一例犬糖尿病导致广泛性下位神经元症候及痛觉异常病例报告
1.病例
主诉:13.6kg,后肢运动腿软,最近饮水多,尿得多,后腿软,用的赖脯胰岛素,打的11IU。
检查:双后肢腿部肌肉萎缩,后肢无力,有软瘫迹象,快糖26.8,mmol/l
2017.2.3
住院:体重13.4kg,入院时后肢轻瘫,无自主排便排尿。患有糖尿病,最近血糖控制不好。3天后前肢轻瘫,后肢深痛丧失,腓肠肌萎缩严重,无自主排尿排便,四肢脊髓反射均有不同程度减弱或消失,四肢均呈现下为运动神经元症候,触诊背部痛觉增敏,感觉异常,神经学检查见单。
X线检查见T10-T12椎间隙轻度狭窄。
诊断:拟广泛性下位运动神经元损伤病症,感觉神经异常,疑糖尿病神经并发症。
治疗:
1、控制血糖,长效胰岛素记录血糖曲线。
2、电针:1)曲池、前三里、臑会、大椎、肾俞;
2)环跳、居髎、足三里、承山、膀胱俞;
低频适宜刺激,20min。
3、白针:肘突、肩中俞、丰隆、六缝、八邪、委中。
4、穴位注射:1)神奇康泰(NGF因子)2ml;
2)甲钴胺 1ml
治疗一次后,痛觉增敏改善且前肢深痛有所好转,但主人担心宠物受罪拒绝再次针灸治疗, 6天后凌晨动物因衰竭死亡。
2.分析
宠物临床对于糖尿病的发生越来与普遍,常见症状为多饮、多尿、多食、体重减轻,然而类似本病例糖尿病所导致的神经症状在兽医临床并不十分常见。糖尿病广泛性下位神经症候(diabetic peripheral neuropathy,DPN)是糖尿病的慢性并发症,DPN 可与糖尿病同时发生,亦可为糖尿病的首发症状或是在糖尿病控制良好后出现,还可能是糖尿病前或糖耐量异常周围神经病和胰岛素介导的周围神经病[1]。然而,糖尿病神经病变发病机制尚未完全阐明,也无有效的治疗方法。因此,早期诊断、预防尤为困难。
2.1 糖尿病广泛性下位神经症候的分类及临床特点
糖尿病周围神经损伤包括弥散性损伤(广泛性下位运动神经元症候)和局灶性损伤(下位运动神经元单神经症候),二者都会造成患者感觉和运动功能的缺失,并伴随重要功能的丧失。其中本病例广泛性下位运动神经元症候是一种对称性的弥散性损伤,尤其是损伤长轴索上的感觉神经元。单神经病变常累及正中神经、尺神经、股外侧皮神经、桡神经、第Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ和Ⅶ颅神经以及胸、腰骶段神经根,临床表现为如腕管综合征,腹股沟韧带处的感觉异常性股痛,动眼神经麻痹,胸段神经根神经病、腰骶神经根神经病等[2]。
从临床上DPN又可分为大纤维神经病变,小纤维神经病变及混合性周围神经病变。①小纤维的神经病变症状:疼痛、感觉异常(呈手袜套样分布)、触诱发痛、麻木、发冷、紧箍感、眼干、嘴干、体位性低血压、胃肠动力改变。体检伴或不伴痛温觉减退及轻触觉减退。②大纤维神经病变:足趾本体感觉减退,踝及以上震动觉减退,远端肌萎缩伴肌无力,腱反射普遍减低。③大小纤维的神经病变为混合性周围神经病变。本病例为混合性周围神经病变,伴有感觉异常、痛觉增敏、触诱发痛、深痛反射减弱。人类医学领域研究发现,约70%的患者为混合性的感觉、运动和自主神经病变,以感觉神经病变为主的占39%,单纯的运动周围神经病变或自主周围神经病变并不多见(各占1%)[3]。
2.2糖尿病广泛性下位神经症候发病机制
2.2.1 遗传因素
人医临床上经常可以见到这种现象存在:一个有严重高血糖的患者从未发生过神经病变;另外一个患者出现高血糖后数年内就出现了明显的神经病变;另外一名患者有明显的糖尿病家族史可能在诊断糖尿病前就出现神经病变, 并且这种现象有明显家族聚集的特征。研究发现, 糖尿病患者的线粒体DNA突变率明显增高,与胰岛素分泌减少以及包括神经病变在内的早期微血管并发症有关。专家认为, 携带ATP10-A1变异基因的1型糖尿病患者易发生DPN(相对危险度为6.5%)[4]。
2.2.2 代谢因素
目前已经明确, 糖尿病患者的血糖长期呈高水平状态, 导致下列一系列代谢紊乱, 干扰了神经组织的能量代谢, 使其结构和功能发生改变。
2.2.2.1 非酶促蛋白质糖基化
蛋白质的非酶糖基化是糖的醛基或酮基与蛋白质中的赖氨酸或羟赖氨酸的ε-氨基结合,并形成糖基化蛋白质的反应过程,此称作Mailard反应。此反应首先形成可逆的早期糖基化产物Schiff碱,进而形成较稳定的Amadori产物,此过程是可逆的。Amadori产物进一步反应,则形成不可逆的糖基化代谢终产物(AGE)。AGE蓄积可引起巨噬细胞特异性反应,刺激血管壁低密度脂蛋白增高,引起动脉粥样硬化和平滑肌增生。高血糖状态可致半衰期长的蛋白质普遍糖基化,神经髓鞘蛋白和微管蛋白糖化显著增加,从而破坏髓鞘的完整性。另外,可引起具有神经分泌和轴索传导的微管系统的结构与功能变化[5]。由于蛋白质非酶糖基化,致使细胞内的一些基质蛋白对周围神经纤维的营养作用受到损害[6]。有人发现AGE 拮抗剂可明显降低糖尿病时神经病变的严重性,因此,目前普遍认为非酶促糖基化作用与糖尿病神经病变关系密切[7]。
2.2.2.2 多元醇、肌醇代谢途径异常
持续高血糖可使多元醇通路活性增高[6]。葡萄糖在神经细胞外的浓度增高,被醛糖还原酶(AR)催化生成较多的山梨醇和果糖, 而神经组织内无果糖激酶, 不能分解果糖, 因此, 二者大量沉积, 导致神经纤维内渗透压增高,神经纤维水肿、变性坏死。葡萄糖与肌醇结构非常相似,高血糖时可竞争抑制神经组织摄取肌醇,导致神经组织内肌醇减少,同时伴有Na+-K+-ATP酶活性下降,使其通过合成磷酸肌醇来调节细胞的功能受损,导致神经纤维结构破坏、神经传导速度(NCV)减慢、脱髓鞘等变化。Vinik在糖尿病鼠实验中发现,早期补充足够的肌醇,并用醛糖还原酶抑制剂,可使NCV改善[6]。
2.2.2.3 维生素与同型半胱氨酸
大量的临床研究发现,同型半胱氨酸(homo
cysteine,Hcy)与糖尿病的慢性并发症有关[8]。Hcy是含硫氨基酸蛋氨酸代谢的中间产物,在体内主要通过两条途径转化,一是Hcy在胱硫醚β-合成酶作用下以维生素B6作为辅因子转化为胱硫醚及同型丝氨酸和半胱氨酸,二是Hcy再甲基化重新生成蛋氨酸。参与Hcy代谢的辅因子缺乏就可引起Hcy转化障碍,使其在血中堆积。糖尿病患者由于饮食限制而使维生素摄入减少,同时患者存在的胰岛素缺乏或作用减弱也可能影响Hcy的分解代谢。过多的Hcy能诱导过氧化氢的产生,增加自由基的活性而产生细胞毒性作用,并能促进平滑肌细胞生长因子的合成、增殖,导致小血管硬化,最终导致神经纤维损伤[8]。
2.2.2.4 其他代谢异常
如脂代谢异常、亚麻酸转变为二酮a亚麻酸, N-乙酰基L-肉毒碱减少、Na+ 泵失调等代谢异常与DPN有一定关系[9]。
2.2.3血管因素
2.2.3.1神经低灌注
糖尿病患者普遍存在大血管和微血管病变。大血管病变可促进动脉硬化,导致脑缺血疾病发病率增加。微血管病变主要表现为毛细血管基底膜增厚、血管内皮细胞增生、透明变性、糖蛋白沉积、管腔狭窄等,易造成神经低灌注。对糖尿病患者的神经活组织检查发现,从轻到重的神经病变,微血管结构逐渐发生变化,如基底膜增厚、内皮细胞增生、动静脉吻合减少;并证明使用血管扩张剂后可使之改善[10]。有研究发现,糖尿病患者有多灶性缺血性近侧神经损害,腓肠神经有大量关闭的毛细血管。对链脲菌素诱发糖尿病鼠的研究表明,神经传导速度减慢和血流不足可通过用血管扩张药、血管紧张素Ⅱ和内皮素-1拮抗剂加以改善,认为神经低灌注是糖尿病神经病变病因学的一个重要因素。
2.2.3.2血管活性因子
目前,对血管活性因子一氧化氮(NO)的研究较多,其在神经生理和神经病理方面的作用被认为是连接糖尿病神经病变血管学说和代谢学说的桥梁。已有发现,NO供体可有效阻止糖尿病所致的神经血流量(NBF)和NCV降低,而一氧化氮合酶(NOs)抑制剂则可使之降低加重。在人和糖尿病鼠的实验中发现,依赖于神经内膜的平滑肌舒张功能受损,推测其可能与NO耗竭或平滑肌对NO的敏感性下降有关。故认为神经内膜NO活性降低对糖尿病神经病变的发生起着一定作用。其他血管活性因子如内皮素(ET)等也与糖尿病神经病变的发生有关。
2.2.3.4神经营养因子
神经营养因子(neurotrophic factors,NTF)是机体产生的能够促进神经细胞存活、生长、分化的一类蛋白质因子[11]。它们由敏感神经元的靶组织释放,与特殊受体结合后,通过轴索逆向转运进入细胞体,可减少神经变性、阻止疾病进程、刺激轴突生长以及促进神经再生。下列神经营养因子与DPN有关。
神经生长因子(nerve growth factor,NGF) 是指机体产生的能够维持交感神经元和感觉神经元生长、发育和功能所必需的营养因子,是神经营养因子家族中发现最早、研究最深入的一类生长因子,
能诱导神经递质的合成、蛋白磷酸化、甲基化以及类似ras蛋白的基因表达所需酶的合成, 对维持神经元的正常功能是必需的[11]。神经生长因子受体(nerve growth factor receptor,NGFR)有两种, 一种为低亲和力的p75型,另一种为高亲和力的TrkA型。研究发现,NGF参与胰腺的正常发育和功能维持,用Trk A受体阻断剂可阻止胰岛发育成熟[12]。文献证实胰岛B细胞可合成和分泌活性NGF,
其分泌受细胞外葡萄糖浓度变化的影响[13] 。
NGF在DPN的发生发展中所起的作用有多种。首先,DPN的发生与NGF及其受体等蛋白表达的减少有密切关系。如实验性糖尿病大鼠坐骨神经中NGF mRNA及蛋白水平明显降低, 背根神经节中Trk A和p75蛋白表达减少,同时受NGF调控的一些基因表达产物,如P物质和降钙素基因相关肽的表达也大幅度减少,程度与病程相关[14]。动物实验证明,糖尿病早期NGF mRNA表达减少,血和尿中NGFp75型受体的免疫活性增强[15]。其次, DPN时外周神经再生受到抑制。研究发现, 正常情况下,坐骨神经损伤早期NGF表达上调,从而诱导巨噬细胞聚集,促进髓鞘降解产物的清除以及分泌各种白细胞介素和营养因子[16]。而DPN大鼠坐骨神经损伤后,巨噬细胞聚集受损、沃勒变性延迟、Schwann细胞增生和轴突再生损伤,这些变化与NGF早期反应延迟一致。最后,NGF能够刺激血管内皮生长因子生成, NGF 减少对血管再生和NO 产生均有影响。
研究报道, 新生大鼠用NGF和6-羟基多巴处理后,其颈上神经节中血管密度增加,并且血管内皮生长因子和神经型一氧化氮合成酶含量也增加, 表明NGF通过促进血管内皮生长因子生成而间接刺激血管再生[17]。将NGF 通过单纯疱疹病毒基因转录至链脲佐菌素(strep tozo tocin,STZ)诱导的糖尿病大鼠的背根神经结内可增加NGF的产生, 从而抵抗周围神经的病变[18]。给STZ 大鼠注射维甲酸后促进NGF的生成,从而在生化、临床及形态学上, 减少大鼠的糖尿病周围神经病变。
胰岛素样生长因子(insulin-like growth factors,IGFs)IGFs是一类具有胰岛素样作用的生长因子, 具有促进神经生长和修复, 以及促进胚胎的发育的作用。IGFs分Ⅰ型和Ⅱ 型(IGF-1 和IGF-2)[19]。已经发现, 轴突和Schwann 细胞中存在IGF-1的基因表达。IGF-1 是Schwann细胞的生长因子之一。实验证明,IGFs能改善其神经修复能力及神经传导速度, 这提示IGFs可能在DPN 发病中有一定作用[9]。进一步研究发现,IGF-1 的mRNA 和蛋白含量的减少与大鼠周围神经的电生理和结构的改变有关。研究发现2 型糖尿病所导致的DPN 患者的血浆中, IGF-1 的含量显著下降[20]。但通过约半年的动物实验发现, 给糖尿病大鼠注射IGF-1后,对DPN的发生没有影响[21]。因此, IGF与DPN的关系仍在研究中。
神经营养因子-3(neurot rophin-3,NT-3)通过3-磷酸肌醇激酶(phosphoinos I tide 3 kinase,PI3K)通路的活化作用来调节感觉神经元基因的表达, 通过调节线粒体的膜电位起到营养交感神经元和大纤维感觉神经元的作用,NT-3合成减少及其高亲和力受体表达减少都将导致DPN的发生, 而补充外源性NT-3可以恢复感觉神经元神经传导速度,但对运动神经元神经传导速度无明显影响[21]。
2.2.5氧化应激
内环境通过氧化与抗氧化平衡建立起氧化还原稳态调定点(redox homeostatic set point,RHST)。一旦内源和外源性的氧化产物超过了机体的抗氧化能力, 反应性氧族(r eactive oxygen species,ROS)水平增高并超过RHST,便形成氧化应激状态。核因子κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)在ROS敏感信号途径的调节过程中起着承上启下的关键作用。氧化应激状态下机体启用氧化还原调节机制增强抗氧化能力,清除过多的氧自由基, 维持体内氧化还原的动态平衡。糖尿病患者体内存在氧化应激,氧化应激能激活生长因子、应激反应元件细胞凋亡通路,同时抑制参与葡萄糖代谢过程的一些细胞因子和细胞色素氧化酶。细胞内无活性的蛋白质堆积可能会增加细胞再利用的负担,从而减少突触向细胞传递生长因子和递质,最终引起细胞凋亡。转录因子被氧化修饰后不仅导致许多蛋白表达减少, 还能使一些促凋亡蛋白表达增加。氧化应激及氧化还原敏感性信号途径,如NF-κB、p38促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase ,p38M APK)和NH末端Jun激酶/应激激活蛋白激酶(NH2-terminal Jun kinase/stress-activated protein kinases, JNK/SAPK)的异常激活导致了包括神经病变在内的糖尿病慢性并发症的发生[22]。氧自由基水平升高, 抗氧化酶可使氧化应激导致的过剩的氧自由基和过氧化物含量减少, 并可阻止DPN的发生和进一步发展, 给DPN的治疗提供了一定基础。
2.2.6炎症反应
大量文献显示,许多非感染性疾病也存在着炎症反应。黏附分子(AMs)是一类调节细胞与细胞间、细胞与细胞基质间相互结合, 起黏附作用的糖蛋白,有维持正常炎症反应和免疫应答的作用,循环AMs(cAMs)与循环白细胞和内皮细胞相互作用[23]。通过对28例糖尿病人类患者随访5年,发现患神经病变者比无神经病变者的P-选择素和细胞间黏附分子-1(ICAM-1)基础值高,随访期间腓神经传导速度减慢超过3m/s者的P-选择素和E-选择素基础值明显增高, 提示cAMs可能在糖尿病神经病变的发生发展中起重要作用[24]。
2.3糖尿病广泛性下位神经症候诊断
人类医学20世纪80年代,Dyck及其同事首先提出了神经缺陷评分(NDS),用来评估神经病变的体征。随后他们又提出了由NDS评分修改而来的针对末梢神经病变的下肢神经病变损伤评分(Neuropathy Impairment Score in the Lower Limbs,NIS-LI),但它过于偏重运动神经功能。Meijer等提出并验证了DNE(diabetic neuropathy examination)评分和DNS(diabetic neuropathy symptom)评分可以判定有无糖尿病周围神经病变,并发现二者与心脏自主功能检查和电生理检查有很强的相关性。多伦多CSS评分(toronto clinical scoring system TCSS)用于门诊DPN的筛查工作和治疗后疗效评估。以上评分虽可用于量化和评估糖尿病神经病变症状的严重程度以及用作糖尿病患者周围神经病变治疗效果的评价,但过于繁琐,费时,难以常规应用,故需要操作更简单、快速、重复性好的新的筛查方法[25]。
2.3.1神经传导速度及动作电位波幅
DPN最常用的检测是神经传导速度(NCV)和动作电位的波幅,表现为传导速度的减慢和动作电位的波幅减低,整条神经纤维的全长均可出现弥漫性的传导异常,且越是远端程度越差。如胫神经和腓肠神经的传导速度减慢的程度一般比正中神经、尺神经的更明显。感觉神经传导速度(SCV)异常常明显高于运动神经传导速度(MCV),NCV可作为DPN早期诊断的指标,尤其是SCV。本病例感觉较运动先受累,可能是传导最快的有髓大纤维先受累。NCV 评价的是传导最快的大直径的有髓Aα和Αβ的纤维的功能,常作为“金标准”评价其他方法,但需专科检测,费时、费力、成本高。
感觉神经的动作电位(sensory nerve action protential,SNAP)波幅对神经损害是否更敏感,目前认为因其正常变异较大且两侧对比存在差异,或引不出,或波幅绝对值低于正常值50%以上才为异常,且SNAP波幅呈非正态分布,使其不便于临床使用[26]。An等[27]发现在诊断DPN 的多项指标中内侧跖肌感觉神经动作电位改变比腓肠肌神经传导更为敏感,它能用于评估NCS正常的DPN 患者。正中-桡浅波幅比值(Median/radia nerve amplituderatial MRAR)最早用于脱髓鞘性神经病,用于DPN 则是因为糖尿病常并发腕管综合征。腓肠-桡浅波幅比值(sural/radial nerveamplitude ratio,SRAR),与有髓纤维密度有关,可反映DPN末梢神经严重程度,其稳定性及灵敏度更高,被认为是轴突性多神经病的早期诊断指标[28]。
2.3.2F波和H反射
F 波是周围神经受到超强刺激后神经冲动逆向沿近端运动纤维向脊髓传导,兴奋前角细胞后的返回电位,主要反映运动神经近端功能。Li等[29]研究发现,F波能作为早期诊断DPN的敏感指标,并可以探测亚临床神经损伤。H反射是用电刺激胫神经后引起腓肠肌收缩的反射性反应,H反射的波幅和最大波幅比值是DPN早期诊断的重要指标。临床上,F波和H 反射与常规NCV相结合,可以提高DPN诊断的阳性率。
2.4糖尿病广泛性下位神经症候药物治疗
糖尿病广泛性下位神经症候与长期严重的高血糖及由此导致的代谢障碍、微循环异常、氧化应激自由基增多、神经营养因子缺乏和自身免疫紊乱等多因素有关[30]。其药物治疗缺乏特异性方法,良好的血糖控制是治疗基础,同时采取包括针对病因和病理生理机制的治疗措施、症状控制的方案、预防和治疗因神经病变而引起的其他器官系统的并发症等。临床上对因治疗多以纠正代谢紊乱为主,辅以神经营养、改善循环、拮抗氧化应激及中医中药等综合治疗措施。
2.4.1纠正代谢紊乱
2.4.1.1 醛糖还原酶抑制剂
醛糖还原酶抑制剂是目前人类医学治疗DPN比较理想的药物,已在人医临床获得广泛应用。主要药物依帕司他,可有效抑制醛糖还原酶的活性,减少山梨醇的含量,从而促进神经功能的恢复,减轻患者症状。此外其还可以增加有髓神经纤维密度、神经髓鞘厚度、轴突面积及轴突圆柱率改善神经供血,从而有效改善神经传导速度[31,32]。乌仁塔娜等[31]将63例DPN人类患者,随机分为两组。治疗组32例,对照组31例,周围神经病变表现为麻木、灼热、发凉等四肢末梢感觉异常或障碍。对照组给予糖尿病饮食和药物的基础治疗;治疗组在此基础上,给予依帕司他片50mg口服,3次/d。两组均连续用药8周。结果两组临床症状疗效比较,治疗组有效率为72%,对照组为13%,两组间差异显著。杨科春等[33]报道,60例DPN患者分别用依帕司他和甲钴胺治疗,结果依帕司他和甲钴胺两组治疗后较治疗前症状均有显著性改善,神经传导速度的测定提示,依帕司他组和甲钴胺组均能一定程度地改善神经传导速度,且依帕司他组疗效优于甲钴胺组。依帕司他在改善患者症状、体征和神经传导速度等方面均有较好疗效,且无明显不良反应。
2.4.1.2 甲基维生素B12
甲基维生素B12(甲钴胺) 甲钴胺为维生素B12钴酰胺制剂,维生素B12是蛋氨酸合成酶的辅酶,此酶参与神经细胞内用于组成轴突的结构蛋白合成。此外,蛋氨酸合成酶还参与卵磷脂的合成,卵磷脂与髓鞘、核糖体膜、线粒体膜、突触及受体等功能直接有关,补充甲钴胺有利于DPN损伤神经的修复。叶亚儿[34]将60例DPN人类患者在控制饮食、适当运动、应用口服降糖药或注射胰岛素等控制血糖的基础上(治疗期间空腹血糖控制在5-9mmol /L) ,给予甲钴胺1000μg+氯化钠注射液100ml,静脉滴注,1次/d,2周后改为口服甲钴胺500μg,3 次/d。4周为一疗程。治疗前后应用自身对照进行疗效评判。60例DPN人类患者经甲钴胺治疗后症状改善总有效率为88.33% (53/60),显效率为25.00%(15/60)。表明甲钴胺在改善糖尿病周围神经病症状有确切的治疗作用,且治疗过程中患者耐受性好,未发现有明显不良反应。
2.4.1.3 小牛血去蛋白提取物
小牛血去蛋白提取物是从发育旺盛的健康小牛血清中提取的一种生物活性物质,含天然氨基酸、小分子肽、糖脂、核苷、碳水化合物及其他生物活性物质,可以不通过蛋白激酶C的途径直接激活丙酮酸脱氢酶,使细胞在缺氧的情况下利用葡萄糖,增加细胞氧的摄入,从而使ATP 生成增加,改善细胞能量代谢,促进神经髓鞘细胞再生,改善微血管病变,增加末梢神经的传导功能,减轻DPN 症状。郝拥玲等[35]将116例糖尿病广泛性下位神经元症候病患者随机分为实验组59例,对照组57例,治疗期间两组患者饮食、降糖方案与前相同,实验组静脉滴注小牛血去蛋白提取物(黑龙江江世药业有限公司生产,商品名新欧瑞) 0.6g,1次/d,连续2周。对照组:甲钴胺(日本卫材制药生产,商品名弥可保) 0.5 mg 肌肉注射,1次/d。结果,实验组有效率91.535%,对照组有效率82.5%,在治疗有效率方面,注射用小牛血去蛋白提取物对糖尿病麻木症状改善有效率高于甲钴胺,在神经传导速度的改善方面与甲钴胺组相似,表明小牛血去蛋白提取物可明显改善周围神经病变的症状和神经传导速度,是治疗DPN的一种有效药物。
2.4.2改善微循环
2.4.2.1尼莫地平
陈妙妆等[36]报道用钙拮抗剂尼莫地平治疗DPN人类患者24例,所有患者均给予血糖严格控制,注射胰岛素或口服降血糖药控制血糖等综合措施,同时给予尼莫地平注射液50 mg(50ml) 以恒速泵静脉注射,液速设定为5ml/h,1 次/d,7d后改为尼莫地平片口服,30 mg,3 次/d,治疗30d,治疗后大多数患者自述症状有不同程度的改善( P <0.001) ,且不良反应少,尤其适用于存在高血压的DPN 患者。
其治疗作用机制为:增加神经末梢周围血流量,改善缺血缺氧;增加神经内毛细血管密度,促进微血管生长;改善神经突触前肾上腺素能反应和直接的神经保护作用。
2.4.2.2前列腺素E及其类似物
前列腺素E及其类似物具有扩张血管和抑制血小板聚集的作用,可有效改善神经血管的血供及代谢,故能改善末梢微循环,从而缓解神经病变的症状。刘扬等[37]将90例2型DPN 人类患者随机分为两组,对照组40例,治疗组50例,两组均采用降压、降糖与降脂等常规治疗。另外对照组予维生素B1 100mg及维生素B12 500μg 肌肉注射,1次/d;治疗组予前列地尔10μg加人氯化钠注射液250ml 静脉滴注,1 次/d;两组共治疗14d。结果经riddi 分析,治疗组总疗效明显优于对照组( P<0.05) 。治疗组治疗后神经传导速度增加的更明显( P<0.05) ,表明前列地尔是治疗DPN有效的药物。
2.4.3神经营养与修复药物
2.4.3.1脑苷肌肽
脑苷肌肽是一种采用现代生物科技制备的富含多种氨基酸和神经节苷多肽的复合剂。其重要成分之一—神经节苷脂,在神经识别,信息传递,促进神经元的萌发突起和促进细胞分裂、增殖等方面发挥着重要作用。神经节苷脂是一种复合型糖脂,是神经细胞膜天然组成成分。其临床功效是促进神经系统重塑,加速神经系统的病变修复。杨红辉[38]将80例糖尿病周围神经病患者随机分成治疗组(40例)和对照组(40例)。治疗组在常规治疗基础上予脑苷肌肽12ml加入300ml的氯化钠注射液中静脉滴注,1次/d,连续2周(1个疗程) 。对照组则给予常规疗法(饮食控制、血糖控制、B 族维生素支持等)。观察两组治疗的临床疗效并测定感觉神经和运动神经的传导速度。结果:治疗组临床有效率达95%,对照组为40%,两组比较差异显著。治疗组在注射脑苷肌肽治疗前后感觉神经和运动神经的传导速度变化指标差异极显著,与对照组比较差异显著(P<0.05)。实验表明脑苷肌肽治疗DPN有明显疗效。
2.4.3.2神经生长因子(NGF)
DPN受累的感觉神经和交感神经,与NGF作用的组织相吻合,糖尿病早期即显示NGF 降低,提示DPN可能涉及NGF作用障碍。NGF 对于神经元的发育、分化和维持正常功能具有极其重要的作用。黄昭瑄等[39]对41例DPN 患者随机对照临床观察,对照组(20例)给予常规糖尿病综合治疗;治疗组(21 例)加用NGF4μg,肌肉注射,1次/d,15d为1 疗程。结果治疗组症状改善率达87.3%,明显高于对照组的57.6%,且未见明显副作用,表明NGF是治疗DPN的一种相对安全、有效的药物。
2.4.4抗氧化应激治疗药物
硫辛酸(alpha lipoic acid,ALA) ,ALA是强效抗氧化剂,可激活酮酸脱氢酶,使磷酸肌酸和肌醇、ATP和ADP之比恢复正常,清除自由基,再生抗氧化物质,是目前治疗DPN 的热门药物。梅海云[40]对76例DPN患者,随机分为治疗组40例,对照组36例。对照组给予维生素B12注射液500μg 肌肉注射,1 次/d,疗程2周;治疗组给予硫辛酸注射液600 mg静滴,1次/d,疗程2周。经2周治疗后,治疗组临床总有效率为87.5%,显著高于对照组的66.6%,差异有统计学意义(P<0.05)。刘伟等[41]应用ALA治疗DPN32例取得良好疗效,对32例DPN患者治疗前后的胰岛素样生长因子的影响进行比较,其运动神经传导速度(MNCV) 和感觉神经传导速度(SNCV) 均明显改善;胰岛素样生长因子(IGF-I)的表达上调,有显著性差异(P<0.05) 。该研究表明硫辛酸能够显著改善DPN患者的神经症状,提高周围神经运动神经传导速度和感觉神经传导速度,疗效安全可靠。
2.5 糖尿病痛觉异常电针治疗机理
研究认为针刺镇痛是一个生理性调整过程,是痛觉传入信号和穴位传入的信号在中枢神经系统内相互作用的结果,神经、体液因素在这个过程中发挥了重要的作用。
电针治疗DPN具有疗效确切、经济方便、安全、没有药物副反应以及从整体、多途径、多靶点发挥镇痛及调节血糖作用等诸多优点,因此关于电针治疗糖尿病神经病理性疼痛的研究越来越受到关注,国内外学者进行了大量的动物实验及临床研究以明确电针治疗糖尿病神经病理性疼痛的机制。
2.5.1直接作用中枢神经系统镇痛
大量的研究和临床经验表明,电针刺激具有良好的镇痛效果。针刺镇痛是一种多通道、多水平的综合过程,通过刺激感受器、神经干和神经末梢,加强了传入粗神经纤维的活动,减弱传入神经细纤维的活动,这两种刺激信息在经过脊髓背角时,于脊髓水平发生相互作用。针刺可使脊髓背角发生突触后抑制,激活内侧网状结构,进而调整丘脑的束旁核。电针可以通过“闸门”机制、中枢内源性阿片肽系统以及其他中枢性因素对疼痛信号的传导产生影响,电针刺激能使闸门关闭而缓解疼痛,并增加激活脑内的内源性阿片多肽能神经元,引起内源性阿片样多肽释放而产生镇痛效果[42]。张吉等[43]认为,针刺镇痛涉及整个神经系统。脊髓是初步对针刺镇痛处理的第一站,脑干是镇痛信息整理的中继站,丘脑是加强针刺镇痛和控制镇痛的协调中枢,边缘系统也对针刺镇痛起协调作用,大脑皮层是最高中枢,对针刺镇痛有兴奋和抑制的双重作用。针刺的信号通过脊髓入脑,经过复杂的整合过程,通过上行抑制束旁核及下行抑制脊髓背角,可以兴奋这个内在的镇痛系统,从而发挥镇痛作用。此外,针刺镇痛的效应也可以通过其他神经递质例如P物质、5-HT、血管紧张素Ⅱ、脑源性神经营养因子的改变反映出来。
电针治疗DPN可通过激活中枢下行抑制系统而达到镇痛作用。中枢痛觉下行抑制系统起始神经元主要位于中脑导水管周围黑质、延髓腹内侧头端网状结构等,这些结构发出轴突沿脊髓后侧索下行与痛觉传入末梢中枢端以及背角感觉神经元形成突触,通过抑制痛觉传入纤维末梢释放兴奋性神经递质以及使背角神经元超极化从而抑制痛觉信号传递。国内已有学者[44]综述了在糖尿病神经病理性疼痛的发病机制中存在中枢下行性抑制系统功能减退,会引起损伤神经的异常放电。而电针刺激可以激活中枢下行抑制系统,其下行冲动经脊髓背外侧索投射至脊髓后角,以调制伤害性信息传入。
2.5.2抑制脊髓背角神经元中枢敏化
中枢敏化是伤害感受的过度刺激可引起脊髓背角神经元兴奋性持续升高的现象。其产生的主要原因是细胞内信号转导通路的激活和细胞的可塑性改变,中枢敏化表现为感受野扩大,对刺激的反应程度加强以及持续时间延长、阈值降低。对中枢敏化机制的研究主要集中在两个方面。
2.5.2.1细胞内信号转导通路的激活
丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)级联信号通路是介导细胞反应的重要信号系统,在细胞的增殖、分化和凋亡过程中发挥重要作用。许多研究表明MAPK级联通路对于痛觉中枢敏化具有重要的调节作用。MAPK信号通路可能在伤害性神经元可塑性变化及痛觉中枢敏感化中扮演“枢纽”的角色,MAPK级联信号通路痛觉中枢敏感化中至少起两方面的作用:①通过磷酸化一些关键膜蛋白调节神经元的兴奋性发挥短期作用;②通过改变基因表达合成新的蛋白长期维持神经元可塑性改变发挥长期作用。在疼痛的发生和维持程中,MAPK级联信号通路发挥调节作用,但其各个亚族活化所发挥的作用时间和部位不尽相同。Chang[45]等在完全弗氏佐剂诱导炎性痛模型中证明,电针(EA)刺激“足三里”和“昆仑”两个穴位,能够有效抑制脊髓中p-p38MAPK的表达。蔡振华[46]等试验证明电针能有效降低p38MAPK的表达,继而改善大鼠的痛觉过敏及运动功能。其他多种信号通路如PKA、PKC、PKG等都共同参与了痛觉中枢敏感化的形成和发展。
2.5.2.2兴奋性神经元传递增强或抑制性神经元传递减弱
兴奋增强主要表现在脊髓背角突触前谷氨酸递质释放的增加或突触后α-氨基羟甲基异恶唑丙酸(AMPA)和N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体表达的增多及功能的增强。抑制减弱主要表现在背角抑制性神经元的凋亡,γ氨基丁酸受体递质和受体的减少等。柯昌斌[47] 等在动物实验中发现糖尿病可导致大鼠脊髓后角mGluR5的表达和活化增强,同时大量释放兴奋性谷氨酸,谷氨酸被激活后通过G 蛋白偶联生成第二信使甚至是第三信使,作用于特定的靶位,形成和维持痛觉过敏和触诱发痛。李翠贤[48]等实验观察发现电针组、假电针组脊髓微透析液中谷氨酸和天冬氨酸含量与同时段模型组比较明显减少,并且电针可以显著减轻实验大鼠的机械痛敏状态,认为电针治疗神经病理性疼痛可能与降低脊髓兴奋性氨基酸的含量有关。闫丽萍[49]等通过研究电针刺激坐骨神经慢性压迫损伤大鼠模型,发现电针能有效地减少脊髓兴奋性氨基酸递质的释放、促进抑制性氨基酸递质释放,并提高大鼠机械痛阈、热痛阈。
2.5.3降低与疼痛相关分子水平的表达
降钙素基因相关肽(Calcitonin gene relatedpeptide, CGRP)是神经系统内最丰富的神经肽之一,它广泛分布于中枢和外周神经系统。CGRP含量改变会使神经系统的功能发生异常。实验表明DPN大鼠脊髓CGRP含量明显下降,而电针刺激可减轻脊髓CGRP的下降程度,可能与电针具有“活血”、改善靶组织微循环及血供,进而表达合成CGRP增多有关[50]。
2.5.4降低血糖血脂、改善微环境及神经传导功能
电针具有调节血糖血脂、改善微环境及促进神经的修复等作用,在治疗DPN 中有一定优势。研究认为,长期高血糖所导致的氧化应激性代谢紊乱是DPN的主要发病机制,氧化应激引起外周神经受损及脊髓背角浅层抑制性中间神经元凋亡,通过中枢敏化而引起病理性疼痛症状。故可以通过降低血糖血脂、改善糖尿病周围神经病变的微环境及神经传导功能、清除氧自由基而达到缓解DPN的症状。
2.5.4.1影响糖、脂代谢及神经传导功能
从DPN的发病机理上来看,其发生的主要原因是由于高血糖状态,故从根本上改善糖脂的代谢能有效缓解DPN的发生发展。有研究发现电针刺激能降低链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病大鼠的血糖水平,刺激双侧的足三里穴能升高血浆胰岛素和β-内啡肽水平。田环环[51]等发现电针刺激糖尿病大鼠胰俞穴能提高胰岛素敏感性、改善胰岛素抵抗、降低血糖血脂,达到治疗DPN的目的。Malik[52]等发现糖尿病周围神经病变的主要形态学特点是有髓神经纤维的脱髓鞘和轴索变性,无髓神经纤维的变性再生,神经内膜微血管病和后期的神经纤维缺失。张秋娟[13]等通过大鼠实验发现电针能改善糖尿病周围神经病变大鼠周围神经有髓纤维的形态及功能,达到防治DPN的作用。因此,电针可通过改善糖脂代谢、降低血糖来治疗DPN,或改善糖尿病周围神经病变、恢复神经传导功能而减少DPN的发生。
2.5.4.2改善微环境及清除氧自由基
电针具有改善DPN患者微循环障碍及神经细胞缺血缺氧,减轻或消除体内淤血,并降低血粘度等作用。糖尿病时支配神经的毛细血管会出现管壁肥厚、内皮细胞肿胀增生、基底膜肥厚、管腔狭窄等病理变化,导致供血神经缺血缺氧并降低Na+-K+-ATP活性,进而发生神经变性坏死[54]。而电针具有改善微循环和血液流态的作用,陈丁生[55]等在实验中证实电针能改善糖尿病大鼠坐骨神经及其支配的靶组织的微循环、提高Na+-K+-ATP活性,进而改善糖尿病患者的神经形态及功能、增加神经及其支配的肌肉的血流量。有研究表明电针能有效降低血糖血脂、血液粘度及P-selectin、E-selectin等粘附分子水平,达到全身治疗的作用。
2.5.5针灸对DPN作用的其他机制
2.5.5.1小胶质细胞
脊髓小胶质细胞是电针镇痛新的研究靶点,研究发现电针能抑制小胶质细胞及MAPK传导通路活化,达到镇痛及防治DPN的目的。研究表明,小胶质细胞在糖尿病神经病理性疼痛的发生与发展中具有重要作用,主要与小胶质细胞的活化、MAPKs信号通路的转导有关,而MAPK传导通路的激活在机械性痛觉过敏中起重要作用。研究发现,脊髓小胶质细胞与STZ 诱导的糖尿病DPN的发生发展密切相关,小胶质细胞在活化后主要通过p38MAPK信号转导通路与钙调蛋白依赖的蛋白激酶途径激活,并释放多种炎性因子(IL-1β、IL-6、TNF-α 等)以及增加COX-2和iNOS的表达,参与介导DPN的形成,触发一系列复杂的疼痛反应。Daulhac[56]等实验中证实,在STZ诱导DPN中,p38MAPK的激活对疼痛的维持起重要作用,并增加腰段脊髓和背角神经根活化的p38MAPK。GimGT[57]等发现给予神经病理性疼痛的模型的大鼠行电针治疗,可以抑制小胶质细胞的激活、减少炎性因子的释放或抑制炎症,从而缓解机械性及热痛觉过敏。Choi DC[18]等在脊髓损伤(SCI)模型中也发现,电针是通过抑制小胶质细胞活化及炎症反应,抑制小胶质细胞上超氧阴离子诱导的p38MAPK和ERK的激活,抑制小胶质细胞的ERK信号传导通路使PGE2水平减少,从而减轻SCI大鼠神经病理性疼痛。
2.5.5.2神经营养因子
电针可通过增加脊髓和外周神经的神经营养因子(Nerve growth factor,NGF)的表达来缓解DPN的症状。神经营养因子是指机体产生的能够促进神经细胞存活、生长、分化的一类蛋白质因子,具有引起神经元形态学差异,加强神经修复和再生,为神经元提供营养、改善细胞代谢,促进结构蛋白和功能蛋白的合成等生理特征。神经营养因子包括神经生长因子(NGF)、胶质细胞源性营养因子(glial cell line-derivedneurotrophic factor, GDNF)和胰岛素样生长因子等。
神经生长因子(NGF)具有刺激轴突生长,维持轴突口径,阻止成年神经元损伤后神经元的死亡以及调节神经递质传递等功能。高[59]等研究表明在大鼠糖尿病模型中,造模一周即出现明显的机械痛阈下降,脊髓背角和背根神经节内NGF表达水平出现显著下调,且NGF表达水平与机械痛阈存在正相关性,说明大鼠糖尿病神经病理性疼痛的发生与周围和中枢神经系统的NGF动态变化具有相关性,即当背根神经节中NGF降低时会伴随痛觉过敏,而当NGF在脊髓背角神经元内进一步下降时会伴发触诱发痛。Steinbacher[60]等发现STZ诱发糖尿病大鼠颈上神经节中NGF显著减少,Rask[61]等报道糖尿病大鼠小腿肌肉和坐骨神经中NGF mRNA水平在早期即可出现降低,还有研究发现糖尿病神经病变患者皮肤NGF和P物质(SP)含量下降,并且与感觉功能的损害程度相关。Manni等[62]发现电针刺激疗法可以有效缓解STZ 诱导的DPN 大鼠的热痛觉过敏, 其机制是增加了脊髓和外周神经中神经生长因子的合
2.5.5.3细胞周期素依赖性蛋白激酶5
细胞周期素依赖性蛋白激酶5(cyclin-dependent kinase-5,CDK5)是细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶家族中的一个特殊成员,但CDK5不参与细胞周期调控,这是因为其激活因子p35和p39主要分布在有丝分裂后的神经元中。已有文献表明CDK5在糖尿病及疼痛的发生发展中具有重要的作用。Hwang[63]等人研究发现,在STZ诱导的糖尿病大鼠中存在机械痛敏及脊髓p35 表达下降,同时表明电针刺激会防治DPN大鼠的热和机械痛敏还可使p35,的表达增加,在电针联合一个有效剂量的NMDA受体拮抗剂(MK-801)治疗DPN时,p35的表达会增加并且会减少p35裂解为p25。
3.小结
近年来对电针治疗DPN的机制已取得一定的进展,电针镇痛涉及整个中枢神经系统,减轻中枢敏化、改善糖脂代谢及神经传导、促进神经营养因子表达及抑制小胶质细胞的活化等途径在电针治疗DPN中也起到一定的作用。但是电针治疗DPN的机制及其复杂,且是多种机制相互影响,因此,尚需要进一步的研究,为兽医临床治疗DPN提供科学的理论依据。