针灸对效应靶器官细胞受体G蛋白及离子通道阻碍的研究概况.docx

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针灸对效应靶器官细胞受体G蛋白及离子通道阻碍的研究概况

针灸对效应靶器官细胞受体、G蛋白及离子通道阻碍的研究概况

【关键词】针灸；靶器官；细胞受体；G蛋白；离子通道；综述

信息传递是生命活动的普遍规律,生物机体组织细胞之间的信息传递,通过化学传递和电兴奋传递两种方式进行,以化学传递为要紧方式。

化学信息传递的物质,又称为“信号分子”,在神经系统那么称为“递质”,而在内分泌系统便称为“激素”,药理学又称为“配体”,与配体关联的具有识别配体并与之结合的特定结构分子,那么称为“受体”。

通过受体与配体的结合,可将配体携带的信息传递给细胞内的信号传导系统。

“细胞信号传导”概念的提出,从分子水平上指出了细胞内除物质和能量代谢的分子途径和网络外,还存在对其调剂和操纵作用的自成体系的信号传递分子途径。

　　细胞信号传导已成为生命科学迅速进展的前沿领域。

笔者将通过针刺对细胞信号传导进程的阻碍,从配体（信号分子）与受体的结合到G蛋白的传导,再到第二信使的产生和作用、底物蛋白酶的生物效应及信号整合的细胞信号传导整个进程,剖析针灸通过量靶点、多途径、多层次实现多效应调整作用的内涵,以期揭露针灸对靶器官细胞阻碍的信息调控机制及信号传导通路,从分子水平说明针灸作用的现代意义。

　　针灸对效应靶细胞的阻碍可从细胞外信号与膜受体结合开始,实现对细胞信号传导途径阻碍,大致分为以下环节：

①针灸对信号分子（配体）与受体结合的调剂作用；②针灸对靶细胞G蛋白的传导、效应酶或离子通道的阻碍；③针灸对靶细胞内蛋白质磷酸化及转录因子活性的阻碍。

笔者搜集了针灸阻碍跨膜信号传导的相关研究报导,重点对效应靶器官细胞受体、G蛋白及离子通道与针灸的关系进行了整理分析,现综述如下。

　　1针灸对信号分子（配体）与受体结合的阻碍

　　针灸效应的实现与细胞信息传导有紧密关系,针刺信号通过穴位经外周神经向各级中枢神经传递进程中,可引发机体神经-内分泌系统功能的活动,致使某些生物活性物质的释放,激活了细胞信息传导功能。

在神经-体液因素作用下,将针刺信号的相应信息传递到细胞,通过与靶细胞膜受体彼此作用,激活胞内信息传导途径,产生一系列的生物效应,最终实现了针刺对机体各系统功能的调整作用[1]。

　　目前已有研究说明,针灸诱导的不同神经递质可阻碍多种靶细胞受体,如5-羟色胺（5-HT）受体、内源性阿片肽受体（EOP）、γ-氨基丁酸（GABA）受体、雌激素受体、白介素受体、糖皮质激素及受体、生长因子受体、去甲肾上腺素受体等。

多数受体属于G蛋白耦联受体,产生的生物效应也是多种多样,如镇痛效应、调整内分泌、对各系统靶器官的调整作用等。

　　通过神经递质及其受体对镇痛效应的阻碍

　　针刺镇痛是研究最多的一种针灸效应。

研究说明,它的发生第一是针刺信号被穴位处的感觉神经和感受器所感应,通过外周神经纤维传递到脊髓及不同脑区,除致使脊髓及脑内相关核团神经细胞发生膜电位转变产生镇痛效应外,更重要的是各类神经细胞分泌相应的神经递质参与镇痛。

如去甲肾上腺素、多巴胺、乙酰胆碱、GABA等,还有内源性吗啡样物质、P物质、5-HT等,这些物质又通过激活细胞受体而发挥作用。

目前研究说明,中枢内许多神经递质及其受体参与神经传导通路不同环节的镇痛作用,如位于大脑基底神经节的尾核内的非N-甲基-D-天门冬氨酸（NMDA）受体参与电针对丘脑束旁核神经元损害性反映的抑制作用；皮层体感运动Ⅰ区对丘脑束旁核的下行调剂中尾核的M2胆碱受体、阿片μ受体参与镇痛作用。

孤啡肽是新近发觉的神经肽,它与经典的阿片受体μ、δ、κ有必然亲和力,中脑导水管周围灰质（PAG）是痛觉调制系统中具有承先启后作用的重要结构,在PAG观看到孤啡肽对针刺镇痛效应的阻碍,是由于孤啡肽与其G蛋白耦联受体结合后,抑制腺苷酸环化酶（AC）活力,使环磷腺苷酸（cAMP）降低、K+外流增多、Ca2+内流减少,致使神经元超极化即兴奋性降低,由此针刺信号至PAG处,使该处神经元兴奋性降低,从而对抗针刺镇痛作用[2-4]。

朱氏等[5]通过脑内注射GABAB受体的拮抗剂CGP55845等实验说明,针刺大鼠次髎所产生的镇痛效应中,要紧与激活脑内GABAB受体有关,而脊髓水平的GABAB受体的激活在针刺镇痛中作用不明显。

　　电针对慢性炎症痛的镇痛作用的外周机制也与受体介导有关。

电针镇痛时既能够增进炎症局部EOP的合成和释放,又能够增进μ、δ、κ型3种阿片受体mRNA表达[6]。

还有人证明,电针抑制炎症痛时,可上调大鼠PAG部位白细胞介素-1受体基因（IL-1RI）mRNA表达[7]。

　　对内分泌激素及其相应受体的阻碍

　　针刺对下丘脑-垂体-卵巢轴调整作用与激素-受体有关。

陈氏等[8]研究说明,切除卵巢可致使血雌二醇（E2）水平降低,动物脑内雌激素受体（ER）蛋白和mRNA的表达增强,电针穴位后,去卵巢大鼠的E2含量明显增加；脑内ER蛋白和mRNA的表达受到明显抑制。

提示电针可提高去卵巢大鼠体内雌激素水平,使脑内ER表达发生改变,这种作用似乎是针刺调整下丘脑-垂体-卵巢轴异样功能的作用机制。

黎氏等[9]探讨了针药结合对去势大鼠血清E二、卵泡刺激素（FSH）、黄体生成素（LH）及外周血淋巴细胞内ER水平的阻碍。

发觉针刺和更年Ⅰ号不仅能提高去势大鼠血清E2水平,降低促性腺激素LH、FSH水平,而且能够上调免疫细胞ER的含量,而针药结合组作用最为明显。

针刺除对性激素及其受体表达有阻碍外,还能够增加类风湿性关节炎（RA）大鼠的糖皮质激素（CS）及其受体GCR的含量[10]。

　　激发调剂肽对靶细胞受体的阻碍

　　对神经系统靶细胞受体的阻碍

　　对中枢神经系统靶细胞受体的阻碍

　　有人采纳基因芯片技术,分析针刺预处置抗脑缺血再灌注损伤作用的分子机制,发觉针刺肾俞、百会诱导的某些基因表达产物在针刺预处置抗脑缺血-再灌注损伤进程中发挥了重要作用；芯片检测显示,神经元信号传递类涉及离子通道、递质、受体、第二信使等,如显现胆碱能M4受体mRNA及GABAB受体mRNA上调；5-HT2C受体下调[11]。

采纳阿片δ受体拮抗剂naltrindole（NTI）和κ受体拮抗剂norbinaltorphimine（BNI）阻断δ、κ受体的前提下,观看重复电针对脑膜中动脉梗死（MCAO）大鼠脑容积等指标阻碍,发觉NTI能够阻断电针预处置诱导的脑爱惜效应,而BNI不能。

说明在重复电针刺激大鼠百会诱导的脑缺血耐受效应中δ阿片受体发挥了要紧作用[12]。

采纳放射配基结合实验发觉,慢性应激抑郁模型大鼠大脑皮层5-HT1受体最大结合率（Bmax）明显降低,电针百会、足三里穴使之增加。

抑郁模型大鼠大脑皮层5-HT2受体的Bmax和平稳解离常数（Kd）明显高于正常组,电针可使其降低,说明电针百会、足三里穴具有调剂5-HT受体功能不平稳作用[13]。

　　应用cDNAArray技术,发觉快速老化小鼠前脑588个基因呈现不同表达,其中生长激素受体、雌激素受体随基因快速老化时别离下调了和倍,针刺后其表达水平别离上调和倍,说明针刺可改善上述生长因子及受体的的表达,进而起到延缓衰老作用[14]。

　　对脊髓组织神经递质及其受体的调剂作用

　　大鼠脊髓损伤后,针刺医治能通过促使大鼠脊髓表达神经生长因子（NGF）及其受体络氨酸激酶受体A（TrKA）增多来促使受损神经元修复,从而增进大鼠行为功能的恢复[15]。

对后路渐进性脊髓压迫动物模型进行电针医治发觉,脊髓损伤后NGF及其受体TrkA在神经元及胶质细胞表达增强,通过电针医治后,NGF和TrkA表达下降；体感诱发电位检测和联合行为评分（CBS）显示,电针组明显优于减压组,说明电针医治增进脊髓损伤大鼠的行为功能恢复也与内源性神经生长因子及其受体TrkA介导有关[16]。

　　对周围神经靶细胞受体的阻碍

　　NGF具有加速神经纤维的发芽、防治周围感觉神经变性疾病等作用,它对神经损伤阻碍必需通过与效应细胞NGF受体相结合而发挥其营养作用。

研究发觉,针刺疗法能够延长NGF及其受体的分泌时刻及含量,从而有利于周围神经损伤的恢复[17]。

　　对心血管系统效应靶细胞受体表达的阻碍

　　研究说明,心肌缺血性损害能够引发心脏交感神通过度兴奋和心脏对交感神经兴奋性调剂的反映性增强,继而引发β2-肾上腺素能受体（β2-AR）过度兴奋,致使心肌细胞内钙超载,促使心肌损伤。

β1-AR信号传导系统各个站点如β1-AR、刺激型G蛋白α亚型（Gsα）、AC、cAMP、蛋白激酶A（PKA）和L-型Ca2+通道都参与介导了心肌缺血诱导的心肌损害。

高氏等[18]研究说明,电针预处置抗心肌缺血作用的机制可能是：

电针预处置通过反复的兴奋交感神经,继而作用于β1-AR信号传导系统的各个站点,引发β1-AR的下调和“脱敏”效应,继而使其相耦联的Gsα蛋白表达下降,致使AC活性的减低、cAMP含量的下降、PKA和L-型Ca2+通道活性的减低等一系列转变,和减轻心肌细胞内Ca2+的超载等损害。

因此,反复的电针预处置可给予心肌对其以后较长时刻缺血性损伤的耐受,起到抗心肌缺血的爱惜作用。

　　对消化系统效应靶细胞受体的阻碍

　　有资料说明,针灸对胃运动及胃黏膜损伤爱惜作用与脑肠肽有关,而脑肠肽对效应细胞的阻碍也要通过其细胞膜受体所介导。

易氏等[19]在发觉针刺对胃、奥狄氏括约肌运动的阻碍与胃动素及缩胆囊素等脑肠肽有关的基础上,进一步比较了针刺足阳明经的四白、足三里及足少阳经的阳陵泉对家兔胃窦滑腻肌、奥狄氏括约肌组织缩胆囊素受体基因表达的阻碍,发觉针刺足阳明经对胃窦滑腻肌胆囊收缩素受体基因表达（CCKA-R-mRNA）上调作用强于足少阳经；而针刺足少阳经对奥狄氏括约肌CCKA-R-mRNA上调又强于足阳明经,推测经脉-脏腑相关的相对特异性可能与相关脑肠肽受体基因表达不同有关；另外,急性胃溃疡模型组的表皮生长因子（EGF）降低、生长抑素（SS）含量及其生长抑素基因表达（SSR1mRNA）表达显著升高。

针刺胃经后EGF明显升高、SS含量及SSR1mRNA显著降低。

针刺胃经组对家兔胃黏膜损伤爱惜作用与相关脑肠肽及生长抑素受体基因表达有关[20]。

电针足三里可使胃黏膜表皮生长因子受体（EGFR）阳性表达率上调[21]。

电针足阳明、足少阳经对应激大鼠胃黏膜的预防爱惜及医治作用均与EGFR/EGFRmRNA表达有关[22]。

用赛庚啶阻断中枢5-HT2受体后,电针对胃运动及胃电的抑制效应大为减弱,而用枢复宁阻断中枢5-HT3受体后,对电针的抑制效应无明显阻碍。

说明电针在对胃运动及胃电的抑制效应中,中枢5-HT递质可能要紧通过5-HT2受体发挥作用,而与5-HT3受体关系不明显[23]。

针灸医治还能下调克罗恩病模型大鼠结肠黏膜中P物质（SP）、神经激肽-1受体（NK-1R）的表达,排除肠道炎症,改善组织损伤,发挥医治作用[24]。

　　2针灸对靶细胞G蛋白传导、效应酶或离子通道的阻碍

　　对G蛋白传导及效应酶的阻碍

　　G蛋白,又称鸟嘌呤核苷酸结合蛋白（guaninenucleotidebindingprotein,G-protein）,是由α、β、γ亚基形成的一类重要的信号传导分子,能够通过直接调制离子通道、激活第二信使等方式参与到细胞信号的传导进程中,阻碍细胞基因表达。

激素、神经递质、药物等第一信使对细胞反映的调剂作用多数是通过与其膜受体结合后,经相耦联的G蛋白将信号传递到细胞内的第二信使等效应器而发挥其生物学效应的。

cAMP是公认的第二信使,能够把各类调剂信息带到细胞内的特定部位,从而对酶的活性、膜通透性、基因表达、细胞增殖与分化发挥调剂作用。

周氏等[25]研究说明,高血压性脑出血模型大鼠其海马区显现Go蛋白、Gi蛋白及其mRNA降低第二信使cAMP升高和SS降低,说明跨膜传导系统中G蛋白参与了高血压性脑出血的病理进程。

电针水沟、内关、足三里等穴不仅能操纵高血压性脑出血大鼠的血压,改善其神经行为体征,还使海马区Gi蛋白及其mRNA的含量/表达升高、cAMP的水平降低、SS及其mRNA的表达增强。

提示电针作用可从第一信使、跨膜传导G蛋白、第二信使等方面多靶点、多环节地纠正脑出血时脑组织存在的信号传导机制的紊乱,从而增进高血压性脑出血的临床病症和体征的恢复。

急性缺血时G蛋白含量或活性的改变与受体后信号传导异样和AC失活有关。

吴氏等[26]采纳基因芯片技术挑选心肌缺血时心肌细胞G蛋白及其相关基因表达,发觉15种G蛋白参与了心肌缺血反映,而电针神门对缺血心肌细胞的爱惜要紧调剂G蛋白γ亚型,通过cAMP阻碍下游蛋白激酶Aβ2调剂细胞转录,发挥电针抗心肌缺血的爱惜作用。

郑氏等[27]发觉针刺内关能够改变造模后心肌组织内GsmRNA的表达量,使心律及心率向正常水平恢复,提示心律失常可能和G蛋白信号传导障碍有关,提示G蛋白在针刺内关穴对心律失常的调剂中有重要作用。

　　对靶细胞离子通道的阻碍

　　对神经细胞离子通道的阻碍

　　马氏等[28]的实验结果说明,大鼠脑缺血后,缺血区细胞外K+浓度迅速升高、Na+浓度迅速下降,手十二井穴刺络放血可使缺血区K+浓度上升的幅度减小,Na+浓度下降的幅度减小。

李氏等[29]研究说明,脑缺血-再灌注3h后,脑组织中Ca2+、Na+含量升高,电针可明显降低脑组织Ca2+含量,也有降低Na+含量的趋势,而对K+含量阻碍不明显。

徐氏等[30]实验结果显示,针刺百会、人中和环跳、昆仑两组穴位对脑缺血-再灌注损伤大鼠脑组织中异样升高的Ca2+、Na+含量均有不同程度的降低作用。

　　近期研究发觉,神经细胞的许多生理活动,如神经递质的释放、膜内外信息传递、膜兴奋的操纵、酶活性的调剂和基因的表达等都依托于Ca2+的参加,细胞内Ca2+浓度（[Ca2+]i）的起落对调剂细胞活动起决定性作用。

脑缺血-再灌注损伤后,一方面,细胞外Ca2+通过细胞膜上的电压门控钙通道和受体门控钙通道大量涌入胞内；另一方面,胞内钙库,如内质网、线粒体上的钙库向胞内释放Ca2+致使细胞内钙超载,从而引发一系列的病理损害。

姜氏等[31]采纳醒脑开窍针法使脑缺血-再灌注损伤大鼠海马神经细胞[Ca2+]i降低,推测针刺能够增进质膜、内质网上的钙泵和线粒体对Ca2+的从头摄取,抑制三磷酸肌醇受体（IP3R）灵敏钙库和灵敏钙库对Ca2+的过度释放,从而抑制钙超载对神经细胞的损害。

胡氏等[32-33]曾在针刺镇痛实验中发觉,脑细胞内游离钙离子浓度发生明显转变；后又观看到电针医治家兔实验性高血压,心肌细胞内游离[Ca2+]i及游离镁离子浓度（[Mg2+]i）发生转变,说明针刺可通过调剂细胞内外的各类离子浓度,改变膜电位,从而产生对血压的调剂作用。

　　脊髓缺血后也可致细胞内Ca2+含量增高。

雷氏等[34]实验发觉,脊髓缺血再灌注组大鼠脊髓细胞内Ca2+含量明显高于假手术组,并于再灌注后继续升高,4h后达到其峰值。

电针预处置组缺血期及再灌注期Ca2+含量均显著低于对照组,显示了电针重复预处置具有良好的抗Ca2+超载的作用。

推测电针预处置抗Ca2+超载的可能机制为：

电针激活K+-ATP通道,抑制膜去极化作用,减少Ca2+内流,抑制Ca2+超载。

糖尿病性神经病变的发生进展与神经组织Na+-K+/ATPase活性下降有紧密关系。

电针糖尿病大鼠三阴交和脾俞、足三里等穴,对神经传导速度有良好的防治作用,其机理与改善Na+-K+/ATPase活性有关[35]。

　　对心肌细胞离子通道的阻碍

　　心肌缺血再灌注致使心肌发生严峻的功能紊乱也与细胞内Ca2+超载有关。

心肌细胞膜的钠泵和肌浆网的钙泵在调剂胞浆Ca2+水平方面发挥着极为重要的作用。

田氏等[36]发觉,针刺对缺血再灌注损伤大鼠心肌细胞肌浆网三磷酸腺苷酶（SRCa2+-ATPase）活性及其基因（SERCA-α）表达具有干与作用。

针刺大鼠心包经内关或郄门,使心肌组织Ca2+-ATPase活性及其蛋白基因的表达率显著提高。

说明针刺手厥阴经穴可通过调剂细胞内Ca2+泵活性改善心脏功能。

　　3问题与展望

　　以上研究说明,针灸对效应靶细胞跨膜信号传导通路G蛋白耦联及离子通道的阻碍已日趋引发人们的重视,针灸对内脏器官爱惜作用和对信号分子的调控作用显示出多层面、多途径、多靶点干与特点,对其深切研究可为进一步揭露针灸医治疾病的分子机制。

　　但细胞跨膜信号传导通路是一个复杂的调剂网络,外界刺激通过信号网络的整合作用,能专一地产生某种生物效应及调剂特定基因表达。

不同的细胞外信号有复杂多样的细胞内传导方式,各类方式之间又有多种形式的交叉作用,形成信号传导的网络,且信号传递具有级联放大作用。

针灸诱导的活性物质群可能对一种或多种信号分子包括合成、释放、代谢等环节起增强或抑制作用；可能对信号同意系统的一种或多种受体起作用,可激活不同细胞信号传导途径,产生多种生物效应；而同一受体上可能存在多个与信号分子结合的活性位点,与不同信号分子结合可因为受体变构而产生受体数量、亲和力及彼此作用的多方面调剂；还可能对受体后一个或多个效应酶起激活、增强或抑制作用。

故细胞内存在的信号传导通路并非是各自独立的,不同途径之间存在多种交互联系,各条通路之间既彼此协同、又彼此制约,相互交织成网；另外,信号传导途径还受到细胞代谢及其他生化反映的阻碍。

这种复杂的网络给信号传导的研究带来了许多困难。

　　因此,尔后的研究有必要从整体临床确证疗效入手,结合离体及细胞功能实验及分子生物学实验,多层次、齐头并进、有机结合,沿着细胞信号传导途径的脉络,确信关键作用靶点；进一步利用受体结合分析方式、酶联免疫方式、放射性免疫方式、电生理实验技术等,系统全面地揭露针灸调整作用的复杂作用机制,才能深化针灸调控细胞信号传导途径的特异性机制的研究。

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