针刺治疗帕金森病作用机制及研究进展

2023-12-09 16:10吴凌锋徐百灵袁文杰刘双琦张晶萁吴大龙陈新华
长春中医药大学学报 2023年10期
关键词:胶质电针线粒体

吴凌锋,徐百灵,袁文杰,董 硕,刘双琦,张晶萁,吴大龙,陈新华*

(1. 长春中医药大学,长春 130117;2. 辽源市中医院,吉林 辽源 136299:3. 长春中医药大学附属医院,长春 130021)

帕金森病(Parkinson's disease,PD)又名震颤麻痹,近年来的相关流行病学调查数据显示,我国PD 患者逐年增加,每10 万60 岁以上的老人中就有1 800 人患有该病,我国PD 患者众多,占全球PD患者总数二分之一[1]。PD 的主要临床症状是震颤,肌强直,动作迟缓和姿势失衡。PD 在《黄帝内经》中早有相关论述。1991 年拟定的《中医老年颤证诊断和疗效评定标准》中,将PD 命名为“颤证”[2]。2020年最新的《中国帕金森病治疗指南(第四版)》中,表明了PD 的早诊断与早治疗的重要性,不但能改善PD 主要临床症状,并可以延缓病情恶性发展[3]。

虽然《帕金森病治疗指南》中,左旋多巴制剂是治疗PD 的主要药物之一[4]。但是随着疾病的发展和西药的长期使用,会出现贫血、焦虑,抑郁等不良反应,严重影响日常生活。针刺作为一种传统的中医治疗方法,可以疏通人体经络,运行气血,联络脏腑,使机体达到阴阳平衡状态。近年来,针刺治疗PD 的相关研究报道屡见不鲜,疗效显著。临床上通过针刺、电针、头针等多种方法,调节机体的氧化应激反应、炎症反应、α-突触核蛋白的调控异常、线粒体功能缺陷,减轻中脑黑质多巴胺(dopa-mine,DA)能神经元的神经损伤[5],达到改善本病的作用。故本文通过总结归纳近年来针灸治疗PD 的相关内容,探讨PD 可能的发病机制。

1 针刺调节氧化应激反应改善PD

氧化应激(oxidative Stress,OS)是一种失衡状态,当氧化与抗氧化两种作用失衡时,导致中脑内产生过量的活性氧自由基及其他氧化中间产物,研究认为,活性氧自由基具有强氧化性,会诱导细胞衰老导致机体损伤。氧化应激反应与多种病理过程有关,是帕金森病发病过程的中心环节[6-9]。研究表明,氧化应激反应与中脑DA 能神经元损伤关系紧密[10]。大脑内细胞氧需求量大,是人体氧化代谢最活跃的器官,但抗氧化能力较差。随着年龄的逐渐增长,体内抗氧化系统老化,更易受到氧化应激反应影响。正常情况下,机体内的谷胱甘肽(glutathione,GSH)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、 过氧化氢酶(catalase,CAT)等物质,能及时消除大脑内氧化应激产生的自由基等氧化中间产物,从而维持体内氧化还原平衡,继而修复氧化应激反应产生的损伤,保持神经系统的正常功能[11]。

GSH 是细胞内一种重要的抗氧化剂[12-14],对调节氧化应激发挥着重要作用。GSH 在GSH-Px 催化下,GSH 被氧化为氧化型谷胱甘肽,产生O2和H2O,随后氧化型谷胱甘肽在其他酶的催化下,再生成GSH。通过这一反应,GSH 能清除体内多余的自由基,抑制过氧化。GSH-Px 是一种酶类蛋白质,它利用GSH 作为原料,分解人体内多余的自由基。它与体内的SOD 和CAT 共同发挥抗氧化作用。

袁红等[15]研究发现,针刺风池、大椎后可以明显提高SOD 和GSH-PX 活力,降低丙二醛(MDA)含量,证实了针刺治疗可以调节氧化应激反应来改善PD 症状。施茵等[16]在动物实验中发现,针刺对PD 动物模型中脑内SOD、GSH-Px、CAT 等具有良性的调控作用,能够增强相关抗氧化酶的活性,下调实验动物体内过氧化水平。也有研究表明[17],对风府、太冲进行电针刺激,可以提高大鼠黑质区GSH、SOD 等蛋白酶体活性,从而抑制氧化应激反应。以上相关实验均说明针刺相应穴位可以改善PD症状,对机体氧化应激反应具有良性作用。

2 针刺抑制神经炎症反应改善PD

大量实验研究显示,神经炎症与PD 的发病有着十分紧密的联系。神经炎症的特点是通过小胶质细胞、星形胶质细胞的异常激活,过程产生大量的炎症细胞因子,释放活性氧自由基等物质,引发中脑内神经炎症反应,同时破坏血脑屏障(blood brain barrier,BBB),导致DA 能神经元进行性死亡[18],继而推动PD 的发生。

小胶质细胞参与对神经系统免疫调节,是神经系统中常见的免疫细胞,对神经炎症反应有着重要的影响[19]。小胶质细胞活化后有M1 和M2 两种状态[20]。其中,M1 是促炎症状态,会释放一些神经毒素和炎症因子,例如白细胞介素-1β( interleukin-1β,IL-1β)、 肿瘤坏死因子-α( tumor necrosis factor α,TNF-α)、白细胞介素-6( interleukin-6,IL-6)及白细胞介素-12( interleukin-12,IL-12) 等,损伤神经元,诱导神经元的死亡;M2 为抗炎症状态并释放营养因子,促进DA 能神经元生长,例如白细胞介素-4( interleukin-4,IL-4),白细胞介素-10( interleukin-10,IL-10)等,保护神经元。

除小胶质细胞的激活外,星形胶质细胞的异常激活同样发挥着主要的作用。PD 发病过程中,DA能神经元含量降低,导致对星形胶质细胞的刺激作用明显减弱,使星形胶质细胞神经营养功能减弱,从而诱发神经炎症反应[21]。另一方面,小胶质细胞活化过程中,还有轻、中度星形胶质细胞活化和炎症因子释放,两个过程中释放的炎症因子同时引发炎症反应,进一步加重DA 能神经元发生变性坏死而导致严重中脑损伤。

万明珠等[22]研究发现,通过使用“肾脑相济”(肾俞、百会、太溪穴)针法并用一定频率的电针刺激,可以有效抑制PD 模型鼠脑内星形胶质细胞活性,从而提高其对DA 能神经元的保护作用。林淑君等[23]通过实验发现,电针透刺可以降低小胶质细胞活化程度,抑制小胶质细胞的表达,抑制炎症反应。Wei等[24]针刺小鼠内关和足三里,可以降低小鼠中脑小胶质细胞的IL-1β 和TNF-α 的浓度,降低炎症介质的水平,从而促进中枢神经系统功能的恢复。上述实验说明,针刺可以抑制炎症反应从而达到保护DA能神经元的作用。

3 针刺改善α-突触核蛋白的调控异常

α-突触核蛋白(α-Syn)是一种可溶性蛋白质,α-Syn 的异常折叠与PD 关系密切[25]。α-Syn 在生理状态下是神经元蛋白,病理状态下,人体遭受氧化应激反应或者遗传因素等作用影响下,α-Syn 会不正常地折叠,产生寡聚体有害物质,加重DA 能神经元进行性变性、破坏、死亡[26]。α-Syn 以胞吞-胞吐的特殊方式导致相邻神经细胞发生蛋白聚集,或者胶质细胞活化[27]。研究[28]认为,α-Syn 的错误折叠可能从胃肠道开始,且沿迷走神经逆向传播,黑质逐渐受累,最终DA 能神经元的聚集导致PD 的发生。这一发现在相当程度上说明PD 临床症状的演变,即PD 患者从早期嗅觉、味觉下降、便秘和其他非运动症状,逐渐发展为日常运动症状上退变的疾病。

马雪等[29]实验发现、电针干预神庭、天枢、曲池、上巨虚等穴位,可以提高实验小鼠精神状态,降低结肠及脑黑质中α-Syn 的表达,延缓PD 的发生。亢恺雯等[30]电针刺激小鼠嗅三针、迎香、印堂,实验小鼠中脑黑质区的α-syn 异常表达和聚集有所抑制,炎症因子有所下调。Tian 等[31]研究发现,针刺阳陵泉可以促进PD 小鼠模型α-syn 的自噬清除并促进溶酶体膜修复,针刺还可以规避雷帕霉素治疗过程中出现的不良反应以减轻PD 临床症状。以上相关实验均说明电针刺激相应穴位对DA 能神经元具有保护作用,与α-syn 和炎症因子有着密切的联系。

4 针刺调节线粒体功能障碍

线粒体在人体能量代谢反应中处于中心地位。脂肪、蛋白质等物质在线粒体中发生一系列能量反应,维持人体的正常生理状态[32]。此外,线粒体也参与许多细胞活动,如脂肪代谢、细胞凋亡活动、钙离子调节、启动信号转导通路等。

线粒体内膜上的呼吸链由酶复合体(I ~V)组成,早在20 世纪90 年代,大量研究发现,PD 病人的大脑及其他组织中存在线粒体功能障碍,经检测复合体I 活性下降则最为显著。复合体I 活性降低,诱导生成大量的活性氧,会进一步降低DA 能活性,形成恶性循环。脑能量的供给长期不足,造成DA能神经元死亡[33]。相关研究证明[34],线粒体功能的变化会诱发氧化应激反应,且氧化应激反应增加线粒体突变几率,形成另一种恶性循环,这是PD 发病重要的病理环节之一。

此外线粒体本身还有自噬功能[35],即线粒体通过自噬,去除细胞内损伤或过剩的线粒体,以保持细胞中线粒体的正常功能。相关的基因突变,会扰乱线粒体的自噬功能,线粒体自噬效率较低,造成损伤线粒体聚集,引起氧化应激及毒物负担加重,最后发为PD。

吴海洋等[36]实验发现,使用通督调神针(百会、风府、大椎、筋缩)可显著提高小鼠脑组织PINK1,Parkin 蛋白的表达,提高线粒体自噬功能,调控线粒体功能,并保护DA 能神经元。黄凯等[37]发现,电针治疗具有保护和促进PD 鼠模型线粒体的结构和功能恢复的效应,对于提高线粒体功能、缓解DA 能神经元的损伤有明显的改善。蔡伟彬等[38]实验发现,头穴电针对PD 小鼠功能障碍有明显改善作用,可以增强线粒体复合体I 的活性,减少脑内ROS,MDA 含量,提高SOD 活性,电针对线粒体功能缺陷及氧化应激反应具有积极作用。

5 针刺抑制细胞凋亡从而改善PD

细胞凋亡是维持组织稳态和生物体健康的重要机制,对内环境稳定、免疫反应、神经系统发育和修复至关重要[39]。研究显示,细胞凋亡是DA神经元进行性减少的主要原因。细胞凋亡的过程受相关基因调控,包括B 淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)基因家族、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Cysteinyl aspartate specific proteinase,Caspase)基因家族、肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor,TNF)等[40]。

Bcl-2 家族与细胞凋亡关系密切,起调控作用,会激发Caspases 家族活化,加速病理性细胞凋亡。Bcl-2 基因家族分两类[41-42],一类能促进细胞的凋亡,又称为凋亡前体蛋白,例如Bax、Bcl-Xs、Bad、Bak 等;另一类可以抑制细胞的凋亡,例如Bcl-2,Bcl-XL、Bcl-W 等,细胞凋亡的早期阶段主要取决于Bcl-2 蛋白家族两类的平衡关系。

Caspases家族的活化是细胞凋亡的主要环节[43-44],Caspases 家族同分为两类,一类称凋亡启动因子,如Caspase 2、9、10;另一类称凋亡执行因子,如Caspase 3、6、7,参与细胞凋亡执行。Caspases 在正常状态下以一种无活性酶原的形态存在,受凋亡信号的刺激后,Caspase-3 被活化,诱导细胞凋亡。

吴成举等[45]使用“双固一通”针法(双侧关元、足三里、太冲、风府),可上调实验模型鼠Bcl-2 蛋白、抑制Bax 表达,促进模型鼠DA 的合成。白妍等[46]对实验鼠电针刺激百会穴、太阳穴,结果显示,电针可以降低Caspase-3 的表达,抑制细胞凋亡程度。针刺对改善PD 大鼠相关运动障碍,可发挥一定的抗凋亡作用。

6 其他

流行病学调查结果显示,不同区域PD 患病比例存在明显差异,因此,研究者们怀疑,周围环境中会含有某些有毒物质,破坏大脑神经元。

临床上90%以上的PD 患者为散在性发病,未显示出遗传关系。目前,发现有多种基因突变可能与PD 发病有关。基因突变导致蛋白质功能异常,不利于DA 能神经元在中脑内存活。

7 总结与展望

PD 与氧化应激反应、炎症反应、α-突触核蛋白调控异常、线粒体功能障碍、细胞凋亡、环境与遗传因素密切相关,整体机制上来看,这些因素相互关联、相互影响,形成一个恶性循环。PD 患者在我国的数量愈发增加,对人民的身心健康构成严重的威胁。针刺作为祖国医学传统疗法,安全、经济、有效、便捷的特点也越发突出。临床大量病例与实验研究表明,针刺可以改善PD症状并控制病情发展。随着现代医学的不断发展以及先进科学技术的更新换代,对于针刺治疗PD 的临床研究会不断深入与发展。在不久的将来,针刺对于PD 及其并发症的治疗,一定会有更大的优势和潜力。

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