针刺调控5-羟色胺-谷氨酸/γ-氨基丁酸长神经环路防治广泛性焦虑障碍的作用机制探讨

金霞霞，周锋，雷正权，高桃，秦乐瑶，张梦丹，董文迪

作者单位：1陕西中医药大学针灸推拿学院，陕西 咸阳 712046；2陕西中医药大学附属医院，a脑病三科，b针灸科，陕西 咸阳 712000；3广州中医药大学佛山临床医学院，广东 佛山 528000

广泛性焦虑障碍（generalized anxiety disorder，GAD）是一种以经常性或持续性紧张不安，并伴有自主神经功能过度兴奋或警觉为主要临床表现的焦虑障碍［1］，是临床中最常见的精神障碍之一。GAD 的主要表现为持续且难以自控的恐惧、焦虑、担心，常伴有躯体、行为及认知障碍，严重危害病人的身心健康［2］。GAD 现已引发社会各界的广泛关注［3］，可能会诱发焦虑抑郁共病、心血管疾病等，不仅会影响病人生活质量，亦会给家庭和社会增加负担。据流行病学调查研究表明：GAD 的全球患病率约为7.3%，大面积流行的疫情导致GAD 患病率大幅度上升［4-5］。现代社会经济的快速发展，高强度、高压力的工作以及生活环境亦成为GAD 的诱发因素。尽管GAD 的具体发病机制尚未明确，但研究发现其发病可能与遗传、大脑神经化学物质、神经中枢机制及免疫因素等相关；神经化学物质如γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid，GABA）、谷氨酸、5-羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）和多巴胺等异常均可能会引发GAD。研究发现，针刺可通过调控5-HT-谷氨酸/GABA 长反馈神经环路防治GAD，机制可能是针刺激活谷氨酸能或GABA能神经元而调控5-HT 的释放，从而纠正脑区谷氨酸/GABA 兴奋/抑制系统的失衡状态。本研究综述了5-HT-谷氨酸/GABA 与GAD 的相关性以及针刺防治GAD 的研究现状，旨在为针刺干预治疗GAD 提供潜在突破口，为提高针刺疗效提供借鉴。

1 5-HT系统与GAD发病的关系

1.1 5-HT 系统基因多态性血清素广泛地参与机体多种功能，包括调控感觉、自主神经、运动系统等［6］。血清素神经元在中枢神经系统（central nervous system，CNS）水平仅限于脑干，位于中缝背核中。5-HT 不均匀地分布在CNS 与外周组织中。神经元可投射到大部分大脑，而中缝尾的5-HT神经元细胞核投射区域为小脑和脊髓［7］。5-HT 由氨基酸、L-色氨酸通过顺序羟基化和脱羧合成。5-HT 及其受体广泛存在于肠神经系统、CNS及胃肠道、心血管等非神经组织中，并参与了多种生理活动和行为障碍的调节，例如重性抑郁症、焦虑症、精神分裂症及自主神经功能的调控等［8-9］。5-HT 系统包含了5-HT、5-HT 转运体（5-hydroxytryptamine transporter，5-HTT）及5-HT 受体［10］。目前研究发现：5-HT 受体家族由7 个亚家族构成，而亚家族又包括30 多种亚型受体；其中5-HT1、5-HT2、5-HT3、5-HT4、5-HT7可对胃肠道功能产生影响，5-HT5、5-HT6主要调控精神及神经系统，而受体亚型不同则作用于效应器上产生的生物学效应相异［11］。5-HT1受体又由7 种亚型受体组成，属5-HT系统中亚型最多的受体［12］。

1.2 5-HT系统基因多态性多渠道调控GAD

1.2.1 5-HT1亚型受体的G 蛋白偶联作用5-HT1A受体主要分布在大脑边缘系统及肠神经元的肌腱或黏膜下神经丛内，通过G蛋白的偶联作用，降低腺苷酸环化酶（adenylate cyclase，AC）的活性，间接下调环腺苷酸的合成能力，进一步抑制突触后电位的兴奋性，导致平滑肌松弛［13］。5-HT1E受体主要存在于内嗅皮质、壳核尾状核和隐窝中，可通过降低AC的活性，增加第二信使环腺苷酸的合成能力，兴奋突触后电位，引起血管平滑肌收缩［11］。胃肠壁平滑肌松弛容易引发如恶心、呕吐、反酸、烧心及消化不良等一系列表现。这种现象长期存在会对个人的精神状态产生不利影响，诸如出现焦虑、抑郁、躁狂等。5-HT5A受体作用机制与5-HT1A受体及5-HT1E受体大致相同。研究表明：5-HT5A受体可能与控制昼夜节律、情绪和认知功能有关，且基因关联研究亦表明该受体与精神分裂症等疾病相关［14］。

5-HT1A受体存在于延髓、脊髓背角、中缝背核以及皮质和边缘区域，可能参与了情绪状态、认知和疼痛调节［15］；且5-HT1A是一类新型受体拮抗剂，具有抗抑郁及焦虑的作用［16］。动物实验研究证实：激活杏仁核5-HT1A激动剂可明显改善6-羟基多巴胺损伤后大鼠的焦虑状态［17］。相关研究提示，低剂量5-HT1A激动剂可优先作用于GABA神经元上5-HT1A，进而增强锥体神经元兴奋性［13］。研究发现，5-HT1B受体可作为治疗焦虑症的潜在靶点；其变化与抑郁病人电击治疗后汉密尔顿抑郁量表的抑郁评分具有强相关性［18］。5-HT1C受体分布于脉络膜丛中上皮细胞，主要作用于边缘系统，其可通过G蛋白偶联信号，激动磷脂酶C，水解磷酸肌醇并引发一系列反应，进而影响机体的睡眠、性行为以及神经内分泌等功能［19］。

1.2.2 5-HT 系统多态性与谷氨酸/GABA、GAD研究发现，5-HT2C受体与疼痛、成瘾和自杀行为等有关，其机制可能是激活谷氨酸能或GABA 能神经元起到抑制5-HT的作用，也可能通过抑制额叶皮质和大脑边缘系统的多巴胺能神经的活性，从而参与精神类疾病的发生［20］。5-HT3受体亚型可借助配体门控阴离子通道发挥作用，与精神分裂和GAD 密切相关［21］。集中分布在CNS 的尾状核和脑核中的5-HT4可调控神经递质的释放与神经元离子通道的活性，通过多渠道包括睡眠-觉醒周期、食欲、情绪和心理健康等参与大脑功能的调节［22］。研究证实，5-HT6受体拮抗剂与CNS 紧密相关，主要参与乙酰胆碱、多巴胺、GABA 等神经递质的调节，在调节焦虑、抑郁等方面至关重要［23］。实验研究表明：5-HT6受体水平上调会影响机体灵活性，而阻断或者药物诱导可减轻对啮齿动物的这种损害［24］，这项研究有助于开发神经精神疾病新疗法。5-HT7受体在CNS 主要位于下丘脑、脑干、中缝背核等脑区，已证实其与减轻压力、抑制焦虑和伤害感受有关［25］。莫贤炜等［26］研究发现抗精神病药物阿立哌唑对5-HT7受体有较高的亲和力，而通过联合用药可增强5-HT重摄取抑制剂类抗抑郁药的疗效。综上所述，GAD 是一种多因素介导的疾病，5-HT 受体实际受单胺系统与非单胺系统的双重调控。

1.2.3 5-HT 系统基因易感性有研究结果发现，5-HTT 基因SS 基因型和S 等位基因可能为GAD 的易感因子［27］。Lazary 等［28］研究证实，5-HTT 基因GG基因型及SS基因型携带者，患焦虑抑郁的风险是其他基因型的5倍，这提示GAD的发病可能与5-HT系统的基因多态性相关。选择性敲除小鼠脑内5-HT能神经元中组蛋白去乙酰化酶6（histone deacetylase，HDAC6）可缓解糖皮质激素皮质酮介导的促焦虑作用和慢性社交失败应激后的社交回避行为，表明HDAC6 缺失可通过抑制5-HT 通路中糖皮质激素皮质酮信号传导发挥抗焦虑效应［29］。综上所述，5-HT系统在GAD的发生发展中至关重要。

2 谷氨酸/GBAB调节GAD 精神状态

多胺类物质对活生物体起调节作用，参与了细胞的生长、分化和凋亡等过程［30］。大量研究表明，谷氨酸和GABA在精神的调控方面至关重要［31］。在CNS中，神经递质参与了焦虑抑郁的调节，其中最重要的是GABA和谷氨酸。谷氨酸是大脑中主要的兴奋性神经递质，可通过调节边缘脑结构神经元的兴奋性参与焦虑的发生与发展，而GABA 是抑制性神经递质，能有效调节焦虑状态，其在谷氨酸脱羧酶的催化作用下由兴奋性神经递质谷氨酸通过脱羧反应而产生，并与突触后膜的GABA受体相结合，打开离子通道，使氯离子内流，钾离子外流，通过减慢突触后神经元的放电速率来抑制中枢神经元［32］。研究证实，焦虑症病人体内中枢兴奋性氨基酸神经递质谷氨酸水平过高，抑制性氨基酸神经递质GABA水平过低，而经干预治疗后，病人的GABA、谷氨酸水平均发生了逆转；说明谷氨酸、GABA 在情绪和焦虑的调控方面至关重要［33］。高尤等［34］研究创伤后应激障碍大鼠模型发现，模型组大鼠血浆中谷氨酸水平升高，治疗组大鼠反之，提示精神类药物可通过调节谷氨酸的水平，进而缓解大创伤后应激障碍大鼠的一系列焦虑症状。高质量的测量表明［35］：精神分裂症病人前额皮质内谷氨酸水平呈持续减少状态，表明谷氨酸与精神类疾病具有相关性，这有助于进一步阐明GAD的病理生理机制。

相关研究证实：兴奋性神经递质谷氨酸，具有调节情感、行为、学习、记忆及神经突触可塑性的作用；谷氨酸能神经递质及其神经传递功能异常可能与双相情感障碍的病理机制相关；编码N-甲基-D-天冬氨酸受体亚基基因中的特异性单变体可通过改变谷氨酸的传递进而影响机体的神经精神状态［36］。据调查人类部分边缘脑区、前额皮层存在GABA 能神经投射，这些脑区与情绪认知功能等息息相关［37］。因此GABA水平下降，谷氨酸水平升高，其兴奋/抑制系统失衡可能会对边缘脑区、前额皮层的功能造成不利影响，这可能是病人出现焦虑抑郁的主要原因之一。研究发现抑制下丘脑外侧区的谷氨酸能神经元后，增强了小鼠的焦虑样行为，提示该神经元和调控焦虑状态有关［38］，综上所述，谷氨酸-GABA与GAD密切相关。

3 针刺调控 5-HT-谷氨酸/GABA长反馈神经环路

3.1 5-HT-谷氨酸/GABA 及神经环路相关研究发现，GAD 的发病可能与5-HT-谷氨酸/GABA 长反馈神经环路相关，机制可能为激活谷氨酸能或GABA 能神经元而调控5-HT 的释放。有研究表明，前额皮层和中缝背核之间存在着以神经长投射方式为基础的解剖学联系，即前额皮层的锥体神经元可长投射至中缝背核，调节5-HT 神经元活性；而中缝背核的5-HT神经元长投射至前额皮层，调节谷氨酸锥体神经元兴奋性及GABA中间神经元［39］。前额皮层和中缝背核两脑区域中存在单胺（5-HT）和非单胺（谷氨酸-GABA 系统）交互作用的界面，在前额皮层及海马等区域中以谷氨酸-GABA 为中心的5-HT等受体调节界面，来自中缝背核的5-HT长投射调节谷氨酸锥体神经元和GABA 神经元（借助5-HT 受体）；而在中缝背核中以5-HT 神经元为中心的谷氨酸-GABA 调节界面，5-HT 神经元活性主要受来自前额皮层的锥体神经元长投射［通过氨甲基膦酸（aminomethylphosphonic acid，AMPA）受体］以及GABA中间神经元（通过氨基丁酸A 型受体）调节。因此，前额皮层和中缝背核这2 个脑区之间又形成了单胺-非单胺交互作用的环路，即5-HT-谷氨酸/GABA长反馈神经环路。

据此，可进一步研究针刺对5-HT-谷氨酸/GABA长神经环路的影响，以期为针刺干预防治GAD 提供新方向。有研究发现：针刺能下调焦虑模型大鼠海马区谷氨酸含量，上调GABA的水平，进而调节谷氨酸/GABA 比值来干预焦虑模型大鼠海马区谷氨酸/GABA（兴奋/抑制平衡）系统［40］。实验发现：针刺可上调抑郁大鼠海马及前额叶皮层的谷氨酸-C4、谷氨酰胺-C4 及Y-GABA-C2 的表达量，提示针刺可通过调控谷氨酸的分解与代谢来干预机体精神状态，这可为研究GAD的发病机理提供方向［41］。

3.2 针刺改善GAD 病人焦虑状态经颅微电流刺激疗法近年来被广泛应用于治疗焦虑及抑郁［42］。经颅微电流刺激疗法可直接向脑部输入具有一定波形和频率的低强度微电流，对大脑产生刺激作用；其因安全性较高而备受关注［43］。现代研究发现，经颅微电流刺激疗法联合针刺可促使大脑皮质、下丘脑分泌5-HT、内源性吗啡肽等物质［44］，同时能纠正异常脑电波，可有效缓解GAD 病人的紧张焦虑等情绪［45］。卜筱梅［46］采用“疏肝调神”配穴与埋线治疗GAD（肝郁气滞型）病人66例，能够显著降低GAD 病人的状态性及特质性焦虑程度，并有效降低GAD 的复发率。刘二军等［47］采用针刺背俞穴联合经颅微电流刺激治疗GAD 病人60 例，经测定后发现病人血清神经递质、血清5-HT、去甲肾上腺素及多巴胺水平显著升高，而经针刺联合经颅微电流刺激治疗能够调节中枢神经，纠正紊乱的神经递质，明显改善GAD 病人的焦虑症状。闫恺鑫［48］采用“健脾化痰针法”治疗GAD（痰气郁结型）病人，有效降低了焦虑量表及中医证候量表的评分。

针刺督脉穴位可疏通督脉经络系统，激发“元神之府”，恢复高级中枢的神经机能活动以“调神”。冯晓丹等［49］采用“通督解郁”针法（主穴：百会、神庭、内关；辅穴：三阴交、太冲、通里）联合中药治疗GAD 病人，显著改善了病人焦虑症状。李阿慧、孙培养［50］选用“通督调神”针法（主穴：水沟、哑门、大椎、风府、上星、百会、命门）治疗GAD，经干预治疗1个月后，治疗组有效率为90.00%，对照组为83.33%，差异有统计学意义（P＜0.05）。陈明珠［51］采用“通脑调神”针法（选穴百会、风府、神庭、膻中、中脘、关元、内关）治疗GAD；与常规针刺组相比，“通脑”组在改善焦虑、紧张、认知及抑郁等方面，疗效显著。杨晓乐等［52］在口服西药丁螺环酮、右佐匹克隆的基础上联合针刺（主穴：内关、膻中、水沟、三阴交、太冲、百会、神门；配穴：肝气郁结者配期门；脾虚体弱者配足三里、脾俞；痰气郁结者配丰隆；心肾亏虚者配心俞、肾俞、通里）治疗GAD 伴失眠病人，显著改善其焦虑及失眠症状。吴金灵［53］选用豹文刺心俞、肝俞治疗GAD病人，发现以豹文刺背俞穴治疗GAD疗效优于常规针刺疗法，差异有统计学意义（P＜0.05）。综上所述，针刺干预可改善GAD 病人焦虑状态，其机制可能与调控5-HT-谷氨酸/GABA 长神经环路有关，这有待进一步研究加以明确。

4 小结

GAD 是近年来的研究热点，属中医“郁证”“惊悸”“怔忡”等范畴。临床药物如苯二氮䓬类、以5-HT再摄取抑制剂为代表的精神类药物虽疗效不错，但存在副作用多等缺点。针刺因其操作简便、疗效显著、适应证广及防治结合等优点广受欢迎。单胺（5-HT）和非单胺（谷氨酸-GABA 系统）与GAD 的发病密切相关，目前单胺5-HT 系统已成为研发防治GAD 药物的主要靶点，同时5-HT 是参与针刺效应的重要中枢调控物质，在阐述针刺效应作用机制中极具重要价值。研究已证实针刺可对中枢5-HT 的水平产生影响。GAD 的发病可能与5-HT-谷氨酸/GABA 长神经环路有关，机制可能为激活前额皮层及海马等区域谷氨酸能或GABA 能神经元而调控5-HT 的释放；该环路的快速启动激活以及持续的正性强化可能是针刺后快速发挥抗焦虑、抑郁的重要机制。即针刺提高前额皮层及海马等区的5-HT 水平后，通过一系列5-HT 受体（包括14 种亚型）非特异性的、间接调节兴奋/抑制系统的稳态。针刺可通过调控单胺（5-HT）释放的同时，也能直接调节非单胺能神经元（GABA-谷氨酸），即针刺亦能通过下调前额皮层及海马等区域谷氨酸水平，上调GABA 的表达量，从而纠正该区域谷氨酸/GABA 兴奋/抑制系统的失衡状态。有研究认为，GAD发病可能与5-HT基因多态性及易感性有关，尚缺乏进一步的证据支撑；不同基因之间的交互作用对GAD 发病产生的影响也未知，这将为研究GAD 新疗法以及探索GAD病理生理机制提供新方向。GAD 病人的针刺疗效在临床中存在差异性，这可能与5-HT基因多态性有关。而这方面的研究目前较为欠缺，故研究前景广阔，有待进一步探索，这将会为提高GAD 病人针刺疗效提供突破口。