中醫和針灸在現在研究上最大的困難之一莫過於如何解釋「經絡」。經絡是中醫針灸的重要的基礎理論。中醫認為經絡是氣血的通道,穴道位於經絡上,而針灸就是刺激穴道疏通與調節氣血達到治療的效果。雖然中醫古籍說明了經絡的功能和位置,臨床上也無法否認針灸有一定的效用,但經絡在哪裡、和神經血管肌肉的相對位置與交互作用是什麼,始終成謎。而今天介紹的這篇研究,就為解答這個問題打開一扇曙光。

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這此之前,從西方也開始接觸針灸以來,中西方皆努力在解剖組織上證明經絡的存在。1953年德國醫師理查.庫恩[1]發現穴道的附近的電阻較低,首次以物理性質驗證穴道的特殊性。說明穴道位置可能不是古人隨便說說,而且間接證實穴道有些和周遭組織不同的解剖或是生理的特殊性造成電阻和周圍區域不同。日本研究者中谷義雄(Yoshio Nakatani)和山下久美(Kumio Yamashita)也在1977年的著作 《良導絡針灸》(Ryodoraku Acupuncture)[2]中再度證實了穴道獨特的低電阻特徵。後續的研究也發現,許多穴道位於神經叢附近和神經末梢密集的區域[3]。這或許也解釋了穴道特殊的電學性質。

 

穴道的研究上一次進入主流科學家的視野,是2010年一篇《自然.神經生物》(頂級科學雜誌《自然》的子期刊)的投稿。來自羅徹斯特大學麥根.尼德噶德(Maiken Nedergaard)團隊的研究發現了一種可能能解釋穴道療效的分子生物機制[4]。她們發現針灸刺激小鼠膝蓋附近的足三里穴會釋放腺苷 (adenosine),而這個機制可能解釋了針灸的止痛作用。

 

這篇在去年登上頂級科學雜誌《自然》的研究則試圖解釋針灸足三里的抗發炎療效,並更近一步試圖以特定神經的分佈來解釋穴道的分佈,嘗試以生理解剖特性解釋穴道和經絡[5]。來自哈佛大學醫學院的馬秋富團隊發現一群支配後肢筋膜(hindlimb fascia)的神經—PROKR2ADV 神經對於電針足三里穴(ST36)引發的抗發炎反應至關重要。之前的研究發現,電針(以電刺激刺激穴道)足三里可以降低發炎反應。藉由降低血液中細胞激素(cytokine)包括TNF IL-6,電針足三里降低了可能導致敗血病的『細胞激素風暴』。之前的研究推測電針足三里誘發的抗發炎效果的機制是藉由刺激迷走神經-腎上腺傳導路徑(vagal-adrenal axis),但並不清楚電針足三里如何激活迷走神經路徑。在這個研究中,馬秋富團隊試圖找到電針足三里和迷走神經-腎上腺傳導路徑之間的連結。

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為了說明PROKR2ADV 神經就是連結足三里和迷走神經-腎上腺傳導路徑之間不可或缺的拼圖,作者測試抑制PROKR2ADV 神經是否會抵消電針ST36產生的抗發炎作用。研究證實了作者的猜想,抑制PROKR2ADV 神經後,電針足三里所產生的抗發炎效果就消失了,細胞激素濃度和小鼠存活率與沒有電針的組別相似。另外,切除迷走神經同樣也會消除電針足三里所產生的抗發炎作用,說明電針足三里產生的抗發炎作用是藉由迷走神經所產生。

 

那直接刺激PROKR2ADV 神經是否也會和電針有同樣的效果,也同樣會藉由激發迷走神經-腎上腺傳導路徑抑制發炎呢?作者使用光遺傳學的方法PROKR2ADV 神經表現光鈣離子通道,當光刺激這個區域時,就能在不影響其他神經的情況下單獨激活有表現光鈣離子通道的PROKR2ADV 神經。以光遺傳學刺激PROKR2ADV 神經後發現迷走神經被激活、腎上腺釋放正腎上腺素、腎上腺素和多巴胺、發炎反應降低(細胞激素TNF, IL-6的量下降)、小鼠的存活率上升,與電針ST36的效果相同。直接刺激PROKR2ADV 神經和電針足三里有相同的抗發炎效果,說明電針足三里的抗發炎機制確實是藉由刺激PROKR2ADV 神經和迷走神經-腎上腺傳導路徑所產生的。

 

接者,作者進一步測試是否所有的後肢神經都有迷走-腎上腺傳導路徑。作者發現只有總腓骨神經(common peroneal nerve)有迷走-腎上腺傳導路徑並進一步產生抗發炎反應,而股外側皮神經(lateral cutaneous nerve)則似乎和此傳導路徑無關。總腓骨神經支配(innerve)筋膜(fascia),而股外側皮神經則是支配皮膚。切除總腓骨神經消除電針足三里 的抗發炎作用,而切除股外側皮神經則對此沒有影響。刺激腳後側肌肉的承筋穴(BL56)穴也無法引發抗發炎作用。說明只有PROKR2ADV經過的地方能激活迷走-腎上腺傳導路徑並引發抗發炎作用。

 

最後,如果PROKR2ADV如此特別,有沒有可能藉由刺激PROKR2ADV經過的其他區域引發抗發炎作用呢?作者發現手三里也有PROKR2ADV經過,而刺激手三里也能有抗發炎的效果,進一步證實電針的抗發炎療效確實是由PROKR2ADV神經所引發的。而且暗示也許我們已經找到一部分解剖學上的經絡了,某些經絡很有可能就是PROKR2ADV通過的位置。或是,也許至少可以推測部分陽明經正是PROKR2ADV通過的位置(因為手三里和足三里分別是手陽明大腸經漢足陽明胃經的穴位)。

 

作者馬秋富說:「從神經的分佈,我們幾乎可以準確的預測電針哪裡會有效、哪裡沒有效。……這為穴道位置的選擇性和專一性提供了神經解剖學上的解釋。」[7]

 

 

延伸閱讀:

1. 劉姿婷 (2021). 針灸抗發炎的學理證據?與第二型促運動 受體驅動迷走-腎上腺軸線有關, 科學月刊480

https://www.scimonth.com.tw/archives/5526

 

2.  Caruso, C. (2021). How acupuncture fights inflammation. The Harvard Gazette.

https://news.harvard.edu/gazette/story/2021/11/researchers-pinpoint-how-acupuncture-targets-inflammation/

 

作者/繪圖:

蝦喵(Abby),康乃爾大學神經生物學博士,現為麻省理工腦與認知科學所博士後研究,主要專注於以模型解釋小鼠的決策行為和研究各腦區在決策時的作用,希望從認知失調去理解心理疾病的生理機制。

 

參考資料:

1. Croon, R. (1953). Elektro-Neuraldiagnostik. Acta Neurovegetativa5(3), 352-398.

2. Nakatani, Y., & Yamashita, K. (1977). Ryodoraku Acupuncture: A Guide for the Application of Ryodoraku Therapy: Electrical Acupuncture, a New Autonomic Nerve Regulating Therapy. Ryodoraku Research Institute.

3. Li, A. H., Zhang, J. M., & Xie, Y. K. (2004). Human acupuncture points mapped in rats are associated with excitable muscle/skin–nerve complexes with enriched nerve endings. Brain research1012(1-2), 154-159.

4. 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 neuroscience13(7), 883-888.

5. Liu, S., Wang, Z., Su, Y., Qi, L., Yang, W., Fu, M., ... & Ma, Q. (2021). A neuroanatomical basis for electroacupuncture to drive the vagal–adrenal axis. Nature598(7882), 641-645.

6. Torres-Rosas, R., Yehia, G., Peña, G., Mishra, P., del Rocio Thompson-Bonilla, M., Moreno-Eutimio, M. A., ... & Ulloa, L. (2014). Dopamine mediates vagal modulation of the immune system by electroacupuncture. Nature medicine20(3), 291-295.

7. Caruso, C. (2021). How acupuncture fights inflammation. The Harvard Gazette.

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