针刺麻醉作用原理
单独应用针刺或针刺结合少量麻醉药就可以满足外科手术麻醉的需要,就目前来看主要是借助于针刺在机体上的镇痛效应; 此外还包括针刺的抗休克效应和抗感染效应,以及促进组织加速修复效应等在内。正是由于针刺的这些效应才可能产生一定的“麻醉”效果,也即使病人能够在清醒状态下基本无痛地接受外科手术治疗,并有别于其它药物麻醉方法而具有其本身的特点。
针刺对于机体的影响是多方面的,并受许多内外因素的影响。例如,针刺的部位、刺激的强度、机体的机能状态、配穴和施术时间的不同以及病人心理活动等,对针麻效果均有一定影响。这就构成了针刺麻醉作用原理的复杂性。
麻醉的主要问题是解决病人因外科创伤而产生的疼痛; 而疼痛的产生和消失等生理过程是目前还正在研究的课题,对其了解甚寡。研究疼痛过程涉及到形态、生理、生物化学、病理、药理和心理等多种学科。这就意味着针刺麻醉作用原理,是一个多学科的重大的研究课题。
针刺麻醉是在针刺镇痛的基础上发生和发展起来的,而经络学说与经穴-脏腑相关学说又是针灸学的中医理论基础。所以针刺麻醉作用原理还必需在中医理论基础的指导下应用现代科学的方法进行研究。在阐明针刺麻醉作用原理的过程中,还需对经络学说和经穴-脏腑相关学说,加以理解和阐明。因此,针刺麻醉作用原理的研究是一个长期的、艰巨的任务,全面地、完善地阐明针刺麻醉作用原理为时尚早。下面只能就针刺麻醉过程中几种主要针刺效应的产生,也即针刺的镇痛、抗休克、抗炎以及促进组织修复等效应原理略加阐述。
针刺镇痛效应 针刺镇痛效应是组成针刺麻醉作用的重要方面。针刺镇痛的基本规律是:
❶针刺腧穴可以普遍地提高机体痛阈和耐痛阈;
❷针刺镇痛效应有一定长度的潜伏期和后作用;
❸针刺不同腧穴对不同部位产生不同程度的镇痛效应;
❹针刺提高痛阈是有一定限度的;
❺针刺对痛阈的作用受多种因素的影响,如机体的机能状态,心理活动,年龄、性别、痛经验和针刺手法、强度、电刺激频率与波形、以及周围环境的温度、时间与季节等。例如,在人体上观察到针刺腧穴后,镇痛效应在40分钟左右达最高峰,平均较对照组数值提高65~95%。针刺一侧,对躯体两侧的刘称点均有同样效果。停针后痛阈呈指数下降,其半衰期平均为15.5分钟。针刺一穴对全身各部位均有不同程度的镇痛效应。但在对比观察针刺29个穴位对全身39个测痛点的痛阈时发现,在17个阳经穴位中以针刺合谷的效果为最好,阳性点多少依次为背、腰、胸、腹部和上肢出现;在12个阴经穴位中,以针刺两侧公孙的镇痛效应为最好,其阳性点多出现在腹、胸、腋和背部。在不同的受试者中存在着明显的个体差异。
关于针刺产生镇痛效应的原理,国内应用电生理学、神经化学和形态学等现代方法对神经系统,特别是中枢部位进行了较多研究。一般认为,机体既然存在一个致痛体系,也就必然有一个抗痛的调制系统。针刺作为一种非特异性刺激可以激活它; 通过它的功能活动调制着痛觉的产生和消失。这两个相互矛盾并相互制约着的系统重要物质基础是神经系统及其传导递质,和通过神经系统控制着的内分泌系统。为此,我国科学家们通过各种疼痛的动物模型,采用现代实验技术,对针刺在机体影响致痛与抗痛这一对矛盾着的生理现象,做了广泛而深入的研究。
通过人体解剖与组织学的观察针刺所涉及的形态结构发现,针刺进入机体后主要是触及神经及脉管的末梢装置,包括血管壁的神经装置、肌梭和各种类型的感受器。自此针刺激变成了针刺信号,即所谓“得气”,产生穴位针感,包括医者手中的沉紧感。这种针刺信号的形成,依赖于神经系统机能和结构的完整性。
针刺信号开始通过相应的传入纤维,主要是不粗不细的Ⅱ、Ⅲ类纤维进入脊髓。利用插入微电极在脊髓水平上观察到,针刺信号和痛觉信号发生相互作用,一般是在脊颈束或者背角的Rexed第五层。
脊髓是加工和重新整合各种躯体感觉信号的初级场所。经过整合的信号分别沿着两条途径上行。一是丘系(背索、脊颈束及新脊丘束),另一是丘外系(旧脊丘束、脊网束、脊顶盖束及脊髓固有束)。根据实验分析认为,针刺感觉冲动进入脊髓后,经过前联合交叉到对侧,然后沿着外侧索,主要是前外侧索,也即丘外系向上传导。
电生理学的研究表明,在脑干中网状结构和中缝核群都是腧穴针刺效应的中枢通路。这些部位有关神经元的活动,一方面可以沿脊髓外侧索下行对背角痛觉信号产生下行性抑制,另一方面又可通过中央被盖束向上传导到中枢的较高部位。
中缝核群位于脑干正中线的狭长地区,纵连延脑、中脑,由大小不同的八个神经核团组成。它们的活动在镇痛、睡眠、体温调节和性行为中都很重要。针刺腧穴或压迫深部组织,能增强中缝核群中部分细胞的电活动。损毁这个核群的某些部分,能使针刺镇痛效应大为减弱,刺激中缝背核可引起邻近中脑中央灰质的镇痛现象。在大白鼠身上表现的针刺镇痛效果可与剂量为10mg/kg体重的吗啡相当。刺激中缝背核,还可以抑制丘脑束旁核痛敏细胞对伤害性刺激的放电反应。针刺抑制束旁核“痛”放电的一个可能途径是由中脑中缝背核。用放射自显影术可看到中缝背核的一部分纤维投射到丘脑束旁核。
丘脑是感觉上升到意识之前的一个整合中枢。丘脑中和传递痛觉有关的神经元,主要位于内髓板核群,特别是束旁核和中央外侧核一带。用微电极在这个区域记录神经元放电,可以看到一种伤害性刺激引起特殊放电反应。它有四个特点:
❶长潜伏期;
❷长而持续的后放电;
❸对重复给予的伤害性刺激无适应现象;
❹能被吗啡一类镇痛药所抑制。除此之外,在中脑网状结构中也有类似的神经元。丘脑内侧核群及中脑网状结构内还有一种对伤害性刺激呈现自发放电减少反应的神经元; 这可能是痛觉信号传递的另一种方式。
上述丘脑内痛觉信号活动,均可受到针刺腧穴或压迫跟腱的抑制。前已述及,针刺信号是通过巨细胞核上行的纤维,主要是到丘脑的中央中核,通过中央中核抑制束旁核放电。至于中央中核与束旁核之间的联系,有人推想,可能通过包括前脑在内的一个回路,并证实尾核在这一回路中占有重要地位。尾核头部背侧在电针合谷穴时可记录到诱发电位。尾核的活动具有明显的镇痛和缓解顽固性疼痛的作用。
边缘系统是情绪生理过程的主要高级中枢。痛会引起情绪反应;针刺镇痛也必然影响边缘系统活动,从而减少或消除痛的情绪反应,提高机体对痛刺激的耐受能力。并已证明,痛刺激可以改变其中一些神经元的电活动。针刺可减弱这种活动。针刺扣带回前部可明显增强针刺镇痛效应,而刺激扣带回后部则出现痛觉过敏。海马、丘脑下部的视前区、视上核、黑质致密部和隔区等也曾观察到电针本身的诱发反应或电针抑制效应。
针麻时,必然要发挥大脑皮层对全身主导及调节作用。痛刺激在大脑皮层,特别是体感区可出现一种潜伏期长达200ms左右的诱发电位;针刺可抑制这种诱发电位,并与主诉痛觉呈平行关系。如局部改变穴位的皮层投射区的机能状态,或针刺不同穴位,或用不同电针的电脉冲频率,针刺对伤害性刺激诱发皮层电位的影响,也有所不同。采用操作式条件反射时,在记录自发放电的实验中还看到前额皮层神经元也接受针刺的影响。这一结果提示,这个区域也可能参与构成针刺效应心理成分的生理基础。
上述神经系统中枢部分的活动,必然会引起各种神经递质的活动。神经中枢有些部位在针刺时,其递质释放量有的增加,活动增强,而另一些则减少,活动下降。这种变化与痛阈变化有密切关系。现已证实,针刺有促进脑内5-羟色胺含量增加和更新率提高的作用。利用电凝和化学切断剂等手段损毁脑内5-羟色胺能神经元,抑制脑内5-羟色胺的生物合成,阻断5-羟色胺的受体与之结合,均可使针刺镇痛效应减弱,甚至消失。利用优降灵、丙磺舒、氨茶碱以及胰岛素等药物,或供给色氨酸和5-羟色胺酸来阻止5-羟色胺的降解或促进5-羟色胺的合成,则可以增强针刺的镇痛效果。
内源性鸦片样物质与鸦片受体在镇痛中的作用,是近年来的一大发现。针刺信号进入有关脑区后,可增强内源性鸦片样物质的活性,或激活内源性鸦片样物质能神经元释放内源性鸦片样物质,使脑内含量增高,从而出现镇痛效应。内源性鸦片样物质与5-羟色胺之间还存在着紧密的相互联系和功能上的相互代偿关系。新近还发现,长时间针刺产生耐受现象时,脑内还出现一种被称为抗鸦片样物质的活性物质,对抗针刺镇痛效应。
脑内乙酰胆碱也是加强针刺镇痛的一个重要物质。用推挽灌流和组织化学等方法研究证实,针刺镇痛时脑内乙酰胆碱明显增多。脑内促使乙酰胆碱合成的胆碱乙酰化酶和降解的胆碱酯酶,在针刺过程中其活性有明显变化,反映了乙酰胆碱功能活性的增加。
儿茶酚胺,包括多巴胺和去甲肾上腺素,都参与针刺镇痛机制;但不能肯定是拮抗作用还是协同作用。
神经递质中的P物质、组织胺、r-氨基丁酸、甘氨酸、谷氨酸、环磷酸腺苷、环磷酸鸟苷和徐缓激肽等也都参与针刺镇痛效应。一些无机离子,如钾、钙、镁等,也与针刺镇痛效应有着密切关系。
针刺与疼痛过程中都涉及到内分泌系统活动。针刺调节内分泌系统的活性是肯定的。一些实验资料证实,丘脑下部-垂体-肾上腺体系的一些环节参与了针刺镇痛效应。
针刺抗休克效应 临床实践证实,针麻应用于外科手术,特别是用于危重和休克病人时,具有呼吸及心血管功能稳定,输血量小,使用升压药少,术后并发症少及康复快等特点。这是与针刺具有抗休克效应分不开的。应用动物形成的各种休克模型的研究证实,针刺对休克不仅有预防作用,还有治疗作用。如失血性休克,针刺组较不针刺组所需要的输血量小;在同样放血量的情况下,针刺组血压下降程度较对照组小;放血停止后,针刺组血压回升较快,也较高。针刺可使处于休克状态的动物血压逐渐回升并保持稳定,降低死亡率,延长死亡时间。针刺能增加肺通气量和最大通气量,降低耗氧量,消减房性和室性早搏,改善心率失常,改善左心功能和脑循环,改善心肌收缩力,使缺血性损伤范围缩小。
针刺上述效应,主要是通过神经系统和内分泌系统实现的。实验表明,在腧穴上给以一定强度和频率的电针刺激,沿着相应的传入神经把冲动传向中枢神经系统,引起比较弥散的中枢兴奋; 脑干可能是针刺升压和抗休克效应的基本整合中枢,并受高级部位的控制,借植物神经系统及其神经介质和肾上腺素类的体液因素驱动效应器,产生抗休克效应。
针刺抗炎效应 针刺的抗感染作用已越来越受到人们的注意。感染虽不是麻醉的主要问题,但减少感染可使手术创伤早日修复,有利于机体功能恢复。加之针刺又有促使机体组织生长效应,这就构成针麻的另一特点。针刺作为非特异性刺激,通过神经与神经体液的反射途径,使机体内各种特异性和非特异性的免疫能力有所提高。针刺既可使机体细胞性免疫能力增强,如白细胞特别是嗜中性白细胞增加和吞噬能力增强,也可使机体体液性免疫能力提高,如使血清中的凝集素、间接血细胞凝集素和沉降素等特异性抗炎效价提高,使血液中裂解素、杀菌素和调理素的生成量增加,使补体升高。针刺还可增强内分泌活动来影响机体的防卫功能。例如针刺使机体组织中具有防卫与营养作用的物质谷胱甘肽的含量升高。针刺对炎症三大病理过程均有影响。通过针刺改变血液和淋巴循环,减低血管通透性,加速炎症渗出物吸收,控制并缩小炎症坏死范围,加速肉芽组织的形成及瘢痕化过程,也有促进神经芽枝增长效应。所有这些,都有助于加强抗损伤过程,从而加速创伤的修复。