降低ROS对细胞结构的破坏以发挥神经保护作用[15]。电针百会、神庭穴还可以通过调控谷胱甘肽转移酶的表达改善海马、前额叶氧化应激损伤,从而减轻血管性认知功能障碍[16]。
4调节神经递质水平
乙酰胆碱(Acetyl choline,Ach)是中枢胆碱能系统的关键神经递质,与学习记忆等认知功能密切相关。Ach含量减少,会导致学习、记忆功能障碍。持续4周的百会和神庭穴电针治疗可以显著改善5 × FAD AD模型小鼠的空间识别记忆和模式分离障碍,减少神经元损失,改善AD小鼠的认知功能[17]。临床研究表明,电针百会、神庭穴能够改善AD患者认知功能,提高神经递质5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、β-内啡肽(β-endorphin,β-EP)和多巴胺(Dopamine,DA)水平[18]。
5调节相关基因表达
一氧化氮(Nitro oxygen,NO)由血管内皮细胞释放,是调节血管生成所必需的气体分子,促进毛细血管新生,其异常表达可导致脑卒中等脑病的发生。百会、神庭穴电针治疗通过调控NO表达改善脑卒中大鼠的认知功能[19]。电针百会、神庭穴通过促进电压依赖性钙通道α-1d亚基(Calcium voltage-gated channel subunit alpha 1d,CACNα1d)的表达、抑制人钙调蛋白调节血影蛋白关联蛋白2(Calmodulin-regulated spectrin-associated protein 2,CAMSAP2)和γ-神经突触核蛋白(Synuclein-γ,SNCG)的表达,促进信号转导,减轻脑组织损伤,改善脑卒中大鼠学习记忆能力[20]。
核因子κB(Nuclear factor kappa-B,NF-κB)所介导的神经元细胞凋亡参与了脑卒中后的认知功能障碍[21]。电针百会和神庭穴,NF-κB通路下游的促凋亡靶基因Bax的表达显著下降,缺血性脑组织NF-κB信号通路被抑制,进而抑制了脑细胞凋亡[22]。电针百会、神庭穴通过抑制JNK/ERK1/2途径介导的细胞凋亡,增强缺血周围区域细胞外调节蛋白激酶(Extracellular regulated protein kinases,ERK1/2)的活化,上调了抗凋亡蛋白Bcl-2/Bax在缺血周围区域的比例,提高学习记忆能力[23]。综上所述,电针百会、神庭穴通过调节相关基因和蛋白的表达影响多条信号通路,进而抑制细胞凋亡,改善脑病后学习记忆障碍。
6调节相应脑区的功能活动
目前,脑功能成像技术的快速发展为全面客观研究针刺即时、远期作用的中枢机制提供了有利条件。功能磁共振 (Functional magnetic resonance imaging,fMRI)已被逐步应用到针刺治疗认知功能障碍的作用机制研究[24]。针刺的即时作用可以顺序、特异性地调节与学习记忆功能相关脑区的神经元活动,电针百会、神庭穴对默认模式网络(Default mode network,DMN)具有广泛调节作用,能够高强度地激活颞叶、枕中回、额中回和楔前叶等的视觉、听觉和记忆中枢,从神经影像学的角度阐述了其对认知功能障碍的作用机理[25]。百会、神庭穴的电针治疗能显著改善非痴呆型血管性认知障碍(Vascular cognitive impairment no dementia,VCIND)患者的整体认知功能、记忆力和执行功能[26]。通过对患者的影像学数据分析发现,电针百会、神庭穴后,VCIND患者DMN的功能连接显著增强,其中后扣带回-左额中回及后扣带回-右颞上回之间的功能连接与认知功能呈正相关。
连续针刺神庭、百会穴12周后,脑小血管病所致认知功能障碍患者局部脑区的自发活动增加,右侧颞下回、左侧枕中回、左侧枕上回以及右侧顶上回的低频振幅(Amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)值显著增高[27]。动物实验表明电针百会和神庭穴刺激可以激活大脑中动脉闭塞性认知障碍大鼠的海马、扣带回、感觉皮层和边缘前皮层等与认知相关的脑区,提高学习记忆能力[28]。
电针百会、神庭穴可改善血管性认知障碍大鼠(Vascular cognitive impairment,VCI)或血管性痴呆(Vascular dementia,VD)大鼠的工作记忆, 延缓AD模型APP/PS1小鼠学习记忆功能的减退,其机制可能与增强海马、前额叶皮质、杏仁核等脑区功能活动有关[29]。电针百会、神庭穴可以改善大脑中动脉闭塞(Middle cerebral artery occlusion,MCAO)大鼠海马及内侧前额叶等认知相关脑区及与认知间接相关脑区的葡萄糖代谢,促进神经细胞正常能量转换,提高学习记忆功能[30]。
7小结
综上所述,电针百会、神庭穴改善学习记忆能力的作用机制可能是通过调节突触可塑性、调节神经炎症应答、氧化应激反应、神经递质水平、相关基因表达及相应脑区的功能活动实现的。目前的临床研究相对较少,更多集中在动物实验研究上。部分研究中电针治疗参数及疗程设置各有不同,其量效关系需要进一步深入探索。从中医角度来看,涉及到辨证论治的临床研究较少,下一步应加强开展基于中医辨证论治思想的临床随机对照试验研究,明晰电针百会、神庭穴改善学习记忆能力的中医理论基础,为针灸临床应用提供确切的理论依据。
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(2023-02-10收稿)