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体表和内脏相联系的观点古人在两千多年前已经认识到,《灵枢·海论篇》曰:“十二经脉者,内属于腑脏,外络于肢节”。著名科学史专家李约瑟在高度评价古代中国人采用针灸方法治疗内脏疾病时指出:这一发现“揭示了人体体表反应与内脏器官变化之间存在必然联系的秘密”;“堪称中世纪中国在生理学方面的一大发现”。 中医学尤其是针灸学历来强调体表经穴与脏腑之间的关系,《灵枢》中提到“五脏有疾,当取之十二原。……明知其原,睹其应,而知五脏之害矣”。中医的一些疗法如针灸刺激及穴位注射(尤其在体表敏感点)可以产生很好的治疗效果,观察针灸这些皮肤敏感点时能出现何种效应,对指导针灸临床具有重要意义。内脏病理情况下出现的对脏器本身的伤害性刺激重要特征之一是其疼痛常反射到远隔损伤部位的某些体表区域,然而,针刺镇痛机理的研究资料大部分都是对躯体伤害性传入的抑制效应,很少以内脏伤害性传入为指标,因而与临床针灸多用于治疗内脏疾病、缓解内脏疼痛的效应存在很大的差距。现代医学研究也表明某些体表刺激可在一定程度上抑制内脏痛感受。这些现象涉及复杂的中枢机理,很难用传统的牵涉痛的低位中枢聚合投射学说和经典痛觉传导通路来解释。 传统观点认为内脏痛觉与躯体触觉在中枢传导中各有独立的通道。但近期研究表明内脏痛觉经背索-内侧丘系上传, 并与体表触觉传入有会聚与相互影响。 本项实验通过探讨皮肤刺激与内脏伤害性传入在大鼠脊髓水平的背角投射神经元(第二级传入神经元)、延髓背柱核神经元(DCN)和丘脑腹后外侧核神经元(VPL,第三级传入神经元)的相互作用与规律,揭示针刺与内脏伤害性传入会聚和整合的神经生物学机制,为针灸、按摩疗法治疗内脏痛提供科学依据。 实验选用雄性成年 Sprague-Dawley (SD)大鼠 177 只,重 250-350 克,用戊巴比妥钠盐(pentobarbital sodium, 50-60 mg/kg)或乌拉坦(urethane, 1.0-1.2g/kg)腹腔注射麻醉。采用钨丝或玻璃微电极胞外记录单细胞放电。 所有三个神经结构记录到的神经元都检查其外周感受野对机械刺激(包括触刺激、vonFrey 触觉反应敏感度、齿镊夹皮刺激)、手针刺激,观察它们的感受野分布范围、感受野大小,量化反应的性质及反应的强度。随后试验这些神经元对直结肠扩张(colorectaldistension, CRD)刺激的反应。 内脏伤害性刺激采用直结肠扩张法,将长约 5-6cm 的气囊经肛门插入直结肠,插入的深度约为 4cm。内脏伤害性传入由插入直肠内的气囊充气超过 20-30s 造成 CRD,检验的直结肠压力一般控制在 20-100mmHg 之间,≥40mmHg 为伤害性刺激。 实验分三部分进行,分别在大鼠脊髓、DCN 和 VPL 分别进行单细胞记录神经元的自发电活动,对 CRD 的反应以及针刺后对 CRD 反应的变化。总体而言,已存在的内脏痛信号能引起神经元对触觉刺激的异常强反应,而条件性体表传入可以抑制直-结肠的痛觉传导。这些研究有助于解释内脏痛及其相关的痛觉过敏及牵涉痛、以及针灸按摩等一些传统疗法的机理。具体结果如下:<WP=7>·2· 针刺抑制内脏伤害性反应的神经生理学机制1 脊髓背角广动力型神经元(WDR)对躯体刺激的反应和针刺抑制 CRD 反应的效应 在 67 只大鼠的腰 1-3 节段背角记录了 237 个神经元。其中广动力型神经元 145 个,高阈值神经元 12 个,低阈值神经元 80 个。 在 237 个神经元观察了 CRD 对背角神经元的作用,113 个神经元的背景活动可被一定强度的 CRD(20-100mmHg)激活,23 个神经元对 CRD 呈抑制反应,呈双峰反应(先兴奋后抑制,或先抑制后兴奋)的有 9 个神经元,在这种强度的 CRD 情况下,神经元从背景活动的 5.95±1.87 个/s 增加到 21.67±3.41 个/s 峰电位,增加率是背景活动的 364.20%。表明来自同神经节段的内脏伤害性强度的传入能明显激活背角神经元。在该类神经元的体表外周感受野,机械刺激和手针及电针刺激也能明显激活这类神经元。 在 CRD 引起脊髓广动力型神经元稳定激活的基础上,我们分别观察了外周感受野机械刺激,手针刺激对 CRD 引起的神经元激活反应的影响,也观察了在非感受野部位机械刺激和手针刺激对 CRD 引起的对神经元激活反应的抑制作用。 在 18 个 WDR 神经元上观察了机械伤害性刺激(齿镊持续夹皮)外周兴奋性感受野对 CRD反应的相互作用。在 100mmHg CRD 情况下,WDR 神经元激活从背景活动时的 5.26±1.23 个/s 迅速增加为 16.45±2.12 个/s 峰电位;在此情况下给予外周感受野的机械伤害性刺激进一步增加这种反应,其反应的强度在 CRD 反应的基础上再增加 2.14±1.70 个/s 峰电位。统计学结果表明,在CRD背景下,感受野的机械伤害性刺激引起的反应为单纯CRD反应的129.89±4.94%,与皮肤机械刺激前的单纯 CRD 引起的反应相比有显著差异(P<0.05)。这些结果表明来自皮肤和来自内脏的伤害性传入能在脊髓背角水平发生会聚,表现为协同反应的空间总和效应。 来自躯体感受野的穴位针刺也对 CRD 激活神经元的反应有类似皮肤机械伤害性刺激样的空间总和协同效应。 在 100mmHg CRD 情况下,WDR 神经元激活从背景活动