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头穴针刺对急性脑出血大鼠痛反应神经元电活动双向调节的实验研究

来源:中国针灸学会 点击:321次 时间:2018-09-19

东贵荣1  东红升2  白妍1   金春玉1    李丽秋1 
(1、黑龙江中医药大学针灸研究所,     哈尔滨  150040 ;
2、上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院,上海 200437  )

[内容提要] 目的:从神经细胞电生理学角度探讨头穴针刺急性脑出血大鼠神经元细胞电活动的双向调节作用和机制。方法:采用自身动脉血注入法复制大鼠尾状核急性脑出血模型,应用微电极大脑神经细胞放电技术,对脑出血头穴针刺前后的甩尾反射潜伏期和痛反应神经元放电变化的双向影响进行观察。结果:急性脑出血大鼠痛反应神经元的电活动在注血早期即受到抑制,并随时间的推移而逐渐加重。显示痛反应神经元的痛兴奋性神经元和痛抑制性神经元甩尾反射潜伏期均延长,同时二者机能作用均受损而减弱。头穴针刺使甩尾反射潜伏期均缩短,同时神经元功能恢复而达到新的平衡。结论:头穴针刺对脑出血痛反应神经元细胞的放电活动具有双向的良性调整作用。 
关键词 :头穴透刺  脑出血  神经元放电 双响调节
The Bidirectional Adjustment of Scalp Acupuncture to Neuron Electric-activity of Rat with Acute Cerebral Hemorrhage
DONG Guirong1 ,  BAI Yan1 , JIN Chunyu1,DONG Hongsheng2,LI Liqiu1
(  1 Institute of Acupuncture and Moxibustion of Heilongjiang University of TCM, Harbin 150040
 2Yueyang Hospital of Shanghai University of TCM , Shanghai 200437;)
Abstract  Objective: to clarify the function and mechanism of bidirectional adjustment of scalp acupuncture to neuron electric-activity of rat with acute cerebral hemorrhage by nerve cell electro-physiology. Methods: To prepare the Wistar rat model with acute cerebral hemorrhage by the method of injecting self-arterial blood into the caudate nucleus, then observe the effect of scalp acupuncture to latency of tail-flick and electric discharging of pain-reflection neuron by microelectrode technology.  Results: The result showed that the electric-activity of neuron was inhibited just in the early period of injecting blood and the inhibition would be more with the time went on.The latency of tail-flick of pain-excitation neuron and pain-inhibition neuron of pain-reflection neuron was prolong and at the same time the function of both were bring down.The latency of tail-flick of prolongation was shortened by scalp acupuncture and the function of the neuron was recovered upto new balance.Conclusion: The electric-activity of pain-reflection neuron of rat with acute cerebral hemorrhage by scalp acupuncture could be adjusted bidirectly and went better.
Key words:  Scalp acupuncture
                Bidirectional adjustment
                Acute cerebral hemorrhage of experiment
                 Nerve electro-physiology

针刺的双向调节作用是指当人体机能处于失衡状态时,针刺某些腧穴,则机体失衡的机能可向正常的状态转化而趋于平衡[1]。神经元电活动是直接反映中枢脑神经系统功能状态的重要指标。急性脑出血后,神经元的电活动受到影响,功能受到抑制。头穴针刺治疗急性脑出血疗效显著,大量临床观察和实验研究均已证明头穴针刺具有明显的神经元保护作用[2-6]。本实验采用微电极大脑神经细胞放电技术,进行了脑出血头穴针刺前后甩尾反射潜伏期和神经元放电变化的双向影响的研究,以求从神经细胞电生理学角度探讨头穴针刺的双向调节作用和机制。
1  材料与方法
1.1  动物及分组
雄性Wistar大鼠(225~250g)40只,由黑龙江中医药大学实验动物中心提供。PEN部分按随机数字法分为4组:正常组(n=8),盐水组(n=8),注血组(n=8),针刺组(n=8)。PIN部分也按随机数字法分为4组:正常组(n=2),盐水组(n=2),注血组(n=2),针刺组(n=2)。
1.2  模型制备
采用腹腔注射20%氨基甲酸乙酯(1g/kg)麻醉。尾核出血模型采用自身左心室动脉全血注入法,注血量30微升。此方法为本课题组自1998年起进行脑出血动物实验研究的造模法,操作简便,成功率高,造模成功的行为学标志是:用手提起动物尾部使其后肢离开地面时,动物以瘫侧前肢为中心原地划圈。核团定位按Pellegrino图谱,尾核A(1.0~1.8);L(2.6~3.4);H(5.0~7.0)束旁核A:(-2.2~-2.6);L(1.0~1.4);H(5.5~6.5)。于注血后即刻电针百会透太阳穴。电麻仪为G-6805型,正极接百会,负极接太阳。选参数为1v,15Hz,通电时间为10分钟。盐水组注入等量的0.9%的生理盐水,其余步骤同注血组。
1.3  检测方法
采用辐射热照尾诱发放电的方法,聚集直径为1cm,控制甩尾反射潜伏期在4~8.30秒之间。选择痛反应神经元为观察对象,辐射热照尾开始和甩尾反射发生停止照射时皆用电刺激器使用单脉冲记号作标记,与痛兴奋神经元(PEN)和痛抑制神经元(PIN)的放电情况同时显示在VC-9示波器上,同时用GF-777双道录音机记录,最后经Power-lab chart4.0医用数据处理软件转换成放电频率图,通过频率图上的数值计算出潜伏期、抑制时程和净增值后进行分析。
1. 4统计学处理
实验结果采用SPSS10.0统计软件中t检验进行统计分析。
2  结果
2.1  针刺对大鼠不同状态下甩尾潜伏期(TFL)的影响
2.1.1  针刺对正常大鼠TFL的影响,结果见表1。

表 1  针刺对正常大鼠TFL(单位:S) 影响的比较(X+SD) 
时间窗(分钟) 正常组(8只) 针刺组(8只)
针刺前10-0 5.16±0.15 5.15±0.13
  电针10分钟
针刺后0-3 5.15±0.12 7.65±0.15▲▲
针刺后4-6 5.18±0.17 7.32±0.16▲▲
针刺后7-9 5.20±0.14 6.85±0.20▲▲
针刺组与正常组比较     ▲ P<0.05      ▲▲ P<0.01
2.1.2  针刺对脑出血大鼠TFL的影响,结果见表2。 
表 2  针刺对脑出血大鼠TFL(单位:S) 影响的比较( ±SD)
时间窗(分钟) 正常组(8只) 针刺组(8只)
注血前10-0 5.60±0.13 5.61±0.18
注血后0-10 5.75±0.19 电针10分钟
 注血后11-20  6.05±0.17**  5.69±0.12▲▲
 注血后21-30  6.34±0.17**  5.86±0.13*▲▲
各组与注血前比较      * P<0.05      ** P<0.01
针刺组与注血组比较               ▲ P<0.05        ▲▲ P<0.01
由表1、2可见,头穴针刺对正常状态下大鼠的TFL具有抑制作用(P<0.01)。而当注血使大鼠甩尾反射受到抑制,TFL明显延长时(P<0.01),头穴针刺可以使受抑制的甩尾反射恢复,并使延长的TFL缩短(P<0.01),即针刺能减轻注血对大鼠TFL的影响,且即刻效应显著。

2.2  针刺对急性脑出血大鼠左尾核(血肿局部)痛反应神经元放电的影响(见表3-4)
表 3  各组大鼠不同时间窗左尾核PEN放电比较( ±SD)
时间窗 指标 例数 正常组 盐水组 注血组 针刺组
注血(水)前 潜伏期(S) 8 4.73±0.16 4.71±0.19 4.79±0.14 4.75±0.20
30-21分钟 净增值
(Hz)  9.90±1.16 9.70±1.30 9.24±1.29 9.87±1.27
注血(水)前 潜伏期(S) 8 4.80±0.19 4.92±0.22 4.83±0.23 电针10分钟
20-11分钟 净增值(Hz)  9.40±1.34 8.78±1.37 9.17±0.90 
注血(水)前 潜伏期(S) 8 4.79±0.14 5.21±0.20 4.65±0.23 5.67±0.16**
10-0分钟 净增值(Hz)  9.24±1.29 8.40±1.97 8.91±0.92 6.95±1.35**
注血(水)后 潜伏期(S) 8 4.85±0.16 5.12±0.22 5.16±0.23* 电针10分钟
0-10分钟 净增值(Hz)  9.10±1.46 8.51±1.94 5.21±0.90** 
注血(水)后 潜伏期(S) 8 4.87±0.19 5.07±0.14 6.21±0.19** 5.27±0.36*▲▲
11-20分钟 净增值(Hz)  8.46±0.97 8.92±1.94 1.77±0.55** 6.95±1.35**▲▲
注血(水)后 潜伏期(S) 8 4.87±0.19 5.07±0.14 7.03±0.17** 6.31±0.24**▲▲
21-30分钟 净增值(Hz)  8.46±0.97 8.92±1.94 0.30±0.21** 2.15±1.02**▲▲
各组与施加处理因素前比较      * P<0.05        ** P<0.01
针刺组与注血组比较                           ▲ P<0.05              ▲▲ P<0.01

表 4  各组大鼠不同时间窗左尾核PIN放电比较( ±SD)
时间窗 指标 例数 正常组 盐水组 注血组 针刺组
注血前 抑制时程(S) 2 2.3±0.36 2.37±0.31 2.32±0.24 2.35±0.31
30-21分钟 净增值(Hz)  -7.65±1.12 -7.53±0.89 -7.47±0.78 -7.50±0.72
注血前 抑制时程(S) 2 2.28±0.29 2.32±0.22 2.34±0.22 电针10分钟
20-11分钟 净增值(Hz)  -7.40±1.34 -7.58±1.07 -7.35±1.09 
注血前 抑制时程(S) 2 2.39±0.24 2.29±0.20 2.35±0.21 1.27±0.16**
10-0分钟 净增值(Hz)  -7.24±1.29 -7.40±1.17 -7.39±0.52 -5.95±1.55**
注血后 抑制时程(S) 2 2.27±0.45 2.05±0.43 3.16±0.26** 电针10分钟
0-10分钟 净增值(Hz)  -7.36±0.74 -6.65±0.55 -8.78±0.67** 
注血后 抑制时程(S) 2 2.23±0.42 2.01±0.28 3.66±0.56** 3.16±0.17**▲▲
11-20分钟 净增值(Hz)  -7.29±1.02 -6.39±1.03 -9.8±0.41** -8.89±0.62**▲▲
注血后 抑制时程(S) 2 2.21±0.33 1.95±0.19 4.17±0.07** 2.94±0.12**▲▲
21-30分钟 净增值(Hz)  -7.26±0.93 -6.25±0.86 -11.7±0.16** -8.03±0.52**▲▲
各组与施加处理因素前比较      * P<0.05       ** P<0.01
针刺组与注血组比较                          ▲ P<0.05           ▲▲ P<0.01
2.3  针刺对急性脑出血大鼠左束旁核(血肿邻近部位)痛反应神经元放电的影响(见表5-6)
表 5  各组大鼠不同时间窗左束旁核PEN放电比较( ±SD)
时间窗 指标 例数 正常组 盐水组 注血组 针刺组
注血前 潜伏期(S) 8 4.13±0.19 4.11±0.19 4.12±0.17 4.13±0.17
30-21分钟 净增值(Hz)  9.60±1.14 9.70±1.28 9.65±1.18 9.75±1.37
注血前 潜伏期(S) 8 4.20±0.17 4.20±0.13 4.09±0.12 电针分钟
20-11分钟 净增值(Hz)  9.40±1.24 9.68±1.31 9.67±1.19 
注血前 潜伏期(S) 8 4.27±0.14 4.21±0.20 4.25±0.18 6.07±0.36**
10-0分钟 净增值(Hz)  9.54±1.09 9.45±1.27 9.69±1.02 6.95±1.15**
注血后 潜伏期(S) 8 4.23±0.11 4.19±0.16 4.31±0.14 电针分钟
0-10分钟 净增值(Hz)  9.37±1.24 9.00±1.21 7.05±1.12* 
注血后 潜伏期(S) 8 4.29±0.23 4.30±0.15 4.89±0.18* 4.34±0.11**▲▲
11-20分钟 净增值(Hz)  9.49±1.22 8.75±1.16 6.70±1.15** 8.65±1.36**▲▲
注血后 潜伏期(S) 8 4.31±0.22 4.51±0.19 6.07±0.20** 5.12±0.17**▲▲
21-30分钟 净增值(Hz)  9.56±1.33 8.63±1.24 5.14±1.16** 7.95±1.29**▲▲
各组与施加处理因素前比较    * P<0.05       ** P<0.01
针刺组与注血组比较                      ▲ P<0.05             ▲▲ P<0.01

表 6各组大鼠不同时间窗左束旁核PIN放电比较( ±SD)
时间窗 指标 例数 正常组 盐水组 注血组 针刺组
注血前 抑制时程
(S) 2 2.25±0.09 2.27±0.10 2.22±0.07 2.23±0.08
30-21分钟 净增值(Hz)  -8.25±0.82 -8.2±1.15 -8.27±0.28 -8.29±1.44
注血前 抑制时程
(S) 2 2.27±0.06 2.21±0.07 2.24±0.10 电针10分钟
20-11分钟 净增值
(Hz)  -8.11±1.03 -8.19±1.23 -8.13±1.09 
注血前 抑制时程
(S) 2 2.28±0.08 2.22±0.12 2.25±0.13 1.27±0.16**
10-0分钟 净增值
(Hz)  -7.86±0.74 -7.94±1.17 -8.09±0.52 -5.95±1.55**
注血后 抑制时程
(S) 2 2.29±0.10 2.15±0.07 2.86±0.06** 电针10分钟
0-10分钟 净增值
(Hz)  -8.29±0.92 -7.85±0.75 -9.50±0.67** 
注血后 抑制时程
(S) 2 2.26±0.73 2.13±0.09 3.27±0.05** 2.71±0.07▲▲
11-20分钟 净增值
(Hz)  -8.16±1.12 -7.13±1.08 -10.2±0.67** -8.94±0.52▲▲
注血后 抑制时程
(S) 2 2.23±0.06 2.06±0.06 3.76±0.15** 2.58±0.05**▲▲
21-30分钟 净增值
(Hz)  -8.23±0.12 -7.35±0.69 -11.1±0.67** -8.52±0.64**▲▲
各组与施加处理因素前比较     * P<0.05       ** P<0.01
针刺组与注血组比较                          ▲ P<0.05            ▲▲ P<0.01


由表3、4及表5、6可见,左尾核及左束旁核盐水组在注生理盐水后各时间窗内PEN和PIN放电与注盐水前比较无显著性差异(P>0.05),说明手术操作过程对其影响不大。左尾核及左束旁核注血组在注血后各时间窗内PEN放电与注血前相比潜伏期延长,净增值减少(P<0.05、P<0.01),PIN放电与注血前相比抑制时程延长,净增值减少(P<0.01),说明注血后PEN和PIN对辐射热照尾引起的疼痛刺激的反应性下降,即PEN的兴奋性和PIN的抑制性均下降,并有随时间的延长而加重的趋势,所不同的是神经元放电受抑制程度左尾核较重、左束旁核略轻。左尾核及左束旁核针刺组PEN在注血前针刺后潜伏期延长,净增值减少(P<0.01);PIN在注血前针刺后抑制时程缩短,净增值增加(P<0.01),这说明针刺可使生理状态下PEN对疼痛刺激的兴奋性下降,PIN对疼痛刺激的抑制性提高,从而发挥镇痛作用。而针刺组在注血后针刺后与注血组比较均有极显著性差异(P<0.01),使延长的潜伏期和抑制时程缩短,减少的净增值增加,说明针刺可使受注血影响而抑制的PEN的兴奋性和PIN的抑制性均有恢复,即针刺可减轻注血对左尾核及左束旁核PEN和PIN放电的抑制作用,且即刻效应显著。所不同的是头穴针刺对左束旁核神经元放电的恢复程度较左尾核神经元明显。
3  讨论
辐射热照尾作为伤害性刺激诱发甩尾反射是大鼠测痛的经典方法,现已有大量实验证明放电潜伏期和甩尾潜伏期之间存在着稳定关系[8-9]。PEN和PIN与TFR直接相关,神经元放电变化发生在TFR(甩尾反射)之前,并持续一定时间反应神经元的功能情况。这样就把微观细胞水平变化和宏观行为——甩尾联系起来,增加了可靠性和说服力。
本课题组以百会—太阳穴区为主治疗急性脑出血取得显著疗效。并提出头穴针刺治疗急性脑出血的机制是提高了大脑神经细胞的兴奋性,纠正了抑制性泛化,使被血肿压迫或出血刺激的可逆性神经细胞复活或被抑制的神经细胞觉醒。这一假说得到了临床电生理学的证实[10-11]。
研究表明,盐水组各数值与正常组相比虽无差异,但与各组注盐水前相比有所波动,其特点为注盐水局部波动略大,邻近部位波动较轻,30分钟后基本恢复正常。说明所注生理盐水对其周围神经元的影响只是一种单纯的压迫性作用,且随着这种单纯性压迫作用的解除,神经元的电活动很快恢复,同时这也有助于解释出血对其周围不同部位的影响并非单纯的机械性压迫作用所致。注血后血肿对其周围不同部位痛反应神经元放电具有明显的抑制作用,其中血肿对其局部的抑制作用最重,对邻近部位的抑制作用相对较轻。考虑原因为局部以机械性压迫为主,且在一定时间内持续存在,邻近部位除机械压迫外,更与血肿及血液中生化物质的刺激及局部出血所引起的继发性血管痉挛有关。针刺可使受血肿作用而降低的痛反应神经元的兴奋性明显提高,而且即刻效应显著,说明针刺能改善注血后血肿的机械压迫及其所释放的化学物质对周围神经细胞的损害作用,能减轻血管痉挛引起的缺血改变,使神经细胞的功能活动恢复,既有局部作用,也有邻近部位作用,且以即刻效应为突出特点。
双向调节作用是一种调整阴阳气血平衡关系的作用。大鼠脑内广泛存在着参与痛觉调制过程的两大类神经元,即PEN和PIN,二者是在疼痛的产生及针刺镇痛过程中密切配合、协调活动的两类痛反应神经元。正因为二者之间在致痛过程中存在着一方兴奋而另一方抑制的对立关系,所以亦可将PEN与PIN间关系看成是阴阳制约关系。头穴针刺对大鼠不同状态下对伤害性刺激的反应性具有双向调节作用,具体表现在甩尾反射潜伏期上,生理情况下使其延长以镇痛,病理情况下又使其缩短以恢复兴奋性。可以看出,针刺的作用与大鼠的不同机能状态密切相关,大鼠的甩尾反射在不同状态下均发挥最佳作用。头穴针刺对脑出血前后大鼠痛反应神经元的电活动亦具有双向的良性调整作用,当疼痛刺激使PEN兴奋而PIN抑制时,针刺可抑制PEN的电活动而加强PIN的电活动,即针刺打破了二者之间原有的关系,通过在新的水平上达到新的阴阳平衡状态来产生镇痛效果。当出血刺激使PEN和PIN的电活动同时受到抑制时,二者之间不但平衡状态被打破,且机能状态受到严重抑制,这时针刺的作用就是解除抑制,恢复机能,使二者即使在疾病状态下仍能保持较低水平的平衡而使机体的功能活动在最大程度上恢复。这说明针刺对PEN和PIN的电活动具有双向的良性调整作用,使之在机体的不同机能状态下协调配合,通过PEN和PIN不断的平衡活动,使机体向着免受伤害和趋向正常的方向发展。从现代医学角度来看,针刺作用于头部,其刺激产生的生物电变化通过头皮传导至脑内,作用于脑皮质细胞,而出血产生的压迫和刺激亦可直接作用于脑神经细胞,所以,PEN和PIN这两类痛反应神经元同时接受来自躯体刺激、针刺作用、血肿影响的信息,然后对感受野内的各种信息进行整合,产生相应的兴奋或抑制反应。这也与我们所提出的脑可能为针灸在经穴一—内脏相关联之间的反馈调节中心学说相符合。上述结果在一定程度上说明,针刺能减轻出血对神经元的损害,能促进神经元功能的早期恢复,指出了头穴针刺用于急性脑出血的早期临床治疗的科学性和必要性。
参考文献
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