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針刺對腦缺血再灌注損傷相關免疫細胞活動的調節作用①

2012-01-24 22:13邵卓益劉喆
中國康復理論與實踐 2012年5期
關鍵詞:肥大細胞星形膠質

邵卓益,劉喆

針刺對腦缺血再灌注損傷相關免疫細胞活動的調節作用①

邵卓益,劉喆

缺血性腦血管病是臨床的常見病和多發病,且病殘率、病死率和復發率高。近年來研究表明,腦缺血再灌注后的炎癥反應是導致繼發性損傷的關鍵,免疫細胞作為腦缺血再灌注后炎癥因子的靶細胞,向缺血區域浸潤、聚集后,導致繼發性神經元損傷和梗死面積的擴大,引起腦組織損傷。針刺調節腦缺血再灌注損傷相關免疫細胞活動的研究正逐步深入。

針刺;腦缺血再灌注;炎癥反應;免疫細胞;綜述

[本文著錄格式]邵卓益,劉喆.針刺對腦缺血再灌注損傷相關免疫細胞活動的調節作用[J].中國康復理論與實踐,2012,18(5): 414-416.

缺血性腦血管病約占腦卒中發病總數的50%~70%。眾多研究表明,急性炎癥反應是導致缺血性腦血管病繼發性損傷的關鍵原因,炎癥反應中相關免疫細胞及細胞因子直接導致繼發性損害。作為治療缺血性腦血管病重要手段之一的針刺療法,對缺血性腦血管病急性炎癥反應中相關細胞活動的影響引起了眾多學者的關注?,F將近年來針刺調節腦缺血再灌注(ischem ia/ reperfusion,I/R)損傷相關細胞活動的研究總結如下。

1 白細胞

炎癥反應介導了腦I/R損傷,白細胞,尤其是中性粒細胞的聚集、浸潤是炎癥反應的關鍵步驟。白細胞加重缺血后神經元損傷的主要機制有以下幾種:①白細胞機械性阻塞微循環,減少局部腦血流量;②活化的白細胞釋放氧自由基和蛋白水解酶,導致腦血管損傷,通透性增大,引起腦組織水腫和神經元損傷;③通過損傷所黏附的血管內皮細胞,破壞血腦屏障,引起水腫、出血,形成缺血與炎癥反應之間的惡性循環[1]。

1.1 中性粒細胞 針灸不僅可以降低炎癥反應時外周血白細胞(以中性粒細胞為主)數量,減少炎癥細胞的表達,提高巨噬細胞吞噬能力,而且可以改善白細胞的黏附性,減緩白細胞-內皮細胞的黏附過程,使進入缺血區腦組織的白細胞數減少[2]。用“醒腦開竅”針法治療局灶性腦缺血大鼠,可明顯減輕炎性細胞(以中性粒細胞為主)的黏附和浸潤[3],改善腦缺血周圍區超微結構損傷,減少中性粒細胞浸潤[4];在造模后3 h給予針刺效果最理想。

1.2 單核-巨噬細胞 單核-巨噬細胞是體內最大的吞噬細胞,具有廣泛的免疫呈遞和免疫效應功能。腦缺血后,單核-巨噬細胞在腦組織內的病理作用包括:①阻塞血流或釋放血管收縮物質降低腦血流量;②釋放蛋白水解酶、脂質介質及氧自由基,加重血腦屏障和腦實質的損傷;③促進血栓形成。

大鼠腦缺血12 h、24 h、72 h時特異性巨噬細胞單抗ED2陽性巨噬細胞與正常對照組有非常顯著性差異,且巨噬細胞主要分布于壞死、損傷區周圍[5]。腦I/R后12~48 h,視前區、杏仁皮質核淺層及其腦膜有陽性巨噬細胞;3~48 h,I/R各組室管膜及室管膜下層有增殖細胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)強陽性細胞,杏仁核、杏仁皮質核、視前區及其軟腦膜有PCNA強陽性細胞,表明腦I/R后,不同區域的巨噬細胞的數量有不同程度的變化[6]。腦缺血后,動物免疫器官重量減輕,外周T淋巴細胞數目及腹腔巨噬細胞的吞噬能力下降[7],提示動物免疫功能降低。

采用“醒法”針刺能促進神經突觸連接重建,促進神經細胞再生,減少單核-巨噬細胞在腦缺血區的浸潤,抑制神經細胞遲發性損傷[8]。但采用四動脈結扎法復制大鼠腦I/R模型,模型組外周血白細胞數顯著高于針刺組和正常組,模型組吞噬指數顯著低于針刺組及正常組,表明電針可明顯降低大鼠全腦I/ R后外周血白細胞數,并提高巨噬細胞吞噬能力,從而改善免疫功能[9]。頭穴針刺治療局灶性腦缺血能有效激活巨噬細胞、內皮細胞、膠質細胞,使其分泌細胞因子,從而促進腦內皮微血管新生[10]。由于單核-巨噬細胞作用的雙重性,其在I/R中的變化及意義還有待研究。

1.3 T淋巴細胞及其亞群 根據表面標志和分化抗原的不同,T細胞主要分為CD4+和CD8+2個亞群。CD4+主要包括T輔助細胞(Th)和誘導性T細胞(Ti),而CD8+則包括抑制性T細胞(Ts)和殺傷性T細胞(Tc)。在缺血性腦損傷中,CD4+和CD8+T細胞均參與其中。免疫組化染色顯示,在局灶性I/R 24 h后,腦內可見浸潤的T細胞,72 h后浸潤的T細胞數量進一步增多,7 d時達高峰;T細胞主要集中在梗死邊緣區,尤其是血管附近[11]。在腦I/R后,大鼠脾T細胞數量減少,增殖、分化受到抑制[12]。

寧澤暉等觀察50例腦梗死患者均存在不同程度T淋巴細胞亞群下調,B細胞、自然殺傷(NK)細胞偏高;經針灸治療后,T細胞亞群比值上調,B細胞、NK細胞有下降趨勢,提示針灸可雙向調節腦梗死患者的T淋巴細胞、B細胞和NK細胞活性,從而平衡細胞免疫和體液免疫[17]。

2 肥大細胞

肥大細胞是一種多效應細胞,激活后脫顆粒釋放多種炎性介質、細胞因子及蛋白酶,參與炎性反應及IgE依賴組織胺介導的高敏反應。組織缺氧和多種炎癥介質、神經營養因子的釋放是導致腦內肥大細胞脫顆粒的原因[1],而脫顆粒釋放的炎癥介質又可以進一步加重組織的炎癥反應,形成惡性循環。

大鼠腦I/R損傷后,腦內肥大細胞出現明顯的脫顆粒[18]。大鼠皮膚切割傷模型創緣肥大細胞先降低后升高,而針刺治療組并無明顯下降,且在治療10 d后明顯高于模型組[19]。表明針剌可通過減少創傷初期肥大細胞由創緣向創面轉移,從而減輕炎癥反應;創傷修復過程中,肥大細胞增多,有利于成纖維細胞合成膠原及新生毛細血管的形成。在大鼠一側足背皮下制備炎性病灶,電針陽陵泉及環跳穴,穴下肥大細胞數明顯高于炎癥組,而病灶肥大細胞數量顯著低于炎癥組[20],提示針刺可減少炎癥病灶局部肥大細胞聚集和炎癥介質的過度釋放。

全腦I/R損傷后引起腦內多種炎癥介質,如白細胞介素-1 (IL-1)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等大量釋放,可導致腦內肥大細胞脫顆粒。針刺大鼠大腦中動脈閉阻(MACO)I/R模型,可通過缺血側皮層及紋狀體IL-1βm RNA、TNF-αmRNA表達及兩者之間的相互調控來防治腦I/R炎性反應損傷[21]。頭針能在一定范圍內減低IL-1β的表達,減緩其介導的炎癥反應減輕損傷[22-23]。電針可降低腦I/R大鼠海馬組織TNF-α的水平,減輕炎癥反應引發的繼發性腦神經元損傷[24]。

盡管未見針刺調節腦I/R損傷中肥大細胞活動的相關報道,但推測針刺可通過對IL-1β、TNF-α等細胞因子的調節,調控肥大細胞的脫顆粒進程,從而減輕I/R對腦組織的損傷。

3 膠質細胞

3.1 小膠質細胞 小膠質細胞(m icroglia,MG)在中樞神經系統(CNS)分布廣泛,約占膠質細胞的10%~20%。作為CNS對損傷反應和免疫保護的標志物,MG在CNS損傷后迅速活化,形態和功能出現可塑性變化,參與了多種神經系統疾病的病理過程以及疾病和損傷的修復。MG通過兩條途徑發揮細胞毒性效應:①與神經細胞直接接觸:在損傷早期,神經細胞膜上的磷脂酰絲氨酸殘基外在化,誘導MG吞噬作用,從而造成神經細胞損傷;②釋放和分泌一系列細胞因子、化學活性物質、基質金屬蛋白酶(MMP)和神經毒性物質,這些物質在中樞神經系統免疫級聯反應中起重要作用[25]。

大鼠大腦中動脈I/R模型缺血灶邊緣有大量MG活化,數量增加;經電針水溝、百會穴后,各治療組MG活化數量較模型組減低[26-27],提示腦I/R后腦內MG活化對神經元產生毒性作用,電針治療可減少MG活化,從而對神經元產生保護作用。

3.2 星形膠質細胞 星形膠質細胞是CNS中數量最多的細胞,在腦缺血時異?;钴S,它能合成分泌神經營養因子,并具有傳遞腦內抗原、參與神經遞質代謝和儲存鉀離子等多種功能,在維持神經元生存、功能活動及損傷后修復過程中均起到重要作用。星形膠質細胞具有雙重性:一方面,其對神經元有營養支持和清除變性壞死組織的作用;另一方面,過度增殖的膠質細胞以及膠質疤痕的形成不僅影響正常的局部神經回路,而且可能是繼發癲癇以及認知功能損害的重要因素[28]。

電針任脈腧穴可調節腦缺血后大腦海馬增殖的星形膠質細胞,抑制其過度繁殖,促進其多潛能化[29],有利于腦缺血后的神經修復。針刺能抑制星形膠質細胞增生,從而有可能為神經再生和功能重建提供更有利的生存環境[30]。電針可以提高大鼠腦缺血灶周圍區星形膠質細胞谷氨酸轉運體EAAT1、EAAT2的表達,從而增強星形膠質細胞滅活谷氨酸的能力[31]。電針還可減輕缺血引起的星形膠質細胞結構性損傷,下調星形膠質細胞膠質纖維酸性蛋白(GFAP)過度表達[32]。

4 自然殺傷細胞

NK細胞不需要抗原呈遞細胞的介導,也不借助抗體的存在,就能直接殺傷某些病毒感染細胞和腫瘤細胞。NK細胞除了直接殺傷靶細胞外,還可分泌穿孔素、NK細胞毒因子、TNF等多種細胞因子。

趙愷等通過檢測21例腦梗死死亡病例和大鼠腦缺血模型缺血側半球和非缺血側半球NK細胞浸潤,發現缺血人腦組織中,隨著缺血時間的延長,NK細胞浸潤數量呈先增高后降低趨勢,在2~5 d表達最多;而在SD大鼠腦組織內,NK細胞隨著缺血時間延長,數量逐漸遞增,缺血第6天達到最高值[33]。大鼠急性腦缺血后NK細胞活性降低[34],推測可能與免疫功能降低有關。

亮腦啡肽在10-8~10-6mg/m l對NK細胞有增強活性的作用;針刺可提高部分中樞、垂體、外周血的亮腦啡肽含量,提示針刺有增加NK細胞殺傷力,調整免疫監視的作用[35]。對甲亢虛癥患者進行針刺后,NK細胞免疫活性增加9.5%,提示針刺對免疫功能有一定的調節功能[36]。

目前,尚未見針刺調節腦I/R損傷中NK細胞數量或活性的研究報告。

5 總結與展望

炎癥反應在腦I/R后的腦組織損傷中發揮著極其重要的作用,眾多免疫細胞參與炎癥反應的進程。對針刺調節腦I/R損傷相關免疫細胞活動的作用,學者們給予了積極的關注。目前存在如下問題:①直接觀察針刺調節腦I/R損傷后肥大細胞、NK細胞等活動的報道尚缺乏;②相關免疫細胞在腦I/R損傷中不同時期的作用并不一致,針刺調節腦I/R后不同時期相關免疫細胞的活動情況尚需深入;③眾多學者的實驗研究方法和檢測方法存在差異,導致研究結果的可比性差;④如何將實驗研究應用于臨床實踐尚需進一步探索。

針刺治療缺血性腦血管病的臨床療效已得到肯定,從細胞或分子水平研究針刺調節腦I/R損傷是進一步闡明針刺對于缺血性腦血管病的作用機制的重要途徑;選擇針刺治療更有價值的作用靶點,進行深入、系統的評價乃是今后研究工作的主要方向之一。

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Acupuncture for Inflamm atory CellsActivity Related with Cerebral Ischem ia/Reperfusion Injury(review)

SHAO Zhuo-yi,LIU Zhe. Zhejiang University ofChinese Medicine Third ClinicalMedical School,Hangzhou 310053,Zhejiang,China

Ischem ic cerebrovascular disease is a common and frequently emergency,and leads to disability and death.In recent years, inflammatory reaction is thought as the key to secondary injury after cerebral ischem ia/reperfusion.Inflammatory cells,as the target of inflammatory factors,infiltrate and gather in the ischem ic areas leading to secondary neurological injury and enlarge the infarctsize.Acupuncturemay adjust the activity of inflammatory cells.

acupuncture;cerebral ischem ia/reperfusion;inflammatory reaction;inflammatory cells;review

R743.3

A

1006-9771(2012)05-0414-03

2011-12-16)

1.浙江省自然科學基金項目(Y 2101356);2.2010年浙江省大學生科技創新活動計劃(2010R410009)。

浙江中醫藥大學第三臨床醫學院,浙江杭州市310053。作者簡介:邵卓益(1989-),男,浙江寧波市人,醫學生。通訊作者:劉喆。

10.3969/j.issn.1006-9771.2012.05.005

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