脊髓P物质在电针镇痛中作用的研究进展
【摘要】 脊髓P物质是伤害性传入末梢释放的一种兴奋性递质，它既可传递痛觉信息，又有镇痛作用。在脊髓水平参与痛觉调控，而电针在脊髓水平可能是通过内源性阿片肽抑制SP而产生镇痛作用。本文对近十年来脊髓P物质参与痛觉调控及在电针镇痛中的作用的研究状况作了系统综述。
【关键词】 P物质；脊髓；电针；镇痛
P物质（substance P, SP）是第一个发现的神经肽，广泛分布于中枢、外周神经系统，在各种组织中呈现出多种生物效应。脊髓P物质既可传递痛觉信息又有镇痛作用，在脊髓水平参与痛觉的调控。电针镇痛原理研究表明，电针可在脊髓水平抑制伤害性信息的传入。近年对脊髓P物质在电针镇痛中的作用，被愈来愈多的研究者重视。
1 脊髓SP的分布、来源及在脊髓痛觉机制中的作用
在脊髓中，SP阳性神经细胞体仅出现于脊髓背角，而SP免疫反应纤维可分布于脊髓灰质的所有部分。在神经细胞体和无髓鞘纤维中也含有大量的SP，主要集中在神经末梢的突触小体中。脊髓SP主要有3个来源：
1.1 伤害性初级传入末梢释放（背根神经节至脊髓通路） 持续电、热、化学等外周伤害性刺激均可引起释放到脊髓背角的P物质明显增多。胡兴国等[1]发现大鼠左侧后爪足底切口可增加同侧脊髓背角P物质样免疫反应。夏智群等[2]在大鼠右后足注射甲醛2小时后发现脊髓背角I、II层SP免疫阳性物表达明显增强。王贤裕等[3]发现甲醛致痛兔脊髓背角内SP含量降低，可能是由于甲醛刺激时脊髓背角初级传入纤维和终末内的SP大量释放，而SP合成速度缓慢且无重吸收，导致脊髓内SP含量降低。周跃等[4]观察到家兔脊神经节损伤时，脊髓背角内SP含量伤侧较正常组和非伤侧显著增高，炎性损伤组较机械损伤组更为显著。用辣椒素排空P物质后，实验动物对有害化学及温度刺激的痛阈升高；给予外源性SP能模拟刺激感觉神经后出现的某些效应。鞘内注射SP不仅使痛阈降低，还可诱发脊髓c-fos表达，并且SP还能加强甲醛引起的痛反应及c-fos表达，而这些效应可以被具有拮抗作用的SP类似物所对抗或部分对抗。这些实验说明，SP是伤害性传入末梢释放的一种兴奋性递质，它在脊髓参与伤害性信息传递，产生致痛作用。
1.2 脑干下行途径释放（高位下行到脊髓的通路） Yasphal等1982年发现在大鼠蛛网膜下腔注射P物质在1分钟内产生了强烈致痛作用，5～10分钟后又表现为镇痛作用，且能被纳洛酮翻转，其后有人发现P物质可在中脑导水管周围灰质引起脑啡肽释放而产生镇痛。此后朱丽霞等用对氯苯丙氨酸抑制5-羟色胺合成后，刺激中缝大核仍能抑制背角伤害性反应，且能被事先导入的P物质拮抗所阻断，说明源于下行途径的P物质可能参与对脊髓背角伤害性反应的抑制。闫国平等[5]在延髓腹侧尾端的外侧网状核内微量注入SP产生了30分钟的镇痛效应，由于外侧网状核在痛觉的下行抑制过程中起重要作用，提示可能存在由SP激活的起至外侧网状核的下行抑制通路。实验表明,阿片受体阻断剂纳洛酮在阻断吗啡镇痛效应时，也同时阻断了脊髓内P物质含量增多效应，这说明吗啡是通过阿片受体对脊髓内的SP含量进行调节的。全身应用吗啡可能是激活了脑干缝-脊P物质神经元，同时一级感觉传入神经纤维的突触前末梢上存在阿片受体，它可接受吗啡的作用而使脊髓内P物质含量增多，导致痛觉传导阻滞，而起镇痛作用。Yajiri等[6]应用脊髓薄片全细胞电压钳记录技术发现内吗啡肽可以剂量依赖性地阻断电刺激Aδ纤维引发的兴奋性突触后电流(eEPSCs)。而在脊髓背角浅层内，大多数含SP的初级传入末梢都表达μ阿片受体，提示内吗啡肽可能通过作用于脊髓背角浅层的μ阿片受体而调控初级传入纤维末梢释放SP。
1.3 脊髓浅层固有的P物质神经元的释放 但这些神经元的神经末梢主要与腹角运动神经形成突触联系，参与对运动功能的调控。
2 脊髓P物质在针刺镇痛中的作用
上述证据充分证明脊髓SP参与脊髓痛觉信息的传递，并在脊髓参与镇痛作用。那么电针镇痛时对脊髓P物质有何影响，就显得至关重要。王升旭等[7]观察电针夹脊穴对佐剂关节炎大鼠脊髓P物质样免疫阳性反应的影响，发现电针夹脊穴可抑制佐剂诱发的脊髓SP的释放，使SP储存增加。朱文智等[8]发现电针炎性痛大鼠后，患侧脊髓背角SP表达明显减少。杜小正等[9]在观察各种针法对实验性关节炎兔痛阈及脊髓SP含量的影响时发现电针组的痛阈和SP含量升高最为明显。柯青等[10]发现电针镇痛时脊髓腰膨大SP释放减少储存增加，其机制与针刺激活脊髓水平阿片肽有关，也与针刺激活脑干下行性抑制系统有关。有实验证明电针使脊颈束神经元超极化产生突触后抑制，电针的突触后抑制效应对抗了SP的突触后兴奋作用，电针的突触后抑制作用同脊髓脑啡肽密切相关，用脑啡肽拮抗剂可反转电针的镇痛作用。黎春元等[11]观察到针刺环跳和阳陵泉引起腓神经逆向C波的增大，表明传入C纤维终末产生了去极化，兴奋性升高，这是产生突触前抑制的基础。而荷包牡丹碱（GABA拮抗剂），纳洛酮，SP抗血清能明显抑制此针刺效应。提示GABA、内阿片肽和SP均参与针刺突触前抑制调节。这表明同时也存在电针在突触前抑制SP释放的机制，针刺通过激活脑啡肽神经元释放脑啡肽在突触前抑制细纤维末梢释放SP。虽然形态学上尚未发现脑啡肽神经元和初级传入终末的轴–轴联系，但可能通过非突触的相互作用而影响靶细胞。崔仁麟等[12]用生化和生化药方法研究脑干和脊髓P物质在针刺镇痛中的作用。用放免测定中枢SP含量的变化，发现大鼠在电针镇痛时下丘脑P物质明显减少，而脑干和腰髓P物质增高，此结果提示在电针镇痛有效时，大鼠低位脑干以上部位SP加速释放，而脑干和腰髓则释放减少储存增加。当用对氯苯丙氨酸耗竭5–羟色胺后，或用5,7–双羟色胺作脑池注射破坏脑干以下5-羟色胺末梢后，电针镇痛作用均被消除，同时脑干和腰髓P物质明显降低。说明电针镇痛作用中脑干和脊髓SP对痛信息的传递和参与针刺镇痛作用受脑干5-羟色胺能下行抑制的调控。展淑琴等[13]在电针大鼠足三里后，用免疫组化法观察电针24h大鼠尾壳核、杏仁核、下丘脑室旁核、下丘脑前区、导水管周围灰质P物质表达的变化，发现电针可引起脑内上述部位P物质表达增高脑内的SP一方面通过释放在脑内对其他核团发挥作用，另一方面则通过下行纤维下行到脊髓发挥作用。
此外，电针引起的脊髓内P物质释放的增加或减少，还和电针频率有关。沈上等[14]研究发现电针有效鼠脊髓灌注液中sp-ir在2Hz电针组刺激期间有少量下降，4Hz电针组没有变化，8、15、30、100Hz和2/15Hz电针组有显著上升，而在15Hz电针组刺激期间上升最大。同时也观察到在电针无效鼠脊髓液中sp-ir没有变化。这就提示sp-ir释放变化与电针镇痛之间有因果关系。进一步研究发现，脊髓蛛网膜下腔注射非肽类SP受体拮抗剂CP96345和RP67580均能阻断中频、高频和变频的电针镇痛。注射阿片拮抗剂纳洛酮阻断低频和中频刺激时sp-ir含量的变化。结果提示脊髓sp-ir在低频时释放减少，中频、高频和变频时释放增多有利于镇痛反应的实现。认为中、高频组P物质明显增多，可能是由于脑的下行P物质能纤维在脊髓内释放P物质增多，并促进了脑啡肽的释放引起镇痛，而低频组P物质减少，可能是低频电针引起脑和脊髓内脑啡肽释放，抑制了初级传入末梢释放P物质而镇痛。在8~100Hz范围内给以外周电刺激,可引起大鼠脊髓灌流液中SP含量明显升高,其最佳值为15Hz，用猫作类似实验,其最佳值为16Hz。如将频率降到2Hz,则脊髓灌流液中SP含量不仅不升高,反而降低50%,其原因可能是2Hz引起脑啡肽的释放，而后者转而抑制了SP的释放[15]。
阮怀珍等[16]进一步从细胞分子机制研究了电针夹脊穴对大鼠鞘内注射P物质引起的痛反应和脊髓c-fos原癌基因蛋白表达的影响，发现大鼠鞘内注射SP立即电针40分钟，高频，低频电针均可使痛阈提高，1小时后进行免疫组化染色，可见SP诱发的脊髓c-fos表达明显减少，若电针前鞘内注射纳洛酮，则可部分翻转电针的抗伤害作用，使痛阈降低，脊髓c-fos增多。王瑞辉等[17]发现电针能抑制佐剂性关节炎所诱发的脊髓原癌基因C-fos的表达。据此推断，电针可能是通过内源性阿片肽抑制SP而产生镇痛作用。
近年来对电针在慢性病理痛中的作用研究越来越受到重视.慢性炎性痛是常见的病理性痛,与中枢敏化及突触可塑性发生改变有关[18]，其中兴奋性递质谷氨酸及P物质对慢性炎性痛的形成和维持起着重要作用[19]李慧等通过经皮电针对背根节慢性压迫模型大鼠相应腰髓节段神经胶质原纤维酸性蛋白和5-羟色胺阳性神经元的影响发现，经皮电针能使神经胶质原纤维酸性蛋白和5-羟色胺的活化率降低[20]，而神经胶质原纤维酸性蛋白常用于标记星形胶质细胞。有研究表明SP刺激下脊髓星形胶质细胞明显活化，分泌炎性致痛因子TNF-α、IL-1β增多，表明周围慢性疼痛可能通过致痛递质SP介导下星形胶质细胞的活化引起脊髓中枢神经炎性痛[21，22]。李熳等[23]发现电针还能显著抑制甲醛致痛大鼠的自发痛行为反应，减轻甲醛导致的局部炎性反应并显著翻转炎性痛病灶局部表皮、真皮及皮下组织P物质阳性神经纤维和IL-1β阳性细胞免疫反应性增强现象。说明电针可能通过抑制炎性痛病灶局部感觉神经末梢合成、释放SP、IL-1β，从而发挥消炎镇痛作用。朱文智等[24]发现鞘内注射芬太尼联合电针能降低慢性炎性痛大鼠痛敏分数、脊髓谷氨酸含量和SP表达，比两者单用效果更显著。说明鞘内注射芬太尼加强了电针的镇痛作用，针药合用减轻了慢性炎性痛所致的中枢敏化作用。
综上所述，P物质在脊髓水平参与痛觉调控中，具有双重作用，它不仅传递伤害性信息，产生疼痛，而且还有镇痛作用。而不同频率的电针可引起脊髓内P物质释放的增多或减少，有利于镇痛反应的实现。其机制既与针刺激活脊髓水平阿片肽有关，也与针刺激活脑干下行性抑制系统有关，其确切机制还远未被揭示。同时我们知道针刺镇痛是机体内发生的一个从外周到中枢各级水平，涉及神经、内分泌、免疫等多因素相互作用的整合过程。P物质在这过程中的作用并非孤立，而是与神经系统及其它递质相互作用，相互配合而发挥作用的。随着免疫组化技术、分子生物学技术以及膜片钳技术的应用，对脊髓P物质在针刺镇痛中的作用，将有更深刻的认识，将为针灸临床研究和疼痛提供理论依据。
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