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《自然》杂志发表的这篇文章 或能解释中医里针灸为什么有效?

2021-10-15  闲之寻味

今天《自然》发了篇很有意思的文章,研究“穴位”背后的生物学基础,通讯作者是哈佛大学的神经生物学教授马秋富。

公众号“ 学术经纬”发布了一篇对该文章的解读,内容如下:

细菌感染诱发的脓毒血症(sepsis)是一种剧烈的全身炎症反应,有致命危险。

在顶尖学术期刊《自然》今日发表的一篇论文中,哈佛大学神经生物学教授马秋富领衔的研究团队展示了一种刺激“穴位”治疗脓毒血症的实验方法:研究人员在患有脓毒血症的小鼠身上,找到其后肢的“足三里穴位”——换到人体的话大致位于膝盖下方2厘米处,然后用微弱的电流对此进行针灸,最终起到了有效的抗炎作用,降低了小鼠的死亡率。

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针对这项研究,《自然》杂志同时发表了一篇评论文章,杜克大学麻醉学科的Luis Ulloa教授在文章中指出,电针灸(electroacupuncture)刺激特定部位,从而调节某些身体机能并治疗疾病,属于近年来被称为“生物电子医学”(bioelectronic medicine)的一类新兴医学领域。

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人们很容易由此联想到传统的针灸。在这项研究以及先前的一些相关实验中,科学家们也发现,在传统意义上的“穴位”位置进行电针灸刺激为什么有效、如何才能起效、是否特异等,还存在很多争议。比如,以不同的强度刺激“足三里”,或者以同样的强度刺激另一个位于腹部的“天枢穴”,都无法起到同样的抑制炎症效果。

研究人员指出,如果要把电针灸发展为一种可靠、有效、灵敏的治疗方法,明确电针灸刺激“穴位”背后的神经元网络是非常关键的一步

马秋富教授的研究团队从2017年以来,致力于挖掘电针灸激活神经通路进而调节炎症的机制。在这篇新发表的论文中,研究团队通过小鼠实验首次找到了一组特定的神经元,并发现这组神经元可以调节迷走神经-肾上腺反射从而为电针灸刺激“足三里”起到全身抗炎效果找到了现代神经解剖学的基础

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马秋富教授(图片来源:哈佛大学官网)

具体来说,研究人员发现在电刺激“足三里”位置时,会激活一组表达Prokr2蛋白的感觉神经元。这些感觉神经元的细胞体部分位于脊髓,延伸出去的突起部分属于支配后肢的坐骨神经,由此它们可以将后肢的感觉信息通过脊髓传向大脑的特定区域。

有趣的是,表达Prokr2的神经元受到不同强度的刺激,会激活不同的神经通路。受到较低强度的刺激,它们会进而激活神经系统中的迷走神经-肾上腺,驱动肾上腺释放儿茶酚胺类抗炎物质。但如果电针灸刺激的强度过大,则会进而激活另一组交感神经反射,反而未能驱动迷走神经-肾上腺这条副交感神经通路。

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适度刺激小鼠的“足三里”(ST36)引起全身抗炎反应的神经网络:激活Prokr2感觉神经元,驱动迷走神经-肾上腺轴(图片来源:参考资料[2])

这类Prokr神经元的神经纤维有特定的分布区域,也就为电针灸抗炎需要在特定“穴位”刺激提供了解释。在包裹腹部器官的组织中,研究人员就没有找到这类表达Prokr的神经元,所以刺激小鼠的腹部“穴位”(比如“天枢穴”)很难引起相同的全身抗炎反应。

为了验证Prokr2神经元的角色,研究人员光遗传学等多种实验手段人为激活表达Prokr2的神经元,发现可以模拟电针灸的抗炎效果;相反,如果特异性地破坏这组神经元,则会让电针灸起不到抑制全身炎症的作用。

《自然》杂志的评论文章总结说,这些结果首次提供了一种分子标记,靶向具有这种分子标记的神经元可以设计特定的刺激方法,用来远端调节身体机能

研究人员指出,他们希望此次的这些发现可以为优化生物电刺激参数铺平道路,未来可以精确地驱动不同的神经通路来治疗特定疾病,最终造福患者。

今天还看到了博主@冷月如霜 对《自然》杂志这篇文章的评论:

这个研究是在小鼠身上的特定位置进行微弱的电刺激,促进小鼠的抗炎作用,降低了患有脓毒血症小鼠的死亡率。

这个看起来和传统医学的针灸有点像。之前科学界其实有很多讨论,比如针灸究竟有没有效,为啥有效,如何能有效,背后机理又是啥等。如果找到背后的生物学原因,那对理解这种电刺激方式,并把电刺激方式当作潜在治疗方法,是有一定帮助的。

这篇文章里,马教授在小鼠的“足三里“位置进行电刺激,发现会激活一组表达Prokr2蛋白的感觉神经元。有意思的是,这组神经元受到的刺激不同,会相应激活不同的神经通路。

如果刺激强度很大,则会激活一组交感神经反射。而如果刺激强度较低,就能激活迷走神经-肾上腺,驱动肾上腺释放抗炎物质。

论文指出这类Prokr神经元所在的神经纤维有特定的分布区域,也就为针灸的”穴道“等提供了一定解释。比如在小鼠腹部没有这类神经元,那么刺激相应的穴位也不会有效果。

为了确保是激活神经元,而不是机械刺激带来的改变,研究人员们还用光遗传学的方法去激活Prokr2神经元,得到了一样的抗炎结果。相应,如果破坏这组神经元,那么电针灸也会失效。这组实验做得还挺严谨的。

《自然》杂志同期发布一篇评论文章,说这个研究提供了一种分子标记。如果靶向带这种分子标记的神经元,可以设计特定的刺激方法,用来调节身体机能。

看到用现代生物学的方法去解释”穴位“的概念,还蛮神奇的。

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看了关于《自然》杂志这篇文章的相关解读,不少网友还提出了很多疑问,比如:老鼠的足三里是怎么得出来的?

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还有,用电击和针灸,还是有区别的吧?

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