【针灸概述】针灸调节脑可塑性机制的研究进展 《自闭症训练方法》
突触可塑性是基于其结构可塑性提出的,主要指突触传递效率。其表现为长时程增强(LTP)和长时抑郁(LTD)。LTP是指以100 Hz的高频刺激突触前纤维后,可诱导突触后电位的振幅长时间增大。Ltd是指连续低频刺激后突触后电位的幅度长时间降低,与记忆保持和遗忘有关[11]。在学习和记忆过程中,LTP可以通过获取、巩固和储存来强化长时记忆。Ltd验存储器内容并调节LTP [12]。电针治疗AD大鼠时,可增加海马兴奋性突触后电位的斜率、群爆发电位(PS)的峰值和PS的峰面积,从而诱发LTP [13]。n-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体和α-氨基-3-羧基-5-甲基异噁唑-4-丙酸(AMPA)受体是LTP产生和维持的重要递质,在突触传递中起重要作用。研究[14]表明,低频电针可激活NMDA亚单位NR1/NR2B,增加Ca2+通道的开放度,诱导突触LTD的产生,干扰海洛因成瘾记忆回路。杨忠华[15]发现电针可以调节NMDA和AMPA的表达,影响LTP的产生和维持,促进突触可塑性,从而起到保护神经元的作用。
突触结构的可塑性是由突触的超微结构变化引起的,主要包括以下几个方面[5-6]: ①突触前后的接触面积(突触总数、突触数密度、突触密度、单个突触的平均面积);②突触接触区活性物质的含量[突触素(SYN)等。];③突触相关亚细胞结构【突触后密度-95 (PSD-95)等。];④突触间隙宽度和界面曲率等。突触形态改变是许多疾病的病理机制之一,包括阿尔茨海默病(AD)、血管性痴呆等。那么,能否通过调控突然接触的结构,对上述疾病起到治疗作用呢?在AD大鼠模型中,可以观察到海马区穿孔突触百分率、突触间隙宽度和界面曲率的超微结构明显小于正常组它是突触细胞间信息传递的特殊部分,也是神经可塑性的敏感部分。突触可塑性主要是指突触连接的形态和功能修饰,包括突触结构和数量的长期变化以及神经传递的强度和功效的短期变化。,但经2 Hz和50 Hz电针治疗后,上述表达明显增加,说明电针可以通过重塑突触超微结构来治疗AD。随着AD的发展,海马神经元SYN和PSD-95的表达也可降低,而电针大鼠百会和肾俞可增加SYN和PSD-95的蛋白表达,促进突触结构重塑,且高频电针组的效果优于中频和低频电针组神经营养因子在参与突触重塑、促进轴突再生和修复神经损伤中发挥重要作用。它们的主要代表是神经生长因子(NGF)和脑源性神经营养因子(BD-NF)。无论是出血性还是缺血性脑病,在损伤部位都可以观察到NGF和BDNF的自发上调。原因是损伤组织启动了内源性保护机制,但自发表达的NGF和BDNF的范围和持续时间有限,不能发挥持久有效的神经元保护作用。因此,诱导神经营养因子的持续有效表达对于神经损伤修复具有重要意义。研究[40-46]发现:①针刺诱导NGF表达对神经营养和突触生长具有生物学效应;②针刺诱导的神经生长因子可参与抑制细胞凋亡、调节Ca2+超载、拮抗氨基酸兴奋毒性和神经保护作用;③针刺上调损伤区BDNF的表达,可刺激树突状合成蛋白参与突触的修饰;④针刺诱导BDNF的合成,参与突触传递的调节并易化LTP,强化海马的学习记忆过程;⑤针刺可诱发BDNF,促进突触释放乙酰胆碱,改善认知。在过去的几十年里,科学家们在分子水平上对大脑可塑性进行了全面而深入的研究。结果表明,针刺作为外源性刺激,可以激活突触相关活性物质参与突触重塑。通过调控相关蛋白促进轴突再生和突触重建;针刺可以促进突触结构和功能的修复与重建,激活休眠的神经结构,抑制过度兴奋的皮层,保护神经元。今后的研究应重点探索针刺与各种内源性保护机制的启动关系及其在损伤和神经修复过程中对脑可塑性的影响。就针灸治疗本身而言,针灸刺激量、手法、治疗时间需要进一步规范,探讨最佳量效关系,以充分发挥其治疗效果。。黄果心胶质细胞作为最大的神经组织,形成网状支架,连接各种神经成分,为神经元提供营养支持。同时,它们还调节神经递质代谢,维持中枢神经系统的稳态,参与突触信息传递[20]。有四种类型的胶质细胞:星形胶质细胞(AS)、小胶质细胞、少突胶质细胞和许旺细胞。其中,AS与突触传递信息的关系最为密切。在正常情况下,AS能分泌多种递质,如三磷酸腺苷、GFAP等。,可参与突然的接触萌发,促进突触连接和再生,保护金属元素的回路的完整性[21-22]。而AS过度增殖释放谷氨酸,引起兴奋性氨基酸毒性,释放炎症因子,减少缝隙连接,影响突触重塑,从而加重神经细胞的损伤[23]。因此,如何调控AS的表达对于突触重塑和神经修复至关重要。GFAP是AS最重要的中间丝蛋白。脑损伤后,可以通过GFAP的多少来判断AS损伤的程度[24-25]。脑血虚大鼠模型的损伤部位有大量GFAP分泌[26]。头针[27]和电针[21]治疗脑缺血的机制可能是:针刺通过下调缺血区GFAP的表达,减轻as的肿胀,抑制AS在大鼠海马的过度增殖,减轻其激活引起的损伤反应。在各种骨癌疼痛模型中,还可以观察到脊髓背角中大量激活的AS。激活的AS诱发疼痛增强反应,释放致痛物质,改变疼痛信号传递环境[28-29]。电针可以减少损伤脊髓背角GFAP的阳性表达[30-31],从而抑制AS的过度增殖,对神经病理性疼痛起到治疗作用。波形蛋白是神经胶质细胞表达的主要中间丝蛋白之一[32]。研究表明,缺血性脑病后,在损伤区域可观察到波形蛋白的高表达,它参与AS的激活,促进反应性胶质细胞的增殖[33-35],防止组织损伤的进一步扩大。电针的早期干预可以促进波形蛋白的表达,诱导过敏胶质细细胞的激活,促进颏经络功能的重建[32]。缝隙连接,由缝隙连接蛋白(CX)组成,是电突触的结构基础,在维持神经元的电脉冲、增加突触数量、促进轴突生长等方面起作用[36-38]。其中,CX 43可维持AS功能,诱导神经纤维迁移以促进突触重建,提高学习记忆能力。朱红等[39]针刺自闭症模型大鼠“长强穴”可上调前额叶皮层CX 43蛋白的表达,激活缝隙连接通道,促进活性物质的传递,增强突触可塑性,提高自闭症的学习记忆能力。基于上述研究发现,AS作为“神经元-胶质网络”的代表,参与中枢神经系统损伤后的突触重塑、轴突再生和促进神经修复。针刺调节损伤后AS的机制可能是:一方面,针刺可下调GFAP表达,减轻AS水肿,降低兴奋毒性,维持细胞膜内外离子平衡,稳定缝隙连接蛋白的表达,从而促进与突触的良性互动;另一方面,针刺作用于神经网络,上调突触界面的结构参数,增强突触的传递功能,修饰突触的结构和功能,促进神经损伤的再生和修复。基于蛋白激酶A的信号通路,电针百会、大椎可增加大鼠突触PSD厚度,缩小突触间隙,增加突触界面曲率,修饰突触结构,从而治疗脑缺血性疾病。研究表明[10],在脑缺血早期(3d),针刺干预治疗可以增加脑梗死大鼠突触和突触表面的密度,减少突触超微结构的缺陷,促进突触可塑性的持续形成。
第一作者:孙教授,研究方向:针灸治疗心脑血管疾病。E-mail:szr006@163.com
脑可塑性是指中枢神经系统损伤后形态、结构和功能活动的可修饰性。针灸治疗脑部疾病疗效明显,因此对针灸调节脑可塑性的研究也日益增多。本文综述了近年来针灸治疗阿尔茨海默病、血管性痴呆、脑缺血、骨癌痛和自闭症的最新研究进展。目前研究表明,针刺作为外源性刺激,可以激活休眠的神经结构,不仅通过调节相关蛋白促进轴突再生,促进突触结构和功能的修复,还可以抑制皮层过度兴奋,从而保护神经元。今后的研究应更加重视:1)探讨针刺与各种内源性保护机制的关系及其在损伤和神经修复过程中对脑可塑性的影响;2)应进一步规范针刺刺激量、手法、治疗时间,探讨最佳量效关系,充分发挥其治疗作用。
脑可塑性是指中枢神经系统损伤后形态结构和功能活动的可修饰性,最早由Bathe提出[1-2]。当时的脑可塑性理论被称为中枢神经系统损伤后的替代理论,后演变为代偿理论、侧支萌出理论、神经通路激活理论。大约100年后,研究人员[3]提出了脑功能重组理论。脑功能重组是脑可塑性的一种可变反应。大脑可塑性分为结构可塑性和功能可塑性。结构可塑性是指大脑中突触和神经元之间的连接在学习和经验的影响下可以建立新的连接[4];功能可塑性是大脑为适应内外环境的变化而进行的重组。研究发现,大脑可塑性与环境、个体差异、损伤程度、训练经历等密切相关[3]。针灸已成为治疗脑部疾病的主要手段。相对于某些药物的时限和不良反应,针灸能有效降低患者的致残率和死亡率,安全性高。
生长相关蛋白-43 (GAP-43)是一种参与轴突芽和突触重塑的标志性蛋白[16-17]。Gap-43主要表达在神经元轴突末梢的长锥中。在生理条件下,GAP-43处于抑制状态,含量极低。脑损伤后启动内源性保护机制可以刺激GAP-43的表达。但随着损伤范围的逐渐扩大和损伤修复时间的延长,GAP-43的表达逐渐下降,不足以实现完全的性功能代偿,从而加重脑损伤。研究[18-19]表明,电针可以上调局灶性缺血/再灌注大鼠海马GAP-43阳性细胞的表达,促进生长锥的形成,加速单胺类递质的释放,产生并维持LTP,引导轴突再生和突触重建。
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