針灸治療膝骨關節(jié)炎疼痛作用機制的研究進展

薛穎妤,陳旭軍,2

(1.福建中醫(yī)藥大學,福建 福州 350122；2.福建中醫(yī)藥大學附屬人民醫(yī)院,福建 福州 350004)

膝骨關節(jié)炎(knee osteoarthritis,KOA)指一種以關節(jié)軟骨退變及骨質硬化、增生為主要特征的慢性退行性疾病。隨著近幾年人口老齡化的加劇,全球各地區(qū)的KOA發(fā)病率逐漸上升[1],世界衛(wèi)生組織統計結果表明KOA是全球四大致殘性疾病之一[2]。該病臨床主要表現為關節(jié)疼痛、腫脹、僵硬,其中膝關節(jié)疼痛是患者就診最常見的原因。因此,積極尋找有效防治KOA疼痛的措施具有重要意義。KOA疼痛的發(fā)病機制目前尚未明確,國內外較為認可的是膝關節(jié)局部病變和中樞神經生理機制的改變共同導致[3]。針灸治療疼痛的療效顯著,且不良反應少,可將其作為治療KOA疼痛的主要措施之一。筆者根據近5年針灸對膝關節(jié)局部和中樞神經生理機制影響的相關研究進行綜述,以期為針灸治療KOA疼痛提供較為詳細的證據支持。

1 KOA疼痛發(fā)病機制的研究進展

關于KOA疼痛發(fā)病機制的學說百家爭鳴,其中以膝關節(jié)局部和神經生理機制最為常見。KOA疼痛按發(fā)生機制通?？煞譃閭Ω惺苄蕴弁春蜕窠洸±硇蕴弁碵3]。傷害感受性疼痛多由局部損傷和炎性反應引起,神經病理性疼痛與機體神經系統的外周敏化和中樞敏化相關。

1.1 膝關節(jié)局部病變 傷害感受性疼痛的病因包括機械源性、化學源性或兩者共同致病。正常狀態(tài)下無活性的神經末梢感受器可被輸入性傷害激活,產生異常電位,導致疼痛。由此可知,神經末梢受到的物理刺激和化學刺激是造成KOA疼痛的開始。①物理因素。膝關節(jié)常因超負荷運動、股四頭肌肌力下降等物理因素的改變而引起損傷。膝關節(jié)在正常情況下,通過解剖軸向下均勻傳導負荷。任何改變膝關節(jié)軸線關系的病理狀態(tài)都可能導致膝關節(jié)局部受力增大[4],致使膝關節(jié)局部感覺神經末梢受到物理刺激[5]。研究表明,股四頭肌等下肢肌肉力量下降是引起膝關節(jié)疼痛的危險因素[6]。②化學因素。損傷部位的受損細胞和組織向關節(jié)腔內釋放化學物質,如神經肽[降鈣素基因相關肽(CGRP)、血管活性腸肽(VIP)等]和炎癥介質等,其中白細胞介素(IL)類促炎因子[7]可刺激滑膜細胞增殖加快,應激調節(jié)免疫細胞,激活NF-κB信號通路。另外,基質金屬蛋白酶(MMPs)可加快軟骨降解,產生關節(jié)積液,同時導致瘢痕形成,瘢痕攣縮牽拉可引起疼痛。

綜上所述,引起KOA疼痛的物理因素和化學因素相互作用,最終引起膝關節(jié)周圍出現長期的疼痛和功能障礙。

1.2 神經生理機制 研究表明,疼痛神經生理機制主要有外周敏化和中樞敏化兩大假說[8]。當局部發(fā)生炎癥或損傷時,神經機制先后產生外周敏化和中樞敏化,兩者共同作用導致疼痛持續(xù)存在。①外周敏化。外周敏化是由傷害性刺激輸入引起膝關節(jié)深部傷害感受器興奮所致。正常情況下,機體受到傷害性刺激,激活外周感受器,使初級傳入神經纖維末端的γ-氨基丁酸(GABA)和甘氨酸的釋放增加,一方面降低外周感受器的興奮閾值,直接激活外周傷害性感受器傳導通道,促使產生自體敏化[9],如神經元受損后,背根神經節(jié)(DRG)神經元細胞膜興奮性發(fā)生異常,使受損區(qū)域產生大量異常電位；另一方面引起脊髓層面的中樞敏化,即脊髓背角的抑制性中間神經元活動增強,同時激活二級感覺神經元,向上傳導信號,通過中樞處理后產生相應的疼痛感覺與疼痛反應[8]。②中樞敏化。中樞敏化包括導致脊髓和脊髓上水平的去抑制。在腦干脊髓上水平的中樞機制中,杏仁核、前額葉和海馬聯結疼痛調節(jié)和應急調節(jié),中腦導水管周圍灰質(PAG)、延髓頭段腹內側中縫大核(NRM)等參與疼痛調節(jié)。PAG和NRM均能參與下行疼痛調節(jié)通路的去抑制過程,亦可導致神經病理性疼痛中樞敏化的形成。研究表明,慢性KOA患者大腦中N-乙酰天冬氨酸、谷氨酸等物質的含量可發(fā)生異常改變[10],甚至可見杏仁核、前額葉及海馬的體積減小和疼痛相關腦區(qū)灰質密度和皮層厚度的改變[8]。

綜上所述,外周敏化可引起中樞敏化,中樞敏化會加重外周敏化,兩者相互影響,共同作用,形成KOA疼痛。

2 針灸治療KOA疼痛的研究進展

相對于藥物治療的不良反應和手術治療的多種并發(fā)癥,針灸作為常用的中醫(yī)保守治療方式,具有安全、有效等優(yōu)點,成為《中醫(yī)骨傷科臨床診療指南·膝痹病》[11]中非藥物治療的首選方式。

2.1 對膝關節(jié)局部的調節(jié) “腧穴所在,主治所及”,針灸通過刺激膝關節(jié)局部腧穴,緩解膝關節(jié)肌肉痙攣,平衡下肢肌群的肌力,并促進毛細血管擴張,從而改善膝關節(jié)局部血液循環(huán)和代謝,清除病變局部的病理產物,降低炎癥細胞因子水平,以維持關節(jié)活動功能,發(fā)揮抗炎鎮(zhèn)痛作用。

(1)對物理因素的調節(jié) 賀文華等[12]通過針刺陰陵泉、陽陵泉及阿是穴增加膝關節(jié)局部的淺表微循環(huán)血流灌注量,使血液和組織間進行物質交換,為膝關節(jié)提供營養(yǎng)。遲振海等[13]在腧穴敏化論的指導下,對膝關節(jié)局部運用熱敏灸療法,改善局部微循環(huán),減輕僵硬、疼痛等癥狀。研究顯示,電針伏兔可有效提高下肢肌群尤其是股四頭肌的肌力,增加膝關節(jié)活動度,改善膝關節(jié)功能,在一定程度上可促進局部解剖結構和下肢力線的恢復[14]。嚴文等[15]在雙側膝眼、血海及梁丘等穴位實施赤鳳迎源針法,能增強膝部肌群的肌力和提高膝關節(jié)穩(wěn)定性。武永利等[16]研究發(fā)現,在內膝眼、外膝眼及鶴頂處施以溫針灸,可減輕KOA模型兔關節(jié)軟骨及軟骨下骨的退變,延緩軟骨下骨增生和關節(jié)間隙變窄進展,具有減輕軟骨下骨髓水腫的作用。尹幫兵[17]運用溫針灸治療KOA,結果發(fā)現可減輕患者軟組織痙攣,減小關節(jié)腔滑膜、積液厚度,改善骨代謝。

(2)對化學因素的調節(jié) 目前,臨床醫(yī)師普遍認為針灸主要通過降低關節(jié)腔內的IL類致炎因子等細胞因子水平[10,18]發(fā)揮鎮(zhèn)痛消炎的作用。如李振[19]使用銀質針刺激阿是穴,可降低血清IL-1、IL-6水平,具有減輕炎性反應的作用；韋星成等[20]在溫針灸基礎上加用刺絡拔罐療法(取阿是穴),可有效降低血清IL-1β含量,改善膝關節(jié)疼痛和關節(jié)功能。另外,盧莎等[21]研究發(fā)現,青龍擺尾針法聯合火針能通過降低MMPs水平,保護關節(jié)軟骨,減輕膝關節(jié)疼痛,總有效率達97.92%。朱仕強等[22]通過實時熒光定量聚合酶鏈反應(qRT-PCR)檢測技術發(fā)現,內熱針同樣可通過刺激內膝眼和外膝眼降低MMPs水平,進而延緩異常骨代謝速度,促進軟骨下骨重建。此外,部分學者研究發(fā)現通過針灸刺激局部穴位,可促使釋放腺苷等物質[18,23-24],也可產生局部鎮(zhèn)痛效應。研究表明,VIP可抑制滑膜細胞中NF-κB信號通路的激活[25],電針可上調VIP在關節(jié)液中的含量從而消炎止痛[26]。

綜上所述,普通針刺、火針、內熱針、電針、溫針灸及熱敏灸均對膝關節(jié)局部病變有顯著療效。其中溫針灸和熱敏灸在療效上無明顯差異[27],可根據患者的實際情況自行選擇治療方法。在選穴方面,上述研究多選取膝關節(jié)局部穴位。

2.2 對神經生理機制的調節(jié) 針灸對神經生理機制的調節(jié)主要通過神經刺激調節(jié)促使機體自愈,包括中樞刺激與外周刺激兩種方式。通過激活穴位下的感受器將針刺刺激轉換為神經信號,并向各級神經中樞傳遞[18]。研究表明,針刺治療KOA疼痛主要從外周和中樞層次進行調節(jié),以發(fā)揮治療作用[28]。

(1)對外周敏化的調節(jié) 通過針灸穴下感受器或神經末梢引發(fā)神經電活動,從而產生神經信號,信號向兩端傳遞,其中傳向末端的興奮可直接對所支配范圍的皮膚、肌肉等組織產生影響,緩解肌肉痙攣,同時還可提高外周感受器的興奮閾值[18]。鄧業(yè)川等[29]研究發(fā)現,在距離膝關節(jié)疼痛點5～10 cm范圍內施以淺針療法,可刺激皮下疏松結締組織產生電壓,改變病變部位的細胞離子通道并降低膜興奮性,從而減輕對感覺神經元的刺激,達到止痛效果,總有效率達95.00%。楊昆吾等[30]研究表明,電針刺激左側陽陵泉和內膝眼,可抑制KOA模型大鼠L3～5的DRG中初級感覺神經元的外周敏化程度。

(2)對中樞敏化的調節(jié) 針灸的選擇性調節(jié)作用以脊髓節(jié)段支配機制作為基礎。程施瑞等[31]研究發(fā)現,通過電針刺激KOA患者的陽陵泉、陰陵泉、內膝眼和外膝眼,可誘導下丘腦、垂體釋放內源性β-內啡肽,與阿片受體結合并抑制GABA釋放,發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用。楊昆吾等[30]研究發(fā)現,電針干預KOA模型大鼠的左側陽陵泉和內膝眼,可抑制脊髓背角P物質(SP)、CGRP等釋放,緩解脊髓的中樞敏化,減緩KOA的發(fā)展,減輕疼痛。有學者通過功能性磁共振成像(f MRI)技術檢測發(fā)現,與假針灸相比,針灸刺激頭部感覺區(qū)的穴位,可調節(jié)前額葉皮質等痛覺反應區(qū)的活動,增強神經網絡的連接性,抑制下行疼痛調節(jié)通路[32]。

綜上所述,頭針、電針與浮針對中樞神經機制病理性改變的針對性強,療效顯著。在選穴方面,范圍廣,種類多,既有在局部解剖基礎上選擇的膝關節(jié)疼痛點(激痛點),也有在頭針理論支持下選取的頭部感受區(qū)穴位。

3 小結

KOA歸于中醫(yī)“骨痹”“骨痿”“膝痹”范疇。中醫(yī)認為,其病因病機大致可分成虛實兩類。一方面,寒濕、瘀血等有形之邪阻滯經脈,致使肢體經絡氣血不暢,不通則痛。另一方面,肝主筋,腎主骨,脾主四肢肌肉,當此三臟出現虛損,精血俱虛,則筋骨失養(yǎng),關節(jié)不利,不榮則痛?，F代醫(yī)學較為普遍的觀點是膝關節(jié)局部病變和中樞神經生理機制的改變共同導致了KOA疼痛的形成。

針對KOA疼痛的治療手段目前尚無明確的指南推薦,針灸治療膝關節(jié)疼痛由來已久,但少有學者從現代病理機制中尋找支持針灸治療該病的有效證據。故筆者主要從膝關節(jié)局部病變和中樞神經生理這兩大機制切入,總結針灸治療KOA疼痛的臨床證據,并加以分析。針灸通過刺激腧穴,疏通經氣,氣行則血行,濡養(yǎng)全身肌肉,以實現“通而不痛,榮而不痛”的目的。不同的針灸療法對KOA疼痛的影響各有偏重。其一,改善膝關節(jié)局部病變,普通針刺、火針、內熱針、溫針灸和熱敏灸主要通過行氣,使氣至病所,促使肌肉被動收縮,松解肌肉粘連,改善局部微循環(huán),延緩軟骨下骨退變、增生,減輕骨水腫。其二,從神經生理機制角度對KOA疼痛進行調節(jié),淺針可提高神經元興奮閾值,減輕外周敏化和中樞敏化程度,加強腦部痛覺反應區(qū)的聯絡。其三,電針可影響上述兩大機制。在選穴方面,膝關節(jié)局部病變多為局部取穴,而從神經生理機制角度選穴重視解剖結構和頭針選穴規(guī)律。

綜上,筆者認為可將針灸作為防治KOA疼痛的主要措施之一向臨床推廣。但目前專門針對針灸調節(jié)中樞敏化的研究仍處于起步階段,大部分與此相關的臨床研究存在樣本量少、切入角度單一等問題,無法全面闡述針灸治療KOA疼痛的作用機制。而針對外周敏化的研究較少,多與膝關節(jié)局部病變中的化學因素相雜糅,論述不夠清晰。希望后期可開展更多的大樣本研究,從多個角度進行綜合論述,對于更好地闡述針灸治療KOA疼痛的作用機制具有重要意義。