前言
喵心裡一直有一個疑問和猜想，化學藥品是否是治療疾病唯一的方法呢？
身為一個物理系出身的學生，在社團裡接觸了些許中醫，總覺得如果我們能跳出化學，去探索物理方法 (如機械力、電、磁、放射線等) 的治療，疾病的治療必定有更多的可能性和發展性。這幾年物理學家在疾病的診斷上大有斬獲，發展出了X射線、超音波、核磁共振、正子掃描等影像工具，讓病灶從骨頭、軟組織到神經、血管皆無所遁形。然而，在治療上，我們了解的仍然非常有限。的確，物理治療應用了力學和部分電刺激治療肌肉，腦部疾病也始利用穿顱磁刺激 (TMS)、腦深層電刺激 (DBS) 等方式做治療，但使用部位和治療的疾病範圍仍然侷限。尤其後面兩種治療仍然需要更多的研究作為支持。而更廣泛的應用如整脊和針灸，在慢性疼痛和許多沒有顯著病因的症狀 (偏頭痛、嘔吐等) 的治療上幾乎已經獲得了西方醫學的「半官方」認可 (至少在美國健保可以給付，並有相關專業的檢定和執照。WHO也承認其在臨床上的療效。)，但其機制仍然不明。
於是，好久沒有認真看相關文章的喵，看到 Langevin 這篇 The Science of Stretch[1] 不住開心的驚呼！覺得作者很多切入點和我曾經想過的很像啊！這也是為什麼喵會一路從阻抗量測、生物力學轉到神經科學。
為什麼是結締組織？
結締組織是什麼呢？結締組織是四種基本組織之一 (另三種為上皮、肌肉和神經)。結締組織填充充滿全身，支持、連結和分隔器官和組織。主要由三個部分構成：細胞、纖維和細胞外間質。
之前就有許多人猜想針灸和結締組織的關係，尤其是發現在穴道和經絡的分布和結締組織層的關係。[2] 根據本篇作者 Langevin 之前利用組織切片和超音波發現，手部穴道有80%分布在肌肉間的結締組織層 (connective tissue planes)，且陽經的分布較淺層，陰經的分布較深層。[2] 作者甚至推測，此解剖學上的分布特性可能也和經絡的低阻抗特性相關。[3] (關於穴道的阻抗特性可以參考從1970年代至今，中谷義雄、R. Voll、R. O. Becker、陳國鎮等人的研究 )
然而，其實之前因為發現有80%的穴道都分布在神經叢上，所以大多針灸研究的焦點都聚焦在針灸和神經的關聯性 (這也是為什麼喵要改念神經 無誤)。
結締組織和針灸
發現了解剖位置和經絡穴道的關連性後，Langevin進一步想了解針灸會對結締組織造成什麼影響。
首先，她們先測試「得氣」。得氣是中醫上，當進針到穴位的深度時，受針者會瞬間有一種酸麻腫脹或是通電的感覺，且進針者也能感受到一種「如魚吞鉤餌之浮沉」。也就是進針者會感受到一種彷彿魚吸著餌，無法再前進也無法拔出的沉著感。作者的團隊在60個人的8個穴位和8個相對應的非穴位上，用機械分別進針，並量測拔針所需的力道。[4] 她們發現，有捻針 (左右雙方向轉動或是單方向轉動) 比直進針，拔針所需的力道要高52% 。穴道比非穴道上的針需要多18%的拔針力道。[4]
接著，她們進一步問為什麼會有這樣的情況發生。她們在顯微鏡下的老鼠組織中[2]和12位人體受試者的超音波圖中[5]發現，隨著針灸針的轉動，結締組織會開始纏繞著針，並越纏越多圈，就像用叉子轉起義大利麵條一般。 因此，根據作者的研究，針灸在捻針時，會扯起結締組織，並利用轉動拉伸結締組織。作者推測，這種對結締組織的拉伸，就是針灸和瑜珈的臨床療效的可能機制。
針灸、伸展及力傳訊 (Mechanotransduction)
要進一步連結組織的受力和其對生理的影響，就不得不講解一下力傳訊 (暫翻，Mechanotransduction) 。顧名思義，就是細胞將外在的機械力 (此處僅指接觸力或保守力) 刺激轉化成電訊號或是化學訊息的過程。包括受機械力刺激打開離子通道引發動作電位，造成神經訊號的傳遞；或是激活下游的傳訊分子，進而改變基因的表現。簡而言之，就是細胞如何感受到細胞外基質 (Extracellular Matrix) 的改變 (如：受力位移) 以及如何和細胞外基質溝通去應對外在的變化 (如：改變形狀)。
她們首先發現在針刺周遭的纖維母細胞 (Fibroblast) 的形狀變大而扁平。[6] 這表示在針灸的過程中細胞內的細胞骨架重新排列進而改變細胞的形狀。此外，她們發現除了針灸外，拉伸體外培養的組織或是彎曲麻醉的老鼠三十分鐘也會改變纖維母細胞的構型[6]。而這種纖維細胞形狀的改變使得結締組織能更加放鬆，使身體得到適當的舒展，也能調整肌肉和骨頭的位置。
接著，她們進一步發現和細胞移動性及改變細胞外蛋白組成相關的胞內傳訊分子Rho 也參與了改變纖維母細胞形狀的現象。
另一方面，繼 Goldman 等人發現 adenosine 等類 ATP 分子在針灸完30分鐘後在進針的穴道處附近有顯著增加，並發現 adenosine A1 分子接受器在針灸止痛扮演不可或缺的角色後，[7] 作者又進一步發現纖維母細胞的形變也有ATP傳訊的參與。[8] ATP，三磷酸線咁，是細胞內最主要用來產生能量的分子，近來也發現其在細胞外扮演訊息傳遞的角色。而在細胞拉伸時，阻斷Rho能明顯減少細胞外ATP的產生。
目前推論，當因為針灸或伸展，造成結締組織的拉伸，會引發纖維母細胞產生傳訊分子Rho，進一步激活ATP傳訊，進而產生止痛和調整姿勢的療效。
本文同步刊登於 http://scientificacupunctureresearch.blogspot.com/2014/04/blog-post.html
[1]Langevin, H. M. (2013). The Science of Stretch. The scientist.
http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/35301/title/The-Science-of-Stretch/
[2]Langevin, H. M., & Yandow, J. A. (2002). Relationship of acupuncture points and meridians to connective tissue planes. The Anatomical Record, 269(6), 257-265.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ar.10185/pdf
[3]Ahn, A. C., Wu, J., Badger, G. J., Hammerschlag, R., & Langevin, H. M. (2005). Electrical impedance along connective tissue planes associated with acupuncture meridians. BMC Complementary and Alternative Medicine, 5(1), 10.
http://www.biomedcentral.com/1472-6882/5/10
[4]Langevin, Helene M., et al. "Biomechanical response to acupuncture needling in humans." Journal of Applied Physiology 91.6 (2001): 2471-2478.
http://jap.physiology.org/content/91/6/2471
[5]Langevin, H. M., Konofagou, E. E., Badger, G. J., Churchill, D. L., Fox, J. R., Ophir, J., & Garra, B. S. (2004). Tissue displacements during acupuncture using ultrasound elastography techniques. Ultrasound in medicine & biology,30(9), 1173-1183.
http://www.uth.tmc.edu/schools/med/rad/elasto/download/2004/langevin.h.etal_UMB_V30.9.2004.pdf
[6] Langevin, H. M., Bouffard, N. A., Badger, G. J., Iatridis, J. C., & Howe, A. K. (2005). Dynamic fibroblast cytoskeletal response to subcutaneous tissue stretch ex vivo and in vivo. American Journal of Physiology-Cell Physiology,288(3), C747-C756.
http://ajpcell.physiology.org/content/288/3/C747.long
[7] Goldman, N., Chen, M., Fujita, T., Xu, Q., Peng, W., Liu, W., ... & Nedergaard, M. (2010). Adenosine A1 receptors mediate local anti-nociceptive effects of acupuncture. Nature neuroscience, 13(7), 883-888.
http://www.nature.com/neuro/journal/v13/n7/full/nn.2562.html
[8] Langevin, H. M., Fujita, T., Bouffard, N. A., Takano, T., Koptiuch, C., Badger, G. J., & Nedergaard, M. (2013). Fibroblast cytoskeletal remodeling induced by tissue stretch involves ATP signaling. Journal of cellular physiology, 228(9), 1922-1926.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jcp.24356/abstract
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