针刺穴位启动化学信号的时间特性研究

The time character of activation of the acupoint during acupuncture is one of the most important characters of acupuncture effects. During activation of acupoint the local microcirculation, connective tissue, mast cells and nerve ends were proved to interact with each other. In the program we focus on the time character. We had created a novel method to achieve in-vivo quantified real-time recording of fast biological signals. This method is based on microdialysis and use over expressed cells as receptor specific probes. We will test the local concentration changes of ATP, histamine in the acupoint, and 5-HT in the CNS. We will also test the neural activities of afferent fiber from the acupoint. On adjuvant induced arthritis rats this program will compare all these acupuncture effects in different settings of holding and manipulating the needle in acupuncture analgesia of ST-36. Later on the time characters of chemical signals in the acupoint, the signals on afferent, and the acupuncture effects in the CNS will be used in mathematical modeling of the activation process of acupuncture. We would like to reveal the time characters of activation of acupuncture signal. The activation process of acupoint activation will also be discussed.

针刺穴位启动的时间特性是描述针灸疗效的重要特征。穴位启动过程涉及穴位局部微循环、结缔组织、肥大细胞和神经细胞等的交互作用。本项目以穴位特性时间变化为对象，通过改进现有研究手段，提出一种新型的快速生物化学信号实时定量检测方法，利用微透析获得组织液样本，采用过表达特异性受体的细胞作为检测单元，对针刺过程中穴位局部的ATP、组胺浓度变化和中枢5-羟色胺浓度变化进行实时定量测量，同时在线观察穴位处传入神经电生理学信号。项目将对不同针刺刺激状况下，急性佐剂型关节炎大鼠足三里穴位处化学信号的时间特征、穴位传入信号、靶器官相应和穴位结构参数等进行观察与相关性分析，并在此基础上建立涵盖整个过程的生理数学模型，从整体上揭示穴位启动过程的时间特征，讨论穴位启动的机制。

穴位启动化学物质的时间特性是描述针刺效应的关键指标，同时又具有重要的临床意义。为了解这一特性，我们以急性佐剂性关节炎大鼠模型为载体，将微透析探针植入大鼠足三里穴位组织深处提取组织液并输送至过表达P2X3受体的293T细胞处，通过膜片钳放大器实时监测细胞膜电流，由此得知组织液中的化学信号浓度变化情况。依托家兔急性心肌缺血模型，我们结合微透析及高效液相方法，系统地检测了穴位及参考点处腺苷含量变化的时间特性，电针可引起内关穴组织中腺苷含量的显著性升高，停止电针后这一现象消失。而以家兔气囊阻塞可控心肌缺血模型为载体，结合微透析及代谢组学方法，我们得知心肌缺血可导致穴位处皮下微透析液中组氨酸、硬脂酸、9-酮棕榈酸含量显著降低，谷氨酸、苯丙氨酸、3-羟基酸含量显著升高， 针刺干预可显著增加“内关”处谷氨酸、硬脂酸、8-异前列腺素F2α含量，降低内关穴处组氨酸含量。依托佐剂性关节炎大鼠模型，我们记录了针刺前后支配穴位区域的脊髓背根神经信号的变化特征并探索针刺效应的神经信号参与机制。结果表明，动物无论生理状态还是病理状态，针刺都可以提高神经兴奋，使用色甘酸钠后会抑制神经放电，直接注射肥大细胞脱颗粒物质组胺对神经兴奋会有累积效应，但是注射组胺H1受体激动剂却没有增加神经兴奋，说明肥大细胞参与了针刺效应，其脱颗粒物质组胺在其中发挥重要作用，但不一定是通过H1受体介导。而为了研究传统针刺手法的力学效应，我们通过建立数值模型来模拟针刺提插的过程，为针刺过程中针体周围组织的力学响应提出了初步的解释。同时，我们构建了针刺下肥大细胞释放组胺和神经兴奋的系统模型，利用数值仿真的手段阐释了肥大细胞颗粒物质组胺在针刺启动效应中扮演重要角色。